穿过密封件的构件冷却.pdf

具体实施方式

现在参考附图，贯穿该若干附图，在其中相似标号指相似元件，图1显示了燃气涡轮发动机100的横截面视图。如已知的，该燃气涡轮发动机100可包括压缩引入的空气的流的压缩机110。压缩机110将压缩的空气的流输送至燃烧器120。燃烧器120将压缩的空气的流与压缩的燃料的流混合并且点燃该混合物。热的燃烧气体又被输送至涡轮130。该热的燃烧气体驱动多个涡轮轮叶140，以便产生机械功。涡轮130中产生的机械功驱动压缩机110和例如发电机等的外部负载。该燃气涡轮发动机100可使用天然气、各种类型的合成气以及其它类型的燃料。在此处还可使用其它类型的燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机100可具有其它构造并且可使用其它类型的构件。在此处可一起使用多个燃气涡轮发动机100、其它类型的涡轮机以及其它类型的发电设备。

图2是涡轮130的一部分的放大视图。具体地，为挡圈145位于一级喷嘴外底板150周围且一级护罩160位于涡轮机壳170内的横断视图。空气密封板180可位于挡圈145和一级护罩160之间。该空气密封板180在一侧上朝向位于挡圈145内的多个周向凹槽190，并且在另一侧上朝向一个或多个W密封件200。在压缩机排出的空气流195流经周向凹槽190的情况下，挡圈145和空气密封板180可由空气流195冷却。然而，此类周向空气冷却可沿着挡圈145产生高达大约20华氏度(大约6.7摄氏度)的温度梯度。

图3显示了如在本文所述的构件冷却系统210。该构件冷却系统210可包括涡轮机构件220。该涡轮机构件220可以是挡圈225。在该示例中，挡圈225包括空气密封板230而不是周向凹槽190。构件冷却系统210还可包括抵靠空气密封板230定位的一个或多个W密封件240。如在图4和图5中所示，W密封件240可在其中包括多个孔250，以便允许冷却空气流255穿过其中。孔250直径上可为大约0.07英寸(大约1.78毫米)，而数量可为大约300个。孔250的尺寸和数量可改变成具有期望的冷却流率。

W密封件240可由因科镍合金718或相似类型的材料制成。(因科镍合金718是镍铬合金，通过添加铝和钛使得能够沉淀硬化，并且具有在达大约1290华氏度(大约700度摄氏度)的高温下的蠕变断裂强度)。因科镍是西弗吉尼亚州亨廷顿的亨廷顿合金公司的商标。在此处可使用其它类型的材料或组合。因科镍材料可具有大约0.01英寸(大约0.254毫米)的厚度。

穿过W密封件240的空气流255可以为大约0.215％W25。该W密封件240的使用可给挡圈225提供更均匀的冷却。还消除了制造周向凹槽190的材料和劳动成本。同样地，消除周向凹槽190使得挡圈225结构上更强。因而该W密封件240在用作挡圈145和一级护罩160之间的密封件的同时，还计量供给穿过其中的冷却空气流255。本文所述的该W密封件240还可用于可能需要冷却流的任何地方。可与本文所述的该构件冷却系统210一起使用其它类型的密封件和其它类型的涡轮机构件220。

应该清楚的是前述仅仅涉及本申请的某些实施例，在此处可由本领域技术人员做出大量的改变和改型，而不脱离由所附权利要求书及其等同物限定的本发明的大体精神和范围。