压缩机外壳组件及具有压缩机外壳组件的涡轮发动机制造技术

本实用新型专利技术提供一种压缩机外壳组件及具有压缩机外壳组件的涡轮发动机，所述压缩机外壳组件包括：前压缩机外壳、可卸盖和密封组件。压缩机外壳中段设有：空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组件；以及盖凹槽，所述盖凹槽适用于接纳所述可卸盖。所述可卸盖固定所述密封组件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
压缩机外壳组件及具有压缩机外壳组件的涡轮发动机
本技术总体上涉及一种涡轮发动机部分，确切地说，涉及一种压缩机外壳组 件。
技术介绍
涡轮发动机根据公知原理运行，其中输入的大气流沿轴向延伸的流动通道流过所 述发动机。在至少一些涡轮发动机中，至少一部分的输入空气在发动机的压缩机部分中进 行压缩，随后在燃烧器部分中与燃料混合并点燃以产生高能高温的排出气体流。高温气体 流离开所述燃烧器并流过涡轮机部分，所述涡轮机部分从排出气流中提取能量，以驱动压 缩机并提供有用功，例如驱动飞行中的飞机或发电。 在已知燃气涡轮发动机的压缩机和涡轮机部分中，叶片围绕发动机的中心轴旋 转。发动机效率至少部分取决于最大限度地减小泄漏，以最大限度地增加气流与叶片之间 的交互。在已知的涡轮机中，效率低下的一个根源是泄漏气体流过叶片尖端以及叶片尖端 与周围的发动机外壳之间。尽管可以通过在紧密公差范围内制造配套零件来获得精密公差 配合，但是此类制造方法成本十分高昂且耗时，并且可能导致外壳内表面发生磨损。 因此，为了增加发动机效率，至少一些涡轮机通过沿外壳的内表面设置密封元件 来减少叶片尖端与外壳之间的泄漏。已使用多种密封技术。通常情况下，已知的密封元件 会随时间的推移而效率降低，并且可能需要更换。 但是，为了更换已知的密封元件，发动机外壳和转子必须从发动机中拆除，以便工 人能够接近密封元件。此类过程会大幅增加维修成本，并且可能导致发动机停机时间延 长。
技术实现思路
针对必须拆除涡轮发动机的压缩机外壳中段的问题，本技术提供了一种解决 方案，以便检修压缩机的零级密封组件。 根据一个示例性非限定实施例，本技术涉及一种压缩机外壳组件。所述压缩 机外壳组件包括前压缩机外壳、可卸盖和密封组件。所述压缩机外壳组件还包括：压缩机外 壳中段，所述压缩机外壳中段具有空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组件；以及盖凹槽， 所述盖凹槽适用于接纳可卸盖，所述可卸盖固定所述密封组件。 在另一个实施例中，本技术提供了一种涡轮发动机，所述涡轮发动机具有压 缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述压缩机外壳具有形成于所 述内表面上的空腔以及形成于所述正表面上的凹槽。所述涡轮发动机还包括：多个弓形密 封段，所述多个弓形密封段配置用于插入所述空腔中；以及可卸盖，所述可卸盖设置成与所 述弓形密封段接触并且以可拆除的方式固定到所述压缩机外壳中段。 在另一个实施例中，本技术提供了一种组件，所述组件具有压缩机外壳中段， 所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述内表面具有空腔并且所述正表面具有盖凹 槽。所述组件包括多个弓形密封段，所述多个弓形密封段配置用于插入所述空腔中。所述 组件还包括可卸盖，所述可卸盖适用于插入所述盖凹槽中，所述可卸盖设置成与所述多个 弓形密封段中的至少一些弓形密封段接触并且固定到所述压缩机外壳。 通过结合附图阅读以下对优选实施例的更详细描述，将清楚地了解本技术的 其他特征和优势，所述附图以示例方式示出本技术特定方面的原理。 【附图说明】 图1是沿涡轮发动机纵轴截取的涡轮发动机的截面图。 图2是外壳组件的一个实施例的详细截面图。 图3是密封组件的一个实施例的截面图。 图4是压缩机外壳中段的一个实施例的截面图。 图5是可拆除盖的一个实施例的截面图。 图6是第一压缩机级的轴向视图，其示出了示例性密封组件。 【具体实施方式】 本说明书中公开的实施例提供了一种接近零级密封组件的简便方式，而无需拆除 压缩机外壳中段。这通过可卸盖来实现，所述可卸盖固定到压缩机外壳中段，用于将所述零 级密封组件固持在适当位置。拆除所述可卸盖即可接近所述零级密封组件。 图1是从延伸穿过涡轮发动机11的纵轴12截取的涡轮发动机11的截面图。在 示例性实施例中，涡轮发动机11还包括压缩机13,所述压缩机具有多片转子叶片15,所述 转子叶片周向间隔设置、并从转子轮19向压缩机外壳中段17径向延伸，共同形成转子轴。 定子叶片20设置在邻近每组转子叶片15处，并且组合形成多个级21中的一个级。定子叶 片20以固定方式连接到压缩机外壳中段17,并且径向向内延伸以与转子轮19交界。多个 级21中的每个级引导压缩空气流穿过压缩机13。转子叶片15被压缩机外壳中段17围绕， 以使环形间隙（图1中未图示)界定在压缩机外壳中段17与每片转子叶片15的转子叶片尖 端23之间。 每个间隙的大小设置成促进最大限度地减少绕过转子叶片15的压缩空气量。具 体来说，在示例性实施例中，密封组件25用于压缩机外壳中段17与转子26之间，以大体密 封两者之间的间隙。具体来说，密封组件25促进减少压缩机外壳中段17与转子叶片尖端 23之间的压缩空气旁流。在示例性实施例中，压缩机13包括十八个单独的级21。或者，本 说明书中所述的密封组件25可以在具有任意数量级的任意合适类型压缩机中实施。入口 导流叶片（IGV27)置于转子叶片15的上游。IGV27将空气流输送到转子叶片15上。 在运行中，空气从入口 16流入涡轮发动机11中，并向压缩机13流动。定子叶片 20引导压缩空气流向转子叶片15。压缩空气向转子叶片15施加原动力，以压缩流过多个 级21中的每个级的空气。 图2中示出了图1中所示的外壳组件31的细节区域29的放大图。外壳组件31 设置在邻近IGV27、零级转子35和零级定子37处。零级密封组件39设置在邻近零级转子 35处。外壳组件31包括压缩机外壳中段17和前压缩机外壳22。压缩机外壳中段17和前 压缩机外壳22通过外壳紧固件41紧固。外壳组件31还包括可卸盖43,所述可卸盖设置在 前压缩机外壳22与压缩机外壳中段17之间。可卸盖43是弓形构件(具有弓形形状)。外 壳组件31还包括零级密封组件39,所述零级密封组件通过可卸盖43固定到压缩机外壳中 段17。零级密封组件39包括可拆除的密封支撑件45和密封件47。可卸盖43可以通过盖 紧固件49紧固到压缩机外壳中段17。可拆除的密封支撑件和密封件通过密封紧固件51接 合。 图3示出了零级密封组件39的详细截面图。零级密封组件39包括T形构件63， 所述构件具有底座65、上表面66、第一突起67、侧表面68和第二突起69。密封件47可以 包括易受磨损密封表面、梳状密封表面、刷状密封表面和/或使零级密封组件39等能够具 有本说明书中所述功能的任何密封表面。密封表面70可以通过热喷涂、涂刷和/或烘烤方 法形成，并且可以由金属材料、陶瓷材料或者使密封表面70等具有本说明书中所述功能的 其他任何材料制成。密封表面70可以包括多个硬毛，所述硬毛由金属或非金属材料形成， 例如陶瓷、碳纤维和/或硅石。 图4是压缩机外壳中段17的一部分的截面图。压缩机外壳中段17具有正表面 71、水平内表面73和垂直内表面75。压缩机外壳中段17具有槽口 77,所述槽口 77配置用 于与零级密封组件39的第一突起67接合。压缩机外壳中段17还设有盖凹槽79,所述盖凹 槽配置用于与可卸盖43接合。 图5是可卸盖43的截面图。可卸盖43设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩机外壳组件，包括： 前压缩机外壳； 可卸盖 密封组件 压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有：空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组件；以及盖凹槽，所述盖凹槽适用于接纳所述可卸盖；以及 其中所述可卸盖固定所述密封组件。

【技术特征摘要】
2012.12.20 US 13/7218031. 一种压缩机外壳组件，包括： 前压缩机外壳； 可卸盖 密封组件 压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有：空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组 件；以及盖凹槽，所述盖凹槽适用于接纳所述可卸盖；以及 其中所述可卸盖固定所述密封组件。2. 根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述可卸盖以可拆除方式紧固到所述 压缩机外壳中段。3. 根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述空腔配置用于避免所述密封组件 沿径向移动。4. 根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述密封组件包括T形构件，所述T形 构件具有第一突起和第二突起，并且其中所述空腔具有槽口，所述槽口适用于接纳所述第 二突起。5. 根据权利要求4所述的压缩机外壳组件，可卸盖具有盖槽口，所述盖槽口适用于接 纳所述第一突起。6. 根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述可卸盖包括弓形构件。7. 根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述前压缩机外壳设置成与所述可卸 盖接触。8. -种具有压缩机外壳组件的涡轮发动机，包括： 压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述压缩机外壳中段具 有形成于所述内表面上的空腔以及形成于所述正表面上的凹槽； 多个弓形密封段，所述多个弓形密封段配置用于插入所述空腔中； 可卸盖，所述可卸盖设置成与所述多个弓形密封段中的至少一个弓形密封段接触、并 且以可拆除的方式固定到所述压缩机外壳中段。9. 根据权利要求8所述的涡轮发动机，其中所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段 包括密封表面，所述密封表面沿所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段延伸整个周向长 度。10. 根据权利要求9所述的涡轮发动机，其中所述密封表面包括以下项中的一项：易受 磨损密封表面、梳状密封表面和刷状密封表面。11. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S埃卡纳亚克，AI西皮奥，JP里佐，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US