[发明专利]冲击圈元件附接和密封

说明书

技术领域

本发明涉及包括通过联接圈元件联接在一起的至少两个冲击圈元件的涡轮和用于制造该涡轮的方法。

背景技术

在涡轮中，特别是在涡轮的涡轮级中，诸如内壁或平台等的涡轮部件暴露于涡轮的热工作流体。因此，冷却系统被用于冷却涡轮部件。

为了冷却目的，冷却空气系统被安装，用于将冷却空气流提供至热涡轮部件和/或用于防止燃烧气体的热流经过主流动环体的内、外壁溢出。用于安装冷却空气系统和用于提供冷却流体的有效冷却循环的空间是有限的。此外，复杂的冷却系统昂贵且可靠性低。此外，高量的冷却空气可能会不利地影响到涡轮性能。

为了控制冷却流体，用环形冲击圈覆盖用于供给冷却流体的冷却通道。环形冲击圈包括多个冷却孔，冷却流体通过该多个冷却孔被从冷却通道排出至燃气涡轮内的期望位置。

冲击圈和安装冲击圈的支撑结构包括相对于各个冲击圈的不同的热膨胀使得引起了归因于由不同热膨胀产生的间隙的空气泄漏。

US 2005/0241314 A1公开一种用于燃气涡轮尾管的冷却结构。截面为近似L型的冲击冷却板包括大量孔并且通过焊接被安装至燃气涡轮的导叶罩的肋。

GB 2 035 466 Al公开了一种具有冲击挡板的涡轮罩支撑。冲击挡板的冲击挡板腿被安装至燃气涡轮的罩。

EP 1 500 789 Al公开了一种燃气涡轮的冲击冷却的圈段，其中环形冲击圈元件被安装至导叶承载件。

EP 1 038 093 Bl公开了一种用于改进的叶尖间隙控制的涡轮被动热阀。冷却通道形成在燃气涡轮的罩与冲击圈元件之间，其中冷却流体通过冲击圈元件流动至内侧罩或者从内侧罩离开。

US 4,805,398公开了一种包括环形冲击圈元件的涡轮机。环形冲击圈元件沿着周向方向彼此重叠以便提供闭合圈型冲击圈元件布置。

EP 2 299 063 Al公开了一种用于燃气涡轮发动机的冲击挡板。冲击挡板是在冲击圈元件的两个自由端部具有紧固元件以使得能够实现冲击圈元件的闭合的单件式分裂冲击圈元件。

US 4 337 016 A公开了一种用于限制冷却空气至外壳与邻接结构之间的流路的设备。讨论了使得该装置能够将邻接结构密封地接合以阻塞冷却空气的泄漏并以容纳直径上的改变的各种构造细节。密封装置是环形的并且具有双壁、分段圈和位于分段圈的径向内侧的分段内壁。

发明内容

本发明的目的可以是提供一种包括具有在燃气涡轮组成部件的热膨胀期间的降低了的冷却空气损失的冲击冷却系统的涡轮。

该目的通过根据独立权利要求的涡轮、特别是燃气涡轮及用于制造该涡轮的方法来解决。

根据本发明的第一方面，呈现出一种涡轮、特别是燃气涡轮。涡轮包括沿着涡轮的周向方向延伸的支撑结构。支撑结构包括冷却空气可被引导通过的槽。槽沿着周向方向延伸。

涡轮进一步包括具有多个第一孔的第一冲击圈元件和具有第二冷却孔的第二冲击圈元件。第一冲击圈元件和第二冲击圈元件沿着周向方向被依次地安装至槽，使得槽被第一冲击圈元件和第二冲击圈元件覆盖。

涡轮进一步包括布置在第一冲击圈元件与第二冲击圈元件之间的第一联接圈元件，使得槽被第一冲击圈元件与第二冲击圈元件之间的第一联接圈元件覆盖。第一联接圈元件形成与第二冲击圈元件的滑动接触使得可提供第一联接圈元件与第二冲击圈元件之间的相对移动。

根据本发明的进一步的方面，呈现出一种用于制造涡轮、特别是燃气涡轮的方法。根据该方法，形成沿着涡轮的周向方向延伸的支撑结构。支撑结构包括冷却空气可被引导通过的槽。槽沿着周向方向延伸。形成包括多个第一冷却孔的第一冲击圈元件和包括多个第二冷却孔的第二冲击圈元件。将第一冲击圈元件和第二冲击圈元件沿着周向方向依次地安装至槽使得槽被第一冲击圈元件和第二冲击圈元件覆盖。形成沿着周向方向布置在第一冲击圈元件与第二冲击圈元件之间延伸的第一联接圈元件，使得槽被第一冲击圈元件与第二冲击圈元件之间的第一联接圈元件覆盖。形成在第一联接圈元件与第二冲击圈元件之间的滑动接触使得可提供第一联接圈元件与第二冲击圈元件之间的相对移动。

涡轮可以特别地是例如用于发电或用于航空器推进的燃气涡轮。涡轮通常包括可围绕转动轴线转动的转动轴。转动轴线限定了燃气涡轮的轴向方向。与转动轴线交叉且垂直于转动轴线的方向被表示为径向方向。以到转动轴线的恒定半径围绕转动轴线行进的方向被表示为周向方向。周向方向的切线垂直于径向方向和轴向方向。