[发明专利]用于涡轮机楔形榫的曲径密封件

说明书

技术领域

本申请一般地涉及任何类型的涡轮机，尤其涉及经由曲径密封件来密封涡轮机叶片楔形榫和涡轮机转子之间的间隙的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮机通常包括具有多个周向间隔的叶片(bucket或blade)的涡轮机转子(轮)。叶片通常可包括翼型、平台、叶柄、楔形榫和其它元件。各叶片的楔形榫置于涡轮机转子内并紧固在其中。翼型伸入热气通道以便将气体动能转化为旋转机械能。多个冷却介质通道可径向延伸经过叶片以便引导经过其的冷却介质的向内和/或向外流动。

由于热负载和/或离心负载的增加，基于楔形榫的键形物(tab)和转子表面之间的间隙，在冷却介质供应回路中可能发生渗漏。从叶片供应回路到轮间隔的空气损失量相对于叶片冷却介质流需求量是明显的。此外，空气可从后来的压缩机级中抽出，使得能量输出和总效率的损失在发动机运行期间是有影响的。

已经做了努力来限制这种渗漏。例如，一种方法包括在楔形榫键形物上沉积铝以便至少部分地填满间隙。具体地，360度环可紧靠楔形榫面的前侧压紧。尽管这种设计密封好且耐用，但这种设计不易拆卸和现场更换。相反地，当整个转子被拆卸时，这些环才可被拆卸。

因此需要一种改良的楔形榫键形物密封系统和方法。这种系统和方法应足能防止通过其的渗漏，以便增加整个系统的效率，并可同时现场安装和修理。

发明内容

因而，本申请提供一种用于楔形榫键形物和转子之间的间隙的曲径密封件。该曲径密封件可包括置于楔形榫键形物的高压侧周围的第一分支、置于楔形榫键形物的低压侧周围的第二分支，和置于第一分支和第二分支之间的曲径室。经过第一分支周围的间隙的高压流体在曲径室内膨胀以便限制流过第二分支的高压流体量。

本申请进一步提供一种密封叶片楔形榫键形物和涡轮机转子之间间隙的方法。该方法包括如下步骤：加工楔形榫键形物以形成曲径室；操作涡轮机；强迫高压流进入间隙；以及在曲径室内膨胀高压流体以便限制流过曲径室的高压流体量。

本申请进一步提供一种用于楔形榫键形物和转子之间间隙的曲径密封件。该曲径密封件可包括置于楔形榫键形物的高压侧周围的第一分支、置于楔形榫键形物的低压侧周围的第二分支和置于围绕第一分支和第二分支之间的楔形榫键形物的周边的曲径室。经过楔形榫键形物的第一分支周围的间隙的高压空气在曲径室内膨胀以便限制流过第二分支的高压空气量，进而限制第二分支周围间隙的有效空隙。

对于阅读过下文中结合附图进行描述的具体实施方式和附加权利要求的本领域技术人员而言，本申请的这些和其它特征将变得清楚明白。

附图说明

图1A是可用于本文所描述的密封系统的具有叶冠的叶片的透视图；

图1B是可用于本文所描述的密封系统的不具有叶冠的叶片的透视图；

图2是转子的透视图；

图3是本文所描述的曲径密封件的曲径室的透视图；

图4是图3的曲径密封件的曲径室的侧视图；

图5是与示出的转子和间隙协同操作的图3中的曲径密封件的侧初图。

部件列表

10叶片70第一键形物

20转子80第二键形物

30翼型90间隙

40平台100曲径密封件

50叶柄110曲径室

60楔形榫70第一键形物

120第一分支140高压侧

130第二分支150低压侧

具体实施方式

现在参考附图，其中，在全部这些视图中相同的数字指相同的元件，图1A示出了可在本文中使用的叶片10。叶片10可以是纽约州斯卡奈塔第市的通用电气公司所售的7FA+e型燃气涡轮机中使用的第一或第二级叶片。任何其它类型的叶片或级也可在本文中使用。叶片10可用于图2所示的转子20。

正如所熟知的那样，叶片10可包括翼型30、平台40、叶柄50、楔形榫60和其它元件。应当了解的是，叶片10是绕涡轮机转子20并且紧固于涡轮机转子20的多个周向间隔叶片10中的一个。图1A的叶片10具有在翼型30的一个末端上的叶冠65。图1B的叶片11没有叶冠。任何其它类型的叶片设计可在本文中使用。