《涡轮机盖板组件.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《涡轮机盖板组件.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103075201 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103075201 A *CN103075201A* (21)申请号 201210417105.8 (22)申请日 2012.10.26 13/281641 2011.10.26 US F01D 5/18(2006.01) (71)申请人 通用电气公司 地址 美国纽约州 (72)发明人 J.W. 小哈里斯 G.C. 利奥塔 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 李强 谭祐祥 (54) 发明名称 涡轮机盖板组件 (57) 摘要 本发明涉及并提供一种用于转子盘 （7。
2、0）的 盖板组件 （100） 。所述盖板组件 （100） 可包括 ： 径 向法兰 （230） ， 其从所述转子盘 （70） 延伸 ； 法兰孔 （235） ， 其延伸穿过所述径向法兰 （230） ； 盖板段 （110） ， 其具有紧固孔 （190） 以及用于收纳所述径 向法兰 （230） 的钩 （170） ； 以及紧固件 （200） ， 其延 伸穿过所述法兰孔 （235） 和所述紧固孔 （190） 。还 公开了一种防止转子盘 （70） 发生冷却泄漏的方 法。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12。
3、)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103075201 A CN 103075201 A *CN103075201A* 1/1 页 2 1. 一种用于转子盘 （70） 的盖板组件 （100） ， 其包括 ： 径向法兰 （230） ， 其从所述转子盘 （70） 延伸 ； 法兰孔 （235） ， 其延伸穿过所述径向法兰 （230） ； 盖板段 （110） ； 所述盖板段 （110） 包括紧固孔 （190） 以及用于收纳所述径向法兰 （230） 的钩 （170） ； 以 及 紧固件 （200） ， 其延伸穿过所述法兰孔 （235） 和所述紧固孔 （190）。
4、 。 2. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述转子盘 （70） 包括盘柱 （80） ， 且其 中所述径向法兰 （230） 从所述盘柱 （80） 延伸。 3. 根据权利要求 2 所述的盖板组件 （100） ， 其中盖板段 （110） 包括缘 （160） ， 且其中所 述盘柱 （80） 包括用于收纳所述缘 （160） 的盘柱钩 （250） 。 4. 根据权利要求 2 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述盘柱 （80） 包括多个叶片收纳槽 （85） ， 且其中所述盖板段 （110） 包括多个叶片收纳槽 （85） 的宽度 （120） 。 5. 根据权利要求 4 所述的盖板组。
5、件 （100） ， 其中所述宽度 （120） 包括四 （4） 个叶片收纳 槽 （85） 。 6. 根据权利要求 2 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述盘柱 （85） 包括面 （95） ， 且其中所 述盖板段 （110） 包括与所述面 （95） 接触的主体 （130） 。 7. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其进一步包括多个盖板段 （110） 。 8. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述紧固件 （200） 包括螺母 （210） 和螺 栓 （200） 。 9. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述钩 （170） 包括大体的 U。
6、 形 （180） 。 10. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述盖板段 （110） 包括其上的一个或 多个肋 （220） 。 11.根据权利要求1所述的盖板组件 （100） ， 其中所述转子盘 （70） 放置于第一涡轮机级 （60） 内。 12. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其进一步包括位于所述径向法兰 （230） 与 所述转子盘 （70） 之间的间隙 （240） 。 13. 根据权利要求 1 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述钩 （170） 和所述径向法兰 （230） 对所述盖板段 （110） 提供径向和轴向支撑。 14. 根据权利要求 1。
7、 所述的盖板组件 （100） ， 其中所述紧固件 （200）为所述盖板段 （110） 提供防旋转支撑。 15. 一种防止转子盘 （70） 发生冷却泄漏的方法， 其包括 ： 将盖板段 （110） 放置成跨过所述转子盘 （70） 的多个叶片固定槽 （85） ； 用放置在所述盖板段 （110） 的钩 （170） 内的所述转子盘 （70） 的径向法兰 （230） 支撑所 述盖板段 （110） ； 旋转所述转子盘 （70） ； 以及 通过所述多个叶片固定槽 （85） 封闭一个或多个间隙 （90） 。 权 利 要 求 书 CN 103075201 A 2 1/3 页 3 涡轮机盖板组件 技术领域 0001。
8、 本发明大体涉及燃气涡轮发动机， 确切地说， 涉及一种分段式涡轮机盖板组件， 用 于覆盖冷却空气泄露通道， 以便减少冷却空气泄露并提高整体性能。 背景技术 0002 通常情况下， 燃气涡轮发动机燃烧压缩空气与压缩燃料的混合物， 以产生热燃烧 气体。热燃烧气体可以流过一个或多个涡轮机级， 从而驱动负载和 / 或压缩机。各级之间 可发生压降。压降可促使桨叶或叶片冷却空气等流体流通过不当的通道发生泄露。因此， 盖板可设置于涡轮机叶轮的周围， 以减少穿过其中的泄漏流。 0003 已知的盖板大体由其上具有沟槽式附件的桨叶固定。 薄片或销可用来将盖板固定 在其上。然而， 这些小的固定特征会使组装或拆卸盖板。
9、变得困难。因此， 安装和 / 或更换已 知的盖板可能较为费时。 0004 因此， 需要一种改良的涡轮机盖板设计及其安装方法。该盖板优选将提供有效的 密封， 以便减少冷却空气泄露， 从而提高系统整体效率和性能。 发明内容 0005 本发明及相应专利因而提供一种用于转子盘的盖板组件。所述盖板组件可包括 ： 径向法兰， 其从所述转子盘延伸 ； 法兰孔， 其延伸穿过所述径向法兰 ； 盖板段， 其具有紧固 孔以及用于收纳所述径向法兰的钩 ； 以及紧固件， 其延伸穿过所述法兰孔和所述紧固孔。 0006 本发明及相应专利进一步提供一种防止转子盘发生冷却泄漏的方法。 所述方法可 包括以下步骤 ： 将盖板段放置。
10、成跨过所述转子盘的多个叶片固定槽 ； 用放置于所述盖板段 的钩内的所述转子盘的径向法兰支撑所述盖板段 ； 旋转所述转子盘 ； 以及通过所述叶片固 定槽封闭一个或多个间隙。 0007 本发明及相应专利进一步提供一种用在转子盘的盘柱 （disk post） 周围的盖板组 件。所述盖板组件可包括 ： 径向法兰， 其从所述盘柱延伸 ； 法兰孔， 其延伸穿过所述径向法 兰 ； 多个盖板段， 其具有紧固孔以及用于收纳所述径向法兰的钩 ； 以及紧固件， 其延伸穿过 所述法兰孔和所述紧固孔。 0008 通过结合若干附图和所附权利要求书来阅读以下详细说明， 所属领域的技术人员 可清楚地了解本发明及相应专利的这些。
11、和其他特征以及改进。 附图说明 0009 图 1 是燃气涡轮发动机的示意图。 0010 图 2 是具有本专利申请文件可能描述的盖板组件的多个涡轮机级的侧视图。 0011 图 3 是可用于图 2 的盖板组件的盖板的透视图。 0012 图 4 是图 2 的盖板组件的一部分的截面侧视图。 0013 图 5 是图 2 的盖板组件的透视图。 说 明 书 CN 103075201 A 3 2/3 页 4 具体实施方式 0014 现参考附图， 在附图中， 相同数字指示各图中的相同元件， 图 1 所示为本专利申请 文件可能使用的燃气涡轮发动机 10 的示意图。燃气涡轮发动机 10 可包括压缩机 15。压 缩机。
12、 15 用于压缩进入的空气流 20。压缩机 15 将压缩的空气流 20 输送到燃烧室 25。燃烧 室 25 将压缩的空气流 20 与压缩的燃料流 30 混合， 并点燃该混合物以生成燃烧气体流 35。 尽管仅图示了一个燃烧室 25， 但燃气涡轮发动机 10 可包括任意数目的燃烧室 25。燃烧气 体流 35 接下来输送到涡轮机 40。燃烧气体流 35 驱动涡轮机 40 以产生机械功。在涡轮机 40 中产生的机械功经由轴 45 驱动压缩机 15， 以及诸如发电机等外部负载 50。 0015 燃气涡轮发动机10可以使用天然气、 各种类型的合成气， 和/或其他类型的燃料。 燃气涡轮发动机 10 可为美国。
13、纽约州斯卡奈塔第 （Schenectady,New York） 的通用电气公司 （General Electric Company） 所提供的多种不同燃气涡轮发动机中的任意一种， 包括但不 限于， 那些诸如7或9系列的重型燃气涡轮发动机等。 燃气涡轮发动机10可具有不同配置， 并且可以使用其他类型的部件。本专利申请文件还可使用其他类型的燃气涡轮发动机。本 专利申请文件也可同时使用多个燃气涡轮发动机、 其他类型的涡轮机以及其他类型的发电 设备。 0016 图 2 图示了涡轮机 40 的多个级 55。尽管图示了第一级 60， 但本专利申请文件可 使用任意数目个级 55。每个级 55 可包括转子盘 。
14、70。转子盘 70 可连接到轴 45， 以与其一起 旋转。多片叶片或桨叶 75 可以可拆卸方式连接到盘柱 80 （见图 5） 。盘柱 80 可包括多个叶 片固定槽 85。叶片固定槽 85 可包括鸠尾榫， 以与桨叶 75 的端部上的互补鸠尾榫接合。当 桨叶 75 插在槽 85 内时， 它们之间的接合处可能存在间隙 90。桨叶或叶片冷却空气或者叶 轮空间净化流可通过这些间隙 90 逸出。如上文所述， 因而可将盖板放置于叶片固定槽 85 的面 95 周围， 以阻止穿过其中的泄露流。 0017 在此实例中， 为了防止发生泄露， 本专利申请文件可以使用图3到图5所示的盖板 组件 100。盖板组件 100。
15、 包括多个盖板段 110。盖板段 110 轴向覆盖盘柱 80 内的叶片固定 槽 85 的面 95。一连串盖板段 100 可周向放置， 以覆盖叶片固定槽 85 中的每个叶片固定槽。 0018 每个盖板段 110 可具有宽度 120。宽度 120 可延伸过若干叶片固定槽 85 的跨距。 在此实例中， 每个盖板段 110 的宽度 120 可为约四 （4） 个叶片固定槽 85 和桨叶 75。然而， 本专利申请文件可使用任意长度的宽度 120。每个盖板段 110 可包括主体 130， 该主体具有 顶部 140 和底部 150。 （术语 “顶部” 和 “底部” 是指相对但并不绝对的位置） 。顶部 140 。
16、可 具有缘 160。当处于适当位置时， 缘 160 可朝向盘柱 80 延伸。底部 150 可具有钩 170。钩 170 可具有大体的 U 形 180。钩 170 的深度可以变化。底部 150 还可具有紧固孔 190， 该紧 固孔在约宽度 120 的中间延伸穿过钩 170。紧固孔 190 可针对传统螺栓 200 和螺母 210 进 行大小调整。本专利申请文件也可使用其他类型的紧固构件。一个或多个肋 220 可放置于 主体 130 的顶部 140 与底部 150 之间。肋 220 可沿远离盘柱 80 的方向向外延伸。盖板段 110 可采用环轧、 热落锻， 和 / 或可使用其他制造技术。本专利申请文。
17、件可使用其他部件和 其他配置。 0019 盖板组件 100 还可包括成形为或添加到级 55 的若干元件的部件。具体而言， 转子 盘 70 可包括从盘柱 80 延伸的径向法兰 230。径向法兰 230 可经过大小调整以适应盖板段 说 明 书 CN 103075201 A 4 3/3 页 5 110 的钩 170。法兰孔 235 可延伸穿过径向法兰 230， 以便适应螺栓 200 和螺母 210。间隙 240 还可在径向法兰 230 与转子盘 70 之间延伸， 以接近螺母 210。盘柱 80 还可包括盘柱钩 250。盘柱钩 250 可经过大小调整以适应盖板段 110 的顶部 140， 所述盖板段上。
18、具有缘 160。 本专利申请文件可使用其他部件和其他配置。 0020 在使用时， 每个盖板段 110 放置于转子盘 70 的周围。盖板段 110 的钩 170 放置于 转子盘 70 的径向法兰 230 的周围， 而盖板段 110 的顶部 140 放置于盘柱 80 的盘柱钩 250 内。因此， 螺栓 200 放置成穿过盖板段 110 的紧固孔 190 以及盘柱 80 的径向法兰 230 的法 兰孔 235。随后可应用并拉紧螺母 210。紧固孔 190 可放置成约在盖板段 110 的周向中心。 钩 170 中的切口可针对螺母 210 或其他类型的紧固构件进行大小调整。因此， 盖板段 110 可直接。
19、牢固地连接到转子盘 70。本专利申请文件可使用其他部件和其他配置。 0021 具体而言， 盖板段110的钩170在径向和轴向上支撑并约束盖板段110。 来自旋转 的盖板段 110 的离心负载由径向法兰 230 在径向上支撑。轴向压力负载和桨叶负载也由与 钩 170 连接的径向法兰 230 支撑。额外的轴向支撑可通过盖板段 110 与叶片固定槽 85 的 面 95 接触而提供。盖板段 110 还可用于通过接合盘柱钩 250 来控制桨叶 75 相对于转子盘 70 的轴向位置。 0022 因此， 盖板组件 110 使得易于将盖板段 110 放置在转子盘 70 的周围并约束该盖板 段， 同时提供良好密。
20、封。此外， 盖板组件 100 并不使用可能容易损坏的已知盖板的复杂或较 小的特征。任意数目个盖板段 110 可用于每个转子盘 70。本专利申请文件所述的每个盖板 段 110 确定由转子盘 70 在径向和轴向上支撑。通过轴向接触盘柱 80 提供密封， 而无需盖 板段 110 之间的密封。此外， 用于每个盖板段 110 的径向负载由相对于螺栓 200 的钩 170 承受。实际上， 在盘 70 不旋转时， 螺栓 200 提供防旋转支撑， 并将盖板段 110 保持在适当的 位置。因此， 盖板组件 100 成本较低但密封稳固， 且易于组装和拆卸。 0023 应了解， 上述说明仅涉及本发明及相应专利的某些实施例。所属领域的技术人员 可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明做多种变化和修改， 本发明的精神和范 围由所附权利要求书及其等效物定义。 说 明 书 CN 103075201 A 5 1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103075201 A 6 2/3 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103075201 A 7 3/3 页 8 图 5 说 明 书 附 图 CN 103075201 A 8 。