[发明专利]燃气涡轮发动机中包括位于平台的后部面向侧中的凹槽的密封组件

说明书

一种在燃气涡轮发动机中位于盘腔和热气体路径之间的密封组件包括固定轮叶组件和旋转叶片组件，旋转叶片组件位于轮叶组件的轴向上游。叶片组件的平台具有：径向向外面向的第一表面；轴向下游面向的第二表面，其限定后部平面；以及多个凹槽，其延伸至第二表面中使得凹槽从后部平面凹入。凹槽布置成使得在相邻凹槽之间限定周向空间。在发动机的操作期间，凹槽将周向速度分量施加到通过凹槽流出盘腔的吹扫空气以朝向热气体路径引导吹扫空气，使得吹扫空气相对于通过热气体路径的热气流的方向在期望方向上流动。

相关申请的交叉引用

本申请是由Ching-Pang Lee在2013年10月2日提交的题目为“SEAL ASSEMBLYINCLUDING GROOVES IN A RADIALLY OUTWARDLY FACING SIDE OF A PLATFORM IN A GASTURBINE ENGINE”的美国专利申请序列第14/043,958号（代理人档案号2013P07030US）的部分继续申请，其全部公开内容以引用方式并入本文中。本申请和美国专利申请序列第14/043,958号是由Ching-Pang Lee在2013年1月23日提交的题目为“SEAL ASSEMBLYINCLUDING GROOVES IN AN INNER SHROUD IN A GAS TURBINE ENGINE”的美国专利申请序列第13/747,868号（代理人档案号2012P17912US）的部分继续申请，其全部公开内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明总体涉及一种用于在燃气涡轮发动机中使用的密封组件，其包括定位在可旋转叶片平台的径向外侧上的多个凹槽以便帮助限制热气体路径和盘腔之间的泄漏。

背景技术

在多级旋转机器（诸如燃气涡轮发动机）中，流体（比如，进气）在压缩器区段中压缩并在燃烧区段中与燃料混合。空气和燃料的混合物在燃烧区段中点燃以产生燃烧气体，该燃烧气体限定被引导至发动机的涡轮区段内的（多个）涡轮级的热工作气体，以产生涡轮部件的旋转运动。涡轮区段和压缩机区段两者都具有例如与可旋转部件（诸如叶片）协作的固定或非旋转部件（例如轮叶）例如以便压缩和膨胀热工作气体。机器内的许多部件必须由冷却流体冷却，以防止所述部件过热。

热工作气体在容纳有冷却流体的机器中从热气体路径到盘腔的吸入例如通过产生较高盘和叶片根部温度来降低发动机性能和效率。工作气体从热气体路径到盘腔的吸入还可降低盘腔中或周围部件的使用寿命和/或导致其故障。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种密封组件提供在盘腔和延伸通过燃气涡轮发动机的涡轮区段的热气体路径之间。所述密封组件包括：固定轮叶组件，其包括多个轮叶和内部护罩；以及旋转叶片组件，其位于所述轮叶组件的轴向上游并包括多个叶片，所述多个叶片支撑在平台上并在所述发动机的操作期间随涡轮转子和所述平台旋转，轴向方向由所述涡轮区段的纵向轴线限定。所述平台包括：径向向外面向的第一表面；轴向下游面向的第二表面，其从所述第一表面和所述第二表面之间的接合处径向向内延伸，所述第二表面限定后部平面；以及多个凹槽，其延伸至所述第二表面中，使得所述凹槽从由所述第二表面限定的所述后部平面凹入。所述凹槽布置成使得在周向方向上具有分量的空间限定在相邻凹槽之间，所述周向方向对应于所述叶片组件的旋转方向。在所述发动机的操作期间，所述凹槽将周向速度分量施加到通过所述凹槽流出所述盘腔的吹扫空气以朝向所述热气体路径引导所述吹扫空气，使得所述吹扫空气相对于通过所述热气体路径的热气流的方向在期望方向上流动。

所述凹槽可包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁周向定位在所述第二侧壁的上游。

所述凹槽的轴向深度可从所述第一侧壁至所述第二侧壁逐渐增加。

所述凹槽的第二侧壁可包括大致平面的沿周向面向的端部壁，其从所述凹槽的入口部大致径向向外延伸到其出口部。

所述凹槽的所述端部壁的径向内部拐角部分可在所述周向上游方向上弯曲以形成倾斜表面以便冷却通过所述凹槽的空气。