用于涡轮机中的流动热气的密封组件和方法技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机中的流动热气的密封组件和方法。根据本发明专利技术的一个方面，提供一种密封组件，该密封组件包括安装结构，该安装结构连接至涡轮机中的内部静态结构。此外，该密封组件包括连接至安装结构的刷式密封构件，其中刷式密封构件包括与转子密封接触的第一端部和与定子密封接触的第二端部，并且该刷式密封构件包括多个刷毛。

【技术实现步骤摘要】

本说明书所公开的专利技术涉及燃气涡轮机。更具体地，本专利技术涉及燃气涡轮机的部件之间的密封件。
技术介绍
在燃气涡轮机中，燃烧器将燃料或空气-燃料混合物的化学能转化为热能。热能由流体(通常是来自压缩机的压缩空气)传递至涡轮，热能在涡轮处被转化成机械能。压缩空气在压缩机零件或部件之间的泄漏造成涡轮机的动力输出减少、并且效率降低。泄漏可能是由燃气涡轮机操作期间某些部件的热膨胀和部件之间的相对移动造成的。因此，减少部件之间的气体泄漏能够改进涡轮机的效率和性能
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种密封组件包括连接至涡轮机中的内部静态结构的安装结构。此外，该密封组件包括刷式密封构件，该刷式密封构件连接至安装结构，其中刷式密封构件包括与转子密封接触的第一端部和与定子密封接触的第二端部，并且刷式密封构件包括多个刷毛(bristles)。所述安装结构包括第一板和第二板，所述第一板和所述第二板连接至所述内部静态结构。所述刷式密封构件布置在所述第一板与所述第二板之间。所述第二板通过所述第二板的钩形部连接至所述内部静态结构。大体在所述刷式密封构件的中心附近，所述刷式密封构件连接至所述第一板和所述第二板。所述第一板包括第一凹部以允许所述刷式密封构件的所述第一端部沿第一方向移动，并且所述第二板具有第二凹部以允许所述刷式密封构件的所述第二端部沿第二方向移动，其中所述第一方向与所述第二方向基本相反。所述第二方向包括用于跨过所述定子的叶片的热气流路径的流动方向。所述内部静态结构包括径向定位在所述定子的内侧的内部筒，所述定子连接至外部静态结构。所述刷式密封构件包括刷毛，所述刷毛相对于通过涡轮机轴线的径向线以一定角度倾斜。所述第一端部从所述安装结构基本径向向内延伸，并且所述第二端部从所述安装结构基本径向向外延伸。或者，所述安装结构包括第一板和第二板，并且所述刷式密封构件包括位于所述第一板与所述第二板之间的多个刷毛。根据本专利技术的另一个方面，一种用于涡轮机的密封组件包括柔性密封构件，该柔性密封构件包括第一端部和第二端部，其中第一端部和第二端部均从位于转子与定子叶片之间的静态结构延伸，第一端部提供静态结构与转子之间的密封接触，并且第二端部提供静态结构与定子叶片之间的密封接触。所述柔性密封构件包括刷式密封构件。所述刷式密封构件包括多个刷毛，其中每个刷毛都包括第一刷毛端部和第二刷毛端部，所述第一刷毛端部形成所述柔性密封构件的所述第一端部，所述第二刷毛端部形成所述柔性密封构件的所述第二端部。所述柔性密封构件位于连接至所述内部静态结构的安装结构上，所述内部静态结构包括内部筒。所述安装结构包括第一板和第二板，其中所述第二板通过所述第二板的钩形部连接至所述内部静态结构。所述定子叶片连接至外部静态结构，所述外部静态结构径向定位在所述内部静态结构的外侧。在一个实施例中，所述安装结构包括第一板和第二板，并且所述第一板形成第一凹部以允许所述刷式密封构件的所述第一端部沿第一方向移动，并且所述第二板形成第二凹部以允许所述刷式密封构件的所述第二端部沿第二方向移动，其中所述第一方向与所述第二方向基本相反。根据本专利技术的又一个方面，一种用于涡轮机的密封组件包括定子叶片，该定子叶片径向位于压缩机的内部筒的外侧；以及刷式密封构件，该刷式密封构件包括从内部筒延伸的多个刷毛，其中刷式密封构件的第一端部从内部筒延伸，以提供与定子叶片的密封接触，从而减少定子叶片与内部筒之间的热气的回流。该组件进一步包括刷式密封构件的第二端部，从而提供与转子的密封接触，以减少内部筒与转子之间的热气的泄漏。 在所述刷式密封构件的中心附近，所述刷式密封构件连接至第一板和第二板，其中所述第二板连接至所述内部筒。通过下文结合附图的描述，这些以及其它的优点和特征将变得更加显而易见。附图说明与本说明书一起的权利要求中特别指出并且明确要求保护了被认为是本专利技术的主题。通过下文结合附图的详细描述，本专利技术的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中图I是燃气涡轮发动机的实施例的示意图，该燃气涡轮发动机包括燃烧器、燃料喷嘴、压缩机和涡轮；图2是示例性压缩机的一部分的侧视图；图3是示例性密封组件的一部分的详细端视图。参照附图通过示例的详细的描述解释了本专利技术的实施例以及优点和特征。附图标记列表 1001涡轮机系统 102 压缩机 104 燃烧器 106 涡轮 ~108 110 喷嘴 112 燃料供给部200压缩机202密封组件204筒组件206定子出口叶片208转子209轴线210内部筒 211刷式密封构件212第一端部213第二端部214第一板216第二板218钩连接件220第一凹部221第一方向222第二凹部223第二方向226气流228第一路径230第二路径300刷毛302角度304线 具体实施例方式图I是燃气涡轮机系统100的实施例的示意图。系统100包括压缩机102、燃烧器104、涡轮106、轴108和燃料喷嘴110。在一个实施例中，系统100可以包括多个压缩机102、燃烧器104、涡轮106、轴108和燃料喷嘴110。压缩机102和涡轮106通过轴108连接。轴108可以是单个轴，或者可以是连接在一起以形成轴108的多个轴部段。在一个方面中，燃烧器104使用液体和/或气体燃料(例如天然气或富含氢的合成气)来运行发动机。例如，燃料喷嘴110与空气供给部和燃料供给部112流体连通。燃料喷嘴110产生空气-燃料混合物，并且将空气-燃料混合物排放到燃烧器104中，由此产生燃烧，所述燃烧对加压气体进行加热。燃烧器100通过过渡件将热加压排气导入涡轮喷嘴(或者“一级喷嘴(stage one nozzle)”)中，并且接着导入涡轮斗叶中，从而使涡轮106旋转。涡轮106的旋转使轴108旋转，由此在空气流入压缩机102中时对空气进行压缩。 涡轮机部件或零件通过密封件或密封组件连接，所述密封件或密封组件构造成允许零件的热膨胀和相对移动，同时防止气体在流过涡轮106时泄漏。具体而言，减少压缩气流在压缩机中的部件之间的泄漏可使沿期望路径的热气流的体积增加，使得能够从更多的热气提取功，进而使得涡轮机效率得到改进。下面将参照图2和图3对用于设置在压缩机零件之间的密封件和密封组件进行详细讨论。现在参照图2，示出了示例性压缩机200的一部分的侧视图。压缩机200包括密封组件202，密封组件202连接至筒组件204 (也称作“内部静态结构”或“内部壳体组件”)。密封组件202与定子出口叶片206和转子208密封接触。筒组件204和定子出口叶片206基本固定，而转子围绕轴线209旋转。在各个方面中，定子叶片206连接至外部壳体，外部壳体径向定位在压缩机102 (图I)的筒组件204外侧。在一个实施例中，定子出口叶片206 (或定子叶片)包括在压缩机102出口级(exit stage)的定子部分中。此外，筒组件204包括内部筒210。密封组件202包括具有第一端部212和第二端部213的刷式密封构件(brushseal memeber) 2110刷式密封构件211位于合适的安装结构上，以提供与相邻的压缩机102部件的密封接触。例如，示例性刷式密封构件211位于第一板214与第二板216之间，其中第一板214和第二板216是筒组件204本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封组件(202)，所述密封组件(202)包括：安装结构，所述安装结构连接至涡轮机(100)中的内部静态结构(210)；以及刷式密封构件(211)，所述刷式密封构件(211)连接至所述安装结构，其中所述刷式密封构件(211)包括与转子(208)密封接触的第一端部(212)和与定子(206)密封接触的第二端部(213)，并且其中所述刷式密封构件(211)包括多个刷毛(300)。

【技术特征摘要】
2011.08.08 US 13/2051531.一种密封组件(202)，所述密封组件(202)包括 安装结构，所述安装结构连接至涡轮机(100)中的内部静态结构(210);以及刷式密封构件(211)，所述刷式密封构件(211)连接至所述安装结构，其中所述刷式密封构件(211)包括与转子(208)密封接触的第一端部(212)和与定子(206)密封接触的第二端部(213)，并且其中所述刷式密封构件(211)包括多个刷毛(300)。2.根据权利要求I所述的密封组件(202)，其特征在于，所述安装结构包括第一板(214)和第二板(216)，所述第一板(214)和所述第二板(216)连接至所述内部静态结构(210)，并且所述刷式密封构件(211)布置在所述第一板(214)与所述第二板(216)之间。3.根据权利要求2所述的密封组件(202)，其特征在于，所述第二板(216)通过所述第二板(216)的钩形部连接至所述内部静态结构(210)。4.根据权利要求2所述的密封组件(202)，其特征在于，大体在所述刷式密封构件(211)的中心附近，所述刷式密封构件(211)连接至所述第一板和所述第二板(216)。5.根据权利要求2所述的密封组件(202)，其特征在于，所述第一板(214)包括第一凹部以允许所述刷式密封构件(211)的所述第一端部(212)沿第一方向(221)移动，并且所述第二板(216)具有第二凹部以允许所述刷式密封构件(211)的所述第二端部(213)沿第二方向(223)移动,其中所述第一方向(221)与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：KS沙，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：