[发明专利]包括腹带密封防转动装置的燃气涡轮机

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于多级涡轮机的密封，并且更特别地涉及用于设置在多级涡轮机中的相邻盘之间的密封的防转动结构。

背景技术

在诸如涡轮等的用于能量转换的各种多级涡轮机中，流体被用于产生转动运动。在燃气涡轮机中，例如，气体在压气机中通过连续级被压缩并且在燃烧器中与燃料混合。气体和燃料的组合接着被点火用于生成被引导至涡轮级以产生转动运动的燃烧气体。涡轮级和压气机级典型地具有与可转动的组成部件(例如转子叶片(blade))协作用于使操作气体压缩和膨胀的固定的或非转动的组成部件(例如翼片(vane)结构)。

转子叶片典型地安装至被支撑用于在转子轴上转动的盘上。环形臂从相邻盘的相对部分延伸以限定出成对的环形臂。冷却空气腔形成在相互相邻级的盘之间的成对环形臂的内侧，并且迷宫式密封件可以设置在固定的翼片结构的内周面上，用于与环形臂协作以实现用于热燃烧气体的路径与冷却空气腔之间的气体密封。从相邻盘的相对部分延伸的成对环形臂限定出位于彼此间隔关系的位置的相对的端面。典型地，相对的端面可以设置有用于接收称作“腹带密封”的密封带的槽，该密封带将端面之间桥接以防止流过冷却腔的冷却空气泄漏到用于燃烧气体的路径内。密封带可以由在搭接或台阶端部处互连的周向上的多个节段形成。

当密封带包括在周向上彼此相邻地定位的多个节段时，密封带可能会相对于彼此在周向上移位。移位可能会引起密封带节段的一个端部增加与相邻节段的重叠，而密封带节段的相反端部将移出与相邻节段的接合，打开了用于气体穿过密封带的通道的间隙。因此，典型地期望提供用于防止密封带节段的相对周向移位的机构。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种涡轮，包括多个级，各级包括可转动盘和由其携带的叶片。至少一对相邻可转动盘限定出两者间的环形间隙并且具有与间隙对齐的各自相对的密封带接收槽。密封带位于相对的密封带接收槽中以密封环形间隙，并且密封带包括带接合结构。盘接合结构被限定在该对相邻可转动盘中。盘接合结构在轴向上延伸到该对相邻可转动盘内并且在周向上与带接合结构对齐。夹持构件被定位成借助带接合结构与密封带接合并且借助盘接合结构与该对相邻可转动盘接合。夹持构件约束密封带在槽的仅周向上的移动。

带接合结构可以包括在密封带的相反边缘中的一对周向上对齐的带凹口。

夹持构件可以包括具有一对腿部的U状构件，各腿部包括延伸通过带凹口中的一个带凹口的外端部。密封带可以包括相反的径向外侧面和内侧面，并且可以提供将腿部的外端部附接至密封带的径向外侧面的附接结构。此外，附接结构可以包括在腿部的外端部与密封带的径向外侧面之间的焊接接头。

夹持构件可以包括与密封带的径向内侧面相邻地在腿部之间延伸的基座部分，基座部分具有不大于腿部之间的距离的长度。

基座部分可以具有大约等于密封带的厚度的径向上的厚度。

密封带可以包括位于密封带的相反边缘之间的孔，并且立柱可以被附接至基座部分并且延伸穿过孔，用于在附接结构将腿部的外端部附接至密封带之前将夹持构件保持与密封带接合。

盘接合结构可以包括在该对相邻可转动盘中的一对周向上对齐的盘凹口。

夹持构件可以包括基本平面的基座部分和两个腿部，腿部与带接合结构和盘接合结构协作以防止密封带转动。夹持构件可以形成为在径向上不延伸超过盘接合结构。

根据本发明的另一方面，提供一种涡轮，包括：多个级，各级包括可转动盘和由其携带的叶片。至少一对相邻可转动盘限定出两者间的环形间隙并且具有与间隙对齐的各自相对的密封带接收槽。密封带位于相对的密封带接收槽中以密封环形间隙。密封带限定出径向上相反的外侧面和内侧面并且具有相反的边缘，并且在边缘中形成带凹口以限定带接合结构。一对周向对齐的盘凹口形成在该对相邻可转动盘中以限定盘接合结构。盘凹口轴向延伸到该对相邻可转动盘内并在周向上与带凹口对齐。设置了包括基座部分和一对腿部的U状夹持构件。基座部分被定位成与密封带的径向内侧面接合，并且腿部包括延伸穿过带凹口并且接合在盘凹口中的外端部，以防止密封带在槽中的周向上的移动。基座部分限定了在槽的周向上的宽度尺寸，该宽度尺寸不大于盘凹口在周向上的宽度尺寸。

附图说明

虽然说明书附有特别指出并清楚地要求保护的本发明的权利要求，但认为将从结合附图进行的以下描述中更好理解本发明，附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是燃气涡轮机发动机的一部分的图解截面图；