9-防專利侵權評議報告及附件對比專利3附件zl0 5

1、19 人民共和目目家知識產(chǎn)權局 12 發(fā)明專利申請公開說明書 21 申 請?zhí)?200410075150. 551 Int. CI7F02C 7龍FDID 11/0043 公開日 2005 年 5 月4 日11 公開號 CN 1611754A22 申請日 2004. 9. 221 申請?zhí)?200410075150. 530 優(yōu)先權 32 2003. 9. 2 33 us 31 10/65333771 申請人 通用 電氣公司地址美國紐約州72 發(fā)明人 M S 哈貝丹克 D E 瓦恩斯C. J . 利格 A M 齊克 G E 懷 74 專利機構 人 中國專利 （ ） 周備麟黃力行 權利要求書 2 頁

2、 說明書 6 頁 附圖 2 頁 54 發(fā)明名稱 減少燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)密封件的摩擦方法和裝置 57 摘要 N S S I 一種燃氣渦輪發(fā)動機( 10 ) 的密封組件包 括第一級圓盤( 30 ) 、第二級圓盤( 32 ) ， 一個圓盤座圈( 5 3 ) 和在該第和第二級圓盤之間延伸的 個中間級密封組件(5 0 ) 。 該中間級密封組件包括一個從一個輻板部 分( 58 ) 沿徑向向外延伸的徑向外殼( 5 4 ) 。該外殼包括一個上游臂 ( 60 ) ， 和從該外殼向外 延伸的一個下游臂 ( 62 ) ， 在該外殼上游臂和該第 一級圓盤之間的圓盤座圈和與該第二級圓盤連接的下游 臂。 10 /3032

3、L t O O O I 寸寸知識產(chǎn)權 出版 200410075150. 5權利要求書第1/ 2頁 1. 一種包括第一級 圓盤 (30)和第二級圓盤 (32)的燃氣渦輪發(fā)動機(10) 的密封組件，所述密封組件包括： 一個圓盤座圖(53)； 和 5在該笫一和笫 二級圓盤之間延伸的 一個中間級 密封組件(50)， 所述中間級 密封組件 包括從一個輻板部分 (58)沿徑向 向外延伸的一個徑向外殼(54)， 所述外殼包括一個上游臂(60)和一個從所述外殼向 外延伸的下游臂(62)， 還包括在所述外殼上 游臂和該笫一級圓盤 之間的 所述圓盤座圈所述下游臂與所述笫二級圓盤連接。 102. 如權利要求 1 所

4、述的 密封組件 ， 其特征 為 ， 所述圓盤 座圈(53) 由自所 述中間級 密封組件 (50)產(chǎn)生的軸向 負 荷固定就位。 3. 如權利要求 1 所述的密封組件 ， 其特征 為， 所述上 游和下游臂(60 和 62)中的每 一個臂從所述外 殼(54)以懸垂輪 廓呈弧形延伸。 4. 如權利要求 3 所述的 密封組件 ， 其特征為 ， 當 所述密封組件 (50)15連接在該笫一和第二級圓盤 (30 和 32)之間時， 所述外殼(54)處于受壓 狀態(tài)。 5. 如權利要求 1 所述的 密封組件， 其特征為， 所述上游臂(60)以壓配合與所述圓盤座 圈(53)連接， 所述下游臂(62)以壓配合與該 笫

5、二 級圓盤 (32)連接。206. 如權利要求 1 所述的密封組件， 其特征為， 所述密封組件 (50)有利于延長該渦輪發(fā)動機的使用壽命。 7. 一種 包括一個轉子組件(18) 的燃氣渦輪發(fā)動機(10)， 該轉 子組件包括笫一級圓盤 (30)， 笫二 級圓盤 (32)和在它們 之間延 伸的一個密封組件； 所述密封 組件 包括 一個圓盤座圈(53)和一個中間級 密封 組件25 (50)； 所述中間級 密封組件包括一個徑向外殼(54)和一個輻板部分(58);所述外 殼從 所述輻板 部分沿徑向向外延伸， 并包括一個上游臂(60)和一個下游臂(62)； 所述圓盤 座圈連接 在所述外殼上 游臂和所述笫一

6、級圓盤之間，所述下游臂與所述笫二級圓盤連接。 8. 如權利要求 7 所述的燃氣渦輪發(fā)動機(10)， 其特征為 ， 所述密30 封組件圓盤 座圈(53)連接在所述笫 一級圓盤 (30)和所述中間級密封組 件 2 (50)之間。 3 200410075150. 5權 利 要 求 書 第 2/ 2 頁 9. 如權利要求 8 所述的燃氣渦輪發(fā)動機(10)， 其特征為 ， 所述密封組件圓盤 座圈(53)， 利用由 自所 述中間級 密封(50)產(chǎn)生的軸向負 荷固定就位。10. 如權利要求 8 所述的燃氣渦輪發(fā)動機(10)， 其特征為 ， 所述中5 間級 密封組件 上游臂和下游臂(60 和 62)中的 至少

7、一 個臂從所述外 殼(54) 以懸浮輪廓呈弧形延伸 200410075150. 5說明書第1/6頁 減少燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)密封件 的摩擦方法和裝置 5技術領域 本發(fā)明總的涉及燃氣渦輪發(fā)動機，尤其涉及燃氣渦輪發(fā)動機轉子 組件上使用的密封組件。 背景技術 至少一些已知的燃氣渦輪發(fā)動機包括一個核心發(fā)動機。該發(fā)動機 10 按串聯(lián)流動配置關系，具有一個風扇組件和壓縮進入該發(fā)動機的氣流的一個高壓壓縮機。燃燒室中，燃料和空氣混合物點火，然后再通向低 壓和高壓渦輪。該低壓和高壓渦輪中的每一個渦輪包括多個轉子葉片， 它們從離開該燃燒室的氣流中提取回轉能量。該高壓壓縮機通過一根軸與該高壓渦輪連接。 15至少一些已知

8、的高壓渦輪包括笫一級圓盤和通過螺釘連接與該笫 一級圓盤連接的第二級圓盤。更具體地說，轉子軸在多級壓縮機的最 后一級和渦輪的笫一級圓盤的輻板部分之間延伸。該笫一和笫二級渦 輪圓盤被與該笫一級圓盤的前表面連接的前面板，和與該笫二級圓盤 輻板的后表面連接的后部密封隔開。一個中間級密封組件在該第一和 20 笫二級圓盤之間延伸，以便于密封圍繞著笫二級渦輪噴咀的流動。 至少一些已知的中間級密封組件包括一個中間級密封和一個單獨 的葉片座圈。該中間級密封利用多個螺釘與該笫一和笫二級圓盤連接。 該葉片座圈包括一個裂開的園環(huán)，它與從該渦輪級圓盤延伸的一個軸 對稱的吊釣組件連接。然而，因為該密封組件復雜，這種中間級

9、密封 25 組件可能難以裝配。為了減少裝配時間和這種密封組件的成本，其它已知的中間級密封組件包括一個整體作出的中間級密封和葉片座圈。更具體地說，這種密封組件利用徑向和軸向公盈將扭矩從該級的二個圓盤傳遞至該級的一個圓盤。然而，因為這種密封組件利用徑向和軸向的壓配合連接在該渦輪級圓盤之間，因此，這種密封組件容易受到 30 從一個或二 個渦輪級圓盤產(chǎn)生的 低周波， 疲勞(LCF) 的影響。發(fā)明概述 4 按照本發(fā)明的一個方面，提供了裝配燃氣渦輪發(fā)動機轉子組件的 200410075150. 5說 明 書 第 2/ 6 頁 一個密封組件的方法。該方法包括使一個圓盤座圈與第一級圓盤連接和連接一個中間級密封組

10、件。該中間級密封組件包括在該轉子組件內(nèi)的一個外殼，使從該外殼延伸的一個下游臂與笫二級囡盤接合，同時， 從該外殼延伸的一個上游臂與該圓盤座圉接合。 5按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種包括笫一級圓盤和笫二級圓盤的燃氣渦輪發(fā)動機的密封組件。該密封組件包括：一個圓盤座圈； 和在該笫一和笫二級圓盤之間延伸的一個中間級密封組件。該中間級密封組件包括從一個輻板部分沿徑向向外延伸的一個徑向外殼；該外殼包括一個上游臂和一個從該外殼向外延伸的下游臂；還包括在該外 10殼上游臂和該笫一級圓盤之間的該圓盤座圈與該笫二級圓盤連接的該 下游臂。 按照本發(fā)明的又一個方面，提供了一種包括一個轉子組件的燃氣渦輪發(fā)動機。該轉子

11、組件包括笫一級圓盤，第二級圓盤和在它們之間延伸的一個密封組件。該密封組件包括一個圓盤座圈和一個中間級密 15 封組件。該中間級密封組件包括一個徑向外殼和一個輻板部分。該外殼從所述輻板部分沿徑向向外延伸，并包括一個上游臂和一個下游譬。該 圓盤座圈連接在所述外殼上游臂和所述笫一級圓盤之間。該下游臂 與該笫二級圓盤連接。 附圖簡述 20圖 1 為燃 氣渦輪發(fā)動機的示意圖 ； 和 圖 2 為圖 1 所示的燃氣渦輪發(fā)動機的 一部分的放大的部分橫 截面 圖。 發(fā)明詳述 圖 1 為燃 氣渦輪發(fā)動機 10 的示意圖， 它包括一個低壓壓 縮機 12,25 一個高壓壓縮機 14 和一個燃燒室 16。發(fā)動機 10

12、還包括 一個高壓渦輪18 和一個低壓渦輪 20。壓縮機 12 和渦輪 20 用笫一根軸 24 連接， 壓縮機 14 和渦輪 18 用笫二根軸 26 連接。在一個實施例中， 該燃氣渦輪發(fā)動機為通用 Ohio 州 Cincinnati 城的電氣公司銷售的 GE90。 在工作 中， 空氣流過低壓壓 縮機 12 , 和壓縮空氣從低壓壓縮機 1230送至高壓壓縮機 14。 高度 壓縮的空氣輸 送至該燃燒 室 16。從燃燒室 165 出來的 氣流， 在從該燃氣渦輪發(fā)動機 10 排出之 前、驅動渦輪 18 和 20。圖 2 為該燃氣渦輪發(fā)動機 10 的一部分的放大的部 分橫截面圖。具 20041007515

13、0. 5說 明 書 第3/ 6頁 體地說， 圖 2 表示高壓 渦輪 18 的放大的部分橫截面圖。該 高壓渦輪 18 分別 包括第一 和第二級圓盤 30 和 32。每一級的圓盤 30 和 32 包括一個相應的從 一個孔（沒有示出）沿徑向向外延伸至相應的葉 片樣 槽 38 和 48 的輻板部分 34 和 36。 5一個中間級 密封組件 50 沿軸向在渦輪級圓盤 30 和 32 之間延伸。更具體地說， 該密封組 件 50 包括一個中間級 密封件 52 和一個圓盤或葉片座圈 53。中間級 密封件 52 包括一個外殼 54 和一個具有一個輻板部分 58 和一個孔（沒有示出）的中心圓盤 56。該殼 54

14、基本上為 園柱形， 并包括一個上游或前臂 60 和一個下游或后臂 62。 10每一個臂 60 和 62 為弧形， 并在軸向方向延伸， 其形狀為向內(nèi)的凸形。 更具體地說， 每一個臂 60 和 62 以懸垂曲線形式 ，從 該外殼 54 的中間部分 80 延伸至每一個相應的圓盤 30 和 32。該 中間部 分 80 包括多 個密封 齒 82, 該密封齒 5 和第二級噴咀組件 88 的徑向內(nèi)側 86 連接的一個密封件 84 接觸。 15在每一個臂 60 和 62 的上游端 94 和下游端 96 分別整體 地作出法蘭 96 和 92。 法蘭 90 和 92 可使該中間級 密封件 52 分別在 該笫一和

15、第二級圓盤 30 和 32 之間連接。 更具體地說 ， 后法蘭 92 可使該中間級密封臂 62 以壓配合， 而不是使 用緊固件 與該 笫二 級圓盤 32 連接。另外， 如下面更 詳細地所述那樣， 前法蘭 90 可使該中間級 密封臂 60 以壓配 20 合 ， 而不是使 用緊固件 與該 笫一 級圓盤 30 連接。 圓盤座 圈 53 沿著笫一 級圓盤樣槽 38 的下游側 100 延伸， 將該笫一級轉子葉片 102 保持在該棹槽 38 內(nèi)。 更具體地說， 該座圈 53 具有一個徑向外端 110, 一個徑向內(nèi)端 112 和一個在它們之 間延伸的體 114 。該徑向 內(nèi)端 112 基本上與該體 114

16、的上游垂直延伸，使 得在該體 11425 和徑向內(nèi)端 112 之間形成 一個彎頭 116。該彎頭 116 便于將該 圓盤 座圈53 保持在相對于該笫一級圓盤 30 的恰當位置上 ， 還便于不用螺釘 連接， 使 該圓盤座 圈 53 與該中間級 密封件 52 連接。 該圓盤 座圈 53 以徑向壓配合與該 第一級 圓盤 30 連接。具體地說， 該圓盤座 圖 53 利用該 中間級 密封件 60 保持在相對于該笫一 級圓盤 306 30 和該中間級 密封組件 50 的位置， 使該圓盤座 圈彎頭 116 被置在中間 級密封臂 法蘭 90 內(nèi)， 更具體地說， 如下所述， 因為該 中間級 密封組件 50 與該

17、 圓盤座 圈 53 連接， 該中間級 密封組件 50 為該 圓盤 座圈 53 定向， 200410075150. 5說 明 書 第4/ 6頁 使該座圈 53 基本上相對于該笫一級 囡盤 30 處于中心。 另外 ， 在該圓盤座圖 53 和中間級 密封件 52 之間的徑向 壓配合便于使該密封件 52 相對于渦輪 18 處在中心 在裝配過程 中， 首先將該圓盤 座圈 53 插入轉子組件 18 內(nèi)的位 置， 5使該圓盤座 圖 53 與該 笫一級 圓盤 30 接合。然后 ， 在軸向擠壓或壓縮該中間級 密封件 52， 并在該轉子組件 18 內(nèi)連接 ，使 該中間級 密封件臂60 以徑向壓配合與該 圓盤座 圖

18、 53 連接， 和使該密封件 臂 62 以壓配合與該笫二 級圓盤 32 連接。因此 ， 當裝配時， 由于該密封件 52 受壓縮， 該密封件 52（更具體地是該臂 60 和 62 的懸垂的 彎曲 部分）使軸向負 荷 10作用在該 圓盤 座圈 53 上。該軸向 負 荷便于將該 圓盤座 圈 53 保持在相對于笫一級圓盤 30 和中間級 密封組件 50 的位置上。 另外， 該圓盤座圈 53 和笫一級圓盤 30 之間的徑向壓配合， 和該圓盤 座圈 53 和中間級密封件 52 之間的徑向壓配合，便 于使該圓盤座 圈 53 相對于該笫一級圓盤 30 和該中間級密封組件 50 對中。 15上述中間級密封組件成本低，很可靠。該中間級密封組件包括一個中間級密封件和一個分開的圓盤座圈。該圓盤座圈以壓配合，通過該中間級密封件與該笫一級圓盤配合。該中間級密封件以壓配合與該圓盤座圈和該轉子組件連接。因此，因為不需要緊固件在該轉子組件內(nèi)連接該中間級密封組件，因此裝配時間可減少。另外，該中間級密 20 封件和該圓盤座圈之間的壓配合可增加該中間級密封組件的低周波疲勞壽命，同時可使在渦輪級圓盤之間產(chǎn)生的有差別的扭矩，依靠摩擦通 過該中間級密封組件傳遞。結果，該中間級密封組件可以成本低和可 靠的方式延長該渦輪轉子組件的使用壽命。 以上