CN104696023B - 便于在燃气涡轮中密封的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及便于在燃气涡轮中密封的方法和系统。公开一种用于燃气涡轮(203)内的不同级的构件之间的密封的方法和系统(200)。限定在第一构件(232)中的第一凹部(262)接收密封部件(262)。限定在第二涡轮级中的第二构件(234)的第二凹部(264)也接收密封部件。第一凹部和第二凹部定位成邻近被限定为通过燃气涡轮的热气体路径(231)。第一凹部和第二凹部限定涡轮轴线(205)周围的周向路径。密封部件(260)包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的实质平坦的密封面。第一密封部件包括多个密封层，其中密封层中的至少一个包括至少一个应力解除区以便于第一密封部件的挠曲。
Description
联邦研究声明
本发明在由能源部(DOE)授予的No.DE-FC26-05NT42643合同下的政府支持下产生，且政府有本发明中的某些权利。
技术领域
本发明通常涉及旋转机械，且更具体地，涉及用于提供燃气涡轮发动机内的构件之间的密封的方法和系统。
背景技术
至少一些已知旋转机械，例如燃气涡轮，包括在流体流动路径上的多个密封组件以便于增加燃气涡轮的运行效率。例如，一些已知的密封组件连接在固定构件和旋转构件之间以提供高压区和低压区之间的密封。此外，至少一些已知的燃气涡轮包括至少一个定子静叶组件和至少一个转子叶片组件，它们共同地形成燃气涡轮内的级。在至少一些已知的燃气涡轮中，密封件被提供在相邻级的固定构件之间，或级中的构件之间。但是，这种密封件沿径向方向从燃气涡轮的旋转轴线起被相对较远地定位。在至少一些已知的燃气涡轮中，存在这样的构件，其暴露于热燃烧气体流，和由配置成经得住暴露于高温的材料制成。进一步，在至少一些已知的燃气涡轮中，存在其它构件，其在燃气涡轮正常运行中不直接地暴露于热燃烧气体且不由抗高温材料制成。为了保护这样不抗高温的燃气涡轮区，密封结构被提供来限定高温和低温区之间的压力边界。冷却流体(典型地空气)被供向在相对于低压热燃烧气体路径的密封结构一侧的燃气涡轮的低温高压区。该冷却流体(也有时候称为净化空气)被用于帮助防止燃烧气体进入到燃气涡轮的低温区中。净化空气的过量使用可能导致燃气涡轮的效率低下。
发明内容
在一个方面，一种用于燃气涡轮中的固定构件之间的密封的方法。该方法包括在燃气涡轮的第一构件限定第一凹部，其中第一凹部被定位成邻近被限定为通过燃气涡轮的热气体路径，其中第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径。方法还包括在定位成邻近第一构件的第二构件中限定第二凹部，其中第二凹部被定位成邻近热气体路径，以及其中第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径。方法还包括定向在第一凹部和第二凹部中的第一密封部件。该第一密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面。
在另一方面，一种用于燃气涡轮内的构件之间的密封的系统被提供。该系统包括被限定在燃气涡轮中的第一构件的第一凹部，其中，第一凹部被定位成邻近被限定为通过燃气涡轮的热气体路径，以及其中第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径。第二凹部被限定在定位在邻近第一构件的燃气涡轮的第二构件上，其中，第二凹部被定位成邻近热气体路径，以及其中第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径。密封部件被定向在第一凹部和第二凹部内。密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面。
在另一个方面，一种燃气涡轮系统被提供。燃气涡轮系统包括压缩机段，连接到压缩机段的燃烧器组件，和连接到燃烧器段的涡轮段。涡轮段包括用于第一构件和第二构件之间的密封的密封子系统。密封子系统包括被限定在涡轮段的第一构件中的第一凹部，且其中第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径。密封子系统还包括限定在邻近第一构件的第二构件中的第二凹部，其中第二凹部被定位成邻近热气体路径，以及其中第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径。密封子系统还包括定向在第一凹部和第二凹部内的密封部件。密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面，和多个密封层。密封部件还包括限定在至少一个密封层上的至少一个应力解除区以便于在第一凹部和第二凹部内的密封部件定向期间的第一密封部件的挠曲。
本发明应用进一步提供如下的方案：
方案1.一种组装燃气涡轮的方法，所述方法包括：
提供燃气涡轮的第一构件，其中第一构件包括限定在其内的邻近于被限定为通过燃气涡轮的热气体路径的第一凹部；
提供燃气涡轮的第二构件，其中第二构件邻近于第一构件，以及其中第二构件包括被限定为邻近于热气体路径的第二凹部；和
定向第一凹部和第二凹部内的第一密封部件，其中，第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径，其中第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径，以及其中所述密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面，其中第一密封部件包括多个密封层。
方案2.根据方案1的方法，其中所述方法进一步包括限定在至少一个密封层中的至少一个应力解除区以便于在第一凹部和第二凹部内的第一密封部件定向期间的第一密封部件的挠曲。
方案3.根据方案2的方法，其中限定至少一个应力解除区包括在多个密封层的至少两个的每个中限定至少一个应力解除区。
方案4.根据方案3的方法，其中在多个密封层中的至少两个的每个中限定至少一个应力解除区包括在第一层以实质与至少第二层中的至少一个应力解除区对齐地定向至少一个应力解除区。
方案5.根据方案3的方法，其中在多个密封层中的至少两个的每个中限定至少一个应力解除区包括定向应力解除区以使得无应力解除区相对于彼此对齐。
方案6.根据方案2的方法，其中在至少一个密封层限定至少一个应力解除区包括在至少一个密封层限定延伸横跨于至少一个密封层的整个宽度的至少一个阻断。
方案7.根据方案1的方法，其中所述方法包括：
在第一构件和第二构件的邻接部分限定密封部件接收凹部，以致于第一凹部和第二凹部径向地在涡轮轴线和密封部件接收凹部之间延伸；和
在密封部件接收凹部中插入第二压缩型密封部件。
方案8.根据方案1的方法，其中所述方法包括提供第一密封部件，其具有至少一个侧向延伸的弹簧部件以便于第一凹部和第二凹部内的第一密封部件的密封接触。
方案9.根据方案1的方法，其中所述方法包括定向第一周向路径以与第二周向路径实质同心地对齐。
方案10.根据方案9的方法，其中所述方法包括定向邻近于第一密封部件的第一凹部和第二凹部内第二密封部件，其中第一密封部件和第二密封部件均包括延伸部，使得所述第一密封部件的延伸部与所述第二密封部件的延伸部重叠。
方案11.一种用于燃气涡轮内的构件之间的密封的系统，所述系统包括：
限定在燃气涡轮中的第一构件的第一凹部，其中所述第一凹部定位成邻近被限定为通过燃气涡轮的热气体路径，以及其中第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径；
限定在定位成邻近第一构件的第二构件中的第二凹部，其中第二凹部定位成邻近热气体路径，以及其中第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径；
定向在第一凹部和第二凹部内的第一密封部件，所述第一密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面，其中所述第一密封件包括多个密封层。
方案12.根据方案11的系统，其中所述系统进一步包括限定在至少一个密封层的至少一个应力解除区以便于在第一凹部和第二凹部内的所述第一密封部件的定向期间的第一密封部件的挠曲。
方案13.根据方案12的系统，其中所述至少一个应力解除区包括限定在所述多个密封层的至少两个的每个的至少一个应力解除区，且其中限定在第一密封层的至少一个应力区被以与限定在至少一个第二密封层的至少一个应力解除区实质对齐而定向。
方案14.根据方案13的系统，其中，所述至少一个应力解除区包括限定在所述多个密封层的至少两个的每个的至少一个应力解除区，且其中所述应力解除区被定向成无应力解除区彼此对齐。
方案15.根据方案12的系统，其中所述至少一个应力解除区包括在所述至少一个密封层中的至少一个阻断，该阻断延伸横跨所述至少一个密封层的整个宽度。
方案16.根据方案12的系统，其中所述至少一个应力解除区包括限定在所述至少一个密封层上的至少一个切口区，该切口区部分地延伸横跨所述至少一个密封层的宽度。
方案17.根据方案11的系统，所述系统包括：
限定在所述第一构件和第二构件的邻接部分中的一个内的密封部件接收凹部，使得第一凹部和第二凹部径向地位于涡轮轴线和密封部件接收凹部之间；和
在密封部件接收凹部内定向的第二压缩型密封部件。
方案18.根据方案11的系统，其中所述第一密封部件包括至少一个侧向延伸的弹簧部件以便于第一凹部和第二凹部内的所述第一密封部件的密封接触。
方案19.根据方案11的系统，其中第一周向路径被与第二周向路径同心地定向。
方案20.一种燃气涡轮系统，所述系统包括：
压缩机段；
连接到所述压缩机段的燃烧器组件；和
连接到所述压缩机段的涡轮段，其中所述涡轮段包括用于第一构件和第二构件之间密封的密封子系统，其中所述密封子系统包括：
限定在所述涡轮段的第一构件中的第一凹部，其中第一凹部定位成邻近被限定为通过所述涡轮段的热气体路径，以及其中第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径；
限定在邻近所述第一构件的第二构件中的第二凹部，其中第二凹部定位成邻近热气体路径，以及其中第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径；和
定向在第一凹部和第二凹部内的第一密封部件，所述第一密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面，其中所述第一密封部件包括多个密封层，且其中所述第一密封部件包括至少一个限定在至少一个密封层的应力解除区以便于在第一凹部和第二凹部内的所述第一密封部件定向期间的所述第一密封部件的挠曲。
附图说明
图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。
图2是图1所示燃气涡轮发动机的一部分的放大示意侧截面图。
图3是图2所示的燃气涡轮发动机的一部分的放大图，且包括已知的密封系统。
图4是图1所示的燃气涡轮发动机的一部分的放大示意侧截面图，且包括示例性密封系统。
图5是用于图4所示密封系统的示例性密封部件的详细截面图。
图6是用于图4所示密封系统的备选示例性密封部件的示意图。
图7是图6所示示例性密封部件之一的顶视图。
零件列表
100 发动机
102 压缩机组件
104 燃烧器组件
106 轴线
108 涡轮
110 转子
111 热气体路径
112 轮
120 发动机部分
121 密封系统
122 喷嘴静叶
123 喷嘴级
124 转子叶片
125 转子级
126 喷嘴静叶
127 喷嘴级
130 气体流
131 热气体路径
132 静叶支撑
133 ITS侧
134 护罩
135 冷却空气流
136 内部涡轮壳(ITS)
137 密封部件
138 静叶支撑
139 密封部件
140 连接区
141 密封凹部
142 柔性连接部件
143 密封凹部
144 凹部
145 密封部件
146 法兰
147 凹部
148 凹部
150 压力边界
151 高压区
152 间隙
153 密封部件
157 凹部
200 系统
202 柔性密封部件
203 发动机
204 凹部
205 轴线
206 柔性密封区
208 凹部
210 密封布基质
212 垫片层
214 垫片层
216 垫片层
218 垫片层
222 喷嘴静叶
224 转子叶片
231 热气体路径
232 静叶支撑
233 ITS侧
234 护罩
235 冷却空气流
237 密封部件
239 密封部件
240 连接区
241 密封凹部
243 密封凹部
246 法兰
252 间隙
253 密封部件
255 密封凹部
257 密封部件
259 密封凹部
260 密封部件
262 凹部
263 平坦密封面
264 凹部
270 压力边界
500 密封部件
502 层
504 层
505 侧缘
506 层
507 应力解除区
508 层
509 侧缘
510 应力解除区
512 应力解除区
513 中心线
514 应力解除区
516 焊接
518 焊接
520 弹簧部件
522 弹簧部件
600 密封部件
602 层
604 层
606 层
608 层
610 应力解除区
612 应力解除区
614 应力解除区
616 焊接
618 焊接
700 密封部件
702 层
704 层
706 层
708 层
710 应力解除区
712 应力解除区
714 应力解除区
716 焊接
718 焊接
800 密封部件交接面
801 密封部件
802 层
803 密封部件
804 层
805 延伸部
806 层
807 延伸部
808 层
810 层
812 层
814 层
816 层
818 间隙
820 间隙。
具体实施方式
如在此使用的，术语“轴向的”和“轴向地”是指实质平行于燃气涡轮发动机的纵轴线延伸的方向和定向。此外，术语“径向的”和“径向地”是指实质垂直于燃气涡轮发动机延伸的纵轴线的方向和定向。另外，在此使用的，术语“周向的”和“轴向地”是指弓形地关于燃气涡轮发动机的纵轴线延伸的方向或定向。应该意识到的是在此使用的术语“流体”包括任何流动的介质或物质，包括但是不限于气体和空气。
图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。发动机100包括压缩机组件102和燃烧器组件104。发动机100还包括涡轮108和共用压缩机/涡轮轴110(有时被称为转子110)。燃烧气体从燃烧器组件104通过涡轮108沿热气体路径111被引导通过发动机100。
在运行中，空气流过压缩机组件102流动以致压缩空气被供应至燃烧器组件104。燃料被引导至燃烧区和/或地带(未示出)，所述燃烧区和/或燃烧地带被限定在燃烧器组件104内，在其中燃料与空气混合和被点燃。产生的燃烧气体被引导至涡轮108，其中气体流热能被转化为机械旋转能。涡轮108包括一个或多个连接到转子110用于绕轴线106旋转的转子轮112(在图2中示出)。
图2是燃气涡轮发动机100的部分120的放大侧视截面示意图。图3是发动机部分120的放大图和包括已知的密封系统121。在示例性发动机100中，多个喷嘴静叶122绕轴线106(如图1所示)周向地间隔开以限定第一喷嘴级123。类似地，多个静叶126被周向地围绕轴线106布置，以限定第二喷嘴级127。多个转子叶片124被连接到转子轮112(还是如图1所示)以限定第一转子级125。示例性喷嘴静叶122被连接到静叶支撑132且被静叶支撑132支持。示例性喷嘴静叶126被连接到静叶支撑138且被静叶支撑138支持。静叶支撑132和138被连接到护罩134，所述护罩134被连接到内涡轮壳体(“ITS”)136。静叶支撑132和护罩134是燃气涡轮发动机100的固定非旋转构件。在发动机100运行期间，通过喷嘴级123、转子级125和喷嘴级127的热燃烧气体的流130限定热气体路径131。
如图3所示，在至少一些发动机100中，多个静叶支撑132围绕轴线106(如图1所示)周向地间隔开，形成静叶支撑132的分段的，环形布置。密封构件137和139被定位在密封凹部141和143中。密封部件137和139和相应的密封凹部141和143具有能使发动机100如描述地工作的任何配置。类似地，多个护罩134围绕轴线106周向地间隔开且多个静叶支撑138绕轴线106被周向地布置。发动机100还包括接收在凹部147中的密封部件145，和接收在凹部157中的密封部件153。静叶支撑132通过连接区140被连接到护罩134。在一个示例性实施例中，冷却空气流135被从冷却空气的供应部(未示出)引导至ITS侧133中，使用任何能使密封系统121如此所述工作的合适结构。密封部件137和139部分地便于建立压力边界150，其将热气体路径131从相对的低温分隔开，但是较高压区151是压力边界150径向外侧，其中高压区151至少部分地通过冷却空气流135被产生。共同地，密封部件137，139，145和153便于防止冷净化气体从区151通过压力边界150泄露到热气体路径111中(如图1所示)。
如图3最佳所示，连接区140包括定位在限定于从静叶支撑132轴向地延伸的法兰146内的凹部144的适应性密封部件142。法兰146被接收在限定于护罩134内的凹部148内。在一个实施例中，适应性密封部件142具有“W”状横截面配置，且被保持在实质不变压力下。共同地，适宜性密封部件142和密封部件137和139部分地限定从静叶支撑132向护罩134延伸通向静叶支撑138的压力边界150。压力边界150便于限制热燃烧气体流130到遭受提高的温度的燃气涡轮发动机100区，且便于使较少耐温构件，例如ITS136与热燃烧气体流130隔离。
然而，在至少一些已知的发动机100中，轴向间隙152被限定在相邻固定构件之间，例如静叶支撑132与护罩134之间。在至少一些已知的发动机100中，压力差异横向压力边界150足够大以致于在ITS侧133上的压力会在通常超过热气体路径131内的压力的正常条件之下。典型地，在间隙152内的表面和法兰146和凹部148的径向向内部分既不会被热障涂层覆盖也不会被有效地冷却。在间隙152内的压力典型地接近气体路径131内的平均压力。然而，喷嘴静叶122和/或叶片124可以引起局部压力变化，这可以导致局部热气体吸入到间隙152中。为了便于防止气体吸入，净化气体流必须被提供以提升间隙152内的压力从而排除吸入到间隙152内的气体和/或以稀释热气体吸入来便于降低间隙152内的温度到限定间隙152的结构可容忍水平。压力边界150被限定为围绕间隙152延伸。如此，冷却空气流135必须足够大量和足够大压力以保证热燃烧气体被从间隙152中净化以便于防止对温度敏感构件的热致损伤。然而，净化间隙152和/或稀释吸入间隙152的热气体的冷却空气流135的供应导致发动机100的效率下降。
图4描述发动机203的示例性密封系统200。如上述，连接区240包括连接到静叶222的静叶支撑232，和从转子叶片224径向向外地定位的护罩234。间隙252被限定在静叶支撑232和护罩234之间。为了桥接间隙252，密封部件260被接收在限定于静叶支撑232的凹部262和限定在护罩234内的相应的凹部264内。在示例性实施例中，凹部262和264被限定为能使系统200如在此所述地工作的离开热气体路径231的任何距离。此外，在示例性实施例中，凹部262和264是各自呈弓形的，和部分地限定绕发动机203的轴线205的周向的路径。在一个实施例中，凹部262和264，和密封部件260邻近于热气体路径231。此外，在一个实施例中，凹部262和264被定向成以使密封部件260以实质平行于轴线205的定向从凹部262向凹部264延伸。更具体地，密封部件260包括实质平行于发动机轴线205延伸的密封面263。另外，在一个实施例中，系统200包括被至少部分地插入相应密封凹部241和243中的密封部件237和239，其中密封部件237和239类似于在上述的和如图3所示的密封部件137和139。系统200还包括被至少部分地插入相应密封凹部255和259中的密封部件253和257，其中密封部件253和257各自类似于密封部件145和153，如上述和在图3所示。在一个实施例中，系统200包括辅助适应性密封区206，其包括置于限定在静叶支撑232的法兰246中的凹部204内的适应性密封部件202。法兰246被接收在限定于护罩234中的凹部208内。在一个示例性实施例中，密封部件202是“W形状”压缩型密封部件。如在此使用，术语“压缩型”是指保持在不变压缩状态下以提供相邻部件之间的密封的密封部件。
在一个实施例中，密封件260与密封件237和239协作以部分地限定在ITS侧233的冷却空气流235和位于压力边界270的径向内侧的热气体路径231之间的压力边界270。在一个示例性实施例中，压力边界270在实质平行于轴线205的方向上连续地延伸。密封部件260桥接间隙252以便于防止热燃烧气体从热气体路径231吸入到间隙252中。密封部件260的使用进一步便于燃气涡轮发动机设计的简化。例如，喷嘴静叶222可以被从内涡轮壳体(未示出)支撑，而非从护罩支撑，例如护罩234。此外，密封部件260的使用使护罩能被使用，这比不使用密封部件260的发动机包括更简化的瓦片或板状构造是可能的。
图5是密封部件260的详细截面图。在示例性实施例中，密封部件260是层叠的。密封布基质210被垫片层212和214包围。在备选的实施例中，密封布基质210被省略，且层212和214被直接连接在一起。
另一垫片层216是与相邻垫片层212且另一垫片层218是相邻垫片层214。在一个示例性实施例中，多个密封部件260围绕轴线205被周向地间隔开，使得每个密封部件260具有弓形构造。在一个实施例中，提供两个密封部件260，其均大约以180度(180°)角延伸。在另一个实施例中，均大约以90°角延伸的四个密封部件260被提供。在另一个实施例中，密封部件260的任何数量以能使系统200如在此所述地工作的方式被使用。在图5所示的实施例中，以X箭头所指的方向是实质垂直于轴线205(图4所示)的径向方向。
在系统200中，密封部件260被限定在静叶支撑232和护罩234之间，使得静叶支撑232定位在护罩234的上游。在一个备选实施例中，密封部件260被定位在护罩234和下游的喷嘴支撑(未示出)之间。也就是，密封部件260可以被使用在护罩234的上游和下游区两者上。
在示例性实施例中，布基质210由编织金属材料制成，例如高温镍钴合金，或任何其它能使系统200如在此描述地工作的适合材料。在一个实施例中，布基质210包括布材料的至少两个分离层。在备选的实施例中，更多或更少层的布材料可被使用。此外，在示例性实施例中，垫片层212，214，216和218均由不锈钢制成，或任何其它能使系统200如在此所述地工作的适合的材料。在一个实施例中，垫片层212和/或214分别被点焊到布基质210和/或垫片层216和218。密封部件260调节静叶支撑232和护罩234潜在的失调，同时便于防止热燃烧气体吸入到间隙252中。在一个示例性实施例中，垫片层212和/或214由与垫片层216和/或218相同的材料制成，例如高温钴合金。在备选的实施例中，任何适合的单材料或多材料可以被使用以制成垫片层212，214，216和218。在一个示例性实施例中，垫片层212和/或214具有与垫片层216和/或218在X方向延伸的不同厚度。在一个实施例中，密封部件260以限定在密封部件160的相邻层之间的一个或多个气体流动路径(未示出)的方式被提供有效冷却，从而便于来自ITS侧233的冷却空气流235的一部分向热气体路径231的流动。
图6是示例性备选的可以用在图4所示的密封系统200中的密封部件500，600，700，和801和803的示意图。密封部件500在图7中以顶视图示出。密封部件500包括层502，504，506和508。在示例性实施例中，层502，504，506和508是由任何能使密封系统200如在此述地工作的合适的材料制成。同时，四层在图7中示出，在备选的实施例中，能使密封系统200如在此述地工作的任何数目的层被使用。层502-508是使用任何合适的连接机构，例如焊接件516和518连接在一起。
在图6和7中的示例性实施例，密封部件500包括一个或多个限定在一个或多个层502-506中的应力解除区510，512和514。应力解除区510，512，和/或514提供增加柔性的区以调节在发动机203(图4所示、)内部安装期间当密封部件500被挠曲时产生的应力。在示例性实施例中，如果密封部件500包括多层，最低层，例如层508不会包括应力解除层，这样整个层被提供以便于密封。
在示例性实施例中，每个应力解除层510，512和514被限定为横跨相应层502-506的整个宽度W延伸的切断或阻断。在一个备选的实施例中，每个应力解除区510，512和/或514可以包括能使密封部件500如在此所述地工作的任何构造。例如，每个切断可以具有实质垂直于密封部件500的中心线513的侧缘505和509(如图7所示)。备选地，一个或两个侧缘505和509可以以相对于中心线513的斜角延伸。例如，应力解除区507可以被限定为仅部分地横跨密封部件500的宽W的V形切开区。更具体地，每个应力解除区507，510，512和/或514可以具有能使密封部件500以在此所述地工作的任何构造和放置。另外，应力解除区507，510，512和/或514可以使用任何合适的方法被限定，包括但是不限于，能使密封系统200如在此所述地工作的冲切和冲压。在图6和7中，密封部件500被描述，其具有实质等长度的层502-508。在备选实施例中，如下面所述，密封部件500可以具有不等长度的层502-508，以便于周向地在发动机203(如图4所示)中相邻的密封部件500的连接。
在示例性实施例中，密封部件500可以包括从一个或多个层502-508延伸的侧向延伸的弹簧部件520，522(如图7所示)。弹簧部件520，522便于保持密封部件500与凹部262和264(如图5所示)之间的密封接触。弹簧部件520和522具有能使密封部件500如在此所述地工作的任何横截面构造(当以平行于中心线513的方向看时)，例如，但是不限于，“V”或“W”构造。另外，一个或两个弹簧部件520和522可与一个或多个层502-508整体地形成，或连接到一个或多个层502-508上。在示例性实施例中，密封部件500包括两个弹簧部件520和522。在备选的实施例中，能使密封系统200如在此所述地工作的任何数量的弹簧部件可以被使用。
图6还示出一种密封部件600，其可以被用在密封系统200(如图4所示)中。密封部件600包括层602，604，606和608。每层602-608可以由能使密封系统200如在此所述地工作的任何合适的材料。层602-608用任何合适的连接方法被连接，包括但不限于，焊接件616和618。密封部件600还包括应力解除区610，612和614。大体上，每个应力解除区610，612和/或614可以具有任何构造且可以以任何期望的位置在密封部件600定向，其能使密封系统200以如在此所述地工作。
图6还显示可以用在密封系统200(如图4所示)的密封部件700。密封部件700包括层702，704，706和708。每个层702-708可以由能使密封系统200以如此所述地工作的任何合适的单材料或多材料的结合制成。密封部件700包括调节应力解除区710，712和714。在示例性实施例中，层702-708用任何合适的连接方法被连接在一起，包括但不限于焊接件716，718。大体上，每个应力解除区710，712和/或714可以具有任何构造和可以以任何期望的位置在密封部件700定向，其能使密封系统200以如在此所述地工作。
在图6所示的每个示例性实施例中，每个密封部件500，600和700包括多层。在每个密封部件500，600和700中，最低层508，608和708不具有应力解除区且因此是沿其长度不间断的。层508，608和708是密封部件500，600和700中的那些层，这些层径向地最邻近发动机203(如图4所示)的轴线205(如图4所示)。
如上所述，在示例性实施例中，多个密封部件500，600和/或700周向地绕发动机203(如图4所示)内的轴线205定向。因此，相邻密封部件801和803之间的示例性密封部件到密封部件的界面800在图6中被示出。界面800包括鱼鳞板构造。密封部件801包括层810，812，814和816。密封部件801进一步包括延伸部分805。密封部件803包括层802，804，806和808。密封部件803进一步包括延伸部分807。当密封系统200(如图4所示)使用密封部件801和803被组装，密封部件801和803以图6所示的定向被插入凹部264(如图5所示)中，这样间隙818和820限定迷宫路径进一步减缓净化气体泄露通过密封部件801和803。在示例性实施例中，密封部件801和803是没有连接在一起，其中延伸部分805和807重叠。在备选的实施例中，能使密封系统200如在此所述地工作的任何界面构造可以被使用。
在此所述的方法和系统提供了几个超过在燃气涡轮发动机中的固定构件之间的密封的已知方法的优点。例如，在此描述的密封系统便于限定在燃气涡轮发动机内的比已知密封系统限定的压力边界更邻近于发动机热气体路径的压力边界。在此描述的密封系统便于相邻固定涡轮构件之间的简化的密封结构的使用。此外，在此描述的密封系统便于控制冷却器净化气体的流出流到限定在燃气涡轮发动机中的构件之间的间隙，趋向于便于涡轮效率的增加。
用于燃气涡轮发动机的固定构件之间的密封的方法和系统的示例性实施例在上面被详细描述。所述方法和系统不限于在此描述的具体实施例，而是系统的构件和/或方法的步骤可以被从在此描述的其他构件和/或步骤独立地和分离地使用。例如，方法还可以与其它旋转机械系统和方法结合被使用，和不限于仅仅以在此所述的燃气涡轮发动机实践。相反，示例性实施例可以与许多其他旋转机械应用结合被实施或使用。
虽然本发明的各种具体实施例的具体特征可以被显示在一些附图和不显示在另一些中，但是，这仅仅是为了方便。根据本发明的原理，附图的任何特征可以与任何其它附图的任何特征相结合被引用和/或主张。
所撰写的说明书使用了示例来公开本发明，包括最佳模式，并还能够使本领域的任何技术人员实践发明，包括制造并使用任何装置或系统且执行任何所合并的方法。发明的可专利的范围由权利要求限定，并可以包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同的结构元件，那么，这样的其他示例将在权利要求的范围内。
虽然本发明已经以各种具体实施例被描述，但是本领域技术人员将意识到本发明可以在权利要求的精神和范围内带有修改地被实施。
Claims (9)
1.一种用于在燃气涡轮内的构件之间的密封的系统，所述系统包括：
限定在燃气涡轮中的第一构件的第一凹部，其中所述第一凹部定位成邻近被限定为通过所述燃气涡轮的热气体路径，以及其中所述第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径；
限定在邻近所述第一构件而定位的第二构件中的第二凹部，其中所述第二凹部邻近所述热气体路径而定位，以及其中所述第二凹部限定所述涡轮轴线周围的第二周向路径；以及
在所述第一凹部和第二凹部内定向的第一密封部件，所述第一密封部件包括以实质平行于所述涡轮轴线的方向延伸的密封面，其中所述第一密封部件包括多个密封层；
所述系统还包括：
限定在所述第一构件和第二构件的邻接部分中的一个内的密封部件接收凹部，以使第一凹部和第二凹部在涡轮轴线和密封部件接收凹部之间径向地定位；和
在密封部件接收凹部内定向的第二压缩型密封部件。
2.根据权利要求1 所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括限定在至少一个密封层中的至少一个应力解除区以便于在所述第一凹部和第二凹部内的所述第一密封部件的定向期间的所述第一密封部件的挠曲。
3.根据权利要求2 所述的系统，其特征在于，所述至少一个应力解除区包括限定在所述多个密封层的至少两个中的每个的至少一个应力解除区，并且其中限定在第一密封层中的至少一个应力解除区与限定在至少一个第二密封层中的至少一个应力解除区实质对齐而定向。
4.根据权利要求3 所述的系统，其特征在于，所述至少一个应力解除区包括限定在所述多个密封层中的至少两个的每个中的至少一个应力解除区，且其中所述应力解除区被定向成无应力解除区彼此对齐。
5.根据权利要求2 所述的系统，其特征在于，所述至少一个应力解除区包括在所述至少一个密封层中的延伸横跨所述至少一个密封层的整个宽度的至少一个阻断。
6.根据权利要求2 所述的系统，其特征在于，所述至少一个应力解除区包括限定在所述至少一个密封层中的部分地延伸横跨所述至少一个密封层的宽度的至少一个切开区。
7.根据权利要求1 所述的系统，其特征在于，所述第一密封部件包括至少一个侧向延伸的弹簧部件以便于在第一凹部和第二凹部内的所述第一密封部件的密封接触。
8.根据权利要求1 所述的系统，其特征在于，第一周向路径与第二周向路径同心地定向。
9.一种燃气涡轮系统，所述系统包括：
压缩机段；
连接到所述压缩机段的燃烧器组件；和
连接到所述压缩机段的涡轮段，其中所述涡轮段包括密封子系统用于第一构件和第二构件之间的密封，其中所述密封子系统包括：
限定在所述涡轮段的第一构件中的第一凹部，其中所述第一凹部定位成邻近被限定为通过所述涡轮段的热气体路径，以及其中所述第一凹部限定涡轮轴线周围的第一周向路径；
限定在与所述第一构件邻近的第二构件中的第二凹部，其中所述第二凹部定位成邻近热气体路径，以及其中所述第二凹部限定涡轮轴线周围的第二周向路径；和
在第一凹部和第二凹部内定向的第一密封部件，所述第一密封部件包括以实质平行于涡轮轴线的方向延伸的密封面，其中所述第一密封部件包括多个密封层；
所述系统还包括：
限定在所述第一构件和第二构件的邻接部分中的一个内的密封部件接收凹部，以使第一凹部和第二凹部在涡轮轴线和密封部件接收凹部之间径向地定位；和
在密封部件接收凹部内定向的第二压缩型密封部件。
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