8的葉盤20延伸。如圖1和圖3所示，密封結(jié)構(gòu)70的軸向端70A非?？拷喨~組件18的葉盤20。密封結(jié)構(gòu)70可形成為內(nèi)圍帶16的一個(gè)整體部分，也可獨(dú)立于內(nèi)圍帶16形成，并附到內(nèi)圍帶16上。如圖1所示，密封結(jié)構(gòu)70優(yōu)選與平臺(tái)28的上游端28A互搭，因而從高溫氣道34向葉盤腔體36攝入任何氣體必須穿過一條迂回的路徑。
[0024]在燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，高溫工作氣體He流過高溫氣道34會(huì)導(dǎo)致輪葉組件18和渦輪轉(zhuǎn)子24沿圖3所示的旋轉(zhuǎn)方向Dk旋轉(zhuǎn)。
[0025]葉盤腔體36與高溫氣道34之間的壓差(即，葉盤腔體36中的壓力高于高溫氣道34中的壓力)導(dǎo)致葉盤腔體36中的噴吹空氣Pa朝高溫氣道34流動(dòng)，參見圖1。當(dāng)噴吹空氣Pa到達(dá)內(nèi)圍帶36的第三表面48時(shí)，一部分噴吹空氣PJI入凹槽60的入口 64。這部分噴吹空氣Pa徑向地向外流過凹槽60，然后，在到達(dá)凹槽60的位于內(nèi)圍帶16的第二表面46上的部分時(shí)，噴吹空氣Pa在凹槽60徑向地向外并沿軸向朝相鄰的輪葉組件18流動(dòng)。由于上述的凹槽60的角度和/或彎曲形狀，噴吹空氣Pa獲得周向速度分量，因而噴吹空氣P ^人凹槽60排出的方向大致與工作氣體He在從導(dǎo)葉14的后緣14A流出后的流向相同，參見圖3。
[0026]噴吹空氣Pa從凹槽60的排出迫使工作氣體H e遠(yuǎn)離密封組件50，從而有助于限制來自于高溫氣道34的高溫工作氣體He被攝入葉盤腔體36。由于密封組件50限制來自于高溫氣道34的工作氣體He向葉盤腔體36的攝入，因此密封組件50允許向葉盤腔體36提供較少量的噴吹空氣PA，從而提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。
[0027]而且，由于噴吹空氣Pa從凹槽60排出的方向大致與工作氣體He在從導(dǎo)葉14的后緣14A流出后流過高溫氣道34的方向相同，因此噴吹空氣Pa與工作氣體HG混合時(shí)的壓力損失較小，從而能進(jìn)一步提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。本發(fā)明的凹槽60尤其實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目的，因?yàn)樗鼈冃纬稍趦?nèi)圍帶16的下游端部分44中，因此，除了噴吹空氣Pa從凹槽60排出的方向大致與高溫工作氣體He從導(dǎo)葉14的后緣14A流出后的流向處于相同的周向之外，由于凹槽在周向上是有角度和/或彎曲的，所以從凹槽60排出的噴吹空氣PA?沿軸向朝高溫工作氣體He通過高溫氣道34的下游流向流動(dòng)。因此，與在平臺(tái)28的上游端部分28A中形成凹槽60的情況相比，形成在內(nèi)圍帶16中的凹槽60能使噴吹空氣Pa與工作氣體He混合時(shí)的壓力損失較小，因?yàn)閺男纬稍谄脚_(tái)28的上游端部分28A中的凹槽排出的噴吹空氣會(huì)沿軸向朝高溫工作氣體He通過高溫氣道34的流向的上游方向流動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致混合時(shí)的壓力損失較大。
[0028]應(yīng)說明的是，可以改變凹槽60的角度和/或曲率，以適當(dāng)調(diào)整噴吹空氣Pa從凹槽60排出的方向。可根據(jù)導(dǎo)葉14的后緣14A的出口角和/或噴吹空氣？八與流過高溫氣道34的工作氣體He混合時(shí)的壓力損失量來進(jìn)行這種調(diào)整。
[0029]而且，凹槽60的入口 64可在內(nèi)圍帶16的第三表面48上進(jìn)一步徑向地向內(nèi)或向外布置，或者，入口 64可布置在內(nèi)圍帶16的第二表面46上，S卩，這樣會(huì)使得整個(gè)凹槽60處于內(nèi)圍帶16的第二表面46上。
[0030]最后，在此所述的凹槽60優(yōu)選與內(nèi)圍帶16—起鑄出，或者在內(nèi)圍帶16中加工出來。因此，與獨(dú)立于內(nèi)圍帶16形成并附到內(nèi)圍帶16上的肋棱形式相比，能夠提高凹槽60的結(jié)構(gòu)完整性，并降低凹槽60的制造復(fù)雜性。
[0031]雖然在上文中示出并說明了本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠輕易地理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，能夠做出各種其它的變化和修改。因此，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)做出的所有此類變化和修飾都應(yīng)涵蓋在由所附權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種布置在燃?xì)廨啓C(jī)的葉盤腔體和穿過燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪段的高溫氣道之間的密封組件，包括: 轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉組件，包含在燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)輪葉；和 固定導(dǎo)葉組件，包含多個(gè)導(dǎo)葉和內(nèi)圍帶，所述內(nèi)圍帶包括: 徑向地朝外的第一表面； 徑向地朝內(nèi)的第二表面；和 延伸至第二表面中的多個(gè)凹槽，所述凹槽布置為使得在相鄰凹槽之間限定具有周向分量的空間； 其中，在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所述凹槽從葉盤腔體中朝高溫氣道導(dǎo)引噴吹空氣，使得噴吹空氣相對(duì)于高溫氣流通過高溫氣道的方向朝所需方向流動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶的第二表面相對(duì)于軸向穿過渦輪段的縱軸以某一角度從所述內(nèi)圍帶的軸向端部徑向地朝內(nèi)布置，因而所述內(nèi)圍帶的第二表面也朝向軸向。3.如權(quán)利要求2所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶的第二表面以相對(duì)于所述縱軸大約30°至大約60°的角度從所述內(nèi)圍帶的軸向端部徑向地朝內(nèi)布置。4.如權(quán)利要求3所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶的第二表面以相對(duì)于所述縱軸大約45°的角度從所述內(nèi)圍帶的軸向端部徑向地朝內(nèi)布置。5.如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述凹槽從其位于所述內(nèi)圍帶的軸向端部的遠(yuǎn)側(cè)的入口至其位于所述內(nèi)圍帶的軸向端部的近側(cè)的出口是漸縮形狀的，因而所述入口比所述出口寬。6.如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述凹槽在周向上至少是有角度或彎曲的，因而相對(duì)于渦輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向來說，所述凹槽位于所述內(nèi)圍帶的軸向端部的遠(yuǎn)側(cè)的入口處于所述凹槽位于所述內(nèi)圍帶的軸向端部的近側(cè)的出口的上游。7.如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述導(dǎo)葉附到所述內(nèi)圍帶的第一表面上。8.如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述凹槽導(dǎo)引噴吹空氣，使得噴吹空氣的流向大致對(duì)正高溫氣體流過高溫氣道的方向，高溫氣體流過高溫氣道的方向大致平行于至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的出口角。9.如權(quán)利要求1所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶還包括大致朝向軸向的第三表面，該第三表面從第二表面徑向地向內(nèi)延伸，并面向輪葉組件，其中，所述凹槽的入口位于所述內(nèi)圍帶的第三表面上，所述凹槽的出口位于所述內(nèi)圍帶的第二表面上。10.如權(quán)利要求9所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶還包括大致沿軸向延伸的密封結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)從所述內(nèi)圍帶的第三表面朝向輪葉組件延伸，并非?？拷喨~組件。11.一種布置在燃?xì)廨啓C(jī)的葉盤腔體和穿過燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪段的高溫氣道之間的密封組件，包括: 轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉組件，包含在燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)輪葉；和 固定導(dǎo)葉組件，包含多個(gè)導(dǎo)葉和內(nèi)圍帶，所述內(nèi)圍帶包括: 徑向地朝外的第一表面，延伸至內(nèi)圍帶的軸向端部； 第二表面，從內(nèi)圍帶的軸向端部朝遠(yuǎn)離輪葉組件的方向延伸，并徑向地朝內(nèi)且朝向軸向； 大致朝向軸向的第三表面，從第二表面徑向地向內(nèi)延伸，并面向輪葉組件；和延伸至內(nèi)圍帶中的多個(gè)凹槽，所述多個(gè)凹槽包括位于內(nèi)圍帶的第三表面上的入口和位于內(nèi)圍帶的第二表面上的出口，其中，所述凹槽布置為使得在相鄰凹槽之間限定具有周向分量的空間； 其中，在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所述凹槽從葉盤腔體中朝高溫氣道導(dǎo)引噴吹空氣，使得噴吹空氣的流向大致對(duì)正高溫氣流通過高溫氣道的方向，該方向大致平行于至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的出口角。12.如權(quán)利要求11所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶的第二表面以相對(duì)于縱軸大約30°至大約60°的角度從內(nèi)圍帶的軸向端部延伸。13.如權(quán)利要求11所述的密封組件，包括下列特征中的至少一個(gè): 所述凹槽從其入口至其出口是漸縮形狀的，因而所述入口比所述出口寬；和 所述凹槽在周向上至少是有角度的或彎曲的，因而相對(duì)于渦輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向來說，所述凹槽的入口位于所述凹槽的出口的上游。14.如權(quán)利要求11所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶還包括大致沿軸向延伸的密封結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)從所述內(nèi)圍帶的第三表面朝向輪葉組件延伸，并非?？拷喨~組件。15.如權(quán)利要求11所述的密封組件，其中，所述導(dǎo)葉附到內(nèi)圍帶的第一表面上。16.一種布置在燃?xì)廨啓C(jī)的葉盤腔體和穿過燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪段的高溫氣道之間的密封組件，包括: 轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉組件，包含在燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)輪葉；和相對(duì)于渦輪段的入口和出口處于輪葉組件的上游的固定導(dǎo)葉組件，包括多個(gè)導(dǎo)葉和內(nèi)圍帶，所述內(nèi)圍帶包括: 徑向地朝外的第一表面，延伸至內(nèi)圍帶的軸向端部； 第二表面，從內(nèi)圍帶的軸向端部朝遠(yuǎn)離輪葉組件的方向延伸，并徑向朝內(nèi)且朝向軸向； 大致朝向軸向的第三表面，從第二表面徑向地向內(nèi)延伸，并面向輪葉組件；和延伸至內(nèi)圍帶中的多個(gè)凹槽，所述多個(gè)凹槽包括位于內(nèi)圍帶的第三表面上的入口和位于內(nèi)圍帶的第二表面上的出口，其中: 所述凹槽布置為使得在相鄰凹槽之間限定具有周向分量的空間； 所述凹槽從其入口至其出口是漸縮形狀的，因而所述入口比所述出口寬；以及所述凹槽在周向上至少是有角度的或彎曲的，因而相對(duì)于渦輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向來說，所述凹槽的入口位于所述凹槽的出口的上游； 其中，在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所述凹槽從葉盤腔體中朝高溫氣道導(dǎo)引噴吹空氣，使得噴吹空氣的流向大致對(duì)正高溫氣流通過高溫氣道的方向。17.如權(quán)利要求16所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶的第二表面以相對(duì)于縱軸大約30°至大約60°的角度從內(nèi)圍帶的軸向端部延伸。18.如權(quán)利要求17所述的密封組件，其中，所述內(nèi)圍帶還包括大致沿軸向延伸的密封結(jié)構(gòu)，該密封結(jié)構(gòu)從所述內(nèi)圍帶的第三表面朝向輪葉組件延伸，并非?？拷喨~組件。19.如權(quán)利要求18所述的密封組件，其中，高溫氣體流過高溫氣道的方向大致平行于至少一個(gè)導(dǎo)葉的后緣的出口角。20.如權(quán)利要求17所述的密封組件，其中，所述導(dǎo)葉附到內(nèi)圍帶的第一表面上。
【專利摘要】一種布置在燃?xì)廨啓C(jī)的葉盤腔體(36)和高溫氣道(34)之間的密封組件(50)，包括：具有在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨渦輪轉(zhuǎn)子(24)轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)輪葉(20)的轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉組件(18)；以及，具有多個(gè)導(dǎo)葉(14)和內(nèi)圍帶(16)的固定導(dǎo)葉組件(12)。所述內(nèi)圍帶(16)包括徑向地朝外的第一表面(40)、徑向地朝內(nèi)的第二表面(46)、以及延伸到所述第二表面(46)中的多個(gè)凹槽(60)。所述凹槽(60)布置為使得在相鄰凹槽(60)之間限定具有周向分量的空間。在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所述凹槽(60)從葉盤腔體(36)中朝高溫氣道(34)導(dǎo)引噴吹空氣，使得噴吹空氣相對(duì)于高溫氣流通過高溫氣道(34)的方向朝所需方向流動(dòng)。
【IPC分類】F01D11/04, F01D11/00, F01D5/08
【公開號(hào)】CN104919141
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480004679
【發(fā)明人】李經(jīng)邦
【申請(qǐng)人】西門子公司
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2014年1月22日
【公告號(hào)】EP2948639A2, US9068513, US20140286760, WO2014114662A2, WO2014114662A3