[发明专利]具有冷却通道的固体密封件

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种燃气涡轮发动机，确切地说，涉及一种具有延伸穿过其中的冷却通道的固体密封件及类似装置。

背景技术

一般来说，诸如燃气涡轮发动机等涡轮机包括延伸穿过其中的主气体流动通道。气体泄漏，无论是从气体流动通道漏出还是漏入气体流动通道中，都可能会降低燃气涡轮机的总体效率，增加燃料成本，同时可能提高排放水平。燃气涡轮发动机中可能还会使用二次流来冷却各种受热部件。具体来说，可以从压缩机的后续机级抽出冷却空气，用于冷却受热部件并净化相邻部件之间的间隙和空腔。例如，密封件可以置于定子等涡轮机部件之间。但是，这些位置的温度和速度可能非常高，导致氧化严重，甚至密封失效。通过向其中设有密封件的间隙中提供净化空气，可以在一定程度上缓和所述潜在损害。但是，所述净化空气可能导致对冷却空气的极大低效利用。

因此，需要在重型燃气涡轮发动机中的定子部件之间以及其他部件之间使用经改进的固体密封件。相对于净化其中间隙通常所需的流量，可以使用较少的流量来冷却此类固体密封件，从而提高总体效率并延长部件寿命。

发明内容

因此，本发明提供了一种密封件，用于燃气涡轮发动机和类似装置中面对高压冷却空气流和高温气体通道的部件之间。所述密封件可以包括：面对所述高压冷却空气流的第一表面；第二表面，所述第二表面具有面对所述高温气体通道的第二表面空气室；以及多个冷却通道，所述冷却通道从所述第一表面延伸到所述第二表面的所述第二表面空气室，以便所述高压冷却空气流从中通过。

本发明进一步提供了一种冷却方法，用于冷却置于燃气涡轮发动机中的部件之间的密封件。所述方法可以包括以下步骤：使高压冷却空气流动到所述密封件的第一表面周围；使所述高压冷却空气流过所述密封件中的多个冷却通道；以及使所述高压冷却空气穿过所述密封件的第二表面周围的空气室流向高温气体通道。所述方法可以包括进一步的步骤，即使用流过所述空气室的所述高压冷却空气冷却部件。

本发明进一步提供了一种固体密封件，用于燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流和高温气体通道的部件之间。所述固体密封件可以包括：第一表面，所述第一表面具有面对所述高压冷却空气流的第一表面空气室；第二表面，所述第二表面具有面对所述高温气体通道的第二表面空气室；以及多个冷却通道，所述冷却通道从所述第一表面的所述第一表面空气室延伸到所述第二表面的所述第二表面空气室，以便所述高压冷却空气流从中通过。

通过结合多个附图和随附的权利要求书来阅读以下详细说明，所属领域的普通技术人员可清楚地了解本发明和相应专利的这些和其他特征以及改进。

附图说明

图1为燃气涡轮发动机的示意图，图示了压缩机、燃烧室和涡轮机。

图2是涡轮机的局部侧视图，图示了沿高温气体通道设置的多个部件。

图3是置于相邻涡轮机部件之间的已知密封件的截面侧视图。

图4是本说明书中所述的固体密封件的透视图，所述固体密封件具有延伸穿过其中的多个冷却通道。

图5是图4所示固体密封件的截面侧视图，所述固体密封件具有延伸穿过其中的冷却通道。

具体实施方式

现参阅附图，在附图中，类似数字是指各个附图中的类似元件，图1示出了本说明书中所用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15压缩进入空气流20。压缩机15将压缩空气流20输送到燃烧室25。燃烧室25将压缩空气流20与增压燃料流30混合，然后点燃所述混合物以产生燃烧气体流35。尽管只图示了一个燃烧室25，但燃气涡轮发动机10可以包括任意数量的燃烧室25。随后将燃烧气体流35输送到涡轮机40。燃烧气体流35驱动涡轮机40，从而产生机械功。在涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15，以及诸如发电机等外部负载50。

燃气涡轮发动机10可使用天然气、各种类型的合成气，以及/或者其他类型的燃料。燃气涡轮发动机10可为位于美国纽约州斯卡奈塔第（Schenectady,New York）的通用电气公司（General ElectricCompany）所提供的多种不同燃气涡轮发动机中的任意一种，其包括，但不限于，7或9系列重型燃气涡轮发动机以及同类燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10可具有不同构造，并且可以使用其他类型的部件。本说明书中也可使用其他类型的燃气涡轮发动机。本说明书中也可同时使用多个燃气涡轮发动机、其他类型的涡轮机，以及其他类型的发电设备。