呼啦圈式密封件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圓錐呼啦圈式密封件(25)，其中圓錐呼啦圈式密封件(25)的內(nèi)側(cè)部分(32)比圓錐呼啦圈式密封件(25)的外側(cè)部分(38)更靠近圓錐呼啦圈式密封件縱軸線，并且其中圓錐呼啦圈式密封件(25)沿相對于圓錐呼啦圈式密封件縱軸線的圓周方向(40)延伸。還描述了一種包括圓錐呼啦圈式密封件(25)的燃氣渦輪，連同一種操作燃氣渦輪的方法，該燃氣渦輪包括密封第一導(dǎo)葉(21)和框架(23)之間的間隙(39，41)的圓錐呼啦圈式密封件(25)，該方法包括用冷卻流體吹掃間隙(39，41)的步驟。
【專利說明】
呼啦圈式密封件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及呼啦圈式密封件(hula seal)，且具體地涉及圓錐呼啦圈式密封件。
【背景技術(shù)】
[0002] 在燃氣禍輪中，在燃燒器出口上的框架(picture frame)和禍輪機的第一導(dǎo)葉之 間存在間隙。兩個零件相對彼此的移動能夠是相當(dāng)大，且零件之間必須保有間隙以避免接 觸。該間隙通常用冷卻空氣吹掃。已經(jīng)意識到改進該間隙周圍的設(shè)計是有利的，例如，減少 冷卻空氣的需求。
[0003] 環(huán)形呼啦圈式密封件從例如US 2012/0304657和US2010/0300116中知曉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明由現(xiàn)在被提到的所附權(quán)利要求限定。本發(fā)明的優(yōu)勢特征在從屬權(quán)利要求中 陳述。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種圓錐呼啦圈式密封件被提供，其中圓錐呼啦圈式密 封件的內(nèi)側(cè)部分比圓錐呼啦圈式密封件的外側(cè)部分更靠近圓錐呼啦圈式密封件縱軸線，并 且其中圓錐呼啦圈式密封件沿相對于圓錐呼啦圈式密封件縱軸線的圓周方向延伸。這能提 供一種可靠且有效的密封件。例如，圓錐呼啦圈式密封件能對相對于燃氣渦輪縱軸線沿徑 向和軸向方向的移動做出補償并提供密封。圓錐呼啦圈式密封件能設(shè)計成在大滑動范圍內(nèi) 和大彈性位移(彈簧效應(yīng))下進行密封。因此，圓錐呼啦圈式密封件能使泄漏最小化。
[0006] 在一個實施例中，圓錐呼啦圈式密封件包括多個指部，其中內(nèi)側(cè)部分附接到多個 指部的每一個的一端，且外側(cè)部分附接到多個指部的每一個的另一端。在一個實施例中，內(nèi) 側(cè)部分和外側(cè)部分各自沿相對于圓錐呼啦圈式密封件縱軸線的周向方向延伸；內(nèi)側(cè)部分比 外側(cè)部分更靠近圓錐呼啦圈式密封件縱軸線;外側(cè)部分相對于圓錐呼啦圈式密封件軸向地 和徑向地從內(nèi)側(cè)部分移置。
[0007] 在一個實施例中，外側(cè)部分被分成多個外側(cè)部分區(qū)段，每個指部附接有一個外側(cè) 部分區(qū)段。在一個實施例中，內(nèi)側(cè)部分布置成附接到框架表面，且外側(cè)部分布置成可滑動地 接觸框架表面。這能提供更容易的組裝。在一個實施例中，多個指部布置在兩個重疊層中。 這能改進密封件。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種燃氣渦輪，其包括上述圓錐呼啦圈式密封件。 圓錐呼啦圈式密封件能利用間隙任何一側(cè)上的零件的顯著的相對移動密封間隙。
[0009] 在一個實施例中，燃氣渦輪包括第一導(dǎo)葉和第一框架，且其中圓錐呼啦圈式密封 件密封第一導(dǎo)葉和框架之間的間隙。這能在框架(燃燒器出口）和第一導(dǎo)葉(擺動導(dǎo)葉)之間 的交界處提供泄漏減少。貴重部件(第一導(dǎo)葉和框架)不受影響，且該方案能被改裝到已有 渦輪機。這還能提供一種容易組裝的密封方案。圓錐呼啦圈式密封件還能在所有運行位置 允許第一導(dǎo)葉和隔板/框架之間的間隙的密封，不考慮由于它的彈簧性質(zhì)和高滑動性所導(dǎo) 致的在該位置的大位移范圍。
[0010] 在一個實施例中，圓錐呼啦圈式密封件基于第一導(dǎo)葉和框架的相對移動的確定來 相對于圓錐呼啦圈式密封件縱軸線傾斜一個角度A，使得第一導(dǎo)葉相對框架的彈性位移范 圍被最小化。使密封件傾斜允許間隙寬度被最小化，圓錐呼啦圈式密封件的角度的靈活性 在設(shè)計階段通過使間隙寬度最小化被最優(yōu)化。
[0011] 在一個實施例中，第一導(dǎo)葉包括接觸圓錐呼啦圈式密封件的接觸表面，接觸表面 是圓錐形或球形。這能提供一種用于圓錐呼啦圈式密封件接觸的合適表面。
[0012] 在一個實施例中，圓錐呼啦圈式密封件是一種圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段，且燃氣 渦輪包括多個圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段。圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段能使燃氣渦輪的組裝和 維護變得更容易。
[0013] 在一個實施例中，燃氣渦輪包括在框架和第一導(dǎo)葉之間且與圓錐呼啦圈式密封件 串聯(lián)的第二密封件。在一個實施例中，第二密封件是活塞密封件、環(huán)形呼啦圈式密封件、圓 錐呼啦圈式密封件、狗骨式密封件或蜂窩密封件。這能進一步改善間隙的密封，且還能提供 在密封件之一失效時的備用密封件。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種操作燃氣渦輪的方法，燃氣渦輪包括密封第 一導(dǎo)葉和框架之間的間隙的圓錐呼啦圈式密封件，該方法包括用冷卻流體吹掃間隙的步 驟。用冷卻流體吹掃間隙能減少或阻止熱氣體攝入間隙，并能確保熱氣體不流過密封件。
【附圖說明】
[0015] 現(xiàn)在將僅通過舉例且參考附圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中：
[0016] 圖1示出了附接至隔板的圓錐呼啦圈式密封件的透視圖；
[0017] 圖2示出了圖1的圓錐呼啦圈式密封件的頂視圖；
[0018] 圖3示出了圖1和2的圓錐呼啦圈式密封件沿圖2的線III -III的橫截面圖；
[0019] 圖4圖形地示出了在燃氣渦輪運行期間第一導(dǎo)葉表面上的一個點的位移；
[0020] 圖5,6,和7示出了在燃氣渦輪運行期間不同點的圖3的剖視圖；
[0021]圖8示出了包括蜂窩密封件和圓錐呼啦圈式密封件的本發(fā)明的實施例的剖視圖。
[0022] 附圖標(biāo)記
[0023] 21第一導(dǎo)葉(擺動導(dǎo)葉）
[0024] 22導(dǎo)葉齒（導(dǎo)葉內(nèi)齒）
[0025] 23框架(順序襯套出路/出口）
[0026] 24 隔板
[0027] 25圓錐呼啦圈式密封件
[0028] 26隔板表面（內(nèi)側(cè)隔板表面）
[0029] 27隔板表面(外側(cè)隔板表面）
[0030] 29導(dǎo)葉齒表面(傾斜接觸表面）
[0031] 30 (圓錐呼啦圈式密封件)縱軸線方向
[0032] 32內(nèi)側(cè)部分
[0033] 34 指部
[0034] 36呼啦圈式密封件方向
[0035] 38外側(cè)部分
[0036] 39 間隙
[0037] 40圓周方向
[0038] 41 間隙
[0039] 48傾斜矩形箱體
[0040] 50組裝/冷卻位置 [0041 ] 51 起動
[0042] 52全負(fù)荷
[0043] 53穩(wěn)態(tài)運行
[0044] 54停機中的極端點
[0045] 56移動線
[0046] 58滑動范圍
[0047] 59彈性范圍
[0048] 64附加密封部分
[0049] 66蜂窩密封件
[0050] A 角度
[0051] α 角度。
【具體實施方式】
[0052]本文中所描述的呼啦圈式密封件能被描述為圓錐呼啦圈式密封件。在環(huán)形呼啦圈 式密封件中，呼啦圈式密封件描述了一種環(huán)，其中內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分到呼啦圈式密封件 的中心軸線的距離相同（即，軸線穿過呼啦圈式密封件的中心，它是沿縱軸線方向30的圓錐 呼啦圈式密封件縱軸線）。相反，圓錐呼啦圈式密封件具有比外側(cè)部分更靠近呼啦圈式密封 件的中心軸線的內(nèi)側(cè)部分。換句話說，在環(huán)形呼啦圈式密封件中的呼啦圈式密封件方向平 行于縱軸線方向30(圓錐呼啦圈式密封件縱軸線），而在圓錐呼啦圈式密封件中的呼啦圈式 密封件方向與縱軸線方向有夾角。
[0053]圓錐體是三維幾何形狀，其從平面基座光滑地逐漸變細，基座可以是盤狀或可以 是其它形狀。精確地，圓錐呼啦圈式密封件是圓錐截頭椎體，是圓錐體的截頭椎體的表面的 形狀(即，不包括頂點的圓錐的區(qū)段，也被已知為被截取的圓錐體），相反于其中呼啦圈式密 封件遵循圓柱的表面形狀的環(huán)狀呼啦圈式密封件。為了完整性應(yīng)注意到的是，例如如可在 圖3中所見，呼啦圈式密封件并不嚴(yán)格地描述精確的環(huán)狀或圓錐形，其中圓錐呼啦圈式密封 件25遵循呼啦圈式密封件方向36但指部的曲率稍微偏離完美的圓錐指部。
[0054]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1中所示的實施例，圖1示出了附接至隔板24的圓錐呼啦圈式密封件 25,隔板24繼而附接至框架23(參見圖3)或成為其一部分。圓錐呼啦圈式密封件25包括沿相 對于縱軸線方向30(或呼啦圈式密封件軸線方向，參見圖3)的圓周方向40(參見圖2)延伸的 內(nèi)側(cè)部分32。內(nèi)側(cè)部分32配置成附接至隔板24的表面26(參見圖3)。多個指部34(各自附接 至內(nèi)側(cè)部分32)沿呼啦圈式密封件方向36(參見圖3)延伸遠離內(nèi)側(cè)部分32。外側(cè)部分38(在 本情況中是外側(cè)部分區(qū)段)被設(shè)置在指部34相對內(nèi)側(cè)部分32的遠端。圓錐呼啦圈式密封件 以相對于縱軸線方向30的角度Α沿呼啦圈式密封件方向36(參見圖3)延伸。外側(cè)部分38具有 比內(nèi)側(cè)部分32大的直徑（即，沿圓周方向延伸更遠）。
[0055]指部34不沿直線延伸，而是彎曲的，使得每個指部的方向描述了更靠近內(nèi)側(cè)部分 32處的大于角度A的角度和靠近外側(cè)部分38的小于角度A的角度。外側(cè)部分38被布置成可滑 動地接觸隔板24的表面27(參見圖3)。
[0056]圖2示出了圖1的圓錐呼啦圈式密封件的頂視圖。從該視圖能看到圓錐呼啦圈式密 封件沿圓周方向40延伸。
[0057]圖3示出了圖1和2的圓錐呼啦圈式密封件沿圖2的線III-III的橫截面，且還示出 了關(guān)于圓錐呼啦圈式密封件在燃氣渦輪中的位置的更多內(nèi)容。在第一導(dǎo)葉21(擺動導(dǎo)葉)和 燃氣渦輪的框架23之間存在能在燃氣渦輪運行期間改變大小的間隙39,41。第一導(dǎo)葉21包 括具有傾斜接觸表面29的導(dǎo)葉齒22。與圓錐呼啦圈式密封件一樣，接觸表面29是圓錐形的。
[0058]燃氣渦輪具有圍繞燃氣渦輪的圓周布置的多個框架(順序襯套出口）。呼啦圈式密 封件能幫助密封框架和第一導(dǎo)葉(擺動導(dǎo)葉)之間的內(nèi)側(cè)平臺（內(nèi)徑)上的交界，以便幫助減 少泄漏到最小。
[0059]擺動導(dǎo)葉移動保持在傾斜矩形箱體48內(nèi)（參見圖4)，且根據(jù)本發(fā)明的呼啦圈式密 封件能幫助密封該交界，不考慮移動。圖4和傾斜矩形箱體48在下面被詳細描述。
[0060] 為了易于維護，框架可以被分段，沿圓周方向40圍繞燃氣渦輪的圓周的每個框架 或框架節(jié)段(順序襯套出口節(jié)段)優(yōu)選地在內(nèi)徑（內(nèi)平臺）上具有至少一個圓錐呼啦圈式密 封件，因為這能幫助實現(xiàn)單個導(dǎo)葉/葉片的組裝/拆卸。
[0061] 第一導(dǎo)葉21的導(dǎo)葉齒22上的傾斜接觸表面29提供用于圓錐呼啦圈式密封件25(尤 其是圓錐呼啦圈式密封件25的指部34)接觸的表面。在圓錐呼啦圈式密封件25的另一側(cè)，隔 板24附接至框架23,且隔板具有優(yōu)選地平行于導(dǎo)葉齒22的表面29的表面26,27。偏離平行的 小的角偏離能被適應(yīng)，并且在運行期間也將發(fā)生由于第一導(dǎo)葉21的移動(參見圖4)所導(dǎo)致 的角度變化和因此偏離平行。第一導(dǎo)葉21的移動涉及第一導(dǎo)葉的旋轉(zhuǎn)點、軸向葉片支撐件 (未示出）的性能、以及構(gòu)件的熱力性能;這些移動在下面詳細描述。導(dǎo)葉齒的表面29和隔板 的表面26,27的長度可以在設(shè)計期間基于第一導(dǎo)葉21的移動、如圖4中的圖所示的導(dǎo)葉21的 性能、構(gòu)件的熱力性能以及圓錐呼啦圈式密封件25的長度而被改變。
[0062]圓錐呼啦圈式密封件25附接(例如，點焊）在隔板表面26的末端上或附近（隔板表 面相對于燃氣渦輪縱軸線的內(nèi)側(cè)端），且能相對于在圓錐呼啦圈式密封件25的另一端處的 隔板表面27(隔板表面相對于燃氣渦輪縱軸線的外側(cè)端）自由地移動。這允許圓錐呼啦圈式 密封件25被導(dǎo)葉表面29壓縮；當(dāng)圓錐呼啦圈式密封件被壓縮時（即，當(dāng)導(dǎo)葉表面29和隔板表 面26,27之間的間隙被縮小時)或被放松時（即，當(dāng)導(dǎo)葉表面29和隔板表面26,27之間的間隙 被增大時），圓錐呼啦圈式密封件上的未被附接點（靠近隔板表面上的點27)相對于隔板表 面27移動。當(dāng)圓錐呼啦圈式密封件被壓縮時，內(nèi)側(cè)部分32和外側(cè)部分38之間的距離增加，當(dāng) 圓錐呼啦圈式密封件被放松時，內(nèi)側(cè)部分32和外側(cè)部分38之間的距離縮小。
[0063]在制造期間，圓錐呼啦圈式密封件或多個密封件可首先附接至隔板24(例如，通過 諸如點焊的焊接方法）。隔板24可然后附接至框架23。隔板可通過來自框架相對于圓錐呼啦 圈式密封件的另一側(cè)，即沿縱軸線方向30在隔板的遠側(cè)的框架的那一側(cè)，的螺栓被安裝。銷 或槽可用于將隔板定位在框架中心。隔板可焊接到框架。
[0064]在使用時，第一導(dǎo)葉表面29(更具體地，在第一導(dǎo)葉表面29上的特定點）將沿著類 似于圖4所示的路徑在它的運行周期內(nèi)相對于框架23移動。移動的范圍落入一個相對于縱 軸線方向30以角度α傾斜的傾斜矩形箱體48中。優(yōu)選地，角度A(參見圖3)與角度α相同或基 本相同。有兩個移動方向，滑動范圍58和彈性范圍59。移動能由于多種原因，包括第一導(dǎo)葉 的擺動(轉(zhuǎn)動）（具體地，沿滑動范圍58的方向）和由于構(gòu)件的熱力膨脹/收縮(具體地，沿彈 性范圍59的方向）。
[0065] 首先，在圖4的組裝或冷卻位置50,第一導(dǎo)葉21處于圖5所示的位置。在起動期間， 第一導(dǎo)葉開始沿通過移動線56顯示的方向移動，經(jīng)過可能是滑動范圍內(nèi)第一個極大程度的 點51。圖6示出了點51處的第一導(dǎo)葉位置。在全負(fù)荷下，第一導(dǎo)葉位置可能在點52處，且在穩(wěn) 定狀態(tài)運行期間第一導(dǎo)葉的位置可能在點53處。在運行期間，負(fù)荷可變化，且第一導(dǎo)葉位置 可因此變化，在移動線156上或靠近該線在圍繞點52和53和它們之間的區(qū)域中移動。在停機 的時候，第一導(dǎo)葉而后冷卻且繼續(xù)進一步圍繞移動線56。在停機期間，第一導(dǎo)葉達到滑動范 圍第二極大程度的點154。圖7示出了點54的第一導(dǎo)葉位置。一旦完全冷卻，第一導(dǎo)葉將完成 移動線56的整個循環(huán)，回到其冷卻位置點50。
[0066] 圖4的移動線56以及曲線上的點的描述是一種近似，且相對于這種近似的偏離可 能發(fā)生。
[0067] 圖8示出了在待密封間隙的一側(cè)上的第一導(dǎo)葉21(擺動導(dǎo)葉），以及導(dǎo)葉齒22和附 加密封部分64。在待密封間隙的另一側(cè)上是框架23和附接至框架23的隔板24。在第一導(dǎo)葉 21和框架23以及隔板24之間的間隙中，第一密封件(圓錐呼啦圈式密封件25)和第二密封件 (蜂窩密封件66)被布置。
[0068] 在燃氣渦輪中，多個框架(順序襯套出口）圍繞燃氣渦輪的縱軸線以環(huán)狀來布置， 框架通常附接至順序襯套，且順序襯套通常包圍罐式燃燒器。燃氣渦輪的縱軸線大致上平 行于圓錐呼啦圈式密封件縱軸線方向30。換句話說，框架都與垂直于縱軸線的平面相交。在 本申請中所討論的密封方案能應(yīng)用于框架的內(nèi)徑(框架最靠近縱軸線的邊緣）。這能允許在 制造、維護、和修理期間單個導(dǎo)葉/葉片的組裝和/或拆卸。
[0069] 在本文所描述的操作燃氣渦輪的方法中，間隙可以用諸如空氣的冷卻流體進行吹 掃。冷卻流體一般在熱氣流的遠側(cè)的末端處被供入間隙41。
[0070] 隔板24在本文所描述的實施例中示出為附接至框架的獨立零件，但也可能是框架 的一體零件，在這種情況下例如隔板表面將等同于框架表面。隔板和/或框架的形狀能取決 于框架的形狀和圓錐呼啦圈式密封件的理想位置而改變。類似地，第一導(dǎo)葉21在形狀上可 以取決于框架、圓錐呼啦圈式密封件和/或隔板的形狀而改變。
[0071] 在本文中描述的圓錐呼啦圈式密封件是用于燃氣渦輪，優(yōu)選地用于密封在兩個靜 止零件之間的間隙，諸如在框架和第一導(dǎo)葉之間的間隙。在本文中描述的圓錐呼啦圈式密 封件被放置在框架和第一導(dǎo)葉之間，但是還可以被用于燃氣渦輪中的其他位置。盡管密封 件可以徹底阻止熱氣體穿過間隙的流動，但不必要徹底地密封該間隙，諸如空氣的冷卻流 體流過密封件可能在吹掃熱氣體方面是有利的，例如從圖3中在框架23和第一導(dǎo)葉21之間 的從圓錐呼啦圈式密封件25延伸到熱氣體路徑的間隙39中吹出氣體。為此，冷卻流體的吹 掃流可以在間隙41的末端處被提供。
[0072] 圓錐呼啦圈式密封件可以通過內(nèi)側(cè)部分或外側(cè)部分附接到隔板，因為不需要壓力 激活，而例如狗骨式密封件則相反。
[0073]圓錐呼啦圈式密封件可以由多種材料制成，例如諸如Wasploy?的鎳基合金。這 能允許呼啦圈式密封件承受燃氣渦輪的第一導(dǎo)葉-框架區(qū)的高溫和高壓。
[0074] 圓錐呼啦圈式密封件可以是一個完整的環(huán)，或者可以由多個獨立的圓錐呼啦圈式 密封件（圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段)構(gòu)成。圖1的圓錐呼啦圈式密封件是圓錐呼啦圈式密封 件節(jié)段。在一個示例中，20個圓錐呼啦圈式密封件圍繞360°環(huán)形接頭被設(shè)置，每個都沿圓周 方向40圍繞圓周延伸15°。
[0075] 圓錐呼啦圈式密封件25描述了如上所述的局部環(huán)或完整環(huán)。圓錐呼啦圈式密封件 縱軸線方向30通常將是垂直于該局部環(huán)或完整環(huán)的平面的方向；換句話說，縱軸線方向通 常是穿過被圓錐呼啦圈式密封件的縱軸線所描述的圓錐呼啦圈式密封件的中點的軸線的 方向。對于圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段而言，每個圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段的縱軸線是圓錐 呼啦圈式密封件節(jié)段的完整環(huán)的縱軸線。圓錐呼啦圈式密封件縱軸線通常還將是在順序襯 套(燃燒器出口）的末端處的框架的縱軸線。
[0076] 在之前示例中所示的圓錐呼啦圈式密封件是圓形的（例如，圖1和2)，即對于完整 的圓錐呼啦圈式密封件而言，從內(nèi)側(cè)部分32(以及從外側(cè)部分38)到圓錐呼啦圈式密封件縱 軸線的距離是不變的。相對圓形形狀的少量偏離是可能的。在一些實施例中，圓錐呼啦圈式 密封件可以聯(lián)合第二密封件使用，通過圖8中所示的例子。第二密封件是第二圓錐呼啦圈式 密封件、活塞密封件、狗骨式密封件、蜂窩密封件或其他類型的呼啦圈式密封件。第二密封 件將與圓錐呼啦圈式密封件串聯(lián)；即，第二密封件將沿垂直于縱軸線方向30的軸向位于到 圓錐呼啦圈式密封件的間隙的不同部分內(nèi)。換句話說，任何從熱氣體流逃出的氣體將必然 經(jīng)過圓錐呼啦圈式密封件和第二密封件。
[0077]導(dǎo)葉齒22的接觸表面29在上面描述為圓錐（即，圓錐平截頭體），但是接觸表面29 還可以是具有凸面或凹面的球形（即，球形節(jié)段或球形平截頭體的表面形狀）。隔板表面26， 27在圖中還示出為具有圓錐表面，但是其他形狀可以被采用，諸如球形表面，且隔板表面 26,27可以被改變以匹配或平行導(dǎo)葉齒22的接觸表面29的形狀。導(dǎo)葉齒可以是第一導(dǎo)葉的 一體部件，如之前所述，或者可以是附接至第一導(dǎo)葉的獨立構(gòu)件。導(dǎo)葉可以具有用于外側(cè)平 臺的第二導(dǎo)葉齒，在這種情況下，本文中所描述的導(dǎo)葉齒將是用于內(nèi)側(cè)平臺的導(dǎo)葉內(nèi)側(cè)齒。
[0078] 在導(dǎo)葉齒22的設(shè)計期間，導(dǎo)葉齒且尤其是導(dǎo)葉齒表面29的范圍可以基于圖4所示 的第一導(dǎo)葉的移動范圍被確定。導(dǎo)葉齒優(yōu)選地至少延伸到第一導(dǎo)葉的最大移動范圍那么 遠，更優(yōu)選地，更遠。這能允許導(dǎo)葉齒在所有運行條件下接觸圓錐呼啦圈式密封件。類似地， 隔板表面27的范圍可基于圓錐呼啦圈式密封件的外側(cè)部分38(或者在內(nèi)側(cè)部分相對隔板表 面可移動的實施例中是內(nèi)側(cè)部分)相對于隔板表面的所需移動范圍來設(shè)計。
[0079] 在圖中，內(nèi)側(cè)部分32被示出附接至隔板，且外側(cè)部分38與隔板的表面27接觸并在 該表面上自由滑動，但是在一些實施例中，外側(cè)部分可以附接至隔板，而內(nèi)側(cè)部分在隔板的 表面27上滑動地移動。
[0080] 指部34在前面被描述為具有特定的曲率，在更靠近內(nèi)側(cè)部分32處有大于角度A的 角度且在靠近外側(cè)部分38處有小于角度A的角度。其他曲率是可能的；主要要求是，指部能 作為彈簧。即，它們能在第一導(dǎo)葉和隔板一起移動靠近時被拉直，且在第一導(dǎo)葉和隔板移動 遠離時回彎。曲率可以是連續(xù)的(如本文中所描述的指部)或不連續(xù)的。
[0081] 在圖1和2中，單組指部34能被看到。在一些實施例中，圓錐呼啦圈式密封件包括第 二組指部。第二組指部沿垂直于呼啦圈式密封件方向的方向鄰近于第一組指部，使得指部 形成兩個重疊層。優(yōu)選地，第二組指部沿圓周方向相比于第一組指部偏移；即，在第一組指 部中任意指定指部對之間的間隙與最接近的第二組指部中任意指定指部對之間的間隙偏 移，優(yōu)選地使得兩個間隙在圓周方向上不重疊。為了提供具有兩個重疊層的實施例，兩個單 層呼啦圈式密封件可以附接至彼此。
[0082] 呼啦圈式密封件方向36優(yōu)選地在燃氣渦輪的設(shè)計期間被設(shè)定，使得角度A在角度α 的15°以內(nèi)，更優(yōu)選地在5°以內(nèi)，且最優(yōu)選地角度Α = α。這是在燃氣渦輪運行期間使第一導(dǎo) 葉和框架/隔板的相對移動最小的角度。這使得彈性范圍59最小化，且因此實現(xiàn)第一導(dǎo)葉和 框架/隔板之間的間隙，尤其是在導(dǎo)葉齒表面29和隔板表面26,27之間的間隙最小化。這使 得圓錐呼啦圈式密封件所要求的移動范圍最小化。類似地，與圓錐呼啦圈式密封件關(guān)聯(lián)的 隔板表面26，27優(yōu)選地處于角度α的15°以內(nèi)的角度，更優(yōu)選地在5°以內(nèi)，且最優(yōu)選地處于角 度Α = α，并且導(dǎo)葉齒表面優(yōu)選地處于角度α的15°以內(nèi)，更優(yōu)選地在5°以內(nèi)，且最優(yōu)選地處于 角度Α = α。
[0083] 圓錐呼啦圈式密封件可以作為整體構(gòu)件被制造，或者內(nèi)側(cè)部分、指部和外側(cè)部分 可以是連結(jié)在一起的獨立構(gòu)件。
[0084]接近熱氣體流的間隙39可以是多種形狀，這取決于第一導(dǎo)葉和框架/隔板的形狀。 [0085]間隙39,41基本上是在框架/隔板與第一導(dǎo)葉之間延伸的空間。在間隙39的一端， 間隙通往熱氣體流，且在間隙41的另一端，間隙通往壓縮機氣室。
[0086]間隙39，41 (參見圖3)可以被吹掃。在這種情況下，在熱氣體端的間隙39中的壓力 低于在間隙41的另一端處(在圓錐呼啦圈式密封件的另一側(cè)）的壓力。因此，冷卻流體能泄 漏穿過密封件。
[0087]在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的前提下，對所述實施例的多種改動是 可能的，且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能意識到。
【主權(quán)項】
1. 一種圓錐呼啦圈式密封件(25)，其中所述圓錐呼啦圈式密封件(25)的內(nèi)側(cè)部分(32) 比所述圓錐呼啦圈式密封件(25)的外側(cè)部分(38)更靠近圓錐呼啦圈式密封件縱軸線，并且 其中所述圓錐呼啦圈式密封件(25)沿相對于所述圓錐呼啦圈式密封件縱軸線的圓周方向 (40誕伸 。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐呼啦圈式密封件(25)，其特征在于，包括多個指部(34)， 其中所述內(nèi)側(cè)部分(32)附接至所述多個指部(34)的每一個的一端，且所述外側(cè)部分(38)附 接至所述多個指部(34)的每一個的另一端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓錐呼啦圈式密封件(25)，其特征在于： 所述內(nèi)側(cè)部分(32)和所述外側(cè)部分(38)各自沿相對于所述圓錐呼啦圈式密封件縱軸 線的周向方向（40)延伸； 所述內(nèi)側(cè)部分(32)比所述外側(cè)部分(38)更靠近所述圓錐呼啦圈式密封件縱軸線； 所述外側(cè)部分(38)相對于所述圓錐呼啦圈式密封件縱軸線軸向地和徑向地從所述內(nèi) 側(cè)部分(32)移置。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的圓錐呼啦圈式密封件（25)，其特征在于，所述 外側(cè)部分(38)被分成多個外側(cè)部分區(qū)段，其中每個指部(34)附接有一個外側(cè)部分區(qū)段。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的圓錐呼啦圈式密封件（25)，其特征在于，所述 內(nèi)側(cè)部分(32)布置成附接至框架表面(26,27)，且所述外側(cè)部分(38)布置成可滑動地接觸 所述框架表面(26,27)。6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項所述的圓錐呼啦圈式密封件（25)，其特征在于，所述 多個指部(34)布置在兩個重疊層中。7. -種燃氣渦輪，包括權(quán)利要求1至6中的任一項所述的圓錐呼啦圈式密封件(25)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣渦輪，其特征在于，包括第一導(dǎo)葉（21)和框架（23)，并且 其中所述圓錐呼啦圈式密封件（25)密封所述第一導(dǎo)葉（21)和所述框架（23)之間的間隙 (39,41) 〇9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述圓錐呼啦圈式密封件(25)基于所 述第一導(dǎo)葉（21)和所述框架(23)的相對移動的確定來相對于所述圓錐呼啦圈式密封件縱 軸線傾斜一個角度A，使得所述第一導(dǎo)葉（21)相對所述框架(23)的移動的彈性范圍（59)最 小化。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述第一導(dǎo)葉（21)包括接觸表面 (29)以接觸所述圓錐呼啦圈式密封件(25)，并且所述接觸表面(29)是圓錐形或球形。11. 根據(jù)權(quán)利要求6至10中的任一項所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述圓錐呼啦圈式 密封件(25)是圓錐呼啦圈式密封件節(jié)段，且所述燃氣渦輪包括多個圓錐呼啦圈式密封件節(jié) 段。12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項所述的燃氣渦輪，其特征在于，包括在所述框架 (23)和所述第一導(dǎo)葉(21)之間且與所述圓錐呼啦圈式密封件(25)串聯(lián)的第二密封件。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述第二密封件是活塞密封件、環(huán) 形呼啦圈式密封件、圓錐呼啦圈式密封件、狗骨式密封件或蜂窩密封件(66)。14. 一種操作燃氣渦輪的方法，所述燃氣渦輪包括密封第一導(dǎo)葉（21)和框架（23)之間 的間隙（39,41)的圓錐呼啦圈式密封件(25)，所述方法包括用冷卻流體吹掃所述間隙（39，
【文檔編號】F02C7/28GK106089446SQ201610370673
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】H-C·馬休斯, U·本茲, F·格拉夫
【申請人】安薩爾多能源瑞士股份公司

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