CN107075961B - 供用于涡轮发动机中的位于过渡道和第一排叶片组件之间的密封组件 - Google Patents

Abstract

一种在过渡密封结构（14）和叶片密封结构（18）之间的密封组件（12）包括密封结构（30），所述过渡密封结构与过渡道（10）的下游端部（16）相关联，且所述叶片密封结构与燃气涡轮发动机的第一排叶片组件（24）中的叶片结构（22）的上游端部（20）相关联。密封结构（30）包括内部和外部密封构件（34、36），每个均具有径向延伸的第一腿部（34A、36A）和轴向延伸的第二腿部（34B、36B），所述第一腿部和第二腿部使每个密封构件具有L或V形状。所述密封构件被布置成嵌套关系，使得密封构件中的一个定位在另一个密封构件的第一腿部与第二腿部之间。内部和外部密封构件的第一和/或第二腿部被接收在至少部分地由过渡密封结构和叶片密封结构中的一者限定的对应槽（40、50）中。

Description

供用于涡轮发动机中的位于过渡道和第一排叶片组件之间的 密封组件

技术领域

本发明涉及一种供用于燃气涡轮发动机中的密封组件，且更具体地涉及位于过渡道的下游端部和在进入发动机的涡轮机段中的入口处的第一排叶片组件之间的密封组件。

背景技术

常规可燃燃气涡轮发动机包括压缩机段、包括多个燃烧室的燃烧段和涡轮机段。环境空气在压缩机段中被压缩，并输送到燃烧段中的燃烧室。燃烧室将压缩空气与燃料相结合，并点燃该混合物从而产生限定热工作气体的燃烧产物，所述热工作气体以湍流方式高速流动。工作气体经由多个过渡道被引导到涡轮机段。数排静叶片组件和旋转动叶片组件位于涡轮机段内。旋转动叶片组件联接到涡轮机转子。当工作气体通过涡轮机段膨胀时，工作气体导致动叶片组件旋转并因此导致涡轮机转子旋转。涡轮机转子可链接到发电机，其中，涡轮机转子的旋转能够用于在发电机中发电。

过渡道定位成邻近于燃烧室，并通过与第一排叶片组件相关联的涡轮机入口结构将工作气体引导到涡轮机段中。由于过渡道和涡轮机入口结构由不同材料形成，所以其经历不同量的热生长。也就是说，过渡道和涡轮机入口结构两者可由于相应部件的热生长而相对于彼此径向地、周向地和/或轴向地运动。因此，通常在燃气涡轮发动机中在过渡道与涡轮机入口结构之间使用密封组件，以最小化在进入涡轮机段中的工作气体与冷却空气（即，冷的压缩机排气）之间的泄漏，所述冷却空气用于冷却燃气涡轮发动机内的结构。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种密封组件被设置在过渡密封结构和叶片密封结构之间，所述过渡密封结构与过渡道的下游端部相关联，且所述叶片密封结构与燃气涡轮发动机的第一排叶片组件中的叶片结构的上游端部相关联。密封组件包括第一密封结构，所述第一密封结构包括内部密封构件和外部密封构件，每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件均具有L或V形状。每个密封构件均包括多个周向间隔开的凹口，所述凹口从第一腿部和第二腿部中的至少一者的边缘朝向接合处延伸。内部密封构件和外部密封构件被布置成嵌套关系，使得密封构件中的一个定位在另一个密封构件的第一腿部与第二腿部之间，从而使得内部密封构件和外部密封构件的相应接合处彼此邻近。内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由过渡密封结构和叶片密封结构中的一者限定的对应槽中。内部密封构件和外部密封构件被布置成使得内部密封构件的凹口中的至少一些不与外部密封构件的凹口周向地对准。

槽可完全由过渡密封结构和叶片密封结构中的一者限定。

内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部可被接收在对应的第一槽和第二槽中，所述第一槽至少部分地由过渡密封结构限定，且所述第二槽至少部分地由叶片密封结构限定。

密封组件可进一步包括防转销，所述防转销从过渡密封结构和叶片密封结构中的至少一者延伸到形成于内部密封构件和外部密封构件中的对应防转槽中，所述防转销妨碍内部密封构件和外部密封构件相对于过渡密封结构和叶片密封结构中的至少一者的周向运动。

内部密封构件和外部密封构件可被布置成搭叠构型，使得内部密封构件的第一周向端部不与外部密封构件的第一周向端部周向地对准且内部密封构件的第二周向端部不与外部密封构件的第二周向端部周向地对准。

叶片密封结构可包括环形叶片密封保持件，其至少部分地限定接收内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部中的至少一者的槽，其中，所述环形叶片密封保持件为密封结构提供径向约束以妨碍密封结构相对于叶片密封结构的径向运动。

过渡密封结构可包括共同至少部分地限定槽的多个周向间隔开的过渡密封保持件，所述槽接收内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部。

叶片密封结构可包括共同至少部分地限定第二槽的多个周向间隔开的叶片密封保持件，所述第二槽接收内部密封构件和外部密封构件两者的第二腿部。

密封组件可进一步包括侧密封件，所述侧密封件从第一密封结构径向地延伸并且密封在过渡密封结构和周向地邻近的过渡道的过渡密封结构之间的间隙。

第一密封结构可包括与过渡密封结构的径向外部部分相关联的外部密封结构，且密封组件可进一步包括第二密封结构，所述第二密封结构包括具有内部密封构件和外部密封构件的内部密封结构。第二密封结构的每个密封构件均包括径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状，每个密封构件均包括多个周向间隔开的凹口，所述凹口从第一腿部和第二腿部中的至少一者的边缘朝向接合处延伸。第二密封结构的内部密封构件和外部密封构件可被布置成嵌套关系，使得密封构件中的一个定位在另一个密封构件的第一腿部与第二腿部之间，从而使得第二密封结构的内部密封构件和外部密封构件的相应接合处彼此邻近。第二密封结构的内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部中的至少一者可被接收在至少部分地由过渡密封结构和叶片密封结构中的一者限定的对应槽中。第二密封结构的内部密封构件和外部密封构件可被布置成使得内部密封构件的凹口中的至少一些不与外部密封构件的凹口周向地对准。

根据本发明的第二方面，一种密封组件被设置在过渡密封结构和叶片密封结构之间，所述过渡密封结构与过渡道的下游端部相关联，且所述叶片密封结构与燃气涡轮发动机的第一排叶片组件中的叶片结构的上游端部相关联。密封组件包括外部密封结构，其包括内部密封构件和外部密封构件，每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状。内部密封构件和外部密封构件被布置成嵌套关系，使得密封构件中的一个定位在另一个密封构件的第一腿部与第二腿部之间，从而使得内部密封构件和外部密封构件的相应接合处彼此邻近。内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由过渡密封结构和叶片密封结构中的一者限定的对应槽中。密封组件进一步包括内部密封结构，所述内部密封结构包括内部密封构件和外部密封构件，内部密封结构的每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状。内部密封结构的内部密封构件和外部密封构件被布置成嵌套关系，使得密封构件中的一个定位在另一个密封构件的第一腿部与第二腿部之间，从而使得内部密封构件和外部密封构件的相应接合处彼此邻近。内部密封结构的内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由过渡密封结构和叶片密封结构中的一者限定的对应槽中。

外部密封结构和内部密封结构的槽可完全地由过渡密封结构和叶片密封结构中的相应一个限定。

内部密封结构和外部密封结构中的每一者的内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部和第二腿部可被接收在对应的第一槽和第二槽中，所述第一槽至少部分地由过渡密封结构限定，且所述第二槽至少部分地由叶片密封结构限定。

密封组件可进一步包括相应的外部防转销和内部防转销，所述外部防转销和内部防转销从过渡密封结构和叶片密封结构中的至少一者延伸到对应防转槽（其形成于相应的内部密封结构和外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件中）中。这些防转销妨碍外部和内部密封结构的对应内部和外部密封构件相对于相应的过渡密封结构和叶片密封结构中的至少一者的周向运动。

叶片密封结构可包括环形叶片密封保持件，所述环形叶片密封保持件至少部分地限定接收外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件两者的第二腿部的槽，所述环形叶片密封保持件为外部密封结构提供径向约束以妨碍外部密封结构相对于叶片密封结构的径向运动。过渡密封结构可包括至少部分地限定第二槽的至少一个轴向过渡密封保持件，所述第二槽接收外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部，所述轴向过渡密封保持件为外部密封结构提供轴向约束以妨碍外部密封结构相对于过渡密封结构的轴向运动。

过渡密封结构可包括共同至少部分地限定与外部密封结构相关联的槽的多个周向间隔开的过渡密封保持件，所述槽接收外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件两者的第一腿部。叶片密封结构可包括共同至少部分地限定与外部密封结构相关联的第二槽的多个周向间隔开的叶片密封保持件，所述第二槽接收外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件两者的第二腿部。

密封组件可进一步包括侧密封件，所述侧密封件从外部密封结构径向地延伸到内部密封结构并且密封在过渡密封结构和周向地邻近的过渡道的过渡密封结构之间的间隙。

内部和外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件中的每一者均可包括多个周向间隔开的凹口，所述凹口从相应密封构件的第一腿部和第二腿部中的至少一者的边缘朝向对应接合处延伸。内部和外部密封结构的内部密封构件和外部密封构件可被布置成使得内部密封构件的凹口中的至少一些不与对应外部密封构件的凹口周向地对准。

附图说明

虽然本说明书以具体地指出且明确要求保护本发明的权利要求结束，但是相信从结合附图的以下描述将更好地理解本发明，在附图中，类似附图标记指示类似元件，并且其中：

图1是包括根据本发明的实施例的密封组件的一部分的过渡道的透视图；

图2是图1的密封组件的外部密封结构的区段的透视图；

图3是图1的过渡道和密封组件以及叶片结构的侧横截面图，所述叶片结构与过渡道配合以支撑密封组件；

图4是示出图3中所图示的结构的外部部分的放大视图；

图5是图1的密封组件的内部密封结构的区段的透视图；

图6是示出图3中所图示的结构的内部部分的放大视图；

图7是图1的密封组件部分和过渡道的一部分的局部透视图；以及

图8和图9是根据本发明的另一个实施例的密封组件部分和过渡道的透视图。

具体实施方式

在优选实施例的以下详细描述中，参考附图，该附图形成其一部分，且在其中以举例说明的方式且不以限制的方式示出可在其中实践本发明的特定优选实施例。应当理解，可利用其他实施例，且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出改变。

参考图1，示出了根据本发明的方面的密封组件12的一部分和过渡道10。密封组件12定位在过渡密封结构14和叶片密封结构18之间并由这两者支撑，所述过渡密封结构与过渡道10的下游端部16相关联，且所述叶片密封结构与燃气涡轮发动机的第一排叶片组件24（参见图3）中的叶片结构22的上游端部20相关联。如本文中将描述的，密封组件12限制在从过渡道10传递通过发动机的涡轮机段28的热气体路径26（参见图3）与最接近第一排叶片组件24且位于涡轮机段28中的数个区域之间的流体泄漏，所述区域包含用于冷却发动机内待冷却的结构的冷却流体。也就是说，密封组件12限制热气体路径26中的热工作气体泄漏到这些区域中，并且也限制在这些区域中的冷却流体泄露到热气体路径26中。如本领域的普通技术人员将理解的，燃气涡轮发动机中的典型环管燃烧系统包括与对应的燃烧室组件相关联的多个周向间隔开的过渡道10，且第一排叶片组件24围绕延伸通过涡轮机段28的转子（未示出）周向地延伸。

参见图3，密封组件12包括：外部密封结构30，其与密封组件12的径向外部部分相关联；以及内部密封结构32，其与密封组件12的径向内部部分相关联。外部密封结构30和内部密封结构32各自由多个周向地邻近的密封结构区段30A、32A形成，所述区段可由高温合金材料（诸如，例如，INCONEL 718（INCONEL是位于纽约新哈特福德的特殊金属公司的注册商标））的薄片形成。

参考图2，外部密封结构30包括内部密封构件34和外部密封构件36，每个密封构件均具有V或L形状。每个密封构件34、36的V或L形状由相应的径向延伸的第一腿部34A、36A和轴向延伸的第二腿部34B、36B形成，所述第二腿部从与对应第一腿部34A、36A的接合处34C、36C横向地（例如，以近似90度的角度）延伸。如图2中所示，内部密封构件34和外部密封构件36被布置成嵌套关系，其中，外部密封构件36定位在内部密封构件34的第一腿部34A与第二腿部34B之间，使得内部密封构件34和外部密封构件36的相应接合处34C、36C彼此邻近且彼此接触。第一和/或第二腿部34A、36A、34B、36B可点焊在一起以防止内部密封构件34和外部密封构件36之间发生分离/相对运动。

现参考图3和图4，内部密封构件34和外部密封构件36两者的第一和第二腿部34A、36A、34B、36B被接收在至少部分地由过渡密封结构14和叶片密封结构18限定的对应槽中。更具体地，内部密封构件34和外部密封构件36的第一腿部34A、36A被接收在外部过渡槽40中，所述外部过渡槽由过渡密封结构14的环形凸缘42（其从过渡道10的下游端部16径向向外延伸）和附接（例如，栓接）到凸缘42的环形外部密封保持件44（本文中也称为“轴向过渡密封保持件”）限定。外部密封保持件44和凸缘42也附接（例如，栓接）到发动机壳46的一部分，所述发动机壳绕发动机延伸从而为过渡道10提供结构支撑。内部密封构件34和外部密封构件36的第二腿部34B、36B被接收在外部叶片槽50中，所述外部叶片槽由叶片密封结构18的环形外部叶片密封保持件52限定。参见图3和图4，外部叶片密封保持件52也附接（例如，栓接）到发动机壳46。外部叶片密封保持件52也接收第一排叶片密封件54，其密封在外部叶片密封保持件52和第一排叶片组件24的外部护罩58之间的间隙56。

内部密封构件34和外部密封构件36的第一腿部34A、36A优选地被相对紧固地接收在外部过渡槽40内以最小化外部密封结构30相对于过渡密封结构14的轴向运动，轴向方向对应于热气体流动通过热气体路径26通过涡轮机段28的总体方向，例如，如图3中所示的从左到右。也就是说，内部密封构件34和外部密封构件36的第一腿部34A、36A优选地被足够紧固地接收在外部过渡槽40内从而为外部密封结构30提供轴向约束来妨碍外部密封结构30相对于过渡密封结构14的轴向运动，同时仍准许外部密封结构30和过渡密封结构14中的一者或两者在发动机操作期间发生少量热膨胀。类似地，内部密封构件34和外部密封构件36的第二腿部34B、36B优选地被相对紧固地接收在外部叶片槽50内以最小化外部密封结构30相对于叶片密封结构18的径向运动。也就是说，内部密封构件34和外部密封构件36的第二腿部34B、36B优选地被足够紧固地接收在外部叶片槽50内从而为外部密封结构30提供径向约束来妨碍外部密封结构30相对于叶片密封结构18的径向运动，同时仍准许外部密封结构30和叶片密封结构18中的一者或两者在发动机操作期间发生少量热膨胀。

注意，尽管内部密封构件34和外部密封构件36的第一腿部34A、36A被接收在仅部分地由过渡密封结构14限定的外部过渡槽40中（即，由于外部密封保持件44限定外部过渡槽40的轴向下游侧），但是外部过渡槽40可完全由过渡密封结构14限定（例如，其中，从凸缘42中切割出凹槽或槽），其中，内部密封构件34和外部密封构件36的第一腿部34A、36A将位于完全由过渡密封结构14限定的外部过渡槽内。如果外部过渡槽将完全由过渡密封结构14限定，那么外部叶片槽50可仅部分地由外部叶片密封保持件52限定，例如，其中，外部叶片槽50可被限定在外部叶片密封保持件52的外表面52A和轴向延伸的板或一系列周向间隔开的突出部之间。

返回参考图1，多个外部防转销60从凸缘42轴向地延伸通过形成于内部密封构件34和外部密封构件36中的对应外部防转槽34D、36D（参见图2）。图1中所示的外部防转销60也延伸通过外部密封保持件44，尽管不一定是这样，即，外部防转销60可延伸到但不延伸通过外部密封保持件44。

如图2中所示，槽34D、36D形成于内部密封构件34和外部密封构件36的第一腿部34A、36A中且彼此周向地对准，使得外部防转销60延伸通过内部密封构件34和外部密封构件36两者以妨碍外部密封结构30相对于过渡密封结构14和叶片密封结构18的周向（旋转）运动。虽然图1中所图示的外部防转销60从过渡密封结构14的凸缘42轴向地延伸，但外部防转销60可额外地或替代地从叶片密封结构18的外部叶片密封保持件52径向地延伸，其中，槽34D、36D将对应地位于密封构件34、36的第二腿部34B、36B中。

仍参考图2，每个密封构件34、36均进一步包括多个周向间隔开的凹口66。凹口66从相应的第二腿部34B、36B的边缘34E、36E（图4中示出了边缘34E、36E）朝向对应接合处34C、36C延伸。如图2中所示，凹口66延伸通过密封构件34、36的接合处34C、36C，并且径向向外延伸到第一腿部34A、36A中。凹口66在操作期间适应密封构件34、36的热膨胀，即通过在各种发动机操作状态期间被加热或冷却时，允许密封构件34、36发生一些收缩和/或膨胀。如图2中所示，凹口66包括在凹口66的端部（在第二腿部34B、36B的边缘34E、36E的远侧）处的扩大部分或锁眼66A。

参见图2，内部密封构件34和外部密封构件36被布置成使得内部密封构件34的凹口66中的至少一些（及优选地内部密封构件34的所有凹口66）不与外部密封构件36的凹口66周向地对准。因此，尽管少量冷却流体可计量通过外部密封结构30（即，通过凹口66），但是由于内部密封构件34和外部密封构件36的凹口66并未周向地对准，所以通过外部密封结构30的总泄漏量被减少，因为并未提供通过内部密封构件34和外部密封构件36的直接径向路径。

内部密封构件34和外部密封构件36还被布置成搭叠构型，其中，内部密封构件34的第一周向端部34F不与外部密封构件36的第一周向端部36F周向地对准，且内部密封构件34的第二周向端部34G不与外部密封构件36的第二周向端部36G周向地对准。因此，内部密封构件34和周向地邻近的外部密封结构区段30A的内部密封构件34之间的任何周向间隙不与在外部密封构件36和周向地邻近的外部密封结构区段30A的外部密封构件36之间的任何周向间隙周向地对准，使得避免了直接径向泄漏路径。注意，每个区段30A的第一和/或第二腿部34A、36A、34B、36B可点焊到邻近区段30A的第二和/或第一腿部34B、36B、34A、36A以防止区段30A之间发生分离/相对运动，不过区段30A之间的连接可用作铰接件以用于在发动机操作期间符合过渡密封结构14的变形，如下文将描述的。

参考图5，内部密封结构32包括内部密封构件74和外部密封构件76，每个密封构件均具有V或L形状。每个密封构件74、76的V或L形状均由径向延伸的第一腿部74A、76A和轴向延伸的第二腿部74B、76B形成，所述第二腿部从与对应第一腿部74A、76A的接合处74C、76C横向地（例如，以近似90度的角度）延伸。如图5中所示，内部密封构件74和外部密封构件76被布置成嵌套关系，其中，外部密封构件76定位在内部密封构件74的第一腿部74A与第二腿部74B之间，使得内部密封构件74和外部密封构件76的相应接合处74C、76C彼此邻近且彼此接触。第一和/或第二腿部74A、76A、74B、76B可点焊在一起以防止内部密封构件74和外部密封构件76之间发生分离/相对运动。

现参考图3和图6，内部密封构件74和外部密封构件76两者的第一和第二腿部74A、76A、74B、76B被接收在至少部分地由过渡密封结构14和叶片密封结构18限定的对应槽中。更具体地，内部密封构件74和外部密封构件76的第一腿部74A、76A被接收在内部过渡槽80中，所述内部过渡槽由过渡密封结构14的内部凸缘82（本文中也称为“轴向过渡密封保持件”）限定，所述内部凸缘从过渡道10的下游端部16径向向内延伸。内部密封构件74和外部密封构件76的第二腿部74B、76B被接收在内部叶片槽90中，所述内部叶片槽由叶片密封结构18的环形内部叶片密封保持件92和附接（例如，栓接）到环形内部叶片密封保持件92的环形内部密封保持件板94限定。

内部密封构件74和外部密封构件76的第一腿部74A、76A优选地被相对紧固地接收在内部过渡槽80内以最小化内部密封结构32相对于过渡密封结构14的轴向运动。也就是说，内部密封构件74和外部密封构件76的第一腿部74A、76A优选地被足够紧固地接收在内部过渡槽80内从而为内部密封结构32提供轴向约束来妨碍内部密封结构32相对于过渡密封结构14的轴向运动，同时仍准许内部密封结构32和过渡密封结构14中的一者或两者在发动机操作期间发生少量热膨胀。类似地，内部密封构件74和外部密封构件76的第二腿部74B、76B优选地被相对紧固地接收在内部叶片槽90内以最小化内部密封结构32相对于叶片密封结构18的径向运动。也就是说，内部密封构件74和外部密封构件76的第二腿部74B、76B优选地被足够紧固地接收在内部叶片槽90内从而为内部密封结构32提供径向约束来妨碍内部密封结构32相对于叶片密封结构18的径向运动，同时仍准许内部密封结构32和叶片密封结构18中的一者或两者在发动机操作期间发生少量热膨胀。

注意，尽管内部密封构件74和外部密封构件76的第二腿部74B、76B被接收在仅部分地由叶片密封结构18限定的内部叶片槽90中（即，由于环形内部叶片密封保持件板94限定内部过渡槽90的径向外侧），但是内部叶片槽90可完全由叶片密封结构18限定，例如，其中，从环形内部叶片密封保持件92中切割出凹槽或槽，其中，内部密封构件74和外部密封构件76的第二腿部74B、76B将位于完全由叶片密封结构18限定的内部叶片槽内。如果内部叶片槽将完全由叶片密封结构18限定，那么内部过渡槽80可仅部分地由内部凸缘82限定，例如，其中，内部过渡槽80可被限定在内部凸缘82的轴向上游或下游表面与径向延伸的板或一系列周向间隔开的突出部之间。

如图6中所示，多个内部防转销100（图6中仅示出了一个）在内部叶片密封保持件92与环形内部密封保持件板94之间径向地延伸通过形成于内部密封构件74和外部密封构件76中的对应外部防转槽74D、76D（也参见图5）。如图5中所示，槽74D、76D形成于内部密封构件74和外部密封构件76的第二腿部74B、76B中且彼此周向地对准，使得内部防转销100延伸通过内部密封构件74和外部密封构件76两者以妨碍内部密封结构32相对于过渡密封结构14和叶片密封结构18的周向（旋转）运动。虽然图6中所图示的内部防转销100从内部叶片密封保持件92径向地延伸到内部密封保持件板94并形成为内部密封保持件板94的不可或缺的部分，但内部防转销100可额外地或替代地从过渡密封结构14的内部凸缘92轴向地延伸，其中，槽74D、76D将对应地位于密封构件74、76的第一腿部74A、76A中。

如图5中最清晰地示出的，每个密封构件74、76均进一步包括多个周向间隔开的凹口106，所述凹口从相应的第二腿部74B、76B的边缘74E、76E朝向对应接合处74C、76C延伸。在所示的实施例中，凹口106延伸通过密封构件74、76的接合处74C、76C，并且径向向外延伸到第一腿部74A、76A中。凹口106在操作期间适应密封构件74、76的热膨胀，即，通过在各种操作状态期间被加热或冷却时，允许密封构件74、76发生一些收缩和/或膨胀。如图5中所示，凹口106包括位于所述凹口的端部（在第二腿部74B、76B的边缘74E、76E远侧）处的扩大部分或锁眼106A。

仍参考图5，内部密封构件74和外部密封构件76被布置成使得内部密封构件74的凹口106中的至少一些（及优选地内部密封构件74的所有凹口106）不与外部密封构件76的凹口106周向地对准。因此，尽管少量冷却流体可计量通过内部密封结构32（即，通过凹口106），但是由于内部密封构件74和外部密封构件76的凹口106并未周向地对准，所以通过内部密封结构32的总泄漏量被减少，因为并未提供通过内部密封构件74和外部密封构件76的直接径向路径。

内部密封构件74和外部密封构件76还被布置成搭叠构型，其中，内部密封构件74的第一周向端部74F不与外部密封构件76的第一周向端部76F周向地对准，且内部密封构件74的第二周向端部74G不与外部密封构件76的第二周向端部76G周向地对准。因此，内部密封构件74和周向地邻近的内部密封结构区段32A的内部密封构件74之间的任何周向间隙不与在外部密封构件76和周向地邻近的内部密封结构区段32A的外部密封构件76之间的任何周向间隙周向地对准，使得避免了直接径向泄漏路径。注意，每个区段32A的第一和/或第二腿部74A、76A、74B、76B均可点焊到邻近区段32A的第二和/或第一腿部74B、76B、74A、76A以防止区段32A之间发生分离/相对运动，不过区段32A之间的连接可用作铰接件以用于在发动机操作期间符合过渡密封结构14的变形，如下文将描述的。

返回参考图1，密封组件12进一步包括多个径向延伸的侧密封件120（图1中示出了一个），所述侧密封件定位在周向地邻近的过渡道10的下游端部16之间。侧密封件120从外部密封结构30径向地延伸到内部密封结构32并且密封在周向地邻近的过渡道10之间的间隙122，尽管可根据需要使一量的冷却流体计量通过侧密封件120。

在发动机操作期间，本文中所描述的密封组件12限制在热气体路径26和靠近过渡道10的下游端部16和第一排叶片组件24的数个区域（所述区域包含冷却流体）之间的流体泄漏，如上文所讨论的。外部密封结构30和内部密封结构32的布置和构型使密封载荷表面相对于周围的部件重新定位，使得对这些部件有害的应力被认为被抵消，这产生更好的零件寿命。此外，能够将常规等离子喷涂耐磨涂层施用于外部和内部密封结构30、32以进一步延长外部和内部密封结构30、32的寿命。

此外，除如上文所论述的适应热膨胀之外，形成于密封构件34、36、74、76中的凹口66、106使密封构件34、36、74、76具有灵活性以在发动机操作期间符合密封构件34、36、74、76所接触的表面，因此提高了密封组件12的密封效率。外部和内部密封结构30、32的内部和外部密封构件34、36、74、76的搭叠布置也通过允许密封结构区段30A、32A中的每一者相对于彼此铰接（这准许外部和内部密封结构30、32在操作期间随过渡密封结构14的变形而扭曲）来提高密封组件12的密封效率。额外地，位于凹口66、106的端部处的锁眼66A、106A用于散开应力，以减小或避免在密封构件34、36、74、76中开裂的倾向。外部密封保持件44也可包括具有对应锁眼（参见图1）的周向间隔开的凹槽44A，以使外部密封保持件44具有灵活性并减小或避免在外部密封保持件44中开裂的倾向。

现参考图8和图9，示出了根据本发明的另一个方面的密封组件212，其中，与上文针对图1-7所描述的结构类似的结构包括增大了200的相同附图标记。将针对图8和图9来描述仅与上文针对图1-7所描述的结构不同的结构。

如图8中所示，根据这个实施例的过渡密封结构214包括共同限定外部过渡槽240的多个周向间隔开的外部过渡密封保持件215，所述外部过渡槽接收外部密封结构230的内部和外部密封构件234、236两者的第一腿部234A、236A。

根据这个实施例的叶片密封结构218包括共同部分地限定外部叶片槽250的多个周向间隔开的外部叶片密封保持件219，所述外部叶片槽接收外部密封结构230的内部和外部密封构件234、236两者的第二腿部234B、236B。在这个实施例中，叶片密封结构218的环形外部叶片密封保持件（未示出）形成用于外部叶片槽250的内部边界。

现参考图9，根据这个实施例的过渡密封结构214进一步包括共同限定内部过渡槽的多个周向间隔开的内部过渡密封保持件217（图9中仅示出了一个），所述内部过渡槽接收内部密封结构232的内部和外部密封构件两者的第一腿部。

根据这个实施例的叶片密封结构218还包括共同部分地限定内部叶片槽的多个周向间隔开的内部叶片密封保持件221，所述内部叶片槽接收内部密封结构232的内部和外部密封构件两者的第二腿部。在这个实施例中，叶片密封结构218的环形内部叶片密封保持件（未示出）形成用于内部叶片槽的内部边界。

密封组件212的剩余结构和功能与上文所描述的密封组件12的剩余结构和功能相同。

虽然已经图示和描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种其他改变和修改。因此预期在所附权利要求中涵盖在本发明的范围内的所有这样的改变和修改。

Claims (20)

1.一种在过渡密封结构和叶片密封结构之间的密封组件，所述过渡密封结构与过渡道的下游端部相关联，且所述叶片密封结构与燃气涡轮发动机的第一排叶片组件中的叶片结构的上游端部相关联，所述密封组件包括：

第一密封结构，所述第一密封结构包括内部密封构件和外部密封构件，每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与所述第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状，每个密封构件均包括多个周向间隔开的凹口，所述凹口从所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者的边缘朝向所述接合处延伸；

其中：

所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成嵌套关系，使得所述密封构件中的一个定位在另一个密封构件的所述第一腿部和所述第二腿部之间，从而使得所述内部密封构件的接合处和所述外部密封构件的接合处彼此邻近；

所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的一者限定的槽中；并且

所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成使得所述内部密封构件的所述凹口中的至少一些不与所述外部密封构件的所述凹口周向地对准。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述槽完全地由所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的所述一者限定。

3.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部被接收在第一槽和第二槽中，所述第一槽至少部分地由所述过渡密封结构限定，且所述第二槽至少部分地由所述叶片密封结构限定。

4.根据权利要求1所述的密封组件，其进一步包括防转销，所述防转销从所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的至少一者延伸到形成于所述内部密封构件和所述外部密封构件中的防转槽中，所述防转销妨碍所述内部密封构件和所述外部密封构件相对于所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的所述至少一者的周向运动。

5.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成搭叠构型，使得所述内部密封构件的第一周向端部不与所述外部密封构件的第一周向端部周向地对准且所述内部密封构件的第二周向端部不与所述外部密封构件的第二周向端部周向地对准。

6.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述叶片密封结构包括环形叶片密封保持件，所述环形叶片密封保持件至少部分地限定接收所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部中的所述至少一者的槽，所述环形叶片密封保持件为所述第一密封结构提供径向约束以妨碍所述第一密封结构相对于所述叶片密封结构的径向运动。

7.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述过渡密封结构包括共同至少部分地限定第一槽的多个周向间隔开的过渡密封保持件，所述第一槽接收所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部。

8.根据权利要求7所述的密封组件，其中，所述叶片密封结构包括共同至少部分地限定第二槽的多个周向间隔开的叶片密封保持件，所述第二槽接收所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第二腿部。

9.根据权利要求1所述的密封组件，其进一步包括侧密封件，所述侧密封件从所述第一密封结构径向地延伸并且密封在所述过渡密封结构与周向地邻近的过渡道的过渡密封结构之间的间隙。

10.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一密封结构包括与所述过渡密封结构的径向外部部分相关联的外部密封结构，并且所述密封组件进一步包括：

第二密封结构，所述第二密封结构包括内部密封结构，所述内部密封结构包括内部密封构件和外部密封构件，所述第二密封结构的每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与所述第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状，每个密封构件均包括多个周向间隔开的凹口，所述凹口从所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者的边缘朝向所述接合处延伸；

其中：

所述第二密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成嵌套关系，使得所述密封构件中的一个定位在另一个密封构件的所述第一腿部与所述第二腿部之间，从而使得所述第二密封结构的所述内部密封构件的接合处和所述外部密封构件的接合处彼此邻近；

所述第二密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的一者限定的槽中；并且

所述第二密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成使得所述内部密封构件的所述凹口中的至少一些不与所述外部密封构件的所述凹口周向地对准。

11.一种在过渡密封结构和叶片密封结构之间的密封组件，所述过渡密封结构与过渡道的下游端部相关联，且所述叶片密封结构与燃气涡轮发动机的第一排叶片组件中的叶片结构的上游端部相关联，所述密封组件包括：

外部密封结构，所述外部密封结构包括内部密封构件和外部密封构件，所述外部密封结构的每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与所述第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状；

其中：

所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成嵌套关系，使得所述密封构件中的一个定位在另一个密封构件的所述第一腿部与所述第二腿部之间，从而使得所述外部密封结构的所述内部密封构件的接合处和所述外部密封构件的接合处彼此邻近；并且

所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的一者限定的外槽中；以及

内部密封结构，所述内部密封结构包括内部密封构件和外部密封构件，所述内部密封结构的每个密封构件均具有径向延伸的第一腿部和轴向延伸的第二腿部，所述第二腿部从与所述第一腿部的接合处横向地延伸以使每个密封构件具有L或V形状；

其中：

所述内部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成嵌套关系，使得所述密封构件中的一个定位在另一个密封构件的所述第一腿部与所述第二腿部之间，从而使得所述内部密封结构的所述内部密封构件的接合处和所述外部密封构件的接合处彼此邻近；并且

所述内部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者被接收在至少部分地由所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的一者限定的内槽中。

12.根据权利要求11所述的密封组件，其中，所述外部密封结构和所述内部密封结构的所述外槽和所述内槽完全地由所述外部密封结构和所述内部密封结构的所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的一者限定。

13.根据权利要求11所述的密封组件，其中，所述内部密封结构和所述外部密封结构中的每一者的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部和所述第二腿部被接收在第一槽和第二槽中，所述第一槽至少部分地由所述过渡密封结构限定，且所述第二槽至少部分地由所述叶片密封结构限定。

14.根据权利要求11所述的密封组件，其进一步包括外部防转销和内部防转销，所述外部防转销和所述内部防转销从所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的至少一者延伸到形成于所述内部密封结构和所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件中的外部防转槽和内部防转槽中，所述外部防转销和所述内部防转销妨碍所述外部密封结构和所述内部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件相对于所述过渡密封结构和所述叶片密封结构中的所述至少一者的周向运动。

15.根据权利要求11所述的密封组件，其中，所述叶片密封结构包括环形叶片密封保持件，所述环形叶片密封保持件至少部分地限定接收所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第二腿部的第一槽，所述环形叶片密封保持件为所述外部密封结构提供径向约束以妨碍所述外部密封结构相对于所述叶片密封结构的径向运动，并且其中，所述过渡密封结构进一步包括至少部分地限定第二槽的至少一个轴向过渡密封保持件，所述第二槽接收所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部，所述轴向过渡密封保持件为所述外部密封结构提供轴向约束以妨碍所述外部密封结构相对于所述过渡密封结构的轴向运动。

16.根据权利要求11所述的密封组件，其中，所述过渡密封结构包括共同至少部分地限定与所述外部密封结构相关联的第一槽的多个周向间隔开的过渡密封保持件，所述第一槽接收所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第一腿部。

17.根据权利要求16所述的密封组件，其中，所述叶片密封结构包括共同至少部分地限定与所述外部密封结构相关联的第二槽的多个周向间隔开的叶片密封保持件，所述第二槽接收所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件两者的所述第二腿部。

18.根据权利要求11所述的密封组件，其进一步包括侧密封件，所述侧密封件从所述外部密封结构径向地延伸到所述内部密封结构并且密封在所述过渡密封结构和周向地邻近的过渡道的过渡密封结构之间的间隙。

19.根据权利要求11所述的密封组件，其中，所述内部密封结构和所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件中的每一者均包括多个周向间隔开的凹口，所述凹口从所述内部密封构件和所述外部密封构件的所述第一腿部和所述第二腿部中的至少一者的边缘朝向所述内部密封结构的接合处和所述外部密封结构的接合处延伸。

20.根据权利要求19所述的密封组件，其中，所述内部密封结构和所述外部密封结构的所述内部密封构件和所述外部密封构件被布置成使得所述内部密封构件的所述凹口中的至少一些不与所述外部密封构件的所述凹口周向地对准。

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