9-防專(zhuān)利侵權(quán)評(píng)議報(bào)告及附件對(duì)比專(zhuān)利3附件zl0 5

1、19 人民共和目目家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 12 發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū) 21 申 請(qǐng)?zhí)?200410075150. 551 Int. CI7F02C 7龍F(tuán)DID 11/0043 公開(kāi)日 2005 年 5 月4 日11 公開(kāi)號(hào) CN 1611754A22 申請(qǐng)日 2004. 9. 221 申請(qǐng)?zhí)?200410075150. 530 優(yōu)先權(quán) 32 2003. 9. 2 33 us 31 10/65333771 申請(qǐng)人 通用 電氣公司地址美國(guó)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(zhuān)利機(jī)構(gòu) 人 中國(guó)專(zhuān)利 （ ） 周備麟黃力行 權(quán)利要求書(shū) 2 頁(yè)

2、 說(shuō)明書(shū) 6 頁(yè) 附圖 2 頁(yè) 54 發(fā)明名稱 減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)密封件的摩擦方法和裝置 57 摘要 N S S I 一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)( 10 ) 的密封組件包 括第一級(jí)圓盤(pán)( 30 ) 、第二級(jí)圓盤(pán)( 32 ) ， 一個(gè)圓盤(pán)座圈( 5 3 ) 和在該第和第二級(jí)圓盤(pán)之間延伸的 個(gè)中間級(jí)密封組件(5 0 ) 。 該中間級(jí)密封組件包括一個(gè)從一個(gè)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(gè)上游臂 ( 60 ) ， 和從該外殼向外 延伸的一個(gè)下游臂 ( 62 ) ， 在該外殼上游臂和該第 一級(jí)圓盤(pán)之間的圓盤(pán)座圈和與該第二級(jí)圓盤(pán)連接的下游 臂。 10 /3032

3、L t O O O I 寸寸知識(shí)產(chǎn)權(quán) 出版 200410075150. 5權(quán)利要求書(shū)第1/ 2頁(yè) 1. 一種包括第一級(jí) 圓盤(pán) (30)和第二級(jí)圓盤(pán) (32)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10) 的密封組件，所述密封組件包括： 一個(gè)圓盤(pán)座圖(53)； 和 5在該笫一和笫 二級(jí)圓盤(pán)之間延伸的 一個(gè)中間級(jí) 密封組件(50)， 所述中間級(jí) 密封組件 包括從一個(gè)輻板部分 (58)沿徑向 向外延伸的一個(gè)徑向外殼(54)， 所述外殼包括一個(gè)上游臂(60)和一個(gè)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(jí)圓盤(pán) 之間的 所述圓盤(pán)座圈所述下游臂與所述笫二級(jí)圓盤(pán)連接。 102. 如權(quán)利要求 1 所

4、述的 密封組件 ， 其特征 為 ， 所述圓盤(pán) 座圈(53) 由自所 述中間級(jí) 密封組件 (50)產(chǎn)生的軸向 負(fù) 荷固定就位。 3. 如權(quán)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(gè)臂從所述外 殼(54)以懸垂輪 廓呈弧形延伸。 4. 如權(quán)利要求 3 所述的 密封組件 ， 其特征為 ， 當(dāng) 所述密封組件 (50)15連接在該笫一和第二級(jí)圓盤(pán) (30 和 32)之間時(shí)， 所述外殼(54)處于受壓 狀態(tài)。 5. 如權(quán)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(pán)座 圈(53)連接， 所述下游臂(62)以壓配合與該 笫

5、二 級(jí)圓盤(pán) (32)連接。206. 如權(quán)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(zhǎng)該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。 7. 一種 包括一個(gè)轉(zhuǎn)子組件(18) 的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)， 該轉(zhuǎn) 子組件包括笫一級(jí)圓盤(pán) (30)， 笫二 級(jí)圓盤(pán) (32)和在它們 之間延 伸的一個(gè)密封組件； 所述密封 組件 包括 一個(gè)圓盤(pán)座圈(53)和一個(gè)中間級(jí) 密封 組件25 (50)； 所述中間級(jí) 密封組件包括一個(gè)徑向外殼(54)和一個(gè)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(gè)上游臂(60)和一個(gè)下游臂(62)； 所述圓盤(pán) 座圈連接 在所述外殼上 游臂和所述笫一

6、級(jí)圓盤(pán)之間，所述下游臂與所述笫二級(jí)圓盤(pán)連接。 8. 如權(quán)利要求 7 所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)， 其特征為 ， 所述密30 封組件圓盤(pán) 座圈(53)連接在所述笫 一級(jí)圓盤(pán) (30)和所述中間級(jí)密封組 件 2 (50)之間。 3 200410075150. 5權(quán) 利 要 求 書(shū) 第 2/ 2 頁(yè) 9. 如權(quán)利要求 8 所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)， 其特征為 ， 所述密封組件圓盤(pán) 座圈(53)， 利用由 自所 述中間級(jí) 密封(50)產(chǎn)生的軸向負(fù) 荷固定就位。10. 如權(quán)利要求 8 所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)， 其特征為 ， 所述中5 間級(jí) 密封組件 上游臂和下游臂(60 和 62)中的 至少

7、一 個(gè)臂從所述外 殼(54) 以懸浮輪廓呈弧形延伸 200410075150. 5說(shuō)明書(shū)第1/6頁(yè) 減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)密封件 的摩擦方法和裝置 5技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明總的涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 組件上使用的密封組件。 背景技術(shù) 至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括一個(gè)核心發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī) 10 按串聯(lián)流動(dòng)配置關(guān)系，具有一個(gè)風(fēng)扇組件和壓縮進(jìn)入該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流的一個(gè)高壓壓縮機(jī)。燃燒室中，燃料和空氣混合物點(diǎn)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(gè)渦輪包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片， 它們從離開(kāi)該燃燒室的氣流中提取回轉(zhuǎn)能量。該高壓壓縮機(jī)通過(guò)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(jí)圓盤(pán)和通過(guò)螺釘連接與該笫 一級(jí)圓盤(pán)連接的第二級(jí)圓盤(pán)。更具體地說(shuō)，轉(zhuǎn)子軸在多級(jí)壓縮機(jī)的最 后一級(jí)和渦輪的笫一級(jí)圓盤(pán)的輻板部分之間延伸。該笫一和笫二級(jí)渦 輪圓盤(pán)被與該笫一級(jí)圓盤(pán)的前表面連接的前面板，和與該笫二級(jí)圓盤(pán) 輻板的后表面連接的后部密封隔開(kāi)。一個(gè)中間級(jí)密封組件在該第一和 20 笫二級(jí)圓盤(pán)之間延伸，以便于密封圍繞著笫二級(jí)渦輪噴咀的流動(dòng)。 至少一些已知的中間級(jí)密封組件包括一個(gè)中間級(jí)密封和一個(gè)單獨(dú) 的葉片座圈。該中間級(jí)密封利用多個(gè)螺釘與該笫一和笫二級(jí)圓盤(pán)連接。 該葉片座圈包括一個(gè)裂開(kāi)的園環(huán)，它與從該渦輪級(jí)圓盤(pán)延伸的一個(gè)軸 對(duì)稱的吊釣組件連接。然而，因?yàn)樵撁芊饨M件復(fù)雜，這種中間級(jí)

9、密封 25 組件可能難以裝配。為了減少裝配時(shí)間和這種密封組件的成本，其它已知的中間級(jí)密封組件包括一個(gè)整體作出的中間級(jí)密封和葉片座圈。更具體地說(shuō)，這種密封組件利用徑向和軸向公盈將扭矩從該級(jí)的二個(gè)圓盤(pán)傳遞至該級(jí)的一個(gè)圓盤(pán)。然而，因?yàn)檫@種密封組件利用徑向和軸向的壓配合連接在該渦輪級(jí)圓盤(pán)之間，因此，這種密封組件容易受到 30 從一個(gè)或二 個(gè)渦輪級(jí)圓盤(pán)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(gè)方面，提供了裝配燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件的 200410075150. 5說(shuō) 明 書(shū) 第 2/ 6 頁(yè) 一個(gè)密封組件的方法。該方法包括使一個(gè)圓盤(pán)座圈與第一級(jí)圓盤(pán)連接和連接一個(gè)中間級(jí)密封組

10、件。該中間級(jí)密封組件包括在該轉(zhuǎn)子組件內(nèi)的一個(gè)外殼，使從該外殼延伸的一個(gè)下游臂與笫二級(jí)囡盤(pán)接合，同時(shí)， 從該外殼延伸的一個(gè)上游臂與該圓盤(pán)座圉接合。 5按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括笫一級(jí)圓盤(pán)和笫二級(jí)圓盤(pán)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的密封組件。該密封組件包括：一個(gè)圓盤(pán)座圈； 和在該笫一和笫二級(jí)圓盤(pán)之間延伸的一個(gè)中間級(jí)密封組件。該中間級(jí)密封組件包括從一個(gè)輻板部分沿徑向向外延伸的一個(gè)徑向外殼；該外殼包括一個(gè)上游臂和一個(gè)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(jí)圓盤(pán)之間的該圓盤(pán)座圈與該笫二級(jí)圓盤(pán)連接的該 下游臂。 按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種包括一個(gè)轉(zhuǎn)子組件的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該轉(zhuǎn)子

11、組件包括笫一級(jí)圓盤(pán)，第二級(jí)圓盤(pán)和在它們之間延伸的一個(gè)密封組件。該密封組件包括一個(gè)圓盤(pán)座圈和一個(gè)中間級(jí)密 15 封組件。該中間級(jí)密封組件包括一個(gè)徑向外殼和一個(gè)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(gè)上游臂和一個(gè)下游譬。該 圓盤(pán)座圈連接在所述外殼上游臂和所述笫一級(jí)圓盤(pán)之間。該下游臂 與該笫二級(jí)圓盤(pán)連接。 附圖簡(jiǎn)述 20圖 1 為燃 氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖 ； 和 圖 2 為圖 1 所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī) 10 的示意圖， 它包括一個(gè)低壓壓 縮機(jī) 12,25 一個(gè)高壓壓縮機(jī) 14 和一個(gè)燃燒室 16。發(fā)動(dòng)機(jī) 10

12、還包括 一個(gè)高壓渦輪18 和一個(gè)低壓渦輪 20。壓縮機(jī) 12 和渦輪 20 用笫一根軸 24 連接， 壓縮機(jī) 14 和渦輪 18 用笫二根軸 26 連接。在一個(gè)實(shí)施例中， 該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)為通用 Ohio 州 Cincinnati 城的電氣公司銷(xiāo)售的 GE90。 在工作 中， 空氣流過(guò)低壓壓 縮機(jī) 12 , 和壓縮空氣從低壓壓縮機(jī) 1230送至高壓壓縮機(jī) 14。 高度 壓縮的空氣輸 送至該燃燒 室 16。從燃燒室 165 出來(lái)的 氣流， 在從該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī) 10 排出之 前、驅(qū)動(dòng)渦輪 18 和 20。圖 2 為該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī) 10 的一部分的放大的部 分橫截面圖。具 20041007515

13、0. 5說(shuō) 明 書(shū) 第3/ 6頁(yè) 體地說(shuō)， 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(jí)圓盤(pán) 30 和 32。每一級(jí)的圓盤(pán) 30 和 32 包括一個(gè)相應(yīng)的從 一個(gè)孔（沒(méi)有示出）沿徑向向外延伸至相應(yīng)的葉 片樣 槽 38 和 48 的輻板部分 34 和 36。 5一個(gè)中間級(jí) 密封組件 50 沿軸向在渦輪級(jí)圓盤(pán) 30 和 32 之間延伸。更具體地說(shuō)， 該密封組 件 50 包括一個(gè)中間級(jí) 密封件 52 和一個(gè)圓盤(pán)或葉片座圈 53。中間級(jí) 密封件 52 包括一個(gè)外殼 54 和一個(gè)具有一個(gè)輻板部分 58 和一個(gè)孔（沒(méi)有示出）的中心圓盤(pán) 56。該殼 54

14、基本上為 園柱形， 并包括一個(gè)上游或前臂 60 和一個(gè)下游或后臂 62。 10每一個(gè)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(shuō)， 每一個(gè)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(gè)相應(yīng)的圓盤(pán) 30 和 32。該 中間部 分 80 包括多 個(gè)密封 齒 82, 該密封齒 5 和第二級(jí)噴咀組件 88 的徑向內(nèi)側(cè) 86 連接的一個(gè)密封件 84 接觸。 15在每一個(gè)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(jí) 密封件 52 分別在 該笫一和

15、第二級(jí)圓盤(pán) 30 和 32 之間連接。 更具體地說(shuō) ， 后法蘭 92 可使該中間級(jí)密封臂 62 以壓配合， 而不是使 用緊固件 與該 笫二 級(jí)圓盤(pán) 32 連接。另外， 如下面更 詳細(xì)地所述那樣， 前法蘭 90 可使該中間級(jí) 密封臂 60 以壓配 20 合 ， 而不是使 用緊固件 與該 笫一 級(jí)圓盤(pán) 30 連接。 圓盤(pán)座 圈 53 沿著笫一 級(jí)圓盤(pán)樣槽 38 的下游側(cè) 100 延伸， 將該笫一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片 102 保持在該棹槽 38 內(nèi)。 更具體地說(shuō)， 該座圈 53 具有一個(gè)徑向外端 110, 一個(gè)徑向內(nèi)端 112 和一個(gè)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(gè)彎頭 116。該彎頭 116 便于將該 圓盤(pán) 座圈53 保持在相對(duì)于該笫一級(jí)圓盤(pán) 30 的恰當(dāng)位置上 ， 還便于不用螺釘 連接， 使 該圓盤(pán)座 圈 53 與該中間級(jí) 密封件 52 連接。 該圓盤(pán) 座圈 53 以徑向壓配合與該 第一級(jí) 圓盤(pán) 30 連接。具體地說(shuō)， 該圓盤(pán)座 圖 53 利用該 中間級(jí) 密封件 60 保持在相對(duì)于該笫一 級(jí)圓盤(pán) 306 30 和該中間級(jí) 密封組件 50 的位置， 使該圓盤(pán)座 圈彎頭 116 被置在中間 級(jí)密封臂 法蘭 90 內(nèi)， 更具體地說(shuō)， 如下所述， 因?yàn)樵?中間級(jí) 密封組件 50 與該

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

18、 53 連接， 和使該密封件 臂 62 以壓配合與該笫二 級(jí)圓盤(pán) 32 連接。因此 ， 當(dāng)裝配時(shí)， 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(fù) 荷 10作用在該 圓盤(pán) 座圈 53 上。該軸向 負(fù) 荷便于將該 圓盤(pán)座 圈 53 保持在相對(duì)于笫一級(jí)圓盤(pán) 30 和中間級(jí) 密封組件 50 的位置上。 另外， 該圓盤(pán)座圈 53 和笫一級(jí)圓盤(pán) 30 之間的徑向壓配合， 和該圓盤(pán) 座圈 53 和中間級(jí)密封件 52 之間的徑向壓配合，便 于使該圓盤(pán)座 圈 53 相對(duì)于該笫一級(jí)圓盤(pán) 30 和該中間級(jí)密封組件 50 對(duì)中。 15上述中間級(jí)密封組件成本低，很可靠。該中間級(jí)密封組件包括一個(gè)中間級(jí)密封件和一個(gè)分開(kāi)的圓盤(pán)座圈。該圓盤(pán)座圈以壓配合，通過(guò)該中間級(jí)密封件與該笫一級(jí)圓盤(pán)配合。該中間級(jí)密封件以壓配合與該圓盤(pán)座圈和該轉(zhuǎn)子組件連接。因此，因?yàn)椴恍枰o固件在該轉(zhuǎn)子組件內(nèi)連接該中間級(jí)密封組件，因此裝配時(shí)間可減少。另外，該中間級(jí)密 20 封件和該圓盤(pán)座圈之間的壓配合可增加該中間級(jí)密封組件的低周波疲勞壽命，同時(shí)可使在渦輪級(jí)圓盤(pán)之間產(chǎn)生的有差別的扭矩，依靠摩擦通 過(guò)該中間級(jí)密封組件傳遞。結(jié)果，該中間級(jí)密封組件可以成本低和可 靠的方式延長(zhǎng)該渦輪轉(zhuǎn)子組件的使用壽命。 以上