CN109477395B - 用于硬件段的密封件 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的护罩组件,所述护罩组件包括第一护罩段、与所述第一护罩段间隔开的第二护罩段以及与所述第一护罩段间隔开的第三护罩段。所述第一护罩段和第二护罩段限定位于它们之间的间隙,并且所述第一护罩段和所述第三护罩段限定位于它们之间的间隙。第一密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第三护罩段上,并且至少部分覆盖所述第一护罩段和所述第三护罩段所限定的所述间隙。第二密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第二护罩段上,并且至少部分覆盖所述第一护罩段和所述第二护罩段所限定的所述间隙。第三密封件部分在所述第一密封件部分与所述第二密封件部分之间延伸并且与之连接。
Description
技术领域
本公开涉及一种燃气涡轮发动机。更确切地说,本公开涉及一种用在燃气涡轮发动机的密封件。
背景技术
燃气涡轮发动机以串行流顺序大体上包括压缩机部分、燃烧部分、涡轮部分和排气部分。在操作中,空气进入压缩机部分的入口,其中一个或多个轴流式压缩机以渐进方式对空气进行压缩,直到气体到达燃烧部分。燃料与压缩空气在所述燃烧部分内混合并且燃烧,从而产生燃烧气体。燃烧气体从所述燃烧部分流动通过限定在涡轮部分内的热气通道,然后经由排气部分离开涡轮部分。
在特定配置中,所述涡轮部分以串行流顺序包括高压涡轮和低压涡轮。所述高压涡轮和低压涡轮各自包括一排或多排涡轮叶片,所述一排或多排涡轮叶片从流动通过其中的燃烧气体中提取动能和/或热能。涡轮护罩通常形成围绕每排涡轮叶片的环或外壳。也就是说,每个涡轮护罩定位于每排对应涡轮叶片的径向外部,并且沿周向围封每排对应涡轮叶片。
通常,每个涡轮护罩由多个护罩段形成,所述护罩段组装成形成沿周向围封对应一排涡轮转子叶片的环。在此方面,所述护罩段中的每一者之间可能存在间隙。这些间隙可以允许燃烧气体的一部分从其中逸出,因而可以降低燃气涡轮发动机的效率。因此,所属技术中需要一种能够减少从相邻护罩段之间的间隙逸出的燃烧气体量的密封件。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下说明中部分地阐明,或者可以从所述说明中显而易见地了解,或者可以通过实践本发明了解到。
在一个方面中,本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的护罩组件,所述燃气涡轮发动机限定周向C。所述护罩组件包括沿所述周向C在第一端与第二端之间延伸的第一护罩段。第二护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第一端之间的间隙。第三护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第二端之间的间隙。所述护罩组件还包括密封件,所述密封件具有第一密封件部分,所述第一密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第三护罩段上,并且至少部分覆盖所述第一护罩段和所述第三护罩段所限定的间隙。第二密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第二护罩段上,并且至少部分覆盖限定在所述第一护罩段与所述第二护罩段之间的间隙。第三密封件部分在所述第一密封件部分与所述第二密封件部分之间延伸并且与之连接。
本公开的进一步实施例涉及一种燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机限定周向C。所述燃气涡轮发动机包括压缩机部分、燃烧部分以及涡轮部分。第一护罩段沿所述周向C在第一端与第二端之间。第二护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第二端之间的间隙。第三护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第一端之间的间隙。所述燃气涡轮发动机还包括密封件,所述密封件具有第一密封件部分,所述第一密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第三护罩段上,并且至少部分覆盖所述第一护罩段和所述第三护罩段所限定的间隙。第二密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第二护罩段上,并且至少部分覆盖限定在所述第一护罩段与所述第二护罩段之间的间隙。第三密封件部分在所述第一密封件部分与所述第二密封件部分之间延伸并且与之连接。
参照以下说明和随附的权利要求书将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。并入本说明书并且构成本说明书一部分的附图图示本发明的实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
本说明书中参照附图针对所属领域中的普通技术人员完整且可实现地公开本发明,包括其最佳模式,在附图中:
图1是根据本说明书中所公开的实施例的示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机的示意性截面图;
图2是图1所示燃气涡轮发动机的高压涡轮部分的截面侧视图,其中示出位于其中的护罩组件的位置;
图3是本说明书中所公开的护罩组件的一个实施例的透视图;
图4是图3所示护罩组件的实施例的侧视图,其中示出位于其中的密封件的一个实施例;
图5是图3和图4所示护罩组件的实施例的俯视图,其中进一步示出位于其中的密封件;
图6是图3到图5中所示组件的前视图,其中示出密封件相对于相邻定子轮叶的定位的一个实施例;
图7是与图6所示组件类似的组件的前视图,其中示出密封件相对于相邻定子轮叶的定位的另一个实施例;
图8是护罩组件的俯视图,其中示出密封件的替代实施例;以及
图9是护罩组件的侧视图,其中示出位于其中的密封件的替代实施例。
本说明书和附图中对参考字符的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例,所述实施例的一个或多个示例在附图中示出。每个示例以解释本发明而非限制本发明的方式提供。事实上,所属领域的技术人员将显而易见地了解,可以在不脱离本发明范围或精神的情况下对本发明做出各种修改和改变。例如,作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用,以得到又一个实施例。因此,本发明意图包括在随附权利要求书及其等效物范围内的修改和变化。
本说明书中所用的术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开,并且这些术语并不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体流动的来向,并且“下游”是指流体流动的去向。
现在参照附图,其中相同数字是指各个附图中的相同元件,图1是可以包括本公开各种实施例的示例性高旁通涡轮风扇型燃气涡轮发动机10(“涡轮风扇10”)的截面示意图。如图1中所示,出于参照目的,涡轮风扇10具有延伸穿过其中的纵向或轴向中心轴线12。一般来说,所述涡轮风扇10可以包括设置在风扇部分16下游的核心涡轮或燃气涡轮发动机14。
燃气涡轮发动机14可以大体上包括限定环形入口20的大体管状外壳体18。外壳体18可以由多个壳体形成。所述外壳体18以串行流关系围封:压缩机部分,所述压缩机部分具有升压机或低压压缩机22(“LP压缩机22”)和高压压缩机24(“HP压缩机24”);燃烧器26;涡轮部分,所述涡轮部具有高压涡轮28(“HP涡轮28”)和低压涡轮30(“LP涡轮30”);以及排气喷嘴部分32。高压轴或转轴34(“HP转轴34”)以驱动方式将HP涡轮28连接到HP压缩机24。低压轴或转轴36(“LP转轴36”)以驱动方式将LP涡轮30连接到LP压缩机22。LP转轴36还可以连接到风扇部分16的风扇转轴或轴38(“风扇转轴38”)。在特定实施例中,如图1所示,LP转轴36可以例如以直接驱动构造直接连接到风扇转轴38。在替代实施例中,LP转轴36可以例如以间接驱动或齿轮驱动构造经由减速齿轮39连接到风扇转轴38。
如图1所示,风扇部分16包括连接到风扇转轴38并且从其径向向外延伸的多个风扇叶片40。所述环形风扇壳体或机舱42沿周向围绕风扇部分16和/或燃气涡轮发动机14的至少一部分。机舱42可以相对于燃气涡轮发动机14由多个周向隔开的出口导向轮叶44支撑。此外,机舱42的下游部分46可以延伸在燃气涡轮发动机14的外部部分上方,从而限定介于它们之间的旁通空气流动通道48。
图2是图1所示燃气涡轮发动机14的HP涡轮28部分的截面图,所述燃气涡轮发动机可以包括本说明书中所公开的各种实施例。如图2所示,所述HP涡轮28以串行流关系包括第一级50,所述第一级具有一排52一个或多个定子轮叶54(仅示出一个),所述一排一个或多个定子轮叶与一排56一个或多个涡轮转子叶片58(仅示出一个)轴向间隔开。所述HP涡轮28进一步包括第二级60,所述第二级具有一排62一个或多个定子轮叶64(仅示出一个),所述一排一个或多个定子轮叶与一排66一个或多个涡轮转子叶片68(仅示出一个)轴向间隔开。
所述涡轮转子叶片58、68从HP转轴34(图1)径向向外延伸并且连接到所述HP转轴。如图2所示,所述定子轮叶54、64和涡轮转子叶片58、68至少部分限定热气通路70,所述热气通路用于将燃烧气体从燃烧器26(图1)沿引导输送通过HP涡轮28。如图1所示,所述排52、62的定子轮叶54、64围绕HP转轴34周向间隔开,并且所述排56、66的涡轮转子叶片58、68围绕HP转轴34周向间隔开。
如图2所示,HP涡轮28的各种实施例包括至少一个涡轮护罩72。例如,HP涡轮28可以包括第一涡轮护罩72(a)和第二涡轮护罩72(b)。每个涡轮护罩72(a)、72(b)大体上形成围绕对应排56、66的涡轮转子叶片58、68的环或护罩。
每个涡轮护罩72(a)、72(b)可以沿径向与涡轮转子叶片58、68的一个或多个对应叶片尖端76、78间隔开。一个或多个销(未示出)可以将每个涡轮护罩72(a)、72(b)连接到对应的涡轮护罩底座84(a)、84(b)。所述涡轮护罩底座84(a)、84(b)可以连接到涡轮风扇10的壳体82。
此布置使叶片尖端76、78与密封表面或热侧表面80(a)、80(b)之间形成间隙。如上所述,通常需要将叶片尖端76、78与涡轮护罩74(a)、74(b)之间的间隙减至最小,特别是在涡轮风扇10的巡航操作期间,以减少来自叶片尖端76、78上方的热气通路70以及穿过所述间隙的泄漏。在特定实施例中,涡轮护罩74(a)、74(b)中的至少一者可以形成为连续、整体或无缝的环。
如图1所示,空气200在涡轮风扇10操作期间进入所述涡轮风扇的入口部分202内。空气200的第一部分204流动到旁路流动通道48中,并且空气200的第二部分206进入LP压缩机22的入口20中。LP压缩机22以渐进方式压缩流动通过其中以继续流向HP压缩机24的空气206的第二部分。HP压缩机24进一步压缩流动通过24其中的空气206的第二部分,从而向燃烧器26提供压缩空气208,在所述燃烧器中,所述压缩空气与燃料混合并且燃烧以提供燃烧气体210。
燃烧气体210流动通过HP涡轮28,其中定子轮叶54、64和涡轮转子叶片58、68从燃烧气体210中提取第一部分动能和/或热能。所述能量提取为HP压缩机24的操作提供支持。燃烧气体210随后流动通过LP涡轮30,其中连接到LP转轴36的按顺序排列的多级LP涡轮定子轮叶212和LP涡轮转子叶片214从燃烧气体210中提取第二部分热能和/或动能。所述能量提取使LP转轴36旋转,从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇转轴38的旋转。燃烧气体210随后流动通过燃气涡轮发动机14的排气喷嘴部分32。
与涡轮风扇10一起,核心涡轮14用于类似目的并且预期用于第一部分空气204与第二部分空气206之间比率小于涡轮风扇中的此比率的陆基燃气涡轮机、涡轮喷气发动机,以及风扇部分16中没有设置机舱42的无涵道风扇发动机(unducted fan engine)中的类似环境中。在涡轮风扇、涡轮喷气发动机以及无涵道发动机中的每一者中,减速装置(例如,减速齿轮箱39)可以包括在任何轴和转轴之间。例如,所述减速齿轮箱39可以设置在LP转轴36与风扇部分16的风扇转轴38之间。
图3到图8示出护罩组件100的各种特征。更确切地说,图3是根据本说明书中所公开的实施例的护罩组件100的透视图。图4和图5分别是护罩组件100的侧视图和俯视图,其中示出密封件124的一个实施例。图6和图7是护罩组件100的前视图,其中示出密封件124相对于定子轮叶64或其他相邻硬件的定位。图8是护罩组件100的透视图,其中示出密封件124的替代实施例。图9是所述护罩组件的侧视图,其中示出密封件124的替代实施例。
如图3到图8所示,护罩组件100限定轴向A、径向R和周向C。通常,轴向A沿涡轮风扇10(图1)的纵向轴线12延伸,径向R从所述纵向轴线12正交地向外延伸,并且周向C围绕所述纵向轴线12同心地延伸。
护罩组件100可以对应于或安装在护罩74(a)、74(b)中的任何一者的适当位置。因此,所述护罩组件100可以包括在图2中所示的HP涡轮28中。
现在特别参照图3,护罩组件100包括第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)。第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)沿轴向A和径向R对准,并且沿周向C以间隙116间隔开。更确切地说,第一护罩段102(a)沿周向C在第一端164(a)与第二端166(a)之间延伸。所述第二护罩段限定与第一护罩段102(a)的第二端166(a)之间的间隙116,并且所述第三护罩段102(c)限定与所述第一护罩段102(a)的第一端164(a)之间的间隙116。尽管图3中仅示出三个护罩段102(a)、102(b)、102(c),但是护罩组件100可以根据需要或期望包括更多个或更少个护罩段。任何额外护罩段以与第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)相同的方式布置。
图3到图5示出第一护罩段102(a)的各种特征。更确切地说,第一护罩段102(a)包括径向外表面106(a)以及沿径向与所述径向外表面106(a)间隔开的径向内表面104(a)。如果护罩定位在HP涡轮28或LP涡轮30中,则径向内表面104(a)暴露于燃烧气体210中,并且因此是流动侧表面。相反,所述径向外表面106(a)不暴露于燃烧气体210中。在此方面,所述径向外表面102是非流动侧表面。所述径向内表面104(a)可以沿周向C弯曲或成平面。第一护罩段102(a)还包括第一轴向表面108(a)以及与所述第一周向表面108(a)间隔开的第二轴向表面110(a)。此外,第一护罩段102(a)包括位于第一端164(a)处的第一周向表面112(a)以及位于第二端166(a)处与所述第二轴向表面112(a)间隔开的第二周向表面114(a)。
所述第一护罩段102(a)还包括第一安装突起118(a),以用于将所述第一护罩段102(a)连接到例如壳体82(图2)。在图3到图5所示的实施例中,第一安装突起118(a)包括沿径向R从第一护罩段102的径向外表面106(a)向外延伸的第一安装板120(a)。如图3到图5所示,第一安装板120(a)沿周向C与第一周向表面112(a)和第二周向表面114(a)间隔开。在其他实施例中,第一安装板120(a)可以延伸到所述第一周向表面112(a)和第二周向表面114(a)(例如,沿周向与其对准)。一对吊架122(a)沿径向从第一安装板120(a)向外延伸并且连接到壳体82或涡轮风扇10的其他部件。尽管如此,第一护罩段102(a)可以包括任何适当的安装突起118(a)。
图3到图5还示出第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)的各种特征。更确切地参照第二护罩段102(b),第二护罩段102(b)包括径向外表面106(b)以及与所述径向外表面106(b)间隔开的径向内表面104(b)。所述径向内表面104(b)可以沿周向C弯曲或成平面。所述第二护罩段102(b)还包括第一轴向表面108(b)以及与所述第一周向表面108(a)间隔开的第二轴向表面110(b)。此外,第二护罩段102(b)包括第一周向表面112(b)以及与第二轴向表面112(b)间隔开的第二周向表面114(b)。
所述第二护罩段102(b)还包括第二安装突起118(b),以用于将所述第二护罩段102(b)连接到例如壳体82。在图3到图5所示的实施例中,第二安装突起118(b)包括沿径向从第二护罩段102(b)的径向外表面106(b)向外延伸的第二安装板120(b)。如图3到图5所示,第二安装板120(b)沿周向C与第一周向表面112(b)和第二周向表面114(b)间隔开。在其他实施例中,第一安装板120(b)可以延伸到所述第一周向表面112(b)和第二周向表面114(b)(例如,沿周向与其对准)。一对吊架122(b)沿径向从第二安装板120(b)向外延伸并且连接到壳体82或涡轮风扇10的其他部件。尽管如此,第二护罩段102(b)可以包括任何适当的安装突起118(b)。
此外,同样如图3到图5中所示,第三护罩段102(c)包括与第一护罩段102(a)和第二护罩段102(b)相同或相似的部件。第三护罩段102(c)的各种部件的类似编号可以指代第一护罩段102(a)和第二护罩段102(b)中的上述类似编号的部件。
如图3所示,护罩段102(b)包括轴向长度158。尽管未示出,但是第一护罩段102(a)和第三护罩段102(c)还包括轴向长度158。
密封件124减少从第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)之间的热气通路70逸出的燃烧气体210的量。如上所述,第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)沿周向C以间隙116间隔开。密封件124可以成平面并且定位在第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)的径向外表面106(a)、106(b)、106(c)上。在此方面,密封件124桥接第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)之间的间隙116,从而减少从它们之间逸出的燃烧气体210的体积。
图3到图5示出密封件124的一个实施例,所述密封件包括第一密封件部分126、第二密封件部分128和第三密封件部分130。第一密封件部分126、第二密封件部分128和第三密封件部分130优选地形成一体。第一密封件部分126至少部分定位在第一护罩段102(a)和第三护罩段102(c)上并且至少部分覆盖第一护罩段102(a)和第三护罩段102(c)所限定的间隙116。此外,第二密封件部分128至少部分定位在第一护罩段102(a)和第二护罩段102(b)上并且至少部分覆盖限定在第一护罩段102(a)与第二护罩段102(b)之间的间隙116。
更确切地说,第一密封件部分126包括第一周向边缘132以及沿周向C与第一周向边缘132间隔开的第二周向边缘134。同样,第二密封件部分126包括第一周向边缘136以及沿周向C与第一周向边缘136间隔开的第二周向边缘138。第三密封件部分130包括第一轴向边缘140以及沿轴向A与第一轴向边缘140间隔开的第二轴向边缘142。第一密封件部分126的第一周向边缘132沿周向定位在第三护罩段102(c)的第一周向表面112(c)与第二周向表面114(c)之间。第一密封件部分126的第二周向边缘134沿周向定位在第一护罩段102(a)的第一周向表面112(a)与第二周向表面114(a)之间。第二密封件部分128的第一周向边缘136沿周向定位在第二护罩段102(b)的第一周向表面112(b)与第二周向表面114(b)之间。第二密封件部分128的第二周向边缘138沿周向定位在第一护罩段102(a)的第一周向表面112(a)与第二周向表面114(a)之间。
第一密封件部分126和第二密封件部分128的第一周向边缘132、136和第二周向边缘134、138均位于平行平面中。第三密封件部分130的第一轴向边缘140和第二轴向边缘142定位在垂直于第一密封件部分126和第二密封件部分128的第一周向边缘132、136和第二周向边缘134、138所在平面的平面中。在此方面,在一些实施例中,第一密封件部分126、第二密封件部分128和第三密封件部分130使密封件124成“U”形。尽管如此,密封件124可以具有任何适当配置。
如上所述,密封件124定位在第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和第三护罩段102(c)的径向外表面106(a)、106(b)、106(c)上。从图5中可以最清楚地看出,第一护罩段102(a)的第一周向表面112(a)沿周向定位在第一密封件部分126的第一周向边缘132与第二周向边缘134之间。此外,第一护罩段102(a)的第二周向表面114(a)沿周向定位在第二密封件部分128的第一周向边缘136与第二周向边缘138之间。同样,第二护罩段102(b)的第一周向表面112(b)沿周向定位在第二密封件部分126的第一周向边缘136与第二周向边缘138之间。第三护罩段102(c)的第二周向表面114(c)沿周向定位在第一密封件部分126的第一周向边缘132与第二周向边缘134之间。对于图3到图5所示的实施例,第一安装突起118(a)沿周向定位在第一密封件部分126和第二密封件部分128的第二周向边缘134、138之间。在此方面,所述第二密封件部分128定位在第一安装突起118(a)与第二安装突起118(b)之间。
在其他示例性实施例中,第一安装板120(a)、第二安装板120(b)和/或第三安装板120(c)延伸到第一护罩段102(a)、第二护罩段102(b)和/或第三护罩段102(c)的第一周向表面112(a)、112(b)、112(c)和第二周向表面114(a)、114(b)、114(c)。在这些实施例中,第一安装板120(a)、第二安装板120(b)和/或第三安装板120(c)中可以形成槽(未示出),以为第一密封件部分126和第二密封密封件部分128提供间隙。优选地,这些槽沿轴向延伸通过整个安装板120(a)、120(b)、120(c)。也就是说,所述槽在安装板120(a)、120(b)的两个轴向侧上是敞口的。
在图5所示的实施例中,密封件124沿轴向A的长度比护罩段102(a)、102(b)、102(c)短。更确切地说,第一密封件部分包括轴向长度160,并且第二密封件部分128还包括轴向长度162。所述轴向长度160、162在图5所示的实施例中是相同的。但是,所述轴向长度160、162可以是不同的。如上所述,护罩段102(a)、102(b)、102(c)包括轴向长度158。在此方面,第一密封件部分126和第二密封件部分128的轴向长度160、162比护罩段102(a)、102(b)、102(c)的轴向长度158短,但仍然覆盖间隙116的预期部分。或者,第一密封件部分126和第二密封件部分128的轴向长度160、162可以是护罩段102(a)、102(b)的轴向长度的至少约50%、至少约75%或至少约90%。第一密封件部分126和第二密封件部分128的轴向长度160、162以及护罩段102(a)、102(b)、102(c)的轴向长度也可以具有其他适当的相对长度。
图6和图7示出本公开的不同实施例,其中密封件124相对于相邻定子轮叶64或其他相邻硬件部件的定位不同。图6示出密封件124沿轴向A与定子轮叶64间隔开的一个实施例。在此方面,第三密封件部分130可以包括从其径向向外延伸的壁144。所述壁144可以与第三密封件部分130形成一体(例如,通过弯曲),或者单独形成并且附接到第三密封件部分130。所述壁144可以与图6所示的定子轮叶64间隔开或者与其配合。但是在图7中,第三密封件部分130的第一轴向边缘140沿轴向延伸超出第一护罩段102(a)和第二护罩段102(b)的第一轴向表面108(a)、108(b)。也就是说,第一护罩段102(a)和第二护罩段102(b)的第一轴向表面108(a)、108(b)沿轴向定位在第三密封件部分130的第一轴向边缘140与第二轴向边缘142之间。在此方面,所述第三密封件部分130可以与定子轮叶64的一部分轴向重叠。
图8示出根据本公开又一实施例的密封件124的替代实施例。更确切地说,所述密封件124另外包括上文详细描述的第一部分126、第二部分128和第三部分130。密封件124包括第四密封件部分146,所述第四密封件部分具有第一周向边缘150以及沿周向C与第一周向边缘150间隔开的第二周向边缘152。密封件124还包括第五密封件部分148,所述第五密封件部分具有第一轴向表面154以及沿轴向A与第一轴向表面154间隔开的第二轴向表面156。第五部分148将第四部分146联接到第二部分128和第三部分130。第四密封件部分146的第一周向边缘150和第二周向边缘152定位在平行于第一密封件部分126和第二密封件部分128的第一周向边缘132、136和第二周向边缘134、138所在平面的平面中。第五密封件部分148的第一轴向表面154和第二轴向表面158定位在平行于第三密封件部分130的第一轴向边缘140和第二轴向边缘142所在平面的平面中。第五密封件部分148的第一轴向表面154和第二轴向表面158定位在垂直于第一密封件部分126和第二密封件部分128的第一周向边缘132、136和第二周向边缘134、138所在平面的平面中。在此方面,在一些实施例中,第一密封件部分126、第二密封件部分128、第三密封件部分130、第四密封件部分146和第五密封件部分148使密封件124成“W”形。尽管如此,密封件124可以具有任何适当配置。优选地,第一密封件部分126、第二密封件部分128、第三密封件部分130、第四密封件部分146和第五密封件部分148成平面并且形成一体。
护罩组件100中的护罩段102(a)、102(b)、102(c)等形成环,所述环沿周向围封排56、66的涡轮叶片58、68(图2)中的一者。如上所述,密封件124覆盖护罩段102(a)、102(b)、102(c)等中的每一者之间的间隙116。在此方面,所述护罩组件可以包括必要数量的密封件124以覆盖护罩组件中的所有间隙116。确切地说,所述密封件124中的每个密封件通过所述安装突起中的一个安装突起与相邻密封件124间隔开。在图3到图5所示的实施例中,例如,密封件124定位成围绕第一安装突起118(a),从而允许密封件124覆盖间隙116。第二密封件(未图示)将围绕第四护罩段(未示出)定位在邻近第二护罩段102(b)处,从而覆盖第二护罩段102(b)与第四护罩段之间的间隙(未图示)。在此方面,不需要将密封件设置成围绕第二安装突起118(b),因为这两个相邻的间隙116已经被密封件124和第二密封件覆盖。因此,所述安装突起118(b)沿周向将密封件124与第二密封件间隔开。
如上所述,图9示出密封件124的另一替代实施例。如本说明书中所示,护罩段102(a)、102(b)、102(c)等相对于彼此成环形布置。也就是说,护罩段102(a)、102(b)、102(c)等沿周向C弯曲。在此方面,密封件124也沿周向C弯曲以便以齐平方式安置在对应护罩段102(a)、102(b)、102(c)等的弯曲径向外表面106(a)、106(b)、106(c)等上。因此,第一密封件部分126和第二密封部分128的第一周向边缘132、136和第二周向边缘134、138以相对于彼此成角度方式安置在平面中。第三密封件部分130的第一轴向边缘140和第二轴向边缘142是弯曲的。
密封件124可以由适当镍或钴合金构成。适当镍和钴合金包括由位于美国纽约州斯卡奈塔第(Schenectady)的通用电气公司生产的合金;由位于美国印第安纳州科科莫(Kokomo)的海恩斯国际公司(Haynes International)生产的合金188;以及由位于美国纽约州新哈特福德(New Hartford)的特种金属公司(Special MetalCorporation)生产的合金L-605。但是,可以使用任何适当金属材料。
在一些实施例中,密封件124可以是陶瓷基质复合(“CMC”)材料。所用的CMC材料可以是连续纤维增强CMC材料。例如,适当连续纤维增强CMC材料可以包括使用连续碳纤维、氧化物纤维、碳化硅单丝纤维增强的CMC材料以及包括连续纤维叠层和/或编织纤维预成型件的其他CMC材料。在其他实施例中,所用的CMC材料可以是非连续增强CMC材料或非增强碳化硅浆料基质层。例如,适当非连续增强CMC材料可以包括颗粒、薄片、晶须、短切纤维,编制、编织、原位和纳米复合物增强CMC材料。
上文中的护罩组件100在沿周向围绕HP涡轮28中排56、66的涡轮叶片58、68定位的背景下描述。但是,护罩组件100可以沿周向围绕HP涡轮28中任何一排的涡轮叶片定位。此外,所述护罩组件100可以定位在LP涡轮30、LP压缩机22或HP压缩机24中。此外,密封件124可以独立于护罩组件100使用。例如,密封件124可以与排52、62的定子轮叶54、64结合使用。
本说明书使用示例来公开本发明,包括最佳模式,同时也让所属领域中的任何技术人员能够实践本发明,包括制造并使用任何装置或系统,以及实施所涵盖的任何方法。本发明的专利保护范围由权利要求书限定,并且可包括所属领域中的技术人员得出的其他示例。如果其他示例所包括的结构构件与权利要求书的书面语言无不同,或者如果所述示例所包括的的等效结构构件与权利要求书的书面语言无实质不同,则所述其他示例应旨在位于权利要求书的范围内。
Claims (20)
1.一种用于燃气涡轮发动机的护罩组件,所述燃气涡轮发动机限定周向C,所述护罩组件包括:
第一护罩段,所述第一护罩段沿所述周向C在第一端与第二端之间延伸;
第二护罩段,所述第二护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第二端之间的间隙;
第三护罩段,所述第三护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第一端之间的间隙;以及
密封件,所述密封件包括:
第一密封件部分,所述第一密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第三护罩段上,并且至少部分覆盖所述第一护罩段和所述第三护罩段所限定的所述间隙;
第二密封件部分,所述第二密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第二护罩段上,并且至少部分覆盖限定在所述第一护罩段与所述第二护罩段之间的所述间隙;以及
第三密封件部分,所述第三密封件部分在所述第一密封件部分与所述第二密封件部分之间延伸并且与所述第一密封件部分和所述第二密封件部分联接。
2.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第一护罩段包括位于所述第一端处的第一周向表面以及位于所述第二端处的第二周向表面,其中所述第一密封件部分包括沿所述周向C间隔开的第一周向边缘和第二周向边缘,并且其中所述第一护罩段的所述第一周向表面沿周向定位在所述第一密封件部分的所述第一周向边缘与所述第一密封件部分的所述第二周向边缘之间。
3.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第二密封件部分包括沿所述周向C间隔开的第一周向边缘和第二周向边缘,其中所述第一护罩段的第二周向表面沿所述周向C定位在所述第二密封件部分的所述第一周向边缘与所述第二周向边缘之间。
4.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第一护罩段包括径向内表面以及与所述径向内表面间隔开的径向外表面,并且其中所述密封件定位在所述第一护罩段的所述径向外表面上。
5.根据权利要求4所述的护罩组件,进一步包括:
安装突起,所述安装突起沿径向从所述第一护罩段的所述径向外表面向外延伸,其中所述安装突起沿所述周向C定位在所述第一密封件部分的第二周向边缘与所述第二密封件部分的第二周向边缘之间。
6.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述密封件包括沿径向从所述第三密封件部分向外突出的壁。
7.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第一护罩段包括第一轴向表面以及沿轴向A与所述第一轴向表面间隔开的第二轴向表面,其中所述第三密封件部分包括第一轴向边缘以及沿所述轴向A与所述第一轴向边缘间隔开的第二轴向边缘,并且其中所述第一护罩段的所述第一轴向表面沿轴向定位在所述第三密封件部分的所述第一轴向边缘与所述第三密封件部分的所述第二轴向边缘之间。
8.根据权利要求7所述的护罩组件,其中所述第三密封件部分的所述第二轴向边缘垂直于所述第一密封件部分的第二周向边缘以及所述第二密封件部分的第二周向边缘。
9.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第二护罩段包括沿所述周向C间隔开的第一周向表面和第二周向表面,其中所述第二密封件部分的第一周向边缘沿所述周向C定位在所述第二护罩段的所述第一周向表面与所述第二护罩段的所述第二周向表面之间,并且其中所述第二密封件部分的第二周向边缘沿所述周向C定位在所述第一护罩段的第一周向表面与所述第一护罩段的第二周向表面之间。
10.根据权利要求9所述的护罩组件,其中所述密封件包括:
第四密封件部分,所述第四密封件部分包括第一周向表面以及沿所述周向C与所述第一周向表面间隔开的第二周向表面,其中所述第二护罩段的所述第二周向表面沿周向定位在所述第四密封件部分的所述第一周向表面与所述第四密封件部分的所述第二周向表面之间;以及
第五密封件部分,所述第五密封件部分联接所述第二密封件部分和所述第四密封件部分。
11.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第三密封件部分与所述第一密封件部分和所述第二密封件部分形成一体。
12.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述密封件成平面。
13.根据权利要求1所述的护罩组件,其中所述第一密封件部分限定轴向长度,其中所述第二密封件部分限定轴向长度,其中所述第一护罩段限定轴向长度,并且其中所述第一密封件部分的所述轴向长度以及所述第二密封件部分的所述轴向长度为所述第一护罩段的所述轴向长度的至少一半。
14.一种限定周向C的燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机包括:
压缩机部分;
燃烧部分;
涡轮部分,所述涡轮部分包括:
第一护罩段,所述第一护罩段沿所述周向C在第一端与第二端之间延伸;
第二护罩段,所述第二护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第二端之间的间隙;
第三护罩段,所述第三护罩段沿所述周向C与所述第一护罩段间隔开,并且限定与所述第一护罩段的所述第一端之间的间隙;以及
密封件,所述密封件包括:
第一密封件部分,所述第一密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第三护罩段上,并且至少部分覆盖所述第一护罩段和所述第三护罩段所限定的所述间隙;
第二密封件部分,所述第二密封件部分至少部分定位在所述第一护罩段和所述第二护罩段上,并且至少部分覆盖限定在所述第一护罩段与所述第二护罩段之间的所述间隙;以及
第三密封件部分,所述第三密封件部分在所述第一密封件部分与所述第二密封件部分之间延伸并且与之联接。
15.根据权利要求14所述的燃气涡轮发动机,其中所述第一护罩段包括位于所述第一端处的第一周向表面以及位于所述第二端处的第二周向表面,其中所述第二密封件部分包括沿所述周向C间隔开的第一周向边缘和第二周向边缘,并且其中所述第一护罩段的所述第二周向表面以及所述第二护罩段的所述第一周向表面沿周向定位在所述第二密封件部分的所述第一周向边缘与所述第二密封件部分的所述第二周向边缘之间。
16.根据权利要求15所述的燃气涡轮发动机,其中所述第一密封件部分包括第一周向边缘以及沿所述周向C与所述第一周向边缘间隔开的第二周向边缘,并且其中所述第一护罩段的所述第一周向表面沿周向定位在所述第一密封件部分的所述第一周向边缘与所述第一密封件部分的所述第二周向边缘之间。
17.根据权利要求16所述的燃气涡轮发动机,进一步包括:
第一安装突起,所述第一安装突起沿径向从所述第一护罩段向外延伸,其中所述第一安装突起沿周向定位在所述第一密封件部分的所述第二周向边缘与所述第二密封件部分的所述第二周向边缘之间;以及
第二安装突起,所述第二安装突起沿径向从所述第二护罩段向外延伸,其中所述第二密封件部分的所述第一周向边缘以及所述第二密封件部分的所述第二周向边缘沿周向定位在所述第一安装突起与所述第二安装突起之间。
18.根据权利要求16所述的燃气涡轮发动机,其中所述密封件包括:
第四密封件部分,所述第四密封件部分包括第一周向边缘以及沿所述周向C与所述第一周向边缘间隔开的第二周向边缘,其中所述第二护罩段的所述第二周向表面沿周向定位在所述第四密封件部分的所述第一周向边缘与所述第四密封件部分的所述第二周向边缘之间;以及
第五密封件部分,所述第五密封件部分连接所述第二密封件部分和所述第四密封件部分。
19.根据权利要求18所述的燃气涡轮发动机,其中所述第一密封件部分的所述第一周向边缘、所述第二密封件部分的所述第一周向边缘以及所述第四密封件部分的所述第一周向边缘是平行的。
20.根据权利要求18所述的燃气涡轮发动机,其中所述第三密封件部分包括第一轴向边缘以及沿轴向A与所述第一轴向边缘间隔开的第二轴向边缘,其中所述第五密封件部分包括第一轴向边缘以及沿所述轴向A与所述第一轴向边缘间隔开的第二轴向边缘,并且其中所述第三密封件部分的所述第一轴向表面以及所述第五密封件部分的所述第一轴向边缘是共面的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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