CN105378228B - 空隙控制环组件 - Google Patents

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Abstract

被动空隙控制限制定子构件相对于转子构件之间的热膨胀。控制环40以被动方式控制空隙，且位于在发动机操作期间热膨胀的静止构件上或附近。控制环由诸如CMC(陶瓷基质复合物)这样具有低热膨胀系数的材料形成，且因此限制、抑制或阻止相邻定子构件32随温度升高而膨胀。限制定子构件的膨胀减小转子/定子空隙，且限制沿穿过发动机核心的流动通路的流体的寄生泄漏。

Description

空隙控制环组件
优先权请求
本PCT实用申请请求享有名称为"Passive Control of Gas Turbine ClearancesUsing Ceramic Matrix Composites Inserts"且具有申请日为2013年6月11日的序列号为61/ 833544的美国专利申请的当前未决的临时申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文中。
背景
本实施例大体上涉及一种燃气涡轮发动机。更具体而言，本实施例涉及但不限于用于设置成与燃气涡轮发动机的旋转部分上沿径向向外的区域相对或设置在该区域处的定子构件的空隙控制结构。
典型的燃气涡轮发动机大体上拥有前端和后端，其若干核心构件或推进构件沿轴向定位在其间。空气入口或进气口位于发动机的前端处。朝后端移动，按顺序，进气口随后有扇、燃烧室和涡轮。本领域的技术人员将容易了解的是，额外构件也可包括在发动机中，例如，诸如低压压缩机和高压压缩机，以及低压涡轮和高压涡轮。然而，这不是详尽的列表。
压缩机和涡轮大体上包括沿轴向成级堆叠的成排翼型件。各级均包括一排沿周向间隔开的定子静叶，以及围绕涡轮发动机的中心轴或轴线旋转的一排转子叶片。多级低压涡轮在多级高压涡轮之后，且通常通过第二轴接合到设置在用于对飞行中的飞行器供能的典型涡扇飞行器发动机构造中的压缩机上游的风扇。
定子由多个喷嘴节段形成，喷嘴节段在周向端部处邻接以形成围绕燃气涡轮发动机的轴线的完整环。各个喷嘴节段均可包括单个静叶，其通常称为单件。作为备选，喷嘴节段可以为每个节段具有两个静叶，其大体上称为双件。在第三实施例中，额外数目的静叶可设置在单个节段上。在这些实施例中，静叶在内带与外带之间延伸。
典型的燃气涡轮发动机使用高压涡轮和低压涡轮来使从高温燃烧气体的能量获取尽可能大。涡轮区段通常具有沿发动机的中心纵轴线轴向地设置的内部轴。叶片沿周向分布在转子上，引起内部轴旋转。内部轴连接到转子和空气压缩机两者上，使得涡轮提供旋转输入给空气压缩机以驱动压缩机叶片。这在操作期间对压缩机供能且随后驱动涡轮。当燃烧气体向下游流过涡轮级时，从其获得能量且燃烧气体的压力降低。
在操作中，空气在压缩机中加压且与燃烧器中的燃料相混合以用于生成向下游流过涡轮级的热燃烧气体。这些涡轮级从燃烧气体获得能量。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃烧气体，且包括定子喷嘴组件，其将燃烧气体向下游引导穿过从支承转子盘沿径向向外延伸的一排高压涡轮转子叶片。定子喷嘴以一定方式使热燃烧气体转向，使得相邻的下游涡轮叶片处的获取尽可能大。在两级涡轮中，第二级定子喷嘴组件定位在第一级叶片下游，随后依次为从第二支承转子盘沿径向向外延伸的一排第二级转子叶片。涡轮将燃烧气体能量转换成机械能。
在燃气涡轮发动机的此操作期间，期望的是使移动的转子构件以及与转子构件的径向外侧相对的定子构件之间的密封泄漏尽可能小。限制这些区域中的空隙改善发动机的性能。在操作期间，旋转构件和定子构件的热和机械增长上的较大差异使得难以匹配转子/定子的偏移。当相对偏移增大时，转子/定子空隙增大，允许了泄漏或增大寄生流。暂时失配也导致起飞加速期间的空隙开口。减小发动机空气流泄漏导致改善的燃料效率和减少的燃料焚烧。
将期望克服这些及其它不足，以便减小转子和定子构件之前的空隙并且降低排气温度过调。
概述
根据一些实施例，一种被动空隙控制限制定子构件相对于转子构件之间的热膨胀。低热膨胀系数被动空隙控制环可位于在发动机操作期间热膨胀的静止构件上或附近。控制环由诸如CMC(陶瓷基质复合物)这样具有低热膨胀系数的材料形成，且因此抑制或阻止相邻定子构件随温度升高而膨胀。限制定子构件的膨胀减小转子/定子空隙，且限制沿穿过发动机核心的流动通路的流体的寄生泄漏。
一种空隙控制环组件包括：定子构件，其设置成与燃气涡轮发动机内的转子构件相对；空隙控制环，其由单个结构形成且沿轴向延伸设置在所述定子构件的至少一部分的径向外侧；空隙控制环具有低于定子构件的至少一部分的热膨胀系数，且定子构件的所述至少一部分受限于热膨胀且受限于从转子构件的增长。
一种空隙控制环组件包括压缩机排放压力密封定子、与压缩机排放压力密封转子相对的蜂窝状耐磨件、围绕压缩机排放压力密封定子沿周向延伸的陶瓷基质复合物控制环，陶瓷基质复合物控制环为单件式结构，并且陶瓷基质复合物控制环限制压缩机排放压力密封定子的热膨胀且保持密封定子与密封转子之间紧密的密封空隙。
所有上文列出的特征应当理解为仅为示例性的，且燃气涡轮发动机中的被动空隙控制的很多特征和目的可从本文的公开内容中找到。因此，在未进一步阅读整个说明书、权利要求和其包括的附图的情况下，将理解到该概述没有限制性意义。
附图说明
通过连同附图参照对实施例的以下描述，这些示例性实施例的上文提到的和其它的特征和优点以及获得它们的方式将变得更清楚，且空隙控制特征将更好理解，其中：
图1为示例性燃气涡轮发动机的侧部截面视图；
图2为在压缩机排放压力密封件处的示例性对接部附近的控制环的侧部截面视图；
图3为压缩机内的示例性控制环布置；
图4为控制环的另一个示例性实施例；
图5为控制环的又一个示例性实施例；
图6为具有固持肩部布置的另一个实施例；
图7为具有在壳凸缘的径向外侧位置处的环的另一个实施例；
图8为具有多个控制包覆物的另一个实施例；
图9为具有用于与壳接合的成角度表面的控制环实施例；
图10为具有俘获静叶平台和/或壳结构的凸缘的控制环；
图11为在相邻的壳结构膨胀时闭合间隙的可动控制环的实施例；
图12为图11的备选实施例；
图13为用作叶片护罩环的控制环；
图14为用作叶片护罩环的控制环的备选实施例；
图15为控制环和集成的叶片护罩环的另一个备选实施例；
图16为具有偏置机构的备选实施例的侧部截面视图；
图17为图16的实施例的局部等距视图；
图18为具有多个偏置机构的另一个备选实施例的侧部截面视图；
图19为图18的偏置机构的一个实施例的等距视图；
图20为图19的备选偏置机构的等距视图；以及，
图21为具有图19和图20的偏置机构的示意图的图18的实施例的等距视图。
详细描述
现在将详细地参照提供的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。各个示例通过说明的方式提供，而不限制公开的实施例。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，在不脱离本公开内容的范围或精神的情况下，可在本实施例中做出各种修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的特征可结合另一个实施例使用以产生进一步的实施例。因此，意图使本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
参看图1-图21，绘出了具有被动空隙控制环的燃气涡轮发动机的各种实施例。控制环抑制其自身和相邻的定子硬件的热增长以避免定子构件与转子构件之间的增大间距。如本文使用的用语定子构件是指静止结构，且用语转子构件是指相对于定子构件旋转的旋转构件。
如本文使用的用语"轴向"或"轴向地"是指沿发动机的纵轴线的维度。连同"轴向"或"轴向地"使用的用语"前"是指沿朝发动机入口的方向移动，或构件相比于另一个构件相对地更接近发动机入口。连同"轴向"或"轴向地"使用的用语"后"是指沿朝发动机喷嘴的方向移动，或构件相比于另一个构件相对地更接近发动机喷嘴。
如本文使用的用语"径向"或"径向地"是指在发动机的中心纵轴线与发动机外周之间延伸的维度。用语"近侧"或"向近侧"的单独使用或连同用语"径向"或"径向地"的使用是指沿朝中心纵轴线的方向移动，或构件相比于另一个构件相对地更接近中心纵轴线。用语"远侧"或"向远侧"的单独使用或连同用语"径向"或"径向地"的使用是指沿朝发动机外周的方向移动，或构件相比于另一个构件相对地更接近发动机外周。如本文使用的用语"侧向"或"侧向地"是指垂直于轴向维度和径向维度两者的维度。用语"低热膨胀系数材料"是指随温度升高增长相对较少的材料。
所有方向参考(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针和反时针)仅用于区分目的，以有助于读者对本发明的理解，且不产生限制，特别是关于本发明的位置、定向或使用的限制。连接参考(例如，附接、联接、连接、接合等)应当宽泛地理解，且可包括许多元件之间的中间部件和元件之间的相对移动，除非另外规定。因此，连接参考并不一定是指两个元件直接地连接且相对于彼此处于固定关系。示例性附图仅为了图示的目的，且所附的附图中反映的大小、位置、顺序和相对尺寸可变化。
首先参看图1，示出了燃气涡轮发动机10的示意性侧截面视图。燃气涡轮发动机的功能在于从高压和高温燃烧气体获得能量，且将该能量转换成机械能以用于做功。燃气涡轮发动机10具有发动机入口端12，其中空气进入大体上由压缩机14、燃烧器16和多级高压涡轮20限定的核心或推进器13。总起来说，推进器13在操作期间提供推力或功率。燃气涡轮发动机10可用于航空、发电、工业、船舶等。
在操作中，空气穿过发动机10的空气入口端12进入，且移动穿过至少一个压缩级，在该处，空气压力增大且引导至燃烧器16。压缩空气与燃料混合且焚烧，提供热燃烧气体，热燃烧气体朝高压涡轮20流出燃烧器16。在高压涡轮20处，从热燃烧气体获得能量，引起涡轮叶片旋转，这继而又引起轴24围绕发动机轴线26旋转。取决于涡轮设计，轴24朝发动机的前部经过以继续一个或多个压缩机级14、涡扇18或入口风扇叶片的旋转。涡扇18通过轴28连接到低压涡轮21，且产生用于涡轮发动机10的推力。低压涡轮21也可用于获得更多的能量且对额外的压缩机级供能。
现在参看图2，绘出了压缩机14与燃烧器16之间的对接部的侧部截面视图。在燃烧器16的下游，也示出高压涡轮20的第一级。在所示实施例中，轴24从涡轮20延伸至压缩机14，使得涡轮20的旋转引起压缩机14内的高压转子叶片的旋转。压缩机排放压力密封件30沿着轴24。密封件30包括定子构件32和转子构件34。本实施例的转子构件34描绘为具有大体上沿径向向外延伸的多个密封齿36的迷宫式密封件35。定子构件32设置成与转子构件34相对，且根据本实施例，包括至少耐磨表面，诸如蜂窝材料38和支承臂39。蜂窝结构38设置在支承臂39上。由于该图以截面示出，故本领域的技术人员将理解支承臂39围绕发动机中心线26(图1)沿周向延伸。类似地，耐磨材料38也沿周向延伸。沿周向延伸的耐磨材料38可以形成为多个周向节段或整体结构。
陶瓷基质复合物控制环40设置在密封支承件39的径向外侧。陶瓷基质复合物控制环40提供围绕密封件30的定子构件沿周向延伸的低alpha(α，热膨胀系数)材料。根据一些实施例，控制环可由陶瓷基质复合物(CMC)形成。然而，可使用其它材料，诸如IN 909。控制环40通常具有比控制环40围绕其设置之处的其它材料更低的热膨胀系数。因此，控制环40限制一个或多个定子构件32的热移动。空隙控制环40沿密封件支承臂39的外表面延伸360度。在正常操作期间，密封件支承臂39和/或蜂窝材料38沿径向向外膨胀。控制环40沿径向向外的方向限制定子构件32的热增长。该布置提供了在热膨胀通常增大转子构件34与定子构件32之间的空隙的操作温度和状态下转子构件34与定子构件32之间较紧的空隙。
现在参看图3，本实施例中绘出了示意性高压压缩机14的侧部截面视图。控制环实施例可作为备选用于限制旋转压缩机叶片135与压缩机的外壁之间的空隙以限制空气泄漏。示例性压缩机14包括可与压缩机14的各个级的任何级处的成对的转子构件134和定子构件132相关联的后壳146。示例性的后壳146由第一部分146和第二部分145形成。第一后壳146包括叶片护罩环149，其限定定子构件132的至少一部分，且与压缩机叶片135相对。叶片护罩环149限定压缩机14内的空气流动通路的外壁。静叶133和平台131在后壳146下方。静叶133以期望的方式使空气转动以增大相邻的下游叶片135处的能量获取。上平台131部分地由后壳146的部分所接纳。例如，平台131可包括在轴向端处的凸缘、肋或指部以由相邻的后壳部件的凹槽接纳。作为备选，平台可具有接纳来自壳146的凸缘等的凹槽。可使用其它固持实施例，且这些描述不进行限制。
定子构件132描绘为与转子构件134相对。如该实施例中所述，定子构件132为由后壳146形成的叶片环149。转子构件134与定子构件132相对，根据本实施例，转子构件134由压缩机叶片135限定。为了抑制沿径向向外的方向的热增长且限制叶片135与叶片护罩环149之间的空隙增大，控制环140围绕后壳146的叶片环部分设置。陶瓷基质构件控制环140定位在定子构件132的径向外侧。控制环140为整体的或单件式周向结构，且可具有各种截面形状。例如，根据所示实施例，结构的截面大体上为矩形，且可具有弯曲或尖锐的转角。然而，这仅为示例性的，如将看到的那样，可使用各种形状。如同前述实施例那样，陶瓷基质复合物控制环140在限制围绕转子的空气流泄漏的操作温度下限制定子构件132相对于转子构件134的增长。在正常操作中，叶片护罩环149可由于热状态大体上远离叶片135向外增长。本控制环140抑制这样的增长超过期望量，因此限制增大的空隙。控制环140由提供上支承的后壳145和给控制环140提供下支承的相邻后壳146包绕。在控制环140上方，后壳145、146可栓接在一起。
现在参看图4，绘出了高压压缩机14的备选实施例的侧部截面示意图。在该实施例中，转子构件234再次设置成与定子构件232相对。定子构件232由中壳部件247限定，中壳部件247具有大体上工字形的截面，且连接到并设置在后壳部件245、246之间。中壳部件247围绕发动机中心线沿周向延伸。中壳部件247的下部与后壳部件245、246间隔开，且限定叶片护罩环249。围绕发动机中心线旋转的叶片235在叶片护罩环249下方。如同上述实施例那样，平台131设置在后壳245、246的下方。至少一个陶瓷基质复合物控制环240、241在叶片护罩环249和壳245、246之间的该空间内。根据本实施例，使用了两个环240、241，在中壳部件247的腹板的每侧上一个。这些控制环240、241围绕发动机10的轴线沿周向延伸，且由大体上L形结构形成，以适配在中壳247、后壳245、246以及接合中壳部件247和后壳245、246的静叶平台之间的有限空间内。这些环240、241抑制定子构件232相对于转子构件234沿径向向外的方向的热增长。因此，限制定子与转子构件之间的分离的功能提供了对发动机10的该区域中的空气流改善的密封。
现在参看图5，绘出了另一个备选实施例，其中，后壳345、346提供了陶瓷基质复合物控制环340位于其中的空间。在该实施例中，后壳345、346类似于图3中所示的那些。然而，在该实施例中，控制环340大体上为矩形形状，其中部分地移除了一个转角。这允许静叶平台131的定位。也在该实施例中，控制环340的下侧341并不与相对的长边缘平行，而是改为与发动机10的中心轴线成角度地延伸。控制环340又被俘获在下表面上的壳346与上表面上的壳345和相邻静叶平台131的一部分之间。
现在参看图6，图5的备选实施例在侧部截面视图中绘出。后壳445包括固持肩部449。控制环44包括凸起443，其接合后壳445的固持肩部449。这些结构可反向。
图6的实施例与图5的实施例中的第二差别在于控制环440的底表面与后壳446的上表面之间的间隙447，其定位在控制环440下方。间隙447设在环440与后壳446的底环之间。间隙用于延迟护罩与控制环之间的接触直到达到特定的发动机循环状态。通过设置该间隙和发生接触的点，偏移调节成满足越过所有操作条件的最小空隙。可达到的最小平均空隙将导致对于给定任务的最大性能。
参看图7，陶瓷基质控制环540的实施例描绘为围绕后壳546和545之间的上对接部或凸缘541设置。间隙547设在控制环与后壳之间，以便延迟接触。当后壳545、546栓接在一起时，控制环540俘获在其间，且限制壳545、546的径向向外增长，使得叶片护罩环549不能由于热膨胀而膨胀，或者膨胀超过期望量。
参看图8，绘出了备选实施例，其中多个陶瓷基质复合物包覆物640围绕后壳645、646中的一者或两者的至少一个凸缘的径向外缘沿周向定位。包覆物640的周向位置抑制壳645、646的热增长。这继而又限制了如之前所述的转子构件634与定子构件632之间的空隙。包覆物640可包括一个或多个包覆物，其可由各种截面形状形成。该截面形状可完全相同或可不同。在本实施例中，包覆物为圆形截面，且具有相同形状。
现在参看图9，后壳746、745包括相对于发动机轴线沿径向延伸的凸缘，且包括其间的间隙747，控制环740的肋结构748延伸到间隙747中。壳745、746的凸缘中的一个可相对于径向方向略微成角度，以便控制环740略微楔入壳746、745的凸缘之间的间隙内。控制环740还限定叶片护罩环749，其限定保持叶片末梢空隙的结构。
现在参看图10，示出了具有后壳845、846的备选实施例。控制环840在壳846、845之间联锁，且接纳相邻脉络平台吊架851、853的凸缘。另外，关于本实施例，控制环840限定叶片护罩环849，且因此叶片末梢空隙在操作状态期间的膨胀受限。
现在参看图11和图12，绘出了具有相对定向的控制环940、1040的后壳945、946和1045、1046的视图。壳946和1045具有成角度的表面947、1047，其接合控制环940、1040的对应成角度的表面。当壳随着温度升高沿轴向方向增长时，控制环940、1040向下滑动以保持或减小叶片护罩环与叶片末梢的间隙。另外，期望的功能是减少寄生空气流泄漏。这些实施例还绘出了限定与转子构件相对的叶片护罩环的控制环940、1040。
现在参看图13，后壳1146、1145定位成其中控制环1140俘获在各个壳1145、1146的沿轴向延伸的凸缘之间。控制环1140限定叶片护罩环1149，抑制由于热膨胀引起的热增长和空气泄漏。
现在参看图14，绘出了具有后壳1245、1246的实施例，其中后壳1246由陶瓷基质复合物形成。因此，后壳1246限定叶片护罩环1249，且材料抑制增长以及转子构件1234与定子构件1232之间的泄漏。
现在参看图15，绘出了其中后壳1346具有由陶瓷基质复合物形成的凸缘1347的实施例。相邻的叶片护罩环1349由具有较高热膨胀系数的材料形成，且相比凸缘1347增长得更多。在操作中，凸缘1347作用为用于叶片护罩环1349的增长限制物。该组件还限制叶片护罩环1349处的叶片末梢间隙的增大且抑制泄漏。
由于低alpha材料相比相邻的硬件增长得更少，且需要初始间隙来尽可能增大有效性，故偏置机构可选地用于在所有时间和情况下都保持控制环强制地定位(与相邻定子构件同心)。偏置力可由各种形式的弹簧提供，以便提供沿径向方向、轴向方向或两者的偏置。偏置力在停机时保持径向约束和轴向约束中的一者或两者，然后按硬件需要偏移。弹簧还允许由于延迟接合引起的CMC环中的较低应力，这另外地阻止使用低强度CMC环用于空隙控制。
现在参看图16，CMC环1440绘出为在后壳1445、1446之间。间隙1442位于壳1446、1445之间。该间隙1442允许发动机的操作期间的CMC环1440的增长。偏置机构1444位于CMC环1440附近的间隙1442内。偏置机构1444为根据本实施例的弹簧，且提供穿过具有第一腿部和第二腿部的L形形状的轴向力和径向力。各个腿部沿轴向方向和径向方向中的一者偏置。各个腿部均可具有一个或多个凸起1447以接合相邻结构且提供力在环1440上。弹簧1444在发动机处于冷状态时具有正常位置以定位环1440。弹簧1444抑制CMC环1440在间隙1442内自由浮动。
现在参看图17，绘出了结构1444的一部分的等距视图。偏置机构1444具有成角度(例如，大约90度)接合的第一腿部和第二腿部，然而可使用其它形状或角度。各个腿部均包括一个或多个凸起1447，其接合相邻表面，且可用于关于机构1444的腿部全部地或部分地提供弹簧力。偏置结构1444示为接合环1440(图16)，且可为完全周向的部分，或可由设计完全周向结构的节段或限定部分圆形形状的节段形成。
与其中CMC环设置成较接近流动通路的图16的实施例相反，偏置机构也可在其中CMC环沿径向远离流动通路设置的实施例中使用。例如，再次参看图7，CMC环540位于与流动通路沿径向间隔开的凸缘之间。偏置机构1444可位于凸缘与CMC环540之间，以相对于壳546、545的凸缘强制地定位环540。
现在参看图18，另一个实施例描绘为具有备选偏置机构。CMC环1540设置在壳1546、1545之间，该CMC环1540包括至少一个偏置机构1544。在本实施例中，CMC环1540沿轴向方向和径向方向两者偏置。偏置机构1544在图19中的透视图中示出，且提供沿径向方向的力。偏置机构1544为夹箍状结构，其在本实施例中通过扩展弹簧1544的端部包绕CMC环1540。简要参看图21的透视图，扩展弹簧1544沿CMC环1540的径向外表面设置在通道内。在本实施例中，两个弹簧1544用于沿发动机的径向方向提供偏置力。
现在参看图18、图20和图21，绘出了额外的偏置机构1543，其沿发动机的轴向方向提供偏置力。如同偏置机构1544那样，偏置机构1543可采取各种形式。然而，本实施例使用弹簧1543，其大体上为圆柱形。弹簧1543还具有带峰部和谷部的多个弯曲的叶，其接合彼此且提供偏置力或用于热膨胀的补偿。以此方式，偏置机构1543强制地定位CMC环1540，但允许沿轴向方向的一些膨胀。类似地，机构1544沿径向方向强制地定位CMC环1540，但补偿环1540的膨胀且一旦发动机冷却就使环1540偏置。本领域的技术人员可认识到，这些实施例可结合本说明书中前述实施例和可能未示出的其它实施例中的任何实施例使用。此外，如果这样定向，则偏置机构1543、1544还可沿径向方向、轴向方向或其它方向起作用。
尽管本文描述和示出了多个创造性实施例，但本领域的普通技术人员将容易构想出多种其它手段和/或结构以用于执行功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优点，且每一个此类变型和/或修改均被认作是在本文所述的实施例的创造性范围内。更一般而言，本领域的技术人员将容易认识到本文所述的所有参数、尺寸、材料和构造都意图为示例性的，且实际参数、尺寸、材料和/或构造将取决于创造性教导内容使用的一个或多个特定应用。本领域的技术人员将认识到或能够使用仅常规实验就确定本文所述的特定创造性实施例的许多等同方案。因此将理解的是，前述实施例仅通过示例的方式提出，且在所附权利要求及其等同物的范围内，创造性实施例可除明确描述和请求保护之外那样实施。本公开内容的创造性实施例针对本文所述的各个独立特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。另外，两个或更多个此类特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合(如果这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不相互矛盾)包括在本公开内容的创造性范围内。
示例用于公开实施例，包括最佳模式，且还允许本领域的任何技术人员实现设备和/或方法，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。这些示例不意图详尽或将本公开内容限于公开的确切步骤和/或形式，且鉴于以上教导内容的许多修改和变型是可能的。本文所述的特征可以组合成任何组合。本文所述的方法的步骤可以在物理上可能的任何顺序来执行。
如本文限定和使用的任何定义都应当理解为受词典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或限定用语的普通意义支配。如这里在说明书和权利要求中使用的不定冠词"一"和"一个"除非另外明确指出，则应当理解为意思是"至少一个"。如这里在说明书和权利要求中使用的短语"和/或"应当理解为意思是这样结合的元件中的"任一者或两者"，即，在一些情况中结合地存在而在其它情况中分离地存在的元件。
还应当理解的是，除非另外清楚地指出，在本文请求保护的包括一个以上的步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不一定限于阐述的方法的步骤或动作的顺序。
在权利要求以及以上说明书中，所有过渡短语如"包括"、"包含"、"携带"、"具有"、"含有"、"涉及"、"保持"、"构成"等应理解为开放的，即，意思是包括但不限于。如美国专利局专利审查程序手册2111.03段中所述，仅过渡短语"由...组成(consisting of)"和"基本上由...组成(consisting essentially of)"应当分别是封闭或半封闭的过渡短语。

Claims (36)

1.一种空隙控制环组件，包括：
定子构件，其设置成与燃气涡轮发动机内的转子构件相对；
空隙控制环，其由单个结构形成且沿周向延伸设置在所述定子构件的至少一部分的径向外侧，其中所述空隙控制环由陶瓷基质复合物形成；
所述空隙控制环具有低于所述定子构件的所述至少一部分的热膨胀系数；以及，
其中，所述定子构件的所述至少一部分受限于热膨胀且受限于相对于所述转子构件的热增长。
2.根据权利要求1所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环定位在压缩机排气压力密封件上。
3.根据权利要求2所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述定子构件包括耐磨材料。
4.根据权利要求3所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述转子构件包括在所述耐磨材料附近旋转的迷宫式密封件。
5.根据权利要求1所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环设置在所述燃气涡轮发动机的压缩机中。
6.根据权利要求5所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述定子构件包括叶片环。
7.根据权利要求6所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环围绕所述叶片环向外且沿周向设置。
8.根据权利要求7所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环俘获在第一后壳与第二后壳之间。
9.根据权利要求1所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括设置在后壳结构之间的中壳环。
10.根据权利要求9所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环为由所述中壳环分开的第一环和第二环构成且设置在所述后壳结构与所述中壳环的叶片环之间。
11.根据权利要求8所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环的至少一个表面相对于所述燃气涡轮发动机的轴线成角度。
12.根据权利要求8所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件在所述第一后壳和所述第二后壳中的一者上还包括凸起和固持肩部中的一者，且在所述空隙控制环上包括所述凸起和所述固持肩部中的另一者，其中所述凸起接合在相应的固持肩部上。
13.根据权利要求1所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括第一壳和第二壳，所述第一壳和所述第二壳各自具有凸缘。
14.根据权利要求13所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环设置在所述凸缘中的至少一个凸缘处。
15.根据权利要求14所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括围绕所述至少一个凸缘延伸的多个控制包覆物。
16.根据权利要求13所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括在所述第一壳的第一凸缘与所述第二壳的第二凸缘之间的间隙。
17.根据权利要求16所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括延伸到所述间隙中的肋。
18.根据权利要求17所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括从空隙控制环延伸且接合相邻的静叶平台的凸缘。
19.根据权利要求8所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述第一后壳和所述第二后壳中的一者具有成角度的接合表面。
20.根据权利要求19所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环具有成角度的接合表面，空隙控制环的所述接合表面可滑动地接合所述第一后壳和所述第二后壳中的所述一者的所述成角度的接合表面。
21.根据权利要求1所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环形成叶片环。
22.根据权利要求21所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环包括凸缘，所述凸缘接合所述叶片环。
23.一种空隙控制环组件，包括：
压缩机排放压力密封定子；
与压缩机排放压力密封转子相对的蜂窝状耐磨件；
围绕所述压缩机排放压力密封定子沿周向延伸的陶瓷基质复合物控制环；
所述陶瓷基质复合物控制环为单件式结构；以及，
所述陶瓷基质复合物控制环限制所述压缩机排放压力密封定子的热膨胀且保持所述压缩机排放压力密封定子与所述压缩机排放压力密封转子之间紧密的密封空隙。
24.根据权利要求23所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述陶瓷基质复合物控制环设置在具有蜂窝状耐磨件的压缩机排放压力密封定子上。
25.根据权利要求23所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括发动机壳。
26.根据权利要求25所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括设置在所述发动机壳附近的所述陶瓷基质复合物控制环。
27.根据权利要求26所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述陶瓷基质复合物控制环设置在所述发动机壳的限定流动通路的径向最内壁附近。
28.根据权利要求27所述的空隙控制环组件，其特征在于，具有偏压机构，所述偏压机构是设置在所述陶瓷基质复合物控制环与所述径向最内壁之间的弹簧。
29.根据权利要求27所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述陶瓷基质复合物控制环控制所述发动机壳与涡轮叶片之间的空隙。
30.根据权利要求26所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述陶瓷基质复合物控制环设置在流动通路内。
31.根据权利要求26所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述陶瓷基质复合物控制环设置在所述发动机壳的径向外端处。
32.根据权利要求26所述的空隙控制环组件，其特征在于，具有偏压机构，所述偏压机构是在所述陶瓷基质复合物控制环上的至少一个弹簧。
33.根据权利要求32所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述至少一个弹簧在所述发动机壳的径向外表面上。
34.根据权利要求33所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述至少一个弹簧为径向弹簧。
35.根据权利要求32所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述空隙控制环组件还包括沿轴向方向作用的所述至少一个弹簧。
36.根据权利要求35所述的空隙控制环组件，其特征在于，所述至少一个弹簧为轴向弹簧。
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