CN203867973U - 压缩机外壳组件及具有压缩机外壳组件的涡轮发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压缩机外壳组件及具有压缩机外壳组件的涡轮发动机，所述压缩机外壳组件包括：前压缩机外壳、可卸盖和密封组件。压缩机外壳中段设有：空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组件；以及盖凹槽，所述盖凹槽适用于接纳所述可卸盖。所述可卸盖固定所述密封组件。

Description

压缩机外壳组件及具有压缩机外壳组件的涡轮发动机

技术领域

本实用新型总体上涉及一种涡轮发动机部分，确切地说，涉及一种压缩机外壳组件。 

背景技术

涡轮发动机根据公知原理运行，其中输入的大气流沿轴向延伸的流动通道流过所述发动机。在至少一些涡轮发动机中，至少一部分的输入空气在发动机的压缩机部分中进行压缩，随后在燃烧器部分中与燃料混合并点燃以产生高能高温的排出气体流。高温气体流离开所述燃烧器并流过涡轮机部分，所述涡轮机部分从排出气流中提取能量，以驱动压缩机并提供有用功，例如驱动飞行中的飞机或发电。 

在已知燃气涡轮发动机的压缩机和涡轮机部分中，叶片围绕发动机的中心轴旋转。发动机效率至少部分取决于最大限度地减小泄漏，以最大限度地增加气流与叶片之间的交互。在已知的涡轮机中，效率低下的一个根源是泄漏气体流过叶片尖端以及叶片尖端与周围的发动机外壳之间。尽管可以通过在紧密公差范围内制造配套零件来获得精密公差配合，但是此类制造方法成本十分高昂且耗时，并且可能导致外壳内表面发生磨损。 

因此，为了增加发动机效率，至少一些涡轮机通过沿外壳的内表面设置密封元件来减少叶片尖端与外壳之间的泄漏。已使用多种密封技术。通常情况下，已知的密封元件会随时间的推移而效率降低，并且可能需要更换。 

但是，为了更换已知的密封元件，发动机外壳和转子必须从发动机中拆除，以便工人能够接近密封元件。此类过程会大幅增加维修成 本，并且可能导致发动机停机时间延长。 

实用新型内容

针对必须拆除涡轮发动机的压缩机外壳中段的问题，本实用新型提供了一种解决方案，以便检修压缩机的零级密封组件。 

根据一个示例性非限定实施例，本实用新型涉及一种压缩机外壳组件。所述压缩机外壳组件包括前压缩机外壳、可卸盖和密封组件。所述压缩机外壳组件还包括：压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组件；以及盖凹槽，所述盖凹槽适用于接纳可卸盖，所述可卸盖固定所述密封组件。 

在另一个实施例中，本实用新型提供了一种涡轮发动机，所述涡轮发动机具有压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述压缩机外壳具有形成于所述内表面上的空腔以及形成于所述正表面上的凹槽。所述涡轮发动机还包括：多个弓形密封段，所述多个弓形密封段配置用于***所述空腔中；以及可卸盖，所述可卸盖设置成与所述弓形密封段接触并且以可拆除的方式固定到所述压缩机外壳中段。 

在另一个实施例中，本实用新型提供了一种组件，所述组件具有压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述内表面具有空腔并且所述正表面具有盖凹槽。所述组件包括多个弓形密封段，所述多个弓形密封段配置用于***所述空腔中。所述组件还包括可卸盖，所述可卸盖适用于***所述盖凹槽中，所述可卸盖设置成与所述多个弓形密封段中的至少一些弓形密封段接触并且固定到所述压缩机外壳。 

通过结合附图阅读以下对优选实施例的更详细描述，将清楚地了解本实用新型的其他特征和优势，所述附图以示例方式示出本实用新型特定方面的原理。 

附图说明

图1是沿涡轮发动机纵轴截取的涡轮发动机的截面图。 

图2是外壳组件的一个实施例的详细截面图。 

图3是密封组件的一个实施例的截面图。 

图4是压缩机外壳中段的一个实施例的截面图。 

图5是可拆除盖的一个实施例的截面图。 

图6是第一压缩机级的轴向视图，其示出了示例性密封组件。 

具体实施方式

本说明书中公开的实施例提供了一种接近零级密封组件的简便方式，而无需拆除压缩机外壳中段。这通过可卸盖来实现，所述可卸盖固定到压缩机外壳中段，用于将所述零级密封组件固持在适当位置。拆除所述可卸盖即可接近所述零级密封组件。 

图1是从延伸穿过涡轮发动机11的纵轴12截取的涡轮发动机11的截面图。在示例性实施例中，涡轮发动机11还包括压缩机13，所述压缩机具有多片转子叶片15，所述转子叶片周向间隔设置、并从转子轮19向压缩机外壳中段17径向延伸，共同形成转子轴。定子叶片20设置在邻近每组转子叶片15处，并且组合形成多个级21中的一个级。定子叶片20以固定方式连接到压缩机外壳中段17，并且径向向内延伸以与转子轮19交界。多个级21中的每个级引导压缩空气流穿过压缩机13。转子叶片15被压缩机外壳中段17围绕，以使环形间隙（图1中未图示）界定在压缩机外壳中段17与每片转子叶片15的转子叶片尖端23之间。 

每个间隙的大小设置成促进最大限度地减少绕过转子叶片15的压缩空气量。具体来说，在示例性实施例中，密封组件25用于压缩机外壳中段17与转子26之间，以大体密封两者之间的间隙。具体来说，密封组件25促进减少压缩机外壳中段17与转子叶片尖端23之间的压缩空气旁流。在示例性实施例中，压缩机13包括十八个单独的级21。或者，本说明书中所述的密封组件25可以在具有任意数量级的任意合适类型压缩机中实施。入口导流叶片（IGV27）置于转子 叶片15的上游。IGV27将空气流输送到转子叶片15上。 

在运行中，空气从入口16流入涡轮发动机11中，并向压缩机13流动。定子叶片20引导压缩空气流向转子叶片15。压缩空气向转子叶片15施加原动力，以压缩流过多个级21中的每个级的空气。 

图2中示出了图1中所示的外壳组件31的细节区域29的放大图。外壳组件31设置在邻近IGV27、零级转子35和零级定子37处。零级密封组件39设置在邻近零级转子35处。外壳组件31包括压缩机外壳中段17和前压缩机外壳22。压缩机外壳中段17和前压缩机外壳22通过外壳紧固件41紧固。外壳组件31还包括可卸盖43，所述可卸盖设置在前压缩机外壳22与压缩机外壳中段17之间。可卸盖43是弓形构件（具有弓形形状）。外壳组件31还包括零级密封组件39，所述零级密封组件通过可卸盖43固定到压缩机外壳中段17。零级密封组件39包括可拆除的密封支撑件45和密封件47。可卸盖43可以通过盖紧固件49紧固到压缩机外壳中段17。可拆除的密封支撑件和密封件通过密封紧固件51接合。 

图3示出了零级密封组件39的详细截面图。零级密封组件39包括T形构件63，所述构件具有底座65、上表面66、第一突起67、侧表面68和第二突起69。密封件47可以包括易受磨损密封表面、梳状密封表面、刷状密封表面和/或使零级密封组件39等能够具有本说明书中所述功能的任何密封表面。密封表面70可以通过热喷涂、涂刷和/或烘烤方法形成，并且可以由金属材料、陶瓷材料或者使密封表面70等具有本说明书中所述功能的其他任何材料制成。密封表面70可以包括多个硬毛，所述硬毛由金属或非金属材料形成，例如陶瓷、碳纤维和/或硅石。 

图4是压缩机外壳中段17的一部分的截面图。压缩机外壳中段17具有正表面71、水平内表面73和垂直内表面75。压缩机外壳中段17具有槽口77，所述槽口77配置用于与零级密封组件39的第一突起67接合。压缩机外壳中段17还设有盖凹槽79，所述盖凹槽配置用 于与可卸盖43接合。 

图5是可卸盖43的截面图。可卸盖43设有盖凹槽81，所述盖凹槽配置用于与零级密封组件39的第二突起69接合。 

安装时，前压缩机外壳22紧固到压缩机外壳中段17，并且零级密封组件39设置在空腔82中，所述空腔由水平内表面73、垂直内表面75和槽口77形成。零级密封组件39设置成使零级密封组件39的第一突起67设置在压缩机外壳中段17的槽口77中。所述配置能够避免零级密封组件39沿径向移动。零级密封组件39使用可卸盖43固定到适当位置。盖槽口81配置用于与零级密封组件39的第二突起69接合。前压缩机外壳22和压缩机外壳中段17在运行过程中固持可卸盖43。 

图6是沿多个级21中的第一级的纵轴12的轴向视图，其中前压缩机外壳22已拆除。压缩机外壳中段17可以包括外壳上半部分87和外壳下半部分89。可拆除的密封支撑件45可以包括多个弓形密封段90，例如第一上密封段91、第一下密封段93、第二下密封段95和第二上密封段97，它们以可拆除的方式连接到压缩机外壳中段17的内表面。多个弓形密封段90各自包括密封表面，所述密封表面沿多个弓形密封段90中的每个弓形密封段延伸了整个周向长度。当多个弓形密封段90各自连接到压缩机外壳中段17时，所述密封表面向压缩机外壳中段17的径向内表面上下各延伸一定距离。在示例性实施例中，密封组件25包括四个密封段，但可以包括使密封组件25具有本说明书中所述功能的任意数量的密封段。可卸盖43使用盖紧固件49紧固到压缩机外壳中段17。可卸盖43的***（周向）长度大于任一弓形密封段90（例如，第一上密封段91），以使各个密封段可以***压缩机外壳中段17中。紧固件可以钻孔到可卸盖43中，并且被前压缩机外壳22的后表面正向捕获。在拆除可卸盖43之后，即可接近外壳上半部分87或外壳下半部分89内的可拆除密封支撑件45。可拆除密封支撑件45以可拆除和可滑动的方式连接到压缩机外壳中段 17。因此能够接近可拆除的密封元件，而无需拆除压缩机外壳中段17。在通过拆除前压缩机外壳22实现接近之后，压缩机外壳中段17的前表面可以转向，以便允许安装和拆除可拆除的密封支撑件45。可卸盖43在常规运行期间旋入压缩机外壳中段17中、并且被前压缩机外壳22的后表面正向捕获，从而消除松散零件对压缩机13造成外物损坏的风险。 

外壳组件31使得能够更换零级密封组件39，而不拆除压缩机外壳中段17。操作员可以移动零级密封组件39，方法是首先移动前压缩机外壳22。这样即可接近可卸盖43，然后拆除所述可卸盖以接近零级密封组件39的多个部件，这些部件随后可以轻松地拆除。 

本说明书中所用的术语仅用于描述特定实施例，并不限定本实用新型。除非另作说明，否则如果术语定义偏离术语的常用定义，则申请人意图使用本说明书中提供的定义。除非上下文另作明确规定，否则单数形式“一种”、“一个”和“所述”意在同时包括复数形式。应了解，尽管术语“第一”、“第二”等可以用于描述多个元件，但是这些元件不得受这些术语的限制。这些术语仅用于区分不同元件。术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有组合。短语“连接到”和“相连”是指直接或间接连接。 

本说明书使用各个实例来公开本实用新型，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本实用新型，包括制造并使用任何器件或***，以及实施所涵盖的任何方法。本实用新型的保护范围由权利要求书界定，并可包含所属领域的技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果它们包括等效的结构要素，则此类实例也应在权利要求书的范围内。 

Claims (20)

1.一种压缩机外壳组件，包括： 

前压缩机外壳； 

可卸盖 

密封组件 

压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有：空腔，所述空腔适用于接纳所述密封组件；以及盖凹槽，所述盖凹槽适用于接纳所述可卸盖；以及 

其中所述可卸盖固定所述密封组件。 

2.根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述可卸盖以可拆除方式紧固到所述压缩机外壳中段。 

3.根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述空腔配置用于避免所述密封组件沿径向移动。 

4.根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述密封组件包括T形构件，所述T形构件具有第一突起和第二突起，并且其中所述空腔具有槽口，所述槽口适用于接纳所述第二突起。 

5.根据权利要求4所述的压缩机外壳组件，可卸盖具有盖槽口，所述盖槽口适用于接纳所述第一突起。 

6.根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述可卸盖包括弓形构件。 

7.根据权利要求1所述的压缩机外壳组件，其中所述前压缩机外壳设置成与所述可卸盖接触。 

8.一种具有压缩机外壳组件的涡轮发动机，包括： 

压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述压缩机外壳中段具有形成于所述内表面上的空腔以及形成于所述正表面上的凹槽； 

多个弓形密封段，所述多个弓形密封段配置用于***所述空腔中； 

可卸盖，所述可卸盖设置成与所述多个弓形密封段中的至少一个弓形密封段接触、并且以可拆除的方式固定到所述压缩机外壳中段。 

9.根据权利要求8所述的涡轮发动机，其中所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段包括密封表面，所述密封表面沿所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段延伸整个周向长度。 

10.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其中所述密封表面包括以下项中的一项：易受磨损密封表面、梳状密封表面和刷状密封表面。 

11.根据权利要求8所述的涡轮发动机，其中所述可卸盖是弓形构件。 

12.根据权利要求8所述的涡轮发动机，进一步包括前压缩机外壳，所述前压缩机外壳设置在邻近所述可卸盖处。 

13.一种压缩机外壳组件，包括： 

压缩机外壳中段，所述压缩机外壳中段具有正表面和内表面，所述内表面具有空腔、并且所述正表面具有盖凹槽； 

多个弓形密封段，所述多个弓形密封段配置用于***所述空腔中；以及 

可卸盖，所述可卸盖适用于***所述盖凹槽中，所述可卸盖设置成与所述多个弓形密封段中的至少一些弓形密封段接触、并且固定到所述压缩机外壳中段。 

14.根据权利要求13所述的压缩机外壳组件，其中所述可卸盖以可拆除方式紧固到所述压缩机外壳中段。 

15.根据权利要求13所述的压缩机外壳组件，其中所述空腔配置用于避免所述多个弓形密封段沿径向移动。 

16.根据权利要求13所述的压缩机外壳组件，其中所述可卸盖是弓形构件，所述弓形构件的周向长度大于所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段的周向长度。 

17.根据权利要求13所述的压缩机外壳组件，其中所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段包括密封表面，所述密封表面沿所述多个 弓形密封段中的每个弓形密封段延伸整个周向长度，当所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段连接到所述压缩机外壳中段时，所述密封表面向所述压缩机外壳中段的径向内表面上下各延伸一定距离。 

18.根据权利要求17所述的压缩机外壳组件，其中所述密封表面包括以下项中的一项：易受磨损密封表面、梳状密封表面和刷状密封表面。 

19.根据权利要求13所述的压缩机外壳组件，其中所述多个弓形密封段中的每个弓形密封段包括T形构件，所述构件具有第一突起，所述第一突起与形成于所述压缩机外壳中段上的槽口以及形成于所述可卸盖上的盖凹槽接合。 

20.根据权利要求13所述的压缩机外壳组件，进一步包括前压缩机外壳，所述前压缩机外壳设置成与可卸盖接触。