用于反向旋转涡轮组件的密封组件及其操作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109519228A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201811091719.5(22)申请日2018.09.19(30)优先权数据15/709,6172017.09.20US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人N·E·M·吉布森D·T·扎托斯基(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人杨学春侯颖媖(51)Int.Cl.F01D11/14(2006.01)F01D11/10(2006.01)权利要求书1页说明书22页附图14页(54)发明名称用于反向旋转涡轮组件的密封组件及其操作方法(57)摘要本申请提供一种燃气涡轮发动机，其包括涡轮转子、至少部分地包绕涡轮转子的涡轮框架，以及外直径密封组件。涡轮转子包括内部护罩、外部护罩，以及联接内部护罩和外部护罩的至少一个连接翼型件。外部护罩包括沿径向方向向内延伸的多个外部护罩翼型件。外直径密封组件包括设置在涡轮框架与涡轮转子的外部护罩之间的滑动部分。外直径密封组件限定滑动部分的纵向面的径向内侧的外部护罩处的次级齿，以及沿轴向限定在滑动部分的径向面附近的主齿。本申请还提供一种操作用于相互交叉涡轮发动机的静止涡轮框架与外部护罩转子之间的密封组件的方法。CN109519228ACN109519228A权利要求书1/1页1.一种燃气涡轮发动机，包括：涡轮转子，其包括内部护罩、外部护罩和联接所述内部护罩和所述外部护罩的至少一个连接翼型件，其中所述外部护罩包括沿径向方向向内延伸的多个外部护罩翼型件；至少部分地包绕所述涡轮转子的涡轮框架；以及包括设置在所述涡轮框架与所述涡轮转子的外部护罩之间的滑动部分的外直径密封组件，其中所述外直径密封组件限定所述滑动部分的纵向面的径向内侧的所述外部护罩处的次级齿，以及轴向限定在所述滑动部分的径向面的附近的主齿。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述滑动部分的径向面限定穿过其间的多个进给孔，并且其中空气流穿过其间进入和流出。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述次级齿和所述主齿分别限定在所述涡轮转子的外部护罩上。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述次级齿和所述滑动部分的纵向面一起限定其间的径向间隙。5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述主齿和所述滑动部分的径向面一起限定其间的轴向间隙。6.一种操作用于相互交叉涡轮发动机的静止涡轮框架与外部护罩转子之间的密封组件的方法，所述方法包括：使空气从压缩机区段流至相互交叉涡轮区段的可旋转外部护罩；在所述外部护罩与所述密封组件的滑动部分之间生成的空气轴承；以及至少基于所述涡轮发动机的发动机状态调整至所述外部护罩的空气流。7.根据权利要求6所述的方法，其中生成所述空气轴承包括：将所述空气流引导穿过限定在次级齿与涡轮框架的纵向面之间的径向间隙；以及将所述空气流引导穿过限定在主齿与所述滑动部分的径向面之间的轴向间隙。8.根据权利要求7所述的方法，其中生成所述空气轴承还包括：生成穿过所述次级齿和所述主齿的高压流；以及使所述高压流经由与所述发动机的核心流动路径流体连通的通风开口流出。9.根据权利要求6所述的方法，其中调整至所述外部护罩的空气流还包括：确定所述外部护罩与所述第二涡轮转子的多个第二涡轮翼型件的径向外端之间的期望的间隙。10.根据权利要求6所述的方法，其中调整至所述外部护罩的空气流还包括：确定外直径密封组件与所述外部护罩之间的期望径向间隙；以及确定所述外直径密封组件与所述外部护罩之间的期望的轴向间隙。2CN109519228A说明书1/22页用于反向旋转涡轮组件的密封组件及其操作方法技术领域[0001]本申请大体上涉及燃气涡轮发动机架构和操作。更具体而言，本申请涉及用于涡轮区段的密封和间隙控制的方法。背景技术[0002]燃气涡轮发动机大体上包括涡轮区段，所述涡轮区段在燃烧区段的下游，可随压缩机区段旋转而旋转和操作燃气涡轮发动机产生动力，例如推进力。一般燃气涡轮发动机设计标准常常包括必须平衡或折衷的冲突标准，包括提高燃料效率、操作效率和/或动力输出，同时维持或减少重量、零件数量和/或包装(即发动机的轴向和/或径向尺寸)。[0003]已知的常规和相互交叉燃气涡轮发动机大体上包括涡轮区段的旋转构件与静止构件之间的迷宫式密封件。空气大体上需要密封在腔内，以避免过量泄漏到核心流动路径中。此外，对于包括旋转的外鼓或护罩的涡轮区段，转子与定子组件之间的相对闭合或空隙变化。例如，迷宫式密封件大体上具有随直径增大而升高的每单位直径的泄漏率，从而在旋转的外鼓与静止壳界面处使迷宫式密封件的低效提高。因此，已知的迷宫式密封组件可导致泄漏，泄漏可消除相互交叉涡轮区段带来的效率。[0