專利名稱：分開高壓和低壓透平內(nèi)域的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙軸式燃氣輪機(twin-shaft gas turbine)的凸形密封底部。
背景技術(shù)：
燃氣輪機是一種旋轉(zhuǎn)式熱機，其利用燃燒產(chǎn)生的氣體將氣體的熱函轉(zhuǎn)變成有用功，并且在旋轉(zhuǎn)軸上提供機械功。
這樣，渦輪機一般包括一個壓縮機或渦輪壓縮機，來自外部的空氣在壓力作用下進入壓縮機的內(nèi)部。
各種噴嘴輸送燃料，燃料與空氣混合形成空氣-燃料可燃混合氣。
通常所說的的渦輪機或渦輪膨脹機帶有軸流式壓縮機，其對在燃燒室中燃燒的氣體的熱函進行轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩籼峁C械能。
在產(chǎn)生機械能的應(yīng)用中，膨脹突變分成兩個局部突變，每個突變都在渦輪機內(nèi)部進行。高壓透平，在燃燒室的下游，產(chǎn)生壓縮。低壓透平，收集高壓透平產(chǎn)生的氣體，然后連在用戶上。
渦輪膨脹機、渦輪壓縮機、燃燒室(或加熱器)、輸出軸、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和點火系統(tǒng)是燃氣輪機設(shè)備的基本部件。
就燃氣輪機的功能而言，流體經(jīng)一系列進氣道進入壓縮機是已知的。
在這些管道中，氣體有著低壓和低溫的特性，然而，當(dāng)它經(jīng)過壓縮機時，氣體被壓縮并且其溫度升高。
這樣，它進入燃燒室(或加熱器)中，在這里，它的溫度有了進一步的更大的升高。
氣體升溫所需的熱量是由通過噴嘴噴入加熱室中的氣體燃料的燃燒提供的。
在機器起動時，利用火花塞達到燃燒的起動。
在燃燒室的出口處，高壓、高溫氣體經(jīng)過特定管道到達渦輪機，在這里，它放出積累在壓縮機和加熱室(燃燒室)中的一部分能量并且經(jīng)過排氣道流到外部。
在產(chǎn)生機械能的應(yīng)用中，高壓透平的內(nèi)域和低壓透平的內(nèi)域是由一個底部分開的，該底部的功能是確保這兩者相互之間的密封性。
這避免了會損害動力渦輪機的可靠性和性能的氣體的吸入。
該底部也用作通常所說的“吹掃”空氣，例如，壓縮空氣流的管道，其防止高溫氣體經(jīng)過管道吸入流向底部以及流向會被這些高溫氣體損害的渦輪機部件。
凸形底部通常包括兩個通過許多銷相互制約的凸形圓盤。
這些圓盤有外側(cè)曲線邊，用密封環(huán)配合著形成金屬型金屬密封。
而且，所述兩個圓盤限定出一個通道供吹掃空氣流向低壓透平。
已知渦輪機的底部的一個缺點是，由于熱梯度，它們會變形，這將在由特定幾何形狀獲得密封的區(qū)域引起密封損耗。
這樣的原因是，渦輪機運轉(zhuǎn)時，原本軸向定位的銷特別是因為圓盤的不均勻熱變形發(fā)生旋轉(zhuǎn)，損害密封環(huán)的正確密封。
另一個缺點是，通過這種方式，高溫氣體的吸入會損害底部和燃氣輪機其它部件的使用壽命。
這是因為，高溫會引起氧化現(xiàn)象，其伴隨有疲勞現(xiàn)象，增強了應(yīng)力，隨著時間會引起破裂和分裂，最終損害底部和其它部件的正確功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為雙軸式渦輪機提供一種底部，該底部保持密封而不在底部自身上引起機械應(yīng)力。
另一個目的是為雙軸式渦輪機提供一種凸形密封底部，該底部使渦輪機自身的性能提高，保持底部自身的高使用壽命。
又一個目的是為雙軸式渦輪機提供一種凸形密封底部，該底部避免了吸入由低壓透平和高壓透平兩者產(chǎn)生的高溫氣體。
另外一個目的是為雙軸式渦輪機提供一種凸形密封底部，該底部簡單并經(jīng)濟。
本發(fā)明的這些目的通過為雙軸式渦輪機提供一種如權(quán)利要求1所述的凸形密封底部而得以實現(xiàn)。
本發(fā)明的其它特征在從屬權(quán)利要求中進行闡述。


通過下面的說明性并非約束性的描述，本發(fā)明的雙軸式渦輪機的凸形密封底部的特征和優(yōu)點將更加明顯，參照所附的示意圖，其中圖1是本發(fā)明的雙軸式渦輪機的優(yōu)選凸形密封底部的正面截面?zhèn)纫晥D；圖2是圖1所示底部的分解正面透視右側(cè)視圖。
具體實施例方式
參照附圖，示出了雙軸式渦輪機的一個凸形密封底部10，該渦輪機有一個高壓透平和一個低壓透平，所述底部10包括一系列圓盤，尤其是三個通過一系列銷相互制約并間隔開的凸形圓盤，這些銷系列地布置成與所述三個圓盤的每個圓盤底面垂直。
所述系列銷的每個銷分別制約所述系列圓盤的兩個圓盤并且布置成與這些圓盤垂直，從而在燃氣輪機的運轉(zhuǎn)過程中防止它們在軸向上，例如，與燃氣輪機的軸線平行的方向上的相互運動。
換句話說，每個銷與它所插入的兩個圓盤的每個圓盤的底面垂直，從而防止或無論如何最小化兩個圓盤之間在軸向上的相對運動，這樣就保持了噴嘴座圈70的密封。
同時，每個銷使它所制約的圓盤可以在徑向上運動，這樣，這些圓盤自身可以自由地適應(yīng)于熱梯度而不在圓盤自身上產(chǎn)生應(yīng)力。
同每個銷在它制約的區(qū)域內(nèi)與它所制約的每個圓盤的底面垂直一樣，尤其是它與底面的一個部分垂直是有可能，它圍繞這個部分制約圓盤。
這樣的原因是，避免圓盤自身的會損害凸形底部10的正確功能和使用壽命的應(yīng)力可能存在的狀態(tài)。
所述系列圓盤是三個凸形圓盤并且分別是第一圓盤12、第二圓盤13和第三圓盤14。
所述三個圓盤沿著機器的軸線布置并且有一個外側(cè)圓形邊15，該邊配合在與渦輪機的軸線同軸的所述環(huán)70的內(nèi)側(cè)槽形面72的對應(yīng)的環(huán)形面71上，獲得金屬型軸向金屬密封。
每個環(huán)形面71也與渦輪機的軸線垂直。
所述三個圓盤的每個圓盤優(yōu)選地包括所述系列銷20和21的一系列外殼40。
所述外殼40位于每個圓盤上的外側(cè)圓形邊15附近。
所述外殼40優(yōu)選為焊接或銅焊到每個圓盤上的襯套，在每個圓盤的底面上沿著圓周等距離分布。
所述第一圓盤12有一個中心開口16并且所述第二圓盤13也相應(yīng)地有一個中心開口17。
所述第三圓盤14位于所述第一圓盤12和所述第二圓盤13之間并且與這些一起分別限定出一個第一通道61和一個第二通道62。
所述第一通道61和所述一個第二通道62的功能分別是將空氣在壓力作用下(吹掃空氣)帶到高壓透平的下游和低壓透平的上游，避免了會損害渦輪機部件的高溫氣體的吸入。
所述底部10包括一系列在每個圓盤的對應(yīng)的中心部分上焊接到所述三個圓盤上的輻條30。
所述三個圓盤的每個圓盤都包括一系列位于底面上并沿徑向布置、沿著所述底面的圓周等距離均勻分布的貫通切口18。
所述系列輻條30插入所述三個圓盤的每個圓盤的對應(yīng)系列切口18中并且優(yōu)選通過焊接或銅焊制成一體。
所述系列銷包括第一系列銷20和第二系列銷21，所述第一系列銷20制約所述第一圓盤12到所述第三圓盤14上，而所述第二系列銷21制約所述第二圓盤13到所述第三圓盤14上。
而且，所述第一系列銷20優(yōu)選為相對于第二系列銷21有一個角度優(yōu)選為15°的相位差。
優(yōu)選地，所述第一系列銷20和所述第二系列銷21各自都包括12個圓頭銷。
從而，第一圓盤12和第二圓盤13各自都包括12個焊接或銅焊襯套，分別作為第一系列銷20和第二系列銷21的外殼。
從而，第三圓盤14包括24個焊接或銅焊襯套，分別作為第一系列銷20和第二系列銷21的外殼。
利用與所述圓盤垂直布置的一系列圓頭銷，有利地可使圓盤自身沿徑向膨脹而不產(chǎn)生應(yīng)力。
而且，所述底部10包括加在第一圓盤12上的絕熱元件80。
所述絕熱元件80是圓盤形狀的，有一個中心孔81作為流過開口16的空氣流的通道。
利用本發(fā)明的雙軸式渦輪機的底部，有利地可有兩個管道或通道分別給兩個壓縮空氣(吹掃空氣)流，每個空氣流從機器外部分別流向低壓透平和高壓透平。
通過這種方式，有利地避免了同樣由高壓透平產(chǎn)生的高溫氣體的吸入，保護渦輪機部件的壽命及其可靠性。
這樣就可以看出，本發(fā)明的雙軸式渦輪機的凸形密封底部達到了上述目的。
這樣構(gòu)思的本發(fā)明的雙軸式渦輪機的凸形密封底部可以經(jīng)過多次改造和變形，都包含在相同的發(fā)明原理中。
而且，在實踐中，所用的材料、以及尺寸和部件，都可以根據(jù)工藝需要作出改變。
權(quán)利要求
1.一種包括一系列凸形圓盤的雙軸式燃氣輪機的凸形密封底部(10)，凸形圓盤通過一系列銷相互制約，所述圓盤的每個圓盤包括一個外側(cè)成形邊，該邊與環(huán)(70)的內(nèi)側(cè)槽形面(72)的對應(yīng)的環(huán)形面(71)配合以獲得軸向密封，其特征在于，所述系列圓盤是三個圓盤，分別是第一圓盤(12)、第二圓盤(13)和第三圓盤(14)，并且所述三個圓盤通過一系列輻條(30)在中心相互固定，并且它們各自通過布置成與所述三個圓盤垂直的所述系列銷成對制約，從而最小化所述三個圓盤在軸向上的相對運動，同時允許所述三個圓盤的徑向膨脹。
2.如權(quán)利要求1所述的底部(10)，其特征在于，所述三個圓盤的每個圓盤都包括所述系列銷(20)和(21)的一系列外殼(40)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的底部(10)，其特征在于，所述系列外殼(40)沿圓周靠近外側(cè)圓形邊(15)位于所述三個圓盤的每個圓盤上。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述外殼(40)為焊接到每個圓盤上的襯套，在每個圓盤的底面上沿著圓周等距離分布。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述第一圓盤(12)有一個中心開口(16)并且所述第二圓盤(13)相應(yīng)地有一個中心開口(17)。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述第三圓盤(14)位于所述第一圓盤(12)和所述第二圓盤(13)之間并且與這些一起分別限定出一個第一通道(61)和一個第二通道(62)，分別為兩個從機器外部分別流向低壓透平和高壓透平的壓縮空氣流。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述三個圓盤的每個圓盤都包括一系列位于底面上并沿徑向布置、沿著所述底面的圓周等距離均勻分布的貫通切口(18)。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述底部(10)包括一系列輻條(30)插入所述三個圓盤的每個圓盤的對應(yīng)系列切口(18)中并且在這些圓盤每個的對應(yīng)的中心部分上焊接到所述三個圓盤上。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，它包括有著圓頭的第一系列銷(20)和第二系列銷(21)，所述第一系列銷(20)制約所述第一圓盤(12)到所述第三圓盤(14)上，而所述第二系列銷(21)制約所述第二圓盤(13)到所述第三圓盤(14)上。
10.如權(quán)利要求9所述的底部(10)，其特征在于，所述第一系列銷(20)和所述第二系列銷(21)等距離地分布在所述三個圓盤的每個圓盤的底面圓周上。
11.如權(quán)利要求9或10所述的底部(10)，其特征在于，所述第一系列銷(20)的銷相對于第二系列銷(21)有一個角度優(yōu)選為15°的相位差。
12.如權(quán)利要求9至11中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述第一系列銷(20)和所述第二系列銷(21)各自都包括12個圓頭銷。
13.如權(quán)利要求9至12中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，所述第一圓盤(12)和所述第二圓盤(13)各自都包括12個襯套分別作為第一系列銷(20)和第二系列銷(21)的外殼，并且所述第三圓盤(14)包括24個襯套分別作為所述第一系列銷(20)和所述第二系列銷(21)的外殼。
14.如權(quán)利要求1至13中任何一項所述的底部(10)，其特征在于，它包括一個加在所述第一圓盤(12)上的絕熱元件(80)。
全文摘要
雙軸式燃氣輪機的凸形密封底部(10)包括一系列通過一系列銷相互制約的凸形圓盤，所述圓盤的每個圓盤包括一個外側(cè)曲線邊，該邊與環(huán)(70)的內(nèi)側(cè)槽形面(72)的對應(yīng)的環(huán)形面(71)配合，獲得軸向密封。系列圓盤包括三個圓盤，分別是第一圓盤(12)、第二圓盤(13)和第三圓盤(14)。三個圓盤通過一系列輻條(30)在中心相互固定，并且各自通過一系列布置成與三個圓盤垂直的銷成對制約，從而最小化三個圓盤在軸向上的相對運動，同時允許三個圓盤自身的徑向膨脹。
文檔編號F02C3/10GK101035966SQ200580031142
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者M·佩焦利, D·比安基 申請人:諾沃皮尼奧內(nèi)有限公司