CN101287898A

CN101287898A - 用于燃气轮机燃烧室的密封结构

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Publication number: CN101287898A
Application number: CNA2006800383638A
Authority: CN
Inventors: 国武信广; 青山邦明; 藤本喜敏; 南正晴
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: JP4672728B2; CN101694181A; CA2619081A1; US8069673B2; CN101694181B; EP1918549A4; JP4875764B2; US20100201080A1; DE602006019274D1; EP1918549B1; JPWO2007023734A1; CN101287898B; US7788932B2; WO2007023734A1; US20090072497A1; EP1918549A1; CA2619081C; JP2010265905A

Abstract

本发明提出一种用于燃气轮机燃烧室的密封结构，用于密封相邻尾管的法兰的相对表面，密封结构可以确保长期的满意的密封功能，而不会由于燃气轮机燃烧室高温环境下热变形和振动而导致磨损和老化。跨过相对表面的凹槽(24、25)形成在尾管出口端的相邻法兰(21、22)的相对表面t1、t2中。包括密封构件(31)和片簧(32)的密封组件(30)插入凹槽中。密封构件(31)具有连续凸缘(31a、31b)。凸缘设置在凹部中面向凹槽在燃气通道侧的内表面(24a、25a)并跨在法兰的相对表面之间。片簧(32)被设置在凹槽中，以便与密封构件(31)。密封结构的特点是通过片簧(32)的弹力将凸缘压靠在燃气通道侧的表面上从而形成密封表面。

Description

用于燃气轮机燃烧室的密封结构

技术领域

本发明涉及一种多个燃烧室的尾管之间的密封结构，所述多个燃烧室沿燃气涡轮的周缘方向布置且在尾管的出口端和燃气涡轮的入口喷管之间的连接部中，且特别地涉及一种简单密封结构，用于在尾管出口端的相邻法兰的相对表面之间进行可靠密封的，以便防止在高压侧的压缩空气进入燃气通道。

背景技术

参考图17，示出了公知的预混燃烧型燃气轮机燃烧室的构造的截面图，燃气轮机01主要包括压缩机02、燃气轮机燃烧室03和燃气涡轮04。燃烧室03安装在轮室(wheel compartment)05中，该轮室具有限定在压缩机02和涡轮04之间的中空空间，每一个燃烧室都包括内部限定了燃烧区的内部管06、联接到内部管06前端的尾管07、布置为与内部管06同心的外部管08、从内部管06后端沿内部管的轴线延伸的导向喷管09、以相等周向间距布置在导向喷管09周围的多个主喷管010、联接到尾管07的侧壁并开放到轮室05的旁通管011，连接在旁通管011中的旁通阀012、以及用于调整旁通阀012的打开程度的旁通阀改变机构013。

在上述构造中，在压缩机02中压缩的压缩空气流入轮室05(如图中的空心箭头所示)，然后在通过限定于内部管06外周表面和外部管08的内周表面之间的环状空间之后转过约180度的角度(如图中的实心箭头所示)，最终在内部管06的后端导入内部管06。接着，压缩空气与导燃烧嘴(未示出)中喷出的燃料混合，以便执行预混合燃烧，且由此产生高压且高温的燃气。由此产生的燃气被引导通过尾管07，以便从尾管07的出口端排放出来，以驱动涡轮04。值得注意的是，一部分压缩空气通过旁通管011从轮室05引入到尾管07等中，以便调节然气的密度。

此外，图中示出了连接在尾管07的燃气出口端和涡轮喷管部件018之间的法兰部件019、连接到涡轮主轴015的第一级转子翼片016，设置在涡轮喷管部件018紧下游的第一级定子叶片017A以及第二级定子叶片017B。压缩空气在比通过法兰部件019内部的燃气压力更高的压力下流过围绕法兰部件019外周的空间，因此，需要进行密封，以便防止压缩气体进入法兰部件019的内部。

例如，专利文献1(日本专利公开号2000-257862)公开了一种密封结构，用于燃气轮机燃烧室的尾管的出口法兰部件019。该密封结构用于对燃气轮机燃烧室的尾管的出口端与涡轮入口喷管的相对部件的内边缘侧和外边缘侧进行密封，且适于在密封构件中通过设置用于引入冷空气(压缩空气)的通道来防止密封构件由于相对部件的法兰的热膨胀而磨损，以便防止密封功能的退化。

此外，专利文献2(日本专利公开号2002-339706)公开了一种密封结构，位于燃气轮机燃烧室的尾管的出口端部件和涡轮入口喷管的相对部件之间，或一种在相邻的尾管之间的密封结构，其中一种平板状密封组件插入到形成在密封构件中的槽中以便增强密封效果，该密封组件包括纺织物状或虱卵状(nit-like)金属纤维和布置在金属纤维的高压侧的片状无孔抗高温金属垫片。

参考图18A到18C，示出了尾管的出口端部的密封结构，即，图18A是从涡轮喷管侧观察的密封结构示意图，图18B是沿图18A中的箭头b方向观察的密封结构示意图，图18C是图18B中c部分的放大视图，数量为16到18个的多个燃烧室布置为周向地围绕燃气轮机主体，且示出了燃烧室的尾管的出口端部件07，法兰019设置在尾管的出口端部件，用于连接到涡轮喷管部件018，燃气通道g从尾管07延伸到涡轮喷管部件018，且在轮室05中的相邻尾管07之间限定压缩空气通道a。

在每一相邻尾管的出口端部件07之间的密封结构具有这样的构造：在专利文献2中公开的平板状密封组件023插入到凹槽24、25中，以便在尾管的法兰019之间进行密封，所述凹槽24、25跨越出口法兰019的相对表面t1、t2之间而形成。应该注意的是，如图18A所示，密封组件023具有柄部023a，用于在操纵密封组件023的过程中夹持密封组件023。

该燃气轮机燃烧室的尾管部件在高温环境中使用，因此，密封构件本身要求具有一定程度的刚性，以便在高温气氛中保持它有效的密封功能。然而，使用这样高刚性密封构件，往往会在设备的法兰和密封表面之间形成一个微小的缝隙。

此外，由于热变形，产生了沿所有方向——即圆周方向、径向以及轴向——的相对位移。然而，还没有发现能够跟随上述相对位移的即抗热又低刚性密封构件。

此外，由于振动，密封构件从相关联的密封表面上提离，导致这种问题的产生，即较差的密封效果、密封表面的磨损、诸如由于长期使用与之接触使得密封表面的退化这样的老化效应、在密封表面逐步增加的泄漏等等。

具体的说，由于热变形和振动，相邻尾管的法兰的相对表面沿尾管的轴向(由图19中的箭头b所示的方向)经历可观的相对位移。如图19所示，由于热变形，相邻尾管的两个法兰021、022的相对表面t1、t2沿尾管的轴向b导致可观的相对位移Δδ，且由于在尾管出口周围的燃气g的气压比布置在尾管外侧的轮室中的压缩空气的气压低一个与压力损失相应的值，因此，由于它们之间的气压差异，常规的密封构件023压靠凹槽024、025在燃气通道侧的内表面024a，025a，所述凹槽形成为跨越相对表面t1、t2之间。

在这种情况下，由于相对位移Δδ，常规的密封元件023在它本身和密封表面025a之间产生一道缝隙，导致泄漏r的发生。

应该注意的是，在燃烧室的尾管之间发生泄漏的情况下，布置在尾管外侧的轮室05中的压缩空气与在尾管中流通的燃气g混合，从而增加了空气混合比，导致温度升高，因此，将会导致NOx排放增加、燃烧效率降低等等问题。

发明内容

本发明是根据常规技术所固有的上述问题而提出的，因此，本发明的一个目的是提供一种密封结构，用于对相邻尾管的法兰的相对表面进行，所述密封结构可以确保长期的满意的密封功能，而不会由于燃气轮机燃烧室高温环境下的热变形、由于振动而导致磨损和老化而发生泄露，或由于振动带来密封构件的提离而引起泄漏。

为此，根据本发明，提供了一种用于燃烧室的相邻尾管的密封结构，设置在多个燃烧室的尾管的出口端部之间的连接部中，所述燃烧室沿燃气轮机的圆周方向布置，其中

凹槽分别形成在尾管出口端部处的相邻尾管的法兰的相对表面中，

密封组件包括长密封构件和与密封构件并置的片簧，密封组件被插入凹槽中，

密封构件在密封构件的一侧表面的相对侧端部处具有连续凸缘，

凸缘被设置法兰的相对表面上，在凹槽中跨在相对表面之间，且面向燃气通道侧的凹槽表面，

片簧设置为在所述凹槽中靠着压缩空气通道侧的密封构件，

从而，凸缘被片簧的弹力压靠在凹槽在燃气通道侧的表面上。

使用根据本发明的密封结构的构造，由于在密封组件中密封构件的一个表面的相对端部处设置了连续的凸缘，如图1所示，所以在相邻尾管的法兰21、22由于尾管的振动或热变形而遭受相对位移Δδ的情况下，由于在根据本发明的密封组件中存在凸缘24a、24b，密封组件绝对不会和拐角c接触，此外，由于片簧23b的弹力施加到密封构件23a上从而将凸缘24a、24b保持为处于压靠燃气通道侧的内表面24a、25a上的状态，由此可以保持相对表面t1、t2之间的密封功能，而不会存在密封构件由于振动而被提离的可能。由此可以防止气流在相对表面之间从压缩空气通道侧a泄漏到燃气通道侧g。

应该注意的是，密封构件和片簧可以连接在一起，也可以相互分离。在每种情况下，都可以获得满意的密封功能。在它们连结到一起的情况下，它们通过焊接，钎焊等方法接合。此外，在它们连结到一起的情况下，为它们中的每一个设置把手，则它们二者可以被拉出，且替代地，使用拉钩可将它们容易地拉出。在它们相互分离的情况下，它们两者都需要提供把手或使用拉钩来移除它们两者。然而，在更换时仅需要将它们中的一个更换为一个新的部件，由此有助于更换。

在根据本发明的密封结构中，优选地，上述密封构件包括几个重叠的条板且在其中限定了用于插入芯部构件的孔，所述插孔沿重叠条板的重叠方向形成。使用这种构造，密封构件可以具有一定的柔性，以便容易地跟随由于热变形和由于振动等带来的法兰沿密封构件的纵向的曲折或变形而导致的限定了相对表面的法兰之间的相对位移。

此外，上述重叠条板可以由棒状构件形成，所述棒状构件具有弯曲轮廓，从而在其中限定了用于插入芯部构件的孔。使用这样的构造，密封构件可以具有柔性，以便容易地跟随由于振动而带来的沿密封构件纵向的法兰曲折，且密封构件本身可以具有弹簧效应，由此密封构件可以是轻质的。此外，使用轻质的密封构件，可以降低由于振动而产生的密封构件的惯性力，由此可以防止密封构件提离相关联的密封表面。

此外，凸缘以涂覆有耐磨膜，或位于凹槽在燃气通道侧且与凸缘接触的内表面上可以涂覆有耐磨膜，以便降低相互抵靠的凸缘与燃气通道侧内表面之间的磨损。此外，可以通过涂覆耐磨膜降低在密封构件插入凹槽时的摩擦，因此，可以容易地插入凹槽中。耐磨膜可以使用Cr₂C₃、WC、MoS₂等材料制成。

此外，例如，根据本发明的片簧可以是波纹状的，从而形成面向与片簧并置的密封构件的凸面和凹面。或替代地，片簧包括平板状座板和多个悬臂式弹簧构件，其中每一个弹性构件都具有从所述座板表面升起的一个端部，和连结到座板的另一端部。由此，通过设置构成片簧的多个悬臂式弹簧构件，密封组件可以容易地装配，而且其弹性偏置可以容易地增加，以便跟随较大程度的变形。此外，使用这种构造，它的升起端部可以是带圆形部分的，以便防止在插入凹槽时被卡住。

替代地，根据本发明的片簧例如包括平板状座板和多个片簧，其中每一个片簧都在其两端具有从座板升起的自由端部和连结到座板的中央部分。

使用上述构造，由于每一个弹簧构件相对于其中心部分是左右对称的，可以左右对称地施加载荷，即不会有不平衡的载施加到其连结部分，由此可以提供能防止连结部分被破坏的优点。

此外，片簧可以包括基部和多个弹簧构件，每一个弹簧构件都具有以V形形状成对布置在基部的相对侧上的腿部，腿部与凹槽在压缩空气通道侧的内表面接触并跨在法兰的相对表面之间。

使用上述构造，均匀的载荷通过凸缘的中间部分施加到由凹槽在燃气通道侧的内表面限定的密封表面上。

此外，根据本发明，片簧具有升起并用作自由端部的相对端部和连结到密封构件的中央部分，支承板设置到所述相对端部上，每一个支承板在相对侧端部具有圆截面状凸缘，所述凸缘布置设置在形成于尾管法兰的相对表面中的凹槽中并跨在相对表面之间，以及片簧除了相对端部和中央部分之外的倾斜部分，在其中沿片簧的纵向形成有长孔，邻近的片簧插入长孔中，从而自由端部相互重叠以便以紧密的间距布置片簧。

使用这样的构造，密封构件可以形成为薄板状，从而具有沿其纵向的柔性，以便跟随由于尾管法兰的相对表面的变形和热延展所导致的偏移，并使得密封构件可以轻质化，因此，可以降低由与振动而产生的密封构件的惯性力，从而防止片簧被提离。此外，密封构件上片簧的中心部分中的连结部件的数量可以增加，从而增加用于将弹力施加到密封构件上的挤压点的数量，由此可以进一步增强在密封构件纵向长度上的密封功能。

此外，尾管法兰的相对表面可能会由于其热变形而偏移，因此片簧与形成在相对表面中的凹槽的拐角接触，存在产生凹陷、偏心磨损或在压力边缘(depression margin)中产生偏差的风险。然而，由于在每一个片簧的相对端部处设置了支承板，避免了片簧与凹槽的拐角直接接触，所以上述风险将不会发生，由此可以保持均匀的弹力施加到密封构件。此外，即使支承板由于法兰的相对表面之间的偏移而倾斜，设置在支承板上的圆形凸缘也可以平稳地跟随倾斜的支承板，从而防止向片簧施加偏心载荷，因此，施加到密封构件的片簧的弹力可以被保持，由此可以防止支承板的凸缘的密封功能退化。

此外，密封构件和片簧相互分开地形成，且片簧具有升起的自由端部和中央部分，该中央部分通过连接板连接到凹槽在压缩空气通道侧面向密封构件的两内表面，连接板作为中间物并用于焊接的，且密封构件在与片簧的相对端部相对的位置处设置有支承板，支承板在其相对侧端部具有圆截面状凸缘，凸缘设置在形成于尾管法兰的相对表面中的凹槽中，并跨在相对表面之间。

使用这样的构造，与上述构造相似，密封构件可以具有较薄的壁厚，且具有柔性和轻质性，且由于密封构件可以被片簧的相对端部挤压，所以用于挤压密封构件的位置数量可以增加，由此可以增强密封功能并可靠地防止密封构件由于振动等原因而被提离。此外，在密封结构与片簧分离的情况下，密封组件可以具有简单的结构，且由于片簧的相对端部与支承板的圆形凸缘接触，可以防止片簧的相对端部单侧地接触，由此可以防止由于塑性变形产生凹陷、偏心磨损或在压力边缘产生偏差。

应该注意的是在根据本发明的上述构造中，即片簧连接到座板从而它的两个端部中的一个或每一个从座板提离并用作自由端部，在这样的构造下，片簧可以在其一个或每一个相对端部处连接有支承板，所述支承板形成有具有上述构造的凸缘。使用这样的构造，即使尾管的法兰的相对表面由于热变形而产生偏移，也可以防止片簧与形成在相对表面中的凹槽的拐角接触而产生凹陷或偏心磨损，且还可以防止片簧塑性变形而在压力边缘产生偏差。

根据本发明的密封结构的构造，凹槽分别形成在尾管法兰的相对表面中，其中凹槽在尾管的出口端处相互相邻，密封组件包括长平板状密封构件和与密封构件并置的片簧，所述密封组件被插入到凹槽中，密封构件在其一个侧表面上的相对侧端部处具有连续凸缘，所述凸缘设置为跨在尾管法兰的相对表面之间并在凹槽中面向燃气通道侧，所述片簧在凹槽中设置在密封构件的压缩空气侧，凸缘被片簧的弹力压靠在凹槽在燃气通道侧的内表面上，因此，片簧的弹力有效地施加到密封构件，由此可以总是在由凸缘限定的密封表面和凹槽在燃气通道侧的内表面之间保持满意的密封功能，即使由于振动或热变形而导致了在尾管的出口端的法兰的相对表面之间的相对位移也是如此。

附图说明

图1是用于说明根据本发明的密封组件的密封功能的视图；

图2是示出了本发明的第一实施例的垂直截面图；

图3是示出了本发明的第一实施例中的密封组件的立体图；

图4是示出了本发明的第二实施例中的片簧的正视图；

图5是示出了本发明的第三实施例中的片簧的正视图；

图6是示出了本发明的第四实施例的截面图；

图7是示出了本发明的第四实施例中的片簧的立体图；

图8是示出了本发明的第五实施例的截面图；

图9是示出了本发明的第五实施例中的密封构件的立体图；

图10是示出了本发明的第五实施例中的密封组件的立体图；

图11是示出了本发明的第六实施例的截面图；

图12是示出了本发明的第六实施例中的密封组件的立体图；

图13是示出了本发明的第六实施例中的密封构件的正视图；

图14A是示出了本发明的第七实施例中的密封组件的立体图；

图14B是沿图14A中的A-A线截取的截面图；

图14C是沿图14A中的B-B线截取的截面图；

图14D是用于说明根据本发明的第七实施例的密封功能的视图；

图15A是示出了本发明的第八实施例的正视图；

图15B是示出了本发明的第八实施例的平面图；

图15C是示出了本发明的第八实施例中的密封板的横向侧视图；

图15D是示出了本发明的第八实施例的一部分的平面图；

图15E是示出了本发明的第八实施例的一部分的正视图；

图15F是用于说明根据本发明的第八实施例的密封功能的视图；

图16A是示出了本发明的第九实施例中的第一变形形式的正视图；

图16B是示出了本发明的第九实施例中的第二变形形式的正视图；

图17是示出了常规燃气轮机中的燃烧室的截面图；

图18A是示出了常规燃气轮机中的燃烧室的尾管的出口端部的正视图；

图18B是沿图18A中的箭头b方向观察的尾管的出口端部的视图；

图18C是图18B中c部分的放大视图；

图19是用于解释常规密封组件的密封功能的视图。

具体实施方式

在下文中将以附图中示出的优选实施例的形式对本发明作详细的说明。应该注意到在这些实施例中说明的各元件的尺度、材料、相对位置都仅仅是示例性的，因此，不是对本发明的范围构成限定，除非另有说明。

(实施例1)

参考图2和3，示出了本发明的第一实施例；其中示出了设置在相邻尾管的燃气出口端部的法兰21、22，位于尾管和尾管下游的涡轮入口喷管之间的连接部中，且根据本发明的密封组件30插入在形成于法兰21、22的相对表面t1、t2中的凹槽24、25中，跨过凹槽24、25之间。密封组件30包括由金属制成的长密封板31和由金属制成的片簧32，两者通过钎焊(blazing)等方法相互接合。

密封板31在其相对侧部上，形成有沿纵向延伸的连续凸缘(bead)31a、31b，同时，片簧中形成有沿纵向的长孔32a。

在密封组件30中，片簧32位于凹槽24、25中在压缩空气a侧的内表面24b、25b处，以便使用它的弹力将密封板31的凸缘31a压靠在凹槽24位于燃气通道侧的内表面24a上并将凸缘31b压靠在凹槽25位于燃气通道侧的内表面25a上，以便密封相对表面t1、t2之间的缝隙。如图18C所示，密封组件30插入凹槽24、25中，跨越凹槽24、25之间的整个距离，所述凹槽24、25形成于在相邻尾管07出口端处的法兰019的相对表面t1、t2中。

使用这样的构造，即使通过法兰21、22沿相对彼此的方向引起振动v1和v2，或即使由于热变形而引起如图19所示沿箭头b方向的相对位移Δδ，凸缘31a、31b也会被片簧32的弹力压靠在密封表面24a、25a上，如图1所示，且因此凸缘31a、31b绝对不会与密封表面24a、25a分离，由此可以保持让人满意的密封效果。此外，在第一实施例中，可以通过具有简单结构的密封组件30获得足够的密封效果。

(实施例2)

参考图4，示出了第二实施例，其中将说明并入到根据本发明的密封组件中的片簧的变形形式，在第二实施例中片簧40包括平板状座板41和多个片簧42，每一个片簧42都具有从座板41升起的一个端部42a以便用作自由端部，和通过铆接、焊接等方法连结到座板41的另一端部42b。应该注意的是，片簧42用作自由端部的所述一个端部42a是带圆形部分的，以便防止在组件插入凹槽24、25时被卡住。

在第二实施例中，由于提供了多个片簧42，密封组件可以容易地装配，且弹簧的位移程度可以简单地增加，以便跟得上较大的变形。

(第三实施例)

参考图5示出了本发明第三实施例，说明并入到根据本发明的密封组件中的片簧的另一变形形式，在第三实施例中的片簧50包括平板状座板51和多个片簧52，每一个片簧52都具有从座板51升起的相对端部52a、52b以便用作自由端部，和连结到座板51的中心部52c。应该注意的是，与第二实施例相似，升起并用作自由端部的相对端部51a、51b是带圆形部分的。

使用第三实施例的构造，除了第二实施例所具有的优点之外，当密封组件插入要被密封的法兰中的凹槽中时的同时，弹力对称地施加到片簧52的相对端部，且因此，不会有偏向一侧的力施加到中央部分52c上，由此可以获得中央部分52c很难被剥落的优点。

(实施例4)

接下来将参考图6和7对本发明的第四实施例进行说明。参考图6和图7，在第四实施例中密封组件60包括相互整体地结合到一起的密封板61和片簧62。密封板61是平板状的，具有弯曲的侧端部，以便形成连续凸缘61a、61b。

片簧62包括由单个长板形成的基部63，从基部63以V形形状延伸的腿部64a、64b，以及连接到腿部64a、64b的末端部分的脚部65a、65b，腿部64a、64b被设置为沿基部63的纵向相互隔开地布置。基部63连结到密封板61的中央部分，以便与后者结合为一体。

具有上述构造的密封组件60被插入到形成在法兰21、22中的凹槽24、25中。此时，密封板61的凸缘61a通过片簧62的弹力压靠在凹槽24在燃气通道侧的内表面24a上，相似地，凸缘61b压靠在凹槽25在燃气通道侧的内表面25a上，由此密封法兰21、22的相对表面t1、t2之间的缝隙S。

应该注意的是，在燃气通道侧的内表面24a、25a以及在压缩空气通道侧的内表面24b，25b上涂覆有耐磨膜66，其由诸如Cr₂C₃、WC、MoS₂等硬膜材料制成。平面状的脚部65a、65b适于和内表面24b，25b接触。

在具有上述构造的第四实施例中，由于密封组件60被整体地形成，所以它可以容易地插入凹槽24、25中，且由于片簧62以紧密的间距(closedpitch)布置，所以片簧62的弹力均匀地施加到密封板61，因此，均匀地施加到凸缘61a、61b的密封表面。在基部63和密封板61之间的连结面积可以减少，即，即使基部63可仅在一个端部连结到密封板61，或即使密封板61并不总是连结到片簧62，也可以得到满意的密封。

(实施例5)

接下来，将参考图8到10对本发明的第五实施例进行说明。参考图8到10，在第五实施例中的密封组件70包括由几个薄条板(strip)74相互堆叠而成的密封板71，以及片簧73。条板74的堆叠中形成有长孔74a，用于插入芯部构件72，即芯部构件72插入到长孔74a中。此外，片簧73为呈波纹状，以便相对于与片簧73并置的密封板71限定凸面和凹面。此外，堆叠的条板74在它们的相对侧端部形成有凸缘75a、75b，因此，当密封板71插入到形成在相邻尾管的法兰21、22的相对表面t1、t2中的凹槽24、25并跨越其间时，凸缘75a、75b在片簧73的弹力作用下压靠在燃气通道g侧的内表面24a、25a上，以便用作关于内表面24a、25a的密封表面。

在第五实施例中，由于密封板71包括几个条板74，所以密封构件可以具有一定的柔性(flexibility)以便容易地跟随限定了相对表面的法兰的相对位移，这种相对位移是由于热变形造成的或是由于振动导致的沿纵向的曲折造成的。

(实施例6)

接下来，将参考图11到13对本发明的第六实施例进行说明。参考图11到13，在第六实施例中的密封组件80包括密封板81、芯部构件82和片簧83，所述密封板几个重叠条板的堆叠，每个条板都是形成弯曲的圆杆，所述芯部构件82插入到密封板81的中空空间中，所述片簧83连结到密封板81并呈波纹状，以便相对于密封板81限定凸面和凹面，与第五实施例类似。应该注意的是，参考标号83a指形成在片簧83中的长孔。

在该第六实施例中，密封板81可以具有一定的柔性以便容易地跟随由于法兰21、22沿密封板81的纵向的曲折，且密封板81本身可以具有弹性效应同时密封板81具有较轻的重量。此外，轻重量的密封板81可以降低由于振动导致的它的惯性力，借此可以防止密封构件从密封表面上提离。

应该注意的是，在本实施例中，凸缘81a、81b可以在它们与燃气通道侧的内表面24a、25a接触的部分上涂覆耐磨膜或在内表面24a、25a上可以涂覆耐磨膜，借此可以抑制凸缘81a，81b和密封表面24a、25a磨损，借此可以长期保持其功能。

(实施例7)

接下来，将参考图14A到14D对本发明的第七实施例进行说明。参考图14A到14D，薄板状且在其一侧表面的相对侧形成有圆凸缘92a、92b的长密封板91插入到凹槽24、25中并跨越其间，如图14D所示。由于密封板91由薄板形成以获得柔性，因此，可以容易地跟随尾管的相对法兰21、22的变形和位移。此外，由于它由薄板形成，因此具有较轻的重量，借此可以抑制密封板91由于密封板的振动而被提离。在本实施例中，密封板91在其一个端部设置有把手93，在本实施例中用于将密封组件90插入和拉出形成在法兰21、22的相对表面中的凹槽24、25。

密封板91连结有多个人字形拉平片簧95，通过点焊(w1)将片簧95的中央部分95a连结到密封板91，片簧95沿密封板91的纵向布置。此外，每一个片簧95的相对端部95b从密封板91上提离并被弯曲，以便与密封板91平行，此外，支承板96被点焊(w2)接合到片簧的每一个相对端部95b。薄板状的支承板96在其相对侧上形成有圆凸缘97a、97b为，与密封板91相似。

密封板和支承板96由耐热的钴基合金或镍基合金制成，且特别地，它们优选地由在高温环境下也具有耐磨性的钴基合金制成。密封板91和支承板96在它们的外表面上涂覆有由Cr₂C₃、WC、MoS₂等制成的耐磨硬膜97。

片簧95还具有倾斜部分95d，其中形成有长孔98，与前一片簧95相邻的片簧95的窄倾斜部分插入到该长孔98中。

使用上述构造，如图14D所示，在由于热变形等在尾管的相对法兰表面21、22之间产生偏移Δδ的情况下，在密封板91面向燃气通道g侧的表面上的相对侧上形成的凸缘92a、92b跟随上述偏移，以便与凹槽24、25在燃气通道g侧的内表面24a、25a持续地接触，借此可以保持密封功能。即使密封板91关联偏移Δδ而倾斜，由于凸缘92a，92b是带圆形部分的，所以凸缘92a、92b可以跟随密封板91的任意倾斜角度，借此可以保持对法兰表面24a、25a的恒定压靠理。

此外，由于支承板96分别固定到片簧95的相对端部95b，即使片簧95由于热变形导致的偏移而倾斜，形成在支承板96相对侧上且具有圆形截面的凸缘97a、97b也可以跟随倾斜的片簧95，以便防止偏心载荷施加到用于将弹力施加到密封板91上的片簧95上，因此，密封板91上总是受到恒定的弹力，借此可以确保密封功能。此外，通过设置支承板96，可以防止这样的问题的发生，即片簧95与凹槽24或25的拐角c单侧地接触并从而导致诸如凹陷或偏心磨损这样的塑性变形。

此外，在本实施例中，由于长孔98形成在片簧95的倾斜部分95c中，且由于与其相邻的片簧95的狭窄倾斜部分95d插入到长孔98中，所以片簧可以以减小的间距安装，结果可以增加片簧95的挤压点(pressing point)(中央部分95a)的数量，由此可以通过弹力增加抵靠密封板91表面压力，以便增强密封功能。

此外，在本实施例中，密封板91和片簧95相互合并为一体，因此，在维护期间，弹性组件可以容易地插入或拉出。

由于密封表面在除了上述挤压点之外的其他部分处不可避免地限定了微小的缝隙，所以不可避免会有微小的泄漏。密封板91的凸缘92a、92b和支承板96的凸缘97a、97b在耐磨硬膜97的外表面上涂覆有由Cu-Al，Cu-Al-Fe等形成的软膜或由非电镀镍镀层(electroless Ni plating)形成的软膜99，因此，涂覆在压力周围压力更大区域处的软膜99会因调整而被磨损，从而可以对接触表面施加均匀的表面压力以及可以建立用于密封部分的高度气密且抑制的气密密封表面。

(实施例8)

接下来，将参考图15A到15F对本发明的第八实施例进行说明。参考图15A到15F，在第八实施例中密封组件包括密封板101和片簧106，所述片簧106可以与密封板101分离，且长薄板状的密封板101形成有圆截面形的凸缘102a、102b，与第七实施例类似，位于与凹槽24、25在燃气通道g侧的内表面24a、25a面对的密封板表面的相对侧端部上。密封板101通过焊接(welding)、钎接(brazing)等方式在适于与片簧106相对端部接触的部分处接合支承板104，所述片簧106平行于密封板101并将在下文中描述。每一个支承板104在其外表面的相对侧端部形成有凸缘105a、105b，其具有与密封板101的凸缘相同的圆截面形。

此外，密封板101和支承板104在其外表面上涂覆有与第七实施例中相同的耐磨膜108，且支承板101的耐磨膜108上涂覆有与第七实施例相似的软膜109。此外，与第七实施例相似地是，密封板101和支承板104由钴基合金或镍基合金制成。

薄板状片簧106包括平行于密封板101的中央部分106a、相对端部106b以及倾斜部分106c，如图15D和15E所示，中央部分106a通过点焊(w3)连接到用于焊接的连接板(attaching plate)107中相关联的一个，且连接板107进而焊接到凹槽24、25在压缩空气侧的内表面24、25上，所述凹槽形成于尾管法兰的相对表面中。即，所有的连接板107被布置为总共成两行，分别焊接到凹槽24、25。

使用上述构造，当工人抓住把手103将密封板101插入到凹槽24、25中时，支承板104与片簧106的相对端部106b接触，因此，它们受到片簧106弹力的挤压，因此，支承板102的凸缘102a、102b压靠在凹槽24、25在燃气通道侧的内表面24a、25a上，以便建立密封表面。

如图14F所示，即使由于热变形在尾管法兰的相对表面之间产生偏移Δδ，凸缘102a、102b也可以与偏移所导致的倾斜相关联，从而保持其密封功能而不会从燃气通道侧的内表面上脱离，此外，密封板104的凸缘105a，105b可以容易地跟随由偏移导致的倾斜，从而可以防止受到来自片簧106的偏心载荷，由此可以将片簧106的弹力均匀的转递到密封板101。

在本实施例中，密封板101和片簧106可以相互分离，由此密封组件可以具有简单的结构。由于片簧106的中央部分焊接到凹槽24、25在压缩空气侧的内表面24b、25b上，从而使得片簧的相对端部106可以挤压密封板101，并可以增加挤压点的数量，由此可以增强对由凹槽内表面24a、25a和凸缘102a、102b限定的密封表面进行抵靠的表面压力，从而增强密封功能。由此，可以确保防止密封组件100由于振动等原因而被提离。

此外，通过设置耐磨硬膜108和软膜109，可以获得与实施例七相似的技术效果和优点。

(实施例9)

接下来，将参考图16A和16B对图4所示的第二实施例的一个变形形式和图5所示的第四实施例的一个变形形式进行说明。参考图16A，其中示出了图4所示的第二实施例的一个变形形式，即并入密封组件中的片簧的一个变形形式，片簧110包括平板状密封板111和多个片簧112，每一个片簧都具有从座板111上升起的一个端部，从而限定用作自由端部并与座板111平行的平行部分112a，且每一个片簧还具有另一端部，限定了通过铆接、焊接等连结到座板111的平行部分112b。

平行部分112a通过焊接、钎接等方法连结到支承板113，支承板113具有与第八实施例中使用的支承板104相同的构造。使用第二实施例的变形形式的这种构造，除了可以获得由上述第二实施例获得的技术效果和优点之外，密封板总是受到恒定的弹力从而确保密封功能，即使在尾管法兰的相对表面之间产生了偏移，因为形成在支承板113的相对侧端部上的圆截面凸缘可以可靠地跟随在凹槽24、25中由于热变形引起的偏移Δδ而导致的座板倾斜，因此，不会有偏心的载荷施加到片簧112，所述片簧112施加弹力到未示出的密封板上，从而总是施加恒定的弹力到密封板上，由此可以确保密封功能。此外，通过设置支承板113，可以防止这样的风险发生，即片簧112与凹槽24、25的拐角c单侧地接触从而导致凹陷或偏心磨损并被塑性变形。

参考图16B，其示出了图5所示的第三实施例的一个变形形式，并入密封组件中的片簧120包括平板状座板121和多个片簧122，每一个片簧具有从座板121上升起从而用作自由端部的相对端部122a和连结到座板121的中央部分122b。相对端部122a限定了与座板平行的平行部分，该平行部分通过焊接、钎接等方法连结到支承板123，所述支承板123具有与第八实施例中使用的支承板104相同的一种构造。

使用这样的构造，除了可以获得如上所述第三实施例中的技术效果和优点之外，即使尾管法兰的相对表面造成偏移Δδ，形成在支承板123的圆截面凸缘可以容易地跟随由于热变形带来的偏斜而导致的座板121的倾斜，因此，可以防止偏心的载荷施加到片簧122，所述片簧122施加弹力到未示出的密封板上，从而总是施加恒定的弹力到密封板上，由此可以确保密封功能。此外，通过设置支承板123，可以防止这样的风险发生，即片簧122与凹槽24、25的拐角c单侧地接触从而导致凹陷或偏心磨损并被塑性变形。

工业应用性

根据本发明，在沿燃气涡轮周缘方向布置的多个燃烧室的尾管出口端与燃气涡轮入口喷管之间的连接部中的尾管之间的密封结构可以在尾管出口端的相邻法兰的相对表面之间长期地保持令人满意的密封功能，即使所述尾管遭受振动或热变形也是如此。

Claims

1、一种多个燃烧室的尾管之间的密封结构，所述多个燃烧室沿燃气涡轮的周缘方向布置，且所述密封结构位于所述燃烧室的尾管的出口端部与所述燃气涡轮的入口喷管之间的连接部中，其特征在于：

凹槽分别形成在所述尾管出口端部处相邻尾管的法兰的相对表面中，

密封组件包括长密封构件和与所述密封构件并置的片簧，所述密封组件被插入所述凹槽中，

所述密封构件具有在该密封构件的一个表面上的相对侧端部上的连续凸缘，

所述凸缘被布置为在所述凹槽中跨在所述尾管的法兰的相对表面之间且面向燃气通道侧，

所述片簧布置于在所述凹槽中的密封构件的压缩空气通道侧上，以及

所述片簧具有弹力，用于将所述凸缘压靠在所述凹槽在燃气通道侧的内表面上。

2、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述密封构件包括几个重叠的条板和芯部构件，所述条板具有芯部构件插孔，所述芯部构件沿所述条板的重叠方向插入形成在重叠条板中的所述芯部构件插孔内。

3、如权利要求2所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，每一个所述条板都是由棒状构件形成，所述棒状构件被弯曲以便限定一个轮廓，在该轮廓中限定出所述芯部构件插孔。

4、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述凸缘涂覆有耐磨膜，或所述凹槽在燃气通道侧上且与所述凸缘接触的内表面上涂覆有耐磨膜。

5、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述片簧为波纹状，从而形成面向所述密封构件的凸面和凹面。

6、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述片簧包括平板状座板和多个弹簧构件，每一个所述弹簧构件具有从所述座板表面升起并用作自由端部的一个端部和连结到所述座板的另一端部。

7、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述片簧包括平板状座板和多个弹簧构件，每一个所述弹簧构件具有升起并用作自由端部的相对端部和连结到所述座板的中央部分。

8、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述片簧包括基部和多个弹簧构件，每一个所述弹簧构件具有以V形形状布置在所述基部的相对侧上的腿部，所述腿部与所述凹槽在压缩空气通道侧的内表面接触并跨在所述法兰的相对表面之间。

9、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述片簧具有升起并用作自由端部的相对端部和连结到所述密封构件的中央部分，支承板设置到所述相对端部，每一个所述支承板在其相对侧端部具有圆截面状的凸缘，所述凸缘在所述凹槽中跨在所述尾管的法兰的相对表面之间，其除了所述相对端部和所述中央部分之外，所述片簧的倾斜部分中形成有长孔，邻近该长孔的片簧插入该长孔中，从而自由端部相互重叠，以便以紧密的间距布置片簧。

10、如权利要求1所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述密封构件和所述片簧相互分开地形成，且所述片簧具有升起并用作自由端部的相对端部和中央部分，该中央部分通过连接板连接到所述凹槽在压缩空气通道侧面向密封构件的两内表面，所述连接板作为中间物并用于焊接，且所述密封构件在与所述片簧的相对端部相对的位置处设置有支承板，所述支承板在其相对侧端部处具有圆截面状凸缘，所述凸缘在所述凹槽中跨在所述尾管的法兰的相对表面之间。

11、如权利要求6或7所述的用于燃气轮机燃烧室的密封结构，其特征在于，所述弹簧构件升起的一个端部或每一个相对端部设置有支承板，所述支承板在其相对侧端部上具有圆截面状凸缘，所述凸缘跨在所述尾管法兰的相对表面之间。