总成的示例性压缩机级的轴向视图。
[0029]图4是图1中所示的涡轮发动机总成的轴向截面图。
[0030]图5是图1中所示的涡轮发动机总成的示意图，其中包括以通信方式连接到所述动态密封装置的控制器。
【具体实施方式】
[0031]本说明书中所述的实施例提供了一种涡轮发动机总成，所述涡轮发动机总成包括可用于帮助提高涡轮发动机的效率的动态密封装置。具体来说，本说明书中所述的涡轮发动机总成包括转子盘以及从所述转子盘径向向外延伸的多个转子叶片。所述涡轮机还包括至少部分围绕所述转子叶片的外壳。间隙限定在所述外壳与所述转子叶片的外尖端之间。至少一个动态密封装置能够动态地改变所述间隙以调整所述间隙并且帮助提高涡轮机效率和/或涡轮机耐久性。在至少一些实施方案中，所述动态密封装置可以在涡轮发动机的运行期间插入密封件并且/或者从所述涡轮发动机移除密封件。
[0032]通过动态插入密封件和从涡轮发动机移除密封件，可以在涡轮发动机的具体运行模式期间调整间隙。在一个实施方案中，动态密封装置连接到控制器和传感器，所述传感器测量与所述涡轮发动机的运行条件相关的至少一个特性。在该实施例中，所述动态密封装置通过在涡轮发动机的稳态运行条件下插入用于减小涡轮机间隙的密封件来帮助提高涡轮发动机的效率。在另一个实施方案中，所述动态密封装置通过在预定发动机运行条件下，例如，启动条件、瞬间条件和关机条件下从所述涡轮发动机移除所述密封件来提高所述密封件和/或所述涡轮发动机的耐久性和可靠性。在另一个实施方案中，所述动态密封装置能够通过手动请求从所述涡轮发动机移除所述密封件。
[0033]图1示出了示例性涡轮发动机总成10,所述涡轮发动机总成包括燃气涡轮发动机12和至少一个动态密封装置14。在该示例性实施例中，涡轮发动机12包括进气部分16、压缩机18、燃烧器部分20、润轮机22和排气部分24。压缩机18、燃烧器部分20和润轮机22全部连接到中央转子轴26。燃气涡轮发动机12还包括外壳28，所述外壳28至少部分围绕压缩机18、涡轮机22和转子轴26。外壳28包括外壳内表面30和外壳外表面32。在该示例性实施例中，动态密封装置14连接到外壳外表面32。
[0034]如箭头所示，空气从进气部分16进入燃气涡轮发动机12并且流入压缩机18中。压缩机18包括转子叶片(图1中未图示)的多个级(图1中未图示)，其压缩所述空气，然后将其输送到燃烧器部分20。燃烧器部分20包括位于压缩机18与涡轮机22之间的一组燃烧器34。压缩机18提供的压缩空气进入燃烧器34中并且与燃料混合，然后点燃以产生高温燃烧气体的排气流，所述排气流在涡轮机22中驱动转子叶片。具体来说，所述高温燃烧气体流过涡轮机22的转子叶片并且驱动转子轴26以驱动压缩机18和/或发电机(未图示)。高温燃烧气体经由排气部分24从涡轮发动机12排出。在该示例性实施例中，燃气涡轮发动机12包括至少一个密封件(图1中未图示)，所述密封件连接到动态密封装置14和外壳内表面30。所述至少一个密封件帮助减小压缩机18和/或涡轮机22中围绕转子叶片的气体泄漏。
[0035]图2是沿延伸穿过燃气涡轮发动机12的纵轴36截取的燃气涡轮发动机12的截面图。在该示例性实施例中，燃气涡轮发动机12包括转子组件37，所述转子组件37具有多个周向隔开的转子叶片38，所述转子叶片38具有尖端40。转子叶片38从连接到转子轴26(如图1中所示)的转子盘42向连接到外壳28的定子组件43径向向外延伸。定子轮叶44安置在邻接每组转子叶片38处，并且与转子叶片38协同工作，以形成转子级46。每一级46引导压缩空气流47穿过压缩机18。具体来说，压缩机18限定环形流动区域48，所述环形流动区域48延伸在外壳内表面30与转子盘42之间，并且每一级46引导压缩空气流47穿过环形流动区域48。转子叶片38至少部分被外壳28围绕，以便环形间隙，本说明书中称为间隙50限定在外壳内表面30与每个转子叶片38的尖端40之间。
[0036]密封件52插入每个转子叶片38与外壳内表面30之间，以帮助减少绕过转子叶片38的压缩空气47。具体来说，在该示例性实施例中，密封件52插入压缩机外壳28与转子叶片38之间，以大体上密封间隙50。如下文详述，密封件52可以通过动态密封装置14(图2中未图示)插入和/或移除，以帮助调整间隙50。在该示例性实施例中，密封件52可用于多个级46中。或者，密封件52可仅用于单个级46中。在该示例性实施例中，密封件52可以由任何材料制成，例如，但不限于，金属材料、陶瓷材料、塑料材料、橡胶材料和/或它们的任何组合。在一些实施方案中，密封件52至少部分柔软。
[0037]尽管相对于多级燃气涡轮机12来描述，但是密封件52和动态密封装置14可以用于单级气体压缩机、蒸汽涡轮机或者能够使涡轮发动机总成10如本说明书中所述运行的其他任何涡轮机中。此外，尽管描述为用于压缩机部分18中，但是动态密封装置14可用于涡轮机22中和/或使涡轮发动机总成10能够如本说明书中所述运行的其他任何位置中。
[0038]图3是压缩机18的级46的轴向视图，所述级包括外壳28、转子叶片38和密封件52。在该示例性实施例中，环形止动凹槽54限定在外壳28的外围并且围绕所述外围延伸。具体来说，止动凹槽54限定在外壳内表面30中，并且经过大小调整和定向，以将可更换的密封件52接纳在其中。止动凹槽54包括径向内槽56、径向中间槽58和径向外槽60。
[0039]在该示例性实施例中，内槽56由一对相对的内侧壁62限定，所述内侧壁62大体上彼此平行。中间槽58由一对中间侧壁64限定，所述中间侧壁64大体上彼此平行。类似地，外槽60由一对相对的外侧壁66限定,所述外侧壁66大体上彼此平行。在该不例性实施例中，内侧壁62、中间侧壁64和外侧壁66定向成使得止动凹槽54大体上呈T形。具体来说，内槽56轴向延伸的距离大于中间槽58，并且中间槽58轴向延伸的距离短于外槽60。或者，止动凹槽54可以具有使得密封件52能够如本说明书中所述运作的任何形状或定向。
[0040]此外，在该示例性实施例中，密封件52通过止动凹槽54以可拆除方式连接到外壳28，并且包括径向内部68、径向外部72和延伸在两者之间的颈部70。径向内部68、颈部70和径向外部72围绕外壳28周向延伸。在该示例性实施例中，颈部70的宽度窄于径向内部68和径向外部72，以便于将密封件52固定在止动凹槽54内。具体来说，径向内部68由内侧壁62轴向约束，颈部70由中间侧壁64轴向约束，并且径向外部72由外侧壁66轴向约束。或者，密封件52可以是使密封件52能够以可拆除方式连接到外壳28的任何大小或形状。
[0041]此外,在该不例性实施例中,密封件52的径向内部68具有径向内密封表面74。间隙50限定在密封表面74与转子叶片尖端40之间。在一些实施例中，转子叶片38包括多个密封齿76，所述密封齿76从尖端40径向向外延伸。密封齿76帮助减少从间隙50的泄漏。在一个实施方案中，密封齿76与密封表面74接触，以进一步减小间