用于涡轮机的成形蜂窝密封件制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机的成形蜂窝密封件。一种涡轮机（２）包括具有内表面（３８）的外壳（３）、压缩机（４）、涡轮（１０）以及包括多个叶片部件（８，１４）的构造为压缩机和涡轮中的一个的一部分的旋转部件（１２）。多个叶片部件（８，１４）中的各个均包括基部部分（４４）和末梢部分（４５）。涡轮机还包括安装到外壳内表面上的邻近旋转部件的蜂窝密封部件（５０）。蜂窝密封部件包括具有在其中形成变形区域（７０，９６，１１９，１３７）的成形表面。变形区域包括入口区域和出口区域。入口区域与多个叶片部件中的各个的末梢部分隔开第一距离以及出口区域与多个叶片部件中的各个的末梢部分隔开第二距离。第二距离大致等于或小于第一距离。

【技术实现步骤摘要】

文中所公开的主题涉及涡轮机的领域，且更具体地涉及用于涡轮机的成形蜂窝状 密封件。
技术介绍
涡轮机通常包括可操作地连结到涡轮上的压缩机。涡轮机还包括燃烧器，该燃烧 器接收相混合并点燃以形成热气体的燃料和空气。热气体然后朝向涡轮叶片引入涡轮中。 来自热气体的热能给予旋转力至涡轮叶片上产生机械能。涡轮叶片包括紧密接近定子旋转 的端部部分。涡轮叶片的末梢部分越靠近定子，则能量损失越少。也就是说，减少经过涡轮 叶片末梢部分和定子之间的热气体的量确保了更大部分的热能转换成机械能。在末梢部分和涡轮壳体内部表面之间的间隙相对较高的情况下，高能流体流在涡 轮操作期间逸出而不产生任何有用功率。逸出的流体流构成末梢间隙损失并且成为涡轮中 的主要损失源。例如，在一些情形下，末梢间隙损失构成涡轮级中总损失的20-25%那样多。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种涡轮机包括具有内表面的外壳、布置在外壳内的压 缩机、布置在外壳内且操作(或起作用)地联接到压缩机上的涡轮，以及包括多个叶片部件 的旋转部件，该旋转部件构造为压缩机和涡轮中的一个的一部分。该多个叶片部件中的各 个均包括基部部分和末梢部分。涡轮机还包括安装到外壳内表面上的邻近旋转部件的蜂窝 密封部件。蜂窝密封件部件包括成形表面，该成形表面具有由多个叶片部件中的各个的末 梢部分所形成的变形区域。变形区域包括入口区域和出口区域。入口区域接收来自压缩机 和涡轮中的一个的上游端的空气流，以及出口区域构造并设置成用以朝向压缩机和涡轮中 的一个的下游端传送空气流。入口区域与多个叶片部件中的各个的末梢部分隔开第一距 离，以及出口区域与多个叶片部件中的各个的末梢部分隔开第二距离。第二距离大致等于 或小于第一距离，使得从变形区域传送的空气流为大致流线型的。根据本专利技术的另一方面，一种密封叶片部件的末梢部分和涡轮机外壳的内表面之 间的间隙的方法包括将具有成形表面的蜂窝密封部件安装到涡轮机外壳的内表面上，以及 旋转布置在外壳内的多个叶片部件，其中，多个叶片部件中的各个均包括基部部分和末梢 部分。该方法还包括利用多个叶片部件的末梢部分在蜂窝密封部件的成形表面中形成变形 区域，其中，变形区域包括入口区域和出口区域，和出口区域，以及传送空气流到变形区域 的入口区域中，其中，入口区域与多个叶片部件中的各个的末梢部分隔开第一距离。该方法 还包括从变形区域的出口区域引导空气流，其中，出口区域与多个叶片部件中的各个的末 梢部分隔开第二距离。第二距离大致等于或小于第一距离，使得从变形区域传送的空气流 为大致流线型的。这些及其它的优点和特征根据以下描述并结合附图将会变得更为清楚。附图说明视作为本专利技术的主题在权利要求中具体地指出和清楚地主张权利。本专利技术的前述 及其它特征和优点根据以下详细描述并结合附图而变得清楚，附图中图1是根据示例性实施例的包括具有成形表面的蜂窝密封件的涡轮机的局部示 意图；图2是图1中的涡轮机的涡轮部分的局部示意图；图3是根据示例性实施例的方面的布置在涡轮机的涡轮部分中的蜂窝密封件的 截面视图；图4是在成形表面中形成变形区域之前的蜂窝密封件的截面侧视图；图5是在成形表面中形成变形区域之前的根据示例性实施例的另一方面的蜂窝 密封件的截面侧视图；图6是在成形表面中形成变形区域之前的根据示例性实施例的又一方面的蜂窝 密封件的截面侧视图；以及图7是在成形表面中形成变形区域之前的根据示例性实施例的再一方面的蜂窝 密封件的截面侧视图。 详细描述通过参看附图以实例的方式阐述了本专利技术的实施例以及优点和特征t 零件清单2涡轮机3外壳4压缩机6旋转部件8，14 多个叶片部件 10涡轮12旋转部件17燃烧器组件20第一级转子轮21第二级转子轮22第三级转子轮 28，29，30 轮叶33，34，35定子导叶38 404445 4750,84,103，128 60 6263,89,108，133内表面 护罩部件第一/基部部分 第二/末梢部分 凸出物(projection) 蜂窝密封部件 主体第一表面 第二成形表面64中间部分70,96,119，137变形区域/凹槽72,98,121，140入口区域73,99,122，141出口区域74末梢泄漏空气流75主空气流86，105，130主体88第一表面90，109，134中间部分92第一部分(89)93第二部分(89)94梯级部分(89)107第一表面111第一区段(107)112第二区段(107)113梯级区段(107)115第一部分(108)116第二部分(108)117梯级部分(108)132第一表面具体实施例方式参考图1和图2，根据示例性实施例所构成的涡轮机大体上表示为2。涡轮机2包 括外壳3，而压缩机4布置在外壳3内。压缩机4经由公共的压缩机/涡轮轴或转子12而 连结到涡轮10上。压缩机4还经由多个周向地隔开的燃烧器而连结到涡轮10上，其中的 一个燃烧器表示为17。在所示的示例性实施例中，涡轮10包括第一、第二和第三级旋转部 件或轮20-22，它们具有相关的多个叶片部件或轮叶观-30。轮20-22和轮叶观_30结合相 应的定子导叶33-35限定涡轮10的各个级。通过该种布置，轮叶观-30紧密接近外壳3的 内表面38旋转。在所示的示例性实施例中，多个护罩部件(其中的一个表示为40)安装到内表面 38上。如下文将要更充分讨论的是，护罩部件40限定用于流过轮叶观-30的高压气体的 流动路径。在这一点上，应理解的是各个轮叶观-30都类似地形成，使得接下来将关于轮叶 28进行详细描述，同时理解到的是，剩余轮叶四和30包括相应的结构。如图所示，轮叶28 包括第一或基部部分44，该第一或基部部分44延伸通向具有凸出物47的第二或末梢部分 45。从燃烧器17流出的热气体沿着内表面38传送越过轮叶观-30的末梢部分45。为了确 保正确的流动，蜂窝密封部件50安装到护罩部件40上邻近轮叶观的末梢部分45。当然， 应理解的是，附加的蜂窝密封部件(未单独标示)安装成邻近剩余的轮叶四和30。如在图3中最佳所示，蜂窝密封部件50包括主体60，该主体60具有经由中间部 分64延伸至成形(或具有一定轮廓)的第二表面63的第一表面62。蜂窝密封部件50由5可容易变形的材料形成。利用此种布置，涡轮10的操作致使各个轮叶观上的凸出物47越 过蜂窝密封部件50形成变形区域或凹槽70，例如图4中所示。在所示的示例性实施例中， 变形区域70包括入口区域72和出口区域73。入口区域72接收来自涡轮10上游端的末梢 泄漏空气流74，而出口区域则构造成用以朝向涡轮10的下游端传送空气流，例如朝向第二 级和第三级。入口区域72与轮叶28的末梢部分45隔开第一距离H，而出口区域73与轮叶 28的末梢部分45隔开第二距离Z。根据示例性实施例，第二距离Z大致等于或小于第一距 离H，使得传送越过末梢部分45的引出出口区域73的末梢泄漏空气流74为大致流线型的。 也就是说，通过在主体60上提供成形表面63，空气流并不会在蜂窝密封件上形成将在末梢 部分45处产生涡流的表面。通过使末梢泄漏空气流74成流线型，在主空气流75和末梢泄 漏空气流74之间的相互作用减少，而涡轮机2的操作则增强。图5显示了根据示例性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机（２），包括：具有内表面（３８）的外壳（３）；布置在所述外壳（３）内的压缩机（４）；涡轮（１０），其布置在所述外壳（３）内且操作地联接到所述压缩机（４）上；包括多个叶片部件（８，１４）的旋转部件（１２），其构造为所述压缩机（４）和所述涡轮（１０）中的一个的一部分，所述多个叶片部件（８，１４）中的各个均包括基部部分（４４）和末梢部分（４５）；安装到所述外壳（３）的内表面（３８）上的邻近所述旋转部件（１２）的蜂窝密封部件（５０），所述蜂窝密封部件（５０）具有成形表面（６３，８９，１０８，１３３），所述成形表面（６３，８９，１０８，１３３）包括由所述多个叶片部件（８，１４）中的各个的所述末梢部分（４５）所形成的变形区域（７０，９６，１１９，１３７），所述变形区域（７０，９６，１１９，１３７）包括入口区域（７２，９８，１２１，１４０）和出口区域（７３，９９，１２２，１４１），所述入口区域（７２，９８，１２１，１４０）接收来自所述压缩机和所述涡轮（１０）中的一个的上游端的空气流，以及所述出口区域（７３，９９，１２２，１４１）构造和设置成用以朝向所述压缩机和所述涡轮（１０）中的一个的下游端传送所述空气流，所述入口区域（７２，９８，１２１，１４０）与所述多个叶片部件（８，１４）中的各个的所述末梢部分（４５）隔开第一距离，以及所述出口区域（７３，９９，１２２，１４１）与所述多个叶片部件（８，１４）中的各个的所述末梢部分（４５）隔开第二距离，所述第二距离大致等于或小于所述第一距离，使得自所述变形区域（７０，９６，１１９，１３７）传送的空气流为大致流线型的。...

【技术特征摘要】
US 2009-10-9 12/5763451.一种涡轮机0)，包括具有内表面(38)的外壳(3)；布置在所述外壳(3)内的压缩机(4)；涡轮(10)，其布置在所述外壳(3)内且操作地联接到所述压缩机(4)上；包括多个叶片部件(8，14)的旋转部件(12)，其构造为所述压缩机(4)和所述涡轮 (10)中的一个的一部分，所述多个叶片部件(8，14)中的各个均包括基部部分G4)和末梢 部分(45)；安装到所述外壳(3)的内表面(38)上的邻近所述旋转部件(1 的蜂窝密封部件 (50)，所述蜂窝密封部件(50)具有成形表面(63，89，108，133)，所述成形表面(63，89，108， 133)包括由所述多个叶片部件(8，14)中的各个的所述末梢部分0 所形成的变形区域 (70，96，119，137)，所述变形区域(70，96，119，137)包括入口区域(72，98，121，140)和出口 区域(73，99，122，141)，所述入口区域(72，98，121，140)接收来自所述压缩机和所述涡轮 (10)中的一个的上游端的空气流，以及所述出口区域(73，99，122，141)构造和设置成用以 朝向所述压缩机和所述涡轮(10)中的一个的下游端传送所述空气流，所述入口区域(72， 98，121，140)与所述多个叶片部件(8，14)中的各个的所述末梢部分05)隔开第一距离， 以及所述出口区域(73，99，122，141)与所述多个叶片部件(8，14)中的各个的所述末梢部 分G5)隔开第二距离，所述第二距离大致等于或小于所述第一距离，使得自所述变形区域 (70,96,119，137)传送的空气流为大致流线型的...

【专利技术属性】
技术研发人员：SK贾因，J约翰，SK赖，RN苏塔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]