ТУРБОМАШИНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК F01D25/24 F01D9/04 

Настоящее изобретение относится к области турбин турбомашин и, более конкретно, к тем, которые должны быть установлены в газовых турбинах.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к турбомашинам, содержащим установочный элемент для расположения сегмента кольца для колеса турбины, который установлен для вращения вокруг оси внутри корпуса.

Обычно колеса турбин турбомашин, таких как турбины высокого давления газовых турбин вертолета, окружены кольцом, которое имеет общий центр с колесом турбины. В качестве составляющего элемента статора турбомашины кольцо образует наружный кожух для ступени турбины. Другими словами, отработанный газ, выходящий из камеры сгорания, проходит между ступицей колеса турбины и кольцом таким образом, чтобы приводить колесо турбины во вращение.

Обычно кольцо образовано множеством сегментов кольца, также называемых секторами кольца, которые расположены рядом друг с другом.

Эти сегменты кольца обычно не закрепляются надежно на корпусе турбины, поскольку они подвержены расширению в осевом направлении и радиальном направлении в результате высоких температур, передаваемых отработанным газом.

Сегменты кольца удерживаются внутри корпуса одним или более установочными элементами.

Кроме того, обычно выполняется охлаждение сегментов кольца посредством принудительного прохождения охлаждающей текучей среды вокруг кольца, причем охлаждающая текучая среда, возможно, отводится от сжатого воздуха, который создается компрессором турбомашины.

Тем не менее, такая конфигурация имеет недостаток в том, что образуются зоны утечки, и можно легко понять, что отработанный газ может проникать в контур охлаждения, или напротив, охлаждающая текучая среда может проникать в проходное сечение газа, расположенное выше по потоку или ниже по потоку от колеса турбины, что будет уменьшать эффективность турбомашины, причем проблема усугубляется, когда происходит выброс ниже по потоку.

Для предотвращения утечек в патенте США 5 988 975 предлагается решение, которое заключается в обеспечении радиального уплотнения при помощи кольца, сегменты которого удерживаются прижатыми в радиальном направлении на корпусе.

Задачей настоящего изобретения является создание турбомашины, включающей в себя альтернативный установочный элемент, который используется для обеспечения уплотнения между проходным сечением газа и контуром охлаждения.

Настоящее изобретение решает эту задачу благодаря тому, что установочный элемент содержит

крепежный участок для прикрепления к корпусу;

упругий участок, образующий пружину; и

опорный участок, соединенный с упругим участком и используемый для упора в осевом направлении в сегмент кольца, таким образом, что при установке указанного элемента сегмент кольца прижимается в осевом направлении к участку корпуса установочным элементом.

В контексте настоящего изобретения термины «осевой» и «радиальный» следует рассматривать относительно оси и радиуса колеса турбины, а термин «ниже по потоку» следует понимать со ссылкой на направление потока отработанного газа через турбину.

Таким образом, когда каждый сегмент кольца удерживается в осевом направлении на (расположенным выше по потоку или ниже по потоку) участке корпуса, который перпендикулярен оси вращения, за счет осевого усилия, оказываемого опорным участком установочного элемента, из этого следует, что уплотнение обеспечено между контуром охлаждающей текучей среды и проходным сечением газа.

Другими словами, при использовании установочного элемента, прикрепленного к корпусу при помощи крепежного участка, осевое усилие, создаваемое упругим участком, передается опорному участку, а затем сегменту кольца. При отсутствии установочного элемента сегмент кольца пригоден для небольшого перемещения относительно корпуса в осевом направлении, таким образом, можно легко понять, что опорный участок толкает сегмент кольца к участку корпуса, таким образом, прижимая его к участку корпуса. Предпочтительно, опорный участок толкает сегмент кольца к участку корпуса, который расположен ниже по потоку.

В другом варианте крепежный участок также упирается в сегмент кольца.

Предпочтительно, упругий участок расположен между крепежным участком и опорным участком.

Предпочтительно, участок корпуса, к которому прижат сегмент кольца, перпендикулярен оси вращения колеса турбины.

Предпочтительно, установочный элемент включает в себя по меньшей мере первую консоль, содержащую крепежный участок.

Предпочтительно, первая консоль выполнена с возможностью прохождения в осевом направлении.

В первом варианте крепежный участок выполнен в виде ушка, продолжающегося перпендикулярно относительно плоскости, в которой продолжается первая консоль.

Таким образом, при установке установочного элемента, ушко продолжается радиально. Оно используется, в частности, для зажатия между двумя составляющими участками корпуса.

В другом варианте крепежный участок содержит отверстие, ось которого продолжается перпендикулярно относительно плоскости, в которой продолжается первая консоль. В данном варианте корпус закреплен в качестве примера, но не обязательно, при помощи системы гайки и болта, так что предотвращается перемещение первой консоли установочного элемента в осевом направлении относительно корпуса.

Предпочтительно, упругий участок образован гофрированным язычком, который, например, представляет собой тонкую металлическую пластину, например гибкий лист, содержащий множество последовательных сгибов. Тем не менее, можно разработать другие типы упругого участка.

Кроме того, гофры, предпочтительно, расположены между крепежным участком и опорным участком.

В первом варианте осуществления установочный элемент выполнен в виде язычка, имеющего первый конец, образующий крепежный участок, который представляет собой прямоугольное ушко, и второй конец, образующий опорный участок, который согнут, при этом средняя часть расположена между первым и вторым гофрированными концами для образования упругого участка.

В другом варианте осуществления установочный элемент содержит по меньшей мере первую консоль, содержащую крепежный участок, вместе с по меньшей мере второй консолью, включающей в себя упругий участок, причем упругий участок предпочтительно образован гофрами.

В предпочтительном аспекте настоящего изобретения первая и вторая консоли являются параллельными и продолжаются от пластины, и крепежный участок расположен на одном конце первой консоли, удаленном от пластины, а опорный участок расположен на конце второй консоли, который удален от пластины.

Преимущество крепежного участка, расположенного рядом с опорным участком (в частности, с точкой, в которой установочный элемент закреплен на корпусе, расположенной рядом с опорным участком), состоит в ограничении воздействия деформации (под воздействием температуры) корпуса, сегментов или установочной системы между опорным участком и крепежным участком. Это также ограничивает усилия, которые прикладываются к сегментам, и, следовательно, улучшает характеристику сегментов кольца.

Предпочтительно, установочный элемент дополнительно включает в себя третью консоль, подобную второй консоли, продолжающейся от пластины, причем первая консоль продолжается между второй и третьей консолями. Таким образом, установочный элемент имеет E-образую форму с тремя ее ветвями, образованными первой, второй и третьей ветвями. Более конкретно, эти три ветви продолжаются в осевом направлении, когда установочный элемент установлен с сегментом кольца.

Преимущество этого установочного элемента состоит в том, что он также обеспечивает удержание двух последовательных сегментов кольца в азимутальном направлении. Для этого каждый из сегментов кольца удерживается в азимутальном направлении между первой консолью первого установочного элемента, расположенного на одном из концов сегмента, и первой консолью второго установочного элемента, расположенного на другом конце сегмента.

Кроме того, первая консоль также предпочтительно включает в себя второй упругий участок, расположенный между пластиной и крепежным участком, таким образом, дополнительно повышая упругость установочного элемента.

В другом варианте осуществления первая консоль принимает форму пластины для закрытия соединения с зазором, образованным между двумя прилегающими сегментами кольца. При таких условиях один из концов накладной пластины предпочтительно включает в себя вышеуказанное ушко для закрепления установочного элемента на корпусе. Таким образом, накладная пластина используется для улучшения уплотнения за счет закрытия зазора, который может возникнуть между двумя концами двух прилегающих сегментов.

В другом варианте осуществления упругий участок образован парой консолей в V-образной форме, продолжающихся от пластины. При таких условиях упругий участок образован парой упругих консолей, при этом пара пригодна для возврата в свою исходную форму после деформирования.

В данном варианте осуществления опорный участок предпочтительно образован концами указанных консолей, концы которых выполнены с возможностью упора в осевом направлении в сегмент кольца, чтобы прижимать его к (находящемуся ниже по потоку или выше по потоку) участку корпуса, который продолжается перпендикулярно оси вращения.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает турбомашину, например, но не обязательно, для вертолета, причем турбомашина включает в себя корпус, колесо турбины, установленное для вращения вокруг оси внутри корпуса, и кольцо, расположенное концентрично вокруг колеса турбины, причем кольцо образовано из по меньшей мере первого и второго сегментов кольца, причем турбомашина дополнительно включает в себя по меньшей мере один установочный элемент, как описано выше, причем установочный элемент прикреплен к корпусу и прикладывает осевое усилие к по меньшей мере одному из сегментов кольца для прижатия его в осевом направлении к участку корпуса.

Предпочтительно, установочный элемент содержит крепежный участок для прикрепления его к корпусу, при этом крепежный участок расположен рядом с участком корпуса для предотвращения повреждения, обусловленного осевым расширением сегментов кольца.

Указанным участком предпочтительно является расположенный ниже по потоку участок корпуса.

Предпочтительно, установочный элемент включает в себя первую консоль, закрепленную на корпусе, упругую вторую консоль, оказывающую осевое усилие на первый сегмент кольца, и упругую третью консоль, оказывающую осевое усилие на второй сегмент кольца, чтобы прижать сегменты кольца в осевом направлении к участку корпуса. Предпочтительно, первый и второй сегменты кольца являются прилегающими.

Предпочтительно, турбомашина по настоящему изобретению дополнительно включает в себя по меньшей мере одну пластину, закрывающую соединение между первым и вторым прилегающими сегментами кольца, причем накладная пластина удерживается радиально на сегментах за счет установочного элемента.

Предпочтительно, установочный элемент включает в себя упругий участок, образованный язычком, который содержит гофры, причем язычок упирается радиально в накладную пластину для того, чтобы удерживать ее радиально на прилегающих концах первого и второго сегментов кольца.

Предпочтительно, гофры имеют радиальную гибкость, чтобы поглощать вибрацию накладной пластины. Кроме того, эта радиальная гибкость используется для удержания накладной пластины радиально на концах сегментов вне зависимости от разности давлений, которая может возникнуть между проходным сечением газа и полостями внутри корпуса.

Другое преимущество установочного элемента заключается в том, что он используется для поглощения вибрации сегментов.

Благодаря его прилегающим участкам установочный элемент также может опираться радиально как на сектор кольца, или уплотняющий выступ, так и на участок корпуса или опорное кольцо. Контакт между этими двумя частями используется для уменьшения или даже исключения любого радиального сдвига или зазора между секторами кольца, таким образом, обеспечивая контролируемое радиальное положение этих секторов. Это является особенно предпочтительным для обеспечения контроля над зазорами в турбине и, таким образом, за ее работой.

Настоящее изобретение можно лучше понять, а его преимущества становятся более понятными после прочтения приведенного ниже описания вариантов осуществления, представленных в виде неограничивающих примеров. В описании сделана ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид в перспективе первого варианта осуществления установочного элемента турбомашины по настоящему изобретению;

Фиг.2 - частичный вид в перспективе кольца турбины, показывающий два сегмента кольца, удерживаемых вместе установочным элементом на фиг.1;

Фиг.3 - частичный вид в продольном разрезе турбомашины, показывающий установочный элемент на фиг.1 при установке;

Фиг.4 - вид в перспективе второго варианта осуществления установочного элемента турбомашины по настоящему изобретению;

Фиг.5 - частичный вид в продольном разрезе турбомашины с установленным в ней установочным элементом по фиг.4;

Фиг.6 - вид в перспективе третьего варианта осуществления установочного элемента турбомашины по настоящему изобретению;

Фиг.7 - частичный вид в продольном разрезе турбомашины с установленным в ней установочным элементом по фиг.6;

Фиг.8 - вид в перспективе четвертого варианта осуществления установочного элемента турбомашины по настоящему изобретению; и

Фиг.9 - частичный вид в продольном разрезе турбомашины с установленным в ней установочным элементом по фиг.8.

Со ссылкой на фиг.1-3 описан первый вариант осуществления настоящего изобретения.

В настоящем изобретении установочный элемент 10 используется для расположения сегмента кольца турбины относительно корпуса турбомашины, в которой с возможностью вращения установлена турбина.

Как видно на фиг.1, установочный элемент 10 обычно имеет форму буквы «E». Он содержит пластину 12, от которой перпендикулярно продолжается центральная первая консоль 14 вместе со второй и третьей консолями, обозначенными ссылочными позициями 16 и 18, причем указанными консолями являются такие консоли, которые образуют три ветви буквы «E». Указанные консоли по существу параллельны друг другу.

Кроме того, установочный элемент 10 имеет толщину, которая является небольшой по сравнению с его остальными размерами. Более конкретно, каждая из консолей выполнена в виде гофрированного язычка.

В соответствии с настоящим изобретением установочный элемент 10 содержит крепежный участок 20, который в данном варианте осуществления образован отверстием 22, выполненным на свободном конце 14a первой консоли 14, т.е. на ее конце, удаленном от пластины 12. Аналогичным образом, свободные концы второй и третьей консолей 16 и 18 обозначены ссылочными позициями 16a и 18a.

Крепежный участок 20 предназначен для закрепления на корпусе 62 турбомашины, чтобы закреплять установочный элемент 10 на корпусе турбомашины. Этот аспект описан ниже.

Каждая из первой, второй и третьей консолей 14, 16 и 18 также включает в себя упругий участок 24, 26 или 28, который образует пружину.

Каждый из этих упругих участков 24, 26 и 28 выполнен в виде гофр. Другими словами, каждая из консолей 14, 16 и 18 представляет собой последовательность сгибов для образования гофр, причем точно определено, что оси сгиба продолжаются в поперечном направлении относительно указанных консолей.

Эти гофры 24, 26 и 28 могут деформироваться в продольном направлении консолей 14, 16 и 18, но они стремятся вернуться в свою первоначальную форму. Гофры 26 и 28 второй и третьей консолей образуют пружины сжатия в том смысле, что если предпринимается попытка переместить свободные концы к пластине, гофры, деформируемые таким образом, создают противоположно направленную силу, называемую сжимающей силой. В отличие от этого гофр 24 образует пружину растяжения. Преимущество данного устройства описано ниже.

Кроме того, установочный элемент 10 имеет два опорных участка 30 и 32, которые образованы свободными концами 16a и 18a второй и третьей консолей 16 и 18. Как видно на фиг.1, свободные концы 16a и 18a согнуты для образования крюкообразных форм.

Кроме того, и предпочтительно, вторая и третья консоли 16 и 18 немного длиннее первой консоли 14.

Со ссылкой на фиг.2 и 3 описана установка установочного элемента 10.

Обычно кольцо турбины состоит из множества сегментов кольца, которые расположены вплотную. На фиг.2 показаны первый и второй сегменты 50 и 50' кольца, расположенные в положении упора своих соответствующих концов 50a и 50'a.

Форма кольца является такой, что она определяет осевое направление, радиальное направление и азимутальное направление, причем эти три направления являются взаимно перпендикулярными. Как указано выше, кольцо выполнено с возможностью размещения вокруг колеса турбины турбомашины.

Первым преимуществом установочного элемента 10 является то, что он удерживает концы 50a и 50'a, чтобы предотвращать поворот сегментов 50 и 50' кольца вокруг оси колеса турбины. Для осуществления этого каждый из сегментов 50 и 50' кольца содержит планку 52 или 52', проходящую в поперечном направлении относительно сегмента кольца, также выступая радиально, так что когда установочный элемент 10 установлен, пластина 12 продолжается в азимутальном направлении сегментов 50 и 50' кольца, при этом первая и вторая консоли 14 и 16 лежат на каждой стороне планки 52' одного из сегментов 50' кольца, а первая и третья консоли 14 и 18 элемента 10 лежат на каждой стороне планки 52 другого сегмента 50 кольца. Следовательно, понятно, что установочный элемент 10 предотвращает перемещение каждого из сегментов 50 и 50' кольца в азимутальном направлении. Предпочтительно, каждый сегмент 50 и 50' удерживается на каждом из своих азимутальных концов двумя соответствующими элементами 10.

Как видно на фиг.2, опорные участки 30 и 32 установочного элемента 10, т.е. в данном примере свободные концы 16a и 18a второй и третьей консолей 16 и 18, упираются в осевом направлении в соответствующие периферийные кромки 51 и 51' первого и второго сегментов 50 и 50' кольца. Преимущество данной конфигурации описано ниже.

Другое преимущество настоящего изобретения можно лучше понять со ссылкой на фиг.3, который подробно иллюстрирует установку сегментов 50 и 50' кольца и установочного элемента в корпусе 62 турбомашины 60.

Как указано выше, сегменты 50 и 50' кольца размещены вокруг колеса турбины высокого давления для того, чтобы закрыть лопатки 64 турбины. Стрелки F показывают направление потока отработанного газа, выходящего из камеры сгорания, которая расположена выше по потоку от турбины высокого давления.

Как понятно из фиг.3, осевые концы 50b и 50c сегментов 50 кольца представляют собой осевые выступы 66 и 68 для взаимодействия с выступами, образованными на находящихся выше по потоку и ниже по потоку участках 62a и 62b корпуса 62, так что сегмент 50 кольца удерживается радиально в корпусе 62. Тем не менее, сегменты 50 кольца установлены в корпусе 62 с небольшим осевым зазором.

Кроме того, видно, что корпус 62 и сегменты 50 и 50' кольца расположены таким образом, чтобы образовать кольцеобразный канал P для обеспечения прохождения охлаждающей текучей среды вокруг кольца. Отверстия 70 образованы в корпусе 62 для приведения охлаждающей текучей среды в контакт с сегментами кольца для их охлаждения.

В соответствии с настоящим изобретением установочный элемент 10 прикреплен к корпусу 62 при помощи крепежного участка 20 с использованием зажимного элемента из гайки и болта или, например, штифта 72.

Когда установочный элемент 10 находится в установленном положении, его консоли 14, 16 и 18 продолжаются в осевом направлении колеса турбины, а пластина 12 размещается между расположенным выше по потоку выступом 66 сегмента кольца и корпусом 62.

Кроме того, точка, в которой прикреплен установочный элемент 10, т.е. в данном примере гайка 72, расположена относительно расположенного ниже по потоку выступа 62b корпуса 62 таким образом, что гофры 24, 26 и 28 элемента 10 подвергаются постоянному осевому сжатию в их продольном направлении, таким образом, заставляя свободные концы 16a и 18a второй и третьей консолей 16 и 18 оказывать осевое усилие, которое направлено ниже по потоку к периферийным кромкам 51, 51' сегментов 50 и 50' кольца. В результате сегменты 50 и 50' кольца прижимаются в осевом направлении к расположенному ниже по потоку участку корпуса, при этом участок образован в данном примере вышеуказанным расположенным ниже по потоку выступом 62b. Контакт между сегментами 50 и 50' кольца и расположенным ниже по потоку участком корпуса 62b, который происходит через зону контакта, обозначенную ссылочной позицией C, используется для обеспечения уплотнения между кольцеобразным каналом P и расположенным ниже по потоку проходным сечением V, таким образом, предотвращая прохождение охлаждающей текучей среды, которая проходит в кольцеобразном канале, в расположенное ниже по потоку проходное сечение V.

Другим преимуществом является то, что охлаждающая текучая среда, проходящая в кольцеобразном канале, также охлаждает гофры 24, 26 и 28, которые могут нагреваться. Это позволяет увеличить срок службы гофр посредством оптимизации их рабочей температуры.

В результате на фиг.3 видно, что установочный элемент 10 и, более конкретно, гофры 24 первой консоли 14, используется для удержания пластины 54 радиально на прилегающих концах первого и второго сегментов 50 и 50' кольца. Эта пластина 54 закрывает соединение 56, образованное между концами 50а и 50'а двух сегментов кольца для улучшения уплотнения между кольцеобразным каналом и проходным сечением, в котором перемещаются лопатки 64 колеса турбины.

Другим преимуществом установочного элемента 10 является то, что он толкает сегмент кольца на каждом из его осевых концов в азимутальном направлении, таким образом, улучшая контакт между сегментом 50 кольца и расположенным ниже по потоку участком 62b корпуса 62 и, таким образом, улучшая уплотнение. Расположение опоры на концах сегментов 50 и 50' также используется для уменьшения риска зажатия сегментов в канавках корпуса 62.

Со ссылкой на фиг.4 и 5 описан второй вариант осуществления установочного элемента 110 в соответствии с настоящим изобретением. В данном варианте осуществления элементы, которые идентичны элементам первого варианта осуществления, обозначены аналогичными ссылочными позициями с добавлением 100.

Установочный элемент 110 выполнен в виде одной консоли 114, образованной язычком. Аналогично первому варианту осуществления консоль или язычок 114 содержит упругий участок 124, образующий пружину сжатия, причем этот упругий участок образован посредством гофр, причем гофры выполнены сгибанием язычка 114 несколько раз.

Кроме того, элемент 110 содержит крепежный участок 120, образованный ушком, которое продолжается перпендикулярно относительно плоскости, в которой продолжается первая консоль 114. Это ушко 120 может быть выполнено, например, посредством сгибания язычка 114.

Для соответствия первому варианту осуществления можно указать, что элемент 110 содержит пластину 112, расположенную между ушком 120 и гофрами 124.

В конечном счете, язычок 114 имеет опорный участок 130, образованный концом язычка, который удален от ушка 120, причем конец согнут.

На фиг.5 показан установочный элемент 110, установленный в турбомашине 60.

Установочный элемент 110 прикреплен к корпусу 110 посредством ушка 120. Для этого ушко вмещают радиально между сегментом 50 кольца и корпусом 62.

Язычок 114 продолжается в осевом направлении, так что его свободный конец 130 упирается в кромку 51 сегмента 51 кольца.

Кроме того, длину язычка 114 выбирают таким образом, что, когда сегмент кольца располагается в осевом направлении на расположенном ниже по потоку участке 62b корпуса, гофры 124 элемента 110 сжимаются в осевом направлении. Из этого следует, что конец 130 язычка оказывает осевое усилие на периферийную кромку 51 сегмента 50 кольца, таким образом, заставляя сегмент кольца прижиматься в осевом направлении к расположенному ниже по потоку участку 62b корпуса 62 и, более конкретно, прижиматься к зоне C контакта.

Таким образом, понятно, что установочный элемент 110 предпочтительно удерживает сегмент 50 кольца в осевом контакте с расположенным ниже по потоку участком 62b корпуса 62.

Кроме того, гофры 124 элемента 110 позволяют пластине 54 удерживаться радиально на концах сегментов кольца.

Со ссылкой на фиг.6 и 7 описан третий вариант осуществления настоящего изобретения.

В данном варианте осуществления элементы, идентичные элементам первого варианта осуществления, обозначены аналогичными ссылочными позициями с добавлением 200.

Установочный элемент 210 в третьем варианте осуществления имеет по существу E-образную форму. В связи с этим он имеет центральную первую консоль 214, которая образует пластину, которая является прямой (без гофр) для закрытия соединения между двумя концами сегментов кольца. Другими словами, установочный элемент преимущественно делает возможным исключение пластины для закрытия соединения, как описано выше, поскольку первая консоль 14 конкретно выполняет функцию указанной пластины для закрытия соединения.

На одном из концов первой консоли 214 расположена пластина 212, содержащая крепежный участок 220, который образован ушком, аналогичным ушку второго варианта осуществления.

Пластина 212 содержит вторую и третью консоли 216 и 218, выступающие от нее, аналогично второй и третьей консолям первого варианта осуществления, т.е. эти консоли включают в себя соответствующие первый и второй упругие участки 226, образующие гофры.

Кроме того, свободные концы 216a и 218a образуют опорные участки 230 и 232, аналогичные опорным участкам первого варианта осуществления.

На фиг.7 показан установочный элемент 200 при установке в корпусе 60. Ушко 220 упирается в осевом направлении в расположенный выше по потоку участок 62a корпуса 62, в то время как свободные концы 216a и 218a второй и третьей консолей упираются в периферийную кромку 51 сегмента 51 кольца, чтобы прижимать его в осевом направлении к расположенной ниже по потоку кромке 62b корпуса 62a. Для этого вторая и третья консоли 216 и 218 являются немного длиннее расстояния между расположенным выше по потоку участком 62a корпуса и кромкой 51, так что гофры 226 и 228 находятся в условиях сжатия. Как в первом варианте осуществления это сжатие гофр создает осевое усилие на кромках 51 прилегающих сегментов кольца ниже по потоку от свободных концов 216a и 218a, так что сегменты 50 и 50' кольца прижимаются в осевом направлении к расположенному ниже по потоку участку 62b корпуса 62.

Со ссылкой на фиг.8 и 9 описан четвертый вариант осуществления настоящего изобретения. Установочный элемент 310 имеет пластину 312, выполненную с отверстием 314, образующим крепежный участок для закрепления на корпусе 62.

Пара консолей 318, 320, образующих V-образную форму, продолжается в изогнутой участок 316 пластины 312. Установочный элемент 310 выполнен из материала, который имеет определенную жесткость, так что каждая из консолей 318 и 320 формирует упругий участок, образующий пружину сжатия. Понятно, что если попытаться развести консоли друг от друга, они оказывают усилие отвода, которое стремится вернуть консоли обратно в их первоначальное исходное положение. Другими словами, консоли 318 и 320 действуют подобно рессорным листам.

При установке установочного элемента 310 таким образом, как показано на фиг.9, он закрепляется на корпусе 62 при помощи гайки 322, подобной гайке первого варианта осуществления.

Каждая консоль содержит на своем конце 318a, 320a опорный участок, который имеет крюкообразную форму.

В данном варианте осуществления концы 318a и 320a пары консолей используются для упора в периферийную кромку 51 таким образом, чтобы прижимать сегменты 50 и 50' кольца к расположенному ниже по потоку участку 62b корпуса 62. В этом положении консоли 318 и 320 незначительно деформируются, чтобы выдерживать осевое давление на сегмент 50 кольца. Положение точки крепежного элемента, т.е. гайки или штифта 322, или длина консолей 318, 320 должны выбираться для получения данного эффекта.

Турбомашина содержит корпус, колесо турбины, установленное с возможностью вращения внутри корпуса, кольцо, образованное из сегментов и установленное концентрично вокруг колеса турбины, а также установочный элемент. Установочный элемент включает крепежный участок, прикрепленный к корпусу, упругий участок, образующий пружину, и опорный участок, соединенный с упругим участком и упирающийся в осевом направлении в сегмент кольца. Установочный элемент прикреплен к корпусу, оказывая осевое усилие на, по меньшей мере, один из сегментов кольца таким образом, чтобы прижать его в осевом направлении к участку корпуса. В одном из вариантов выполнения турбомашины установочный элемент включает в себя консоль, содержащую крепежный участок. В другом варианте выполнения установочный элемент включает в себя упругую консоль, оказывающую осевое усилие на первый сегмент кольца, и упругую консоль, оказывающую осевое усилие на второй сегмент кольца, прижимая его тем самым к участку корпуса. Изобретения позволяют повысить герметичность корпуса турбомашины. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Турбомашина, содержащая корпус (62), колесо турбины, установленное с возможностью вращения вокруг оси внутри упомянутого корпуса, кольцо, установленное концентрично вокруг колеса турбины, причем кольцо образовано из по меньшей мере первого и второго сегментов (50, 50') кольца, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один установочный элемент (10, 110, 210, 310), имеющий
крепежный участок (20, 120, 220, 314), прикрепленный к корпусу (62);
упругий участок (24, 26, 28, 124, 226, 228, 318, 320), образующий пружину; и
опорный участок (30, 32, 130, 230, 232, 318а, 320а), соединенный с упругим участком и упирающийся в осевом направлении в сегмент кольца, при этом установочный элемент прикреплен к корпусу, оказывая осевое усилие на по меньшей мере один из сегментов кольца таким образом, чтобы прижать его в осевом направлении к участку корпуса, и включает в себя по меньшей мере первую консоль (14, 114, 214, 312), содержащую крепежный участок (20, 120, 220, 314).

2. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что крепежный участок (220) выполнен в виде ушка, продолжающегося перпендикулярно относительно плоскости, в которой продолжается первая консоль.

3. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что крепежный участок (20, 314) содержит отверстие, ось которого продолжается перпендикулярно плоскости, в которой продолжается первая консоль (14, 312).

4. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что упругий участок (24, 26, 28, 124, 226, 228) образован гофрированным язычком.

5. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что установочный элемент содержит по меньшей мере первую консоль (14, 214), содержащую крепежный участок, вместе с по меньшей мере второй консолью (16, 216), включающей в себя упругий участок.

6. Турбомашина по п.5, отличающаяся тем, что первая и вторая консоли (14, 214; 16, 216) являются параллельными и продолжаются от пластины (12, 212), при этом крепежный участок (20, 220) расположен на одном конце первой консоли, удаленном от пластины, а опорный участок расположен на конце второй консоли, который удален от пластины.

7. Турбомашина по п.5, отличающаяся тем, что установочный элемент дополнительно включает в себя третью консоль (18, 218), подобную второй консоли (16, 216), продолжающейся от пластины (12, 212), причем первая консоль продолжается между второй и третьей консолями.

8. Турбомашина по п.5, отличающаяся тем, что первая консоль (14) дополнительно включает в себя второй упругий участок (24), расположенный между пластиной (12) и крепежным участком (20).

9. Турбомашина по п.5, отличающаяся тем, что первая консоль (214) образует пластину для закрытия соединения между двумя прилегающими сегментами (50, 50') кольца.

10. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что упругий участок (318, 320) образован парой консолей в V-образной форме, продолжающихся от пластины (312).

11. Турбомашина по п.10, отличающаяся тем, что опорный участок образован концами (318а, 320а) указанных консолей.

12. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя по меньшей мере одну пластину (54, 214), закрывающую соединение между первым и вторым сегментами (50, 50') кольца, причем указанная пластина удерживается радиально на сегментах кольца установочным элементом (10, 110, 210).

13. Турбомашина, содержащая корпус (62), колесо турбины, установленное с возможностью вращения вокруг оси внутри упомянутого корпуса, кольцо, установленное концентрично вокруг колеса турбины, причем кольцо образовано из по меньшей мере первого и второго сегментов (50, 50') кольца, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один установочный элемент (10, 110, 210, 310), имеющий
крепежный участок (20, 120, 220, 314), прикрепленный к корпусу (62);
упругий участок (24, 26, 28, 124, 226, 228, 318, 320), образующий пружину; и
опорный участок (30, 32, 130, 230, 232, 318а, 320а), соединенный с упругим участком и упирающийся в осевом направлении в сегмент кольца, при этом установочный элемент прикреплен к корпусу, оказывая осевое усилие на по меньшей мере один из сегментов кольца таким образом, чтобы прижать его в осевом направлении к участку корпуса, и включает в себя участок (20, 120, 220, 314), прикрепленный к корпусу, упругую вторую консоль (16, 216, 318), оказывающую осевое усилие на первый сегмент (50) кольца, и упругую третью консоль (18, 218, 310), оказывающую осевое усилие на второй сегмент (50') кольца, таким образом, прижимая сегмент (50, 50') кольца в осевом направлении к участку (62b) корпуса (62).

14. Турбомашина по п.13, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя по меньшей мере одну пластину (54, 214), закрывающую соединение между первым и вторым сегментами (50, 50') кольца, причем указанная пластина удерживается радиально на сегментах кольца установочным элементом (10, 110, 210).