叶片密封组件、透平和燃气轮机的制作方法

1.本发明涉及燃气轮机的技术领域，具体地，涉及一种叶片密封组件、透平和燃气轮机。


背景技术：

2.燃气轮机工作时，透平叶片会工作在高温燃气中，采用从其它部位引入冷却气体进入叶片，进而降低叶片温度，保证叶片安全可靠工作，提高叶片寿命。但是在透平叶片受热时，相邻透平叶片缘板的变形不完全一致，因此相邻透平叶片缘板的密封结构会产生一定的剪切力，会影响相邻透平叶片缘板的密封结构的密封效果，降低了燃气轮机使用时的安全性。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本发明的实施例提出一种结构设计合理，密封效果较好的叶片密封组件。
5.本发明的实施例还提出一种透平。
6.本发明的实施例还提出一种燃气轮机。
7.根据本发明的实施例的叶片密封组件包括：叶片组，所述叶片组包括第一叶片缘板和第二叶片缘板，所述第一叶片缘板上设有第一槽，所述第二叶片缘板上设有第二槽，所述第一槽的至少部分与所述第二槽相对；密封件，所述密封件的一端设于所述第一槽内，所述密封件的另一端设于所述第二槽内，所述密封件具有凸起部，所述凸起部设于所述第一叶片缘板和第二叶片缘板之间，所述凸起部沿其厚度方向凸出且具有弹性。
8.根据本发明的实施例的叶片密封组件，通过将密封件的一端设于第一槽内，密封件的另一端设于第二槽内，且密封件的凸起部设于第一叶片缘板和第二叶片缘板之间，凸起部沿其厚度方向凸出且具有弹性，从而在第一叶片缘板和第二叶片缘板受热膨胀时，弹性的凸起部可以产生弹性形变，进而可以避免密封件因挤压变形或受到剪切力而失效的问题，因此发明的实施例的叶片密封组件的结构设计合理，密封效果较好，且可靠性高。
9.在一些实施例中，所述密封件包括第一密封段和第二密封段，所述第一密封段和所述第二密封段分别设于所述凸起部的相对两侧，所述第一密封段设于所述第一槽内，所述第一密封段具有弹性且可沿所述第一槽的深度方向伸缩，所述第二密封段设于所述第二槽内，所述第二密封段具有弹性且可沿所述第二槽的深度方向伸缩。
10.在一些实施例中，所述第一密封段上设有多个第一密封齿，多个所述第一密封齿沿所述第一槽的深度方向布置；和/或，所述第二密封段上设有多个第二密封齿，多个所述第二密封齿沿所述第二槽的深度方向布置。
11.在一些实施例中，所述第一密封齿和所述第二密封齿的凸出方向与所述凸起部的凸出方向一致。
12.在一些实施例中，所述第一密封段和所述第二密封段中的至少一者上设有蜂窝
孔。
13.在一些实施例中，所述密封件还包括限位部，所述限位部设于所述第一密封段背离所述凸起部的一端，所述第一叶片缘板上设有限位槽，所述限位部配合在所述限位槽内，以限制所述第一密封段沿所述第一槽的深度方向与所述第一槽脱离。
14.在一些实施例中，所述限位部为弯折钩或球形凸起。
15.在一些实施例中，所述凸起部包括第一竖直段、弯曲段和第二竖直段，所述第一竖直段的一端与所述第一密封段相连，所述第一竖直段的另一端与所述弯曲段相连，所述第二竖直段的一端与所述第二密封段相连，所述第二竖直段的另一端与所述弯曲段相连，所述第一竖直段与所述第二竖直段大体平行布置，所述弯曲段的横截面的外周轮廓为弧形。
16.根据本发明的另一实施例的透平包括：透平本体和叶片密封组件，所述叶片密封组件为上述实施例中任一项所述的叶片密封组件，所述叶片密封组件设于所述透平本体内，所述第一叶片缘板和所述第二叶片缘板沿所述透平本体的周向间隔布置。
17.根据本发明实施例的透平的叶片密封组件的结构设计合理，密封效果较好，且可靠性高。
18.根据本发明的又一实施例的燃气轮机，包括上述实施例中任一项所述的叶片密封组件或上述实施例所述的透平。
19.根据本发明实施例的燃气轮机的叶片密封组件的结构设计合理，密封效果较好，且可靠性高。
附图说明
20.图1是本发明一种实施例的叶片密封组件的示意图。
21.图2是本发明一种实施例的叶片密封组件的主视图。
22.图3是本发明一种实施例的叶片密封组件的密封件的示意图。
23.图4是本发明的另一种实施例的叶片密封组件的密封件的示意图。
24.图5是本发明的实施例的叶片密封组件的第一叶片或第二叶片的示意图。
25.附图标记：
26.1、第一叶片；11、第一叶片缘板；111、第一槽；112、限位槽；
27.2、第二叶片；21、第二叶片缘板；211、第二槽；
28.3、密封件；31、第一密封段；311、第一密封齿；312、限位部；32、第二密封段；321、第二密封齿；33、凸起部；331、第一竖直段；332、第二竖直段；333、弯曲段。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.下面参考附图1至图5描述根据本发明实施例的叶片密封组件、透平和燃气轮机。
31.如图1、图2和图5所示，根据本发明实施例的叶片密封组件，包括叶片组和密封件3。叶片组包括第一叶片缘板11和第二叶片缘板21，第一叶片缘板11上设有第一槽111，第二叶片缘板21上设有第二槽211，第一槽111的至少部分与第二槽211相对。密封件3的一端设于第一槽111内，密封件3的另一端设于第二槽211内，密封件3具有凸起部33，凸起部33设于
第一叶片缘板11和第二叶片缘板21之间，凸起部33沿其厚度方向(如图2中的内外方向)凸出且具有弹性。
32.可以理解的是，叶片组包括第一叶片1和第二叶片2，第一叶片1和第二叶片2沿透平本体的周向布置。第一叶片缘板11设于第一叶片1上，第二叶片缘板21设于第二叶片2上。第一叶片缘板11和第二叶片缘板21之间的间隙处通过密封件3进行密封。
33.根据本发明的实施例的叶片密封组件，通过将密封件3的一端设于第一槽111内，密封件3的另一端设于第二槽211内，且密封件3的凸起部33设于第一叶片缘板11和第二叶片缘板21之间，凸起部33沿其厚度方向凸出且具有弹性，从而在第一叶片缘板11和第二叶片缘板21受热膨胀时，弹性的凸起部33可以产生弹性形变，进而可以避免密封件3因挤压变形或受到剪切力而失效的问题，因此发明的实施例的叶片密封组件的结构设计合理，密封效果较好，且可靠性高。
34.可以理解的是，本技术的发明人通过实验研究发现，当叶片缘板受热膨胀从而导致周向间隙减小时，密封槽的宽度随之减小，密封件3存在挤压的风险，从而导致密封件3失效。当燃气轮机启动时由于持环膨胀较快导致叶片周向间隙增大，当周向间隙增大到一定程度时，密封件3存在从一侧的密封槽脱出的风险。相邻两只叶片之间受热不均匀，缘板径向变形量不一致，密封件3收到剪切作用，从而导致密封件3撕裂，密封作用失效。而本发明的实施例的叶片密封组件通过增加叶片缘板之间的间隙，并通过上述结构的密封件3进行密封，从而可以防止因相邻两个叶片缘板变形不协调导致的密封件3撕裂的问题，也可以防止因叶片组之间的周向间隙减小导致密封件3收到挤压变形的问题，同时保证密封件3不易从密封槽中脱出，有利于透平安全运行。
35.具体地，如图1至图4所示，密封件3包括第一密封段31和第二密封段32，第一密封段31和第二密封段32分别设于凸起部33的相对两侧，第一密封段31设于第一槽111内，第一密封段31具有弹性且可沿第一槽111的深度方向伸缩，第二密封段32设于第二槽211内，第二密封段32具有弹性且可沿第二槽211的深度方向伸缩。由于第一密封段31和第二密封段32具有弹性且可以分别沿第一槽111和第二槽211的深度方向移动，从而可以使得密封件3具有一定的弹性伸缩量，避免密封件3因相邻两个叶片缘板变形不协调导致的密封件3撕裂的问题，提高了密封件3使用时的可靠性。
36.可选地，如图1至图4所示，第一密封段31上设有多个第一密封齿311，多个第一密封齿311沿第一槽111的深度方向布置，第二密封段32上设有多个第二密封齿321，多个第二密封齿321沿第二槽211的深度方向布置。可以理解的是，由于第一密封段31和第二密封段32上均设置有齿状结构，从而既不会影响第一密封段31和第二密封段32的密封效果，又可以使得第一密封段31和第二密封段32具有较大的弹性形变效果较好，提高了密封件3使用时的可靠性。
37.可选地，如图1至图4所示，第一密封齿311和第二密封齿321的凸出方向与凸起部33的凸出方向一致。可以理解的是，第一密封齿311、第二密封齿321和凸起部33均沿叶片组的径向朝外凸出，从而在两侧压差的作用下，密封件3的下边缘与第一槽111和第二槽211的底面形成线接触或面接触，可以使得密封件3与第一叶片缘板11和第二叶片缘板21的密封效果较好。
38.可选地，第一密封段31和第二密封段32中的至少一者上设有蜂窝孔。例如，第一密
封段31和第二密封段32上均设有蜂窝孔，从而可以使得第一密封段31和第二密封段32的加工制造简单，且使用效果较好。
39.在一些实施例中，如图1至图4所示，密封件3还包括限位部312，限位部312设于第一密封段31背离凸起部33的一端，第一叶片缘板11上设有限位槽112，限位部312配合在限位槽112内，以限制第一密封段31沿第一槽111的深度方向与第一槽111脱离。例如，限位部312为弯折钩或球形凸起。本发明的实施例通过将密封件3设置为上述结构，可以避免密封件3从第一槽111中脱出的问题，提高了密封件3连接的可靠性，延长了密封件3的使用寿命。
40.可以理解的是，在对密封件3进行安装时，该密封片可在叶片组安装完成后，从进气侧或出气侧通过第一槽111和第二槽211滑入到设计位置。限位部312与限位槽112形成面接触，同时在两侧压差的作用下，密封件3下边缘与第一槽111和第二槽211底面形成线接触或面接触。如此，密封件3的径向与周向受到第一槽111和第二槽211限位，密封件3的轴向可以通过点焊将一端固定于叶片缘板上。
41.具体地，如图3和图4所示，凸起部33包括第一竖直段331、弯曲段333和第二竖直段332，第一竖直段331的一端与第一密封段31相连，第一竖直段331的另一端与弯曲段333相连，第二竖直段332的一端与第二密封段32相连，第二竖直段332的另一端与弯曲段333相连，第一竖直段331与第二竖直段332大体平行布置且与第一密封段31和第二密封段32大体正交布置，弯曲段333的横截面的外周轮廓为弧形。例如，弧形可以为优弧也可以为劣弧。本发明的实施例通过将密封件3的凸起部33设置为上述结构，可以使得密封件3的弹性形变效果较好，密封的可靠性更高。
42.可选地，密封件3材质需具有较好地抗低周疲劳性能，从而可以延长密封件3的使用寿命，减少密封件3更换的周期。
43.根据本发明的另一实施例的透平包括：透平本体和叶片密封组件，叶片密封组件为本发明的实施例的叶片密封组件，叶片密封组件设于透平本体内，第一叶片缘板11和第二叶片缘板21沿透平本体的周向间隔布置。
44.根据本发明实施例的透平的叶片密封组件的结构设计合理，密封效果较好，且可靠性高。
45.根据本发明的又一实施例的燃气轮机，包括本发明的实施例的叶片密封组件或透平。
46.根据本发明实施例的燃气轮机的叶片密封组件的结构设计合理，密封效果较好，且可靠性高。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
48.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。