[发明专利]用于迷宫式密封件的缓冲空气

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于为迷宫式密封件提供缓冲空气的系统和方法。

背景技术

公知的燃气涡轮发动机（“GTE”）包括一起工作以产生动力的多个不同部分。例如，一种公知的GTE包括压缩机、燃烧器和涡轮机。压缩机接收外界空气、将该空气压缩、然后将至少一部分压缩空气输送到燃烧器的燃烧室中。当在燃烧室中时，压缩空气与燃料混合，GTE点燃空气/燃料混合物以形成流入涡轮机中的高温压缩气体流。该高温压缩气体流冲击涡轮机叶片，从而使一个或多个涡轮机转子转动。来自于每个涡轮机转子的转动能量被传递到驱动轴，以对例如发电机、压缩机或泵之类的负载提供动力。可以在燃烧过程之前将来自于压缩机的一些压缩空气转移用于其它用途，比如来为GTE的密封件提供缓冲空气以防止油从中泄漏。

在整个GTE的不同位置上提供少量的、来自于压缩机的空气以缓冲密封件（例如迷宫式密封件）是燃气涡轮发动机中的普遍做法。在一种配置中，向迷宫式密封件的刀形密封件之间传送来自于发动机的增压空气以产生压力差，并从而防止油从密封件的低压侧泄漏到高压侧。缓冲空气的压力应该足以在GTE的所有运行条件下都在密封件的两侧提供合适的空气-油差压力，以便在所有条件下都防止油经过密封件泄漏。

在授予Al-Himyary等人的美国专利No.6,345,954B1（“’954专利”）中描述了缓冲空气系统的一个示例。’954专利披露了用于压缩机的干燥气体密封件，其中从压缩机排出侧提供用于密封件的缓冲空气。在正常运行期间，压缩机排出空气具有足够的压力以用作缓冲空气。在启动期间和在不存在足够的压缩机排放压力的运行模式期间，增压压缩机增加压缩机排出空气的压力，以便为干燥气体密封件提供必要的压力差。虽然’954专利的缓冲空气系统可以在压缩机的所有运行条件期间都提供足够压力下的缓冲空气，但是该系统具有一些缺点，比如增加的成本。本发明涉及用于为密封件提供缓冲空气的系统和方法，其减少或克服了’954专利中的不足和/或现有技术中的其它不足。

发明内容

在一个方面，披露了一种用于迷宫式密封件的缓冲空气输送系统。该系统可以包括：将多级压缩机系统的较前级连接到密封件的第一管路，和将该压缩机系统的较后级连接到密封件的第二管路。所述较后级是压缩机系统的定位在较前级下游的级。该系统还可以包括阀，该阀配置成基于表示压缩机系统的空气压力的参数而选择性地将来自于第一管路或第二管路其中之一的压缩空气引向密封件。

在另一个方面，披露了一种用于向迷宫式密封件提供缓冲空气的方法。该方法包括：运行具有较前级和较后级的多级压缩机系统，使得较后级处的空气压力高于较前级处的空气压力。该方法还包括：基于表示压缩机系统的空气压力的参数而选择性地将来自于第一管路或第二管路其中之一的压缩空气引向密封件。

在又一个实施方式中，披露了一种用于运行包括迷宫式密封件的燃气涡轮发动机的方法。该方法包括：运行燃气涡轮发动机的具有较前级和较后级的多级压缩机系统，使得较后级处的空气压力高于较前级处的空气压力。该方法可以包括：当压缩机系统的RPM在阈值以下时，将来自于较后级的压缩空气引向密封件。该方法还可以包括：当压缩机系统的RPM等于或高于阈值时，将来自于较前级的压缩空气引向密封件。

附图说明

图1是本发明的GTE的迷宫式密封件的图示；

图2是用于图1的密封件的缓冲空气输送系统的示意图；

图3是所披露的缓冲空气输送系统的另一个实施方式的示意图；

图4是用于向图1的密封件提供缓冲空气的示例性方法的流程图。

具体实施方式