CN110546349B - 用于在涡轮发动机的转子和定子之间密封的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于转子部件与定子部件之间的密封装置，包括与至少两个上下游摩擦条相互作用的至少一个耐磨涂层(46)。在摩擦条的轴向上游，该密封装置包括周向壁(54)，该周向壁沿径向延伸超过涂层(46)的上游自由轴向密封表面(48a)，以释放上游摩擦条的自由端处的循环气体。

Description

用于在涡轮发动机的转子和定子之间密封的装置

技术领域

本发明涉及一种飞行器燃气轮机的转子部件和定子部件之间的密封装置，其中气体将在所述飞行器燃气轮机中流动。

在本申请中：

-径向是指(大致)垂直于以下提到的X轴线；

-周向是指围绕X轴线延伸；图8中的Y方向，

-“外部”和“内部”(或“外”和“内”)分别指径向外部和径向内部，以及

-迷宫密封唇部也将经常由《摩擦条(密封)》或《刀》平移。

-轴向是指与旋转轴线平行的方向，特别是涡轮机的叶片；这因此是已经提到的X轴线，以及

-“上游”和“下游”是参考涡轮机中气体运动的通常方向的轴向位置。

背景技术

传统上，定子部件包括外壳，在所述外壳内侧是作为密封系统的一部分的周向附接的耐磨材料块，所述耐磨材料块限定了适于与转子叶片迷宫密封唇部配合的径向内涂层，所述转子叶片迷宫密封唇部可绕外壳内侧的轴线(X)旋转。具有耐磨内涂层的这种涡轮机外壁可具体由压缩机或涡轮壳体或环限定。

另外，定子部件通常还包括耐磨材料块，其可限定适于与迷宫密封唇部配合的定子静叶片罩(或分配器)的径向内涂层。

然而，由热应力和气动应力引起了叶片和壳体之间的相对运动。

为了确保涡轮机的最佳可能效率，因此必须限制在通常处于上述的迷宫密封唇部位置的转子部件的动叶片或定子部件的静叶片与相反的耐磨材料涂层之间发生的气体泄漏。典型的迷宫密封唇部，或包括迷宫密封唇部和由耐磨材料制成的块或涂层的密封装置，旨在通过阻止气体沿下游方向轴向通过而防止或限制这种泄漏，只要旁通旋转叶片的气体并不分享涡轮功。

事实上，如上所述，转子/定子密封控制是如上所述涡轮机的低压或高压(BP/HP)涡轮性能的基本要素，并且通常一方面通过LPTACC或HPTACC(低压或高压)系统(涡轮主动间隙控制阀)确保，其减少了径向转子/定子间隙，另一方面通过在叶片顶部以及中间环上设置的迷宫确保，其与对于给定径向间隙形成密封的阀相反。

然而，这些迷宫密封唇部的有效性并不最优，并且取决于例如它们的数量、厚度和分级等几个参数。此外，由于零件制造公差等原因，存在过度的径向间隙。

因此，尽管迄今为止已经研发了多种不完善的技术，特别地基于一种称为“分级坡度”的结构，但通过转子/定子密封区域的气流仍然很重要。

发明内容

本发明的目的是避免这些情况。

因此，提出一种在飞行器燃气轮机的转子部件和定子部件之间的密封装置，其中，气体必须沿下游方向流动，所述转子部件适于相对于所述定子部件绕轴线(X)旋转，所述密封装置包括至少一个耐磨材料涂层，所述涂层：

-附接到所述定子部件，

-并且适于与至少两个，分别轴向地上游和下游的迷宫密封唇部配合，所述迷宫密封唇部在所述转子部件的末端部分上径向地突出，

所述涂层和所述至少两个迷宫密封唇部分别具有径向地，至少两个分别地轴向上游和下游的自由轴向密封表面以及相应的自由端，所述下游迷宫密封唇部的自由端和所述下游自由轴向密封表面位于径向位置(径向面对)，所述径向位置每个都与上游迷宫密封唇部的自由端相比以及与上游自由轴向密封表面(径向面对)更远更远离轴线(X)；

所述装置的特征在于，所述至少两个迷宫密封唇部相对于涡轮机的该区域中气流的方向的轴向上游，所述密封装置包括周向壁，所述周向壁径向地延伸超过所述涂层的上游自由轴向密封表面，径向地渗透所述气流，因此形成一种对上游气流的基本横向障碍，从而在上游迷宫密封唇部的自由端形成气体在循环中的分离。

与没有这种特征组合的结构相比，并且因此特别地与都位于相同半径上的涂层的轴向表面的解决方案相比，所有的涂层都位于相同的半径(称为“直”)上，通过上述的分级和所述周向壁获得了相当大的密封增益，所述周向壁通过形成下壁径向地渗透到气流内。这使得可以形成流的良好分离，甚至朝上游迷宫密封唇部的端部。这导致与具有任何其他形式的迷宫密封唇部/涂层密封表面对相比更小的泄漏横截面，并且导致旁路气体流速的增加。

然而，已经发现的是，在实施上述解决方案时可能存在涉及所遭遇的热和气动条件的实际问题，假设在地面和飞行中可能存在的多个情况。

因此特别提出促进优化的定位：

-径向地，所述壁，或下壁，应该仍然延伸到轴向地面对上游迷宫密封唇部的一部分，所述部分径向地定位在距所述上游迷宫密封唇部的自由端一定距离处；和/或

-所述周向壁应该轴向地定位在或朝涂层的上游自由轴向密封表面的轴向上游端定位，和/或，

-从涂层上游的自由轴向密封表面，该周向壁应该在大于或等于1.5mm的径向距离上延伸，和/或

-从所述涂层的相同上游轴向密封表面，所述周向壁应该在优选地1.25mm和5mm之间的径向距离上径向地延伸，

-和/或参见下文，某些报告应符合：1≤D1/D2≤1.5，

1≤L2/L1≤4，1≤L3/L1≤3。

试验已经表明，与上述的解决方案相比，压降(因此泄漏)增加约10％，涂层的自由轴向密封表面均定位在相同半径(称为“平直”)上，并且没有形成下壁的周向壁。

出于也与以上相比的考虑，并且即使通过在上游迷宫密封唇部的端部分离所寻求产生的大部分能量耗散在迷宫密封唇部以下发生，也提出一种在旋转叶片以及转子顶部的应用：

-转子部件的末端部分应包括一个在上游端设置有朝上游面对的扰流器的叶片平台，至少两个迷宫密封唇部在所述末端部分上径向地突出，以及

-所述周向壁应该径向地与所述扰流器相反但有一定距离地延伸。

因此，所述周向壁将充分地在上游迷宫密封唇部的上游，从而防止由于上述热和气动条件而在移动过程中发生接触的风险，并径向地插入在两个成形的气流引导表面之间：

-通过扰流器(其通常向上游延伸超出所述周向壁)。

-以及通过在该周向壁的下游延伸的涂层的上游自由轴向密封表面。

另一需要考虑的因素是该周向壁批量生产、组装和维护(更换)的便利性。

因此，还提出：

-所述周向壁应该由从所述涂层的上游自由轴向密封表面径向地突出的在所述涂层上形成的超高度限定，和/或

-该壁应该与所述涂层集成在一起。

出于类似原因，还提出：

-涂层应具有栅格结构，所述栅格括单独地具有轴向尺寸的径向栅格，以及

-周向壁的轴向厚度应该大于与所述轴线(X)横向地定位在相同圆周上的栅格的所述轴向尺寸。

这将使机械强度和可靠性与组装和维护的便利性结合起来。

另一考虑因素涉及优化在上游迷宫密封唇部端部的流动分离的形成。

因此，还提出：

-至少所述上游迷宫密封唇部沿上游自由轴向密封表面的方向应该相对于轴线(X)沿上游方向倾斜，并且在其长度的至少一部分上径向地向轴线倾斜；

-所述上游迷宫密封唇部的自由端应该与所述上游自由轴向密封表面的轴向上游部分径向相对地定位。

第二考虑使得可以在涂层端部的很大轴向长度上利用气流上分离的径向效应。

还提出的是，所述至少两个相应的轴向轴向上游和下游轴向自由密封表面应该具有在它们之间的径向连接壁(即垂直于X轴线)。

已经发现的是，在制造和机械强度的便利性方面，这种径向连接壁在这里胜过如US2009067997(壁112)中的偏置结构。

本发明还涉及一种飞行器燃气轮机，其特征在于，所述飞行器燃气轮机配备有具有其上述特征的全部或部分的密封装置。

附图说明

如有必要，在参考附图阅读作为非穷尽示例的以下描述时，将更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点将显而易见，其中：

-图1是被安装在飞行器上的涡轮机的一部分的局部和轴向剖面图；

-图2示出了遵循沿包含X轴线的中间平面的相同垂直区段的，可被装配到图1涡轮机的低压涡轮的一部分，

-图3示出了可被装配到图2中涡轮机的旋转叶片(转子)的透视图，

-图4是处于被放置在接收它们的外壳中的涡轮级的动叶片水平的，根据图5的线IV-IV的垂直剖面图，

-图5示出了在耐磨涂层与所述动叶片的端部之间配合的轴向局部剖面；

-图6示出了在因此安装的试验中在上游迷宫密封唇部以下的总压力场(所产生的分离清晰地可见)，图7示出了也具有这种能量场的更真实安装，

-图8和9示出了可使用的耐磨材料块的透视图和侧视图，

-图10示出了与由本发明提出的周向壁的实施有关的性能增益，即泄漏率最大降低10％；以及

-图11和12示出了根据本发明的密封系统的两种变型。

具体实施方式

如图1的图解所示，一用于飞行器的涡扇发动机或涡轮喷气发动机1包括至少一个环形的风机壳体或外圆周罩壳2，涡轮机的不同部件位于其内。

考虑到空气的运动方向(其与飞行器的飞行方向相反，参考图1、2中的箭头)，连接到旋转轴4的风机3的叶片被定位在环形外壳2的进口处。然后，连接到围绕涡轮机的旋转轴线X延伸的轴4的是不同的轴向压缩级，通常为低压压缩机5a，随后是高压压缩机5b。然后布置包括轴向涡轮级的其他不同的发动机部件，通常为高压涡轮6，随后是低压涡轮16。

空气进入环形外风机壳体2，其中空气由风机叶片3驱动。为了提供推进力，最大部分的空气在次喷嘴11中流动，所述次喷嘴11在环形外壳2的区段与位于更内侧的发动机壳体7之间径向地界定。另一部分空气由低压压缩机5a吸入到主喷嘴13内(在图5和11中沿下游方向的流71)，并通过组成发动机的其他元件朝涡轮6的级定向。此外，加强臂10连接环形外壳2与发动机壳体7。

每个压缩机，例如图1中的低压压缩机5a，包括转动或旋转区段以及与一个发动机壳体7结合的静止区段。更具体说，该压缩机包括属于与轴4连接从而旋转的转子轮的交替叶片8，以及与该压缩机的静止区段相连，以引导空气的下游导向桨叶9(或定子)。

由于上述的“周向壁”可以具体设置在低压涡轮上，图2示出了这种涡轮的示例，其轴向地包括交替的数排动叶片18、20、22(叶片8)和静叶片24、26(下游导向桨叶9)。

静叶片24、26的径向外端通过设备(未示出)安装在发动机7的壳体上，并且旋转叶片18、20、22的径向内端例如使用燕尾槽设备或类似物在它们的径向内端被安装在转子盘28、30、32上。每个盘均包括用于将盘附接在一起并附接在连接到该涡轮机的轴4的驱动锥34上从而与其旋转，以及用于附接将叶片根部固定在盘上的环形凸缘的上游环形凸缘36a和下游环形凸缘36b。叶片根部被设计成与转子盘中设置的轴向凹槽配合。每个旋转叶片均沿一垂直于叶片安装于其上的转子的轴线X的轴线延伸。

例如28、30的两个轴向连续的转子盘经由上述上游和下游环形凸缘通过螺栓33连接在一起，所述螺栓33还固定一承载级间密封件37并且定位在相应上游凸缘36a的外周边上的中间密封环35。本身已知的这种密封件可包括径向环形延伸部或迷宫密封唇部41，其与由耐磨材料制成的涂层46配合，以限定一转子/定子密封系统。

一般而言，转子叶片被定位，并且能够绕轴线X在外环形边界44与内环形边界45之间旋转，所述内环形边界45可大致由内平台47限定，所述内平台设置在旋转叶片和固定下游导向桨叶上。图2，每个涂层46被附接到相应内平台47的径向内罩43。

图3示出了例如18的转子叶片的一个例子，该转子叶片可属于第一低压涡轮机叶轮。

每个动叶片均具有在其内端的叶片脚部38a，以及朝向其外周边端部的外平台38b。所述叶片沿垂直于所述叶片安装于其上的转子的轴线X的叶片轴线Z延伸。

如同图2中的迷宫密封唇部41，这里分别提供了轴向上游和下游迷宫密封唇部40a、40b。

所有迷宫密封唇部40a、40b、41都被布置在大致垂直于转子的旋转轴线X的平面中，并以大致环形的方式延伸。

对于迷宫密封唇部41，我们因此通过将图2和3结合在一起在这里发现至少两个迷宫密封唇部40a、40b，所述迷宫密封唇部40a、40b由转子部件的末端部分，这里为38b所承载，并且这里的所述迷宫密封唇部从该末端部分38b径向向外突出。这些迷宫密封唇部适于与由耐磨材料制成的涂层46配合，所述涂层46预先间接地附接到属于上述外环形边界44的固定外壳441的内壁上，以形成迷宫密封件，并且因此限定一密封装置50。通常，这通过沿周向钩在外壳441上的环形扇区442完成。

耐磨材料块46通常沿周向绕X轴线在角扇区中延伸。

尽管下文具体参考图5，但涉及尤其在迷宫密封唇部41与罩43的涂层46之间的包含耐磨材料的所有转子/定子密封区域由于以下原因而被关注：

-涂层46将具有至少两个分别轴向上游和下游径向自由的轴向密封表面48a、48b

-例如在此为40a、40b的所述至少两个迷宫密封唇部将具有相应的径向自由端50a、50b，以及

-下游迷宫密封唇部40b的自由端50b和下游自由轴向密封表面48b：

-将定位在彼此径向地面对的径向位置，以及

-每个都比上游迷宫密封唇部40a的自由端50a以及比上游自由轴向密封表面48a(相应半径Rav2、Rav1；见图5)更远离X轴线，其中所述自由端50a和上游自由轴向密封表面48a将径向地面对(相应半径和Ram2、Ram1)。

事实上，这有助于旁通气流的明显下降(推理5到15％)，这将不通过相关的密封区域，特别是如图5和图7所示，它与至少一个上游迷宫密封唇部40a相关联，所述上游迷宫密封唇部，朝向上游的自由轴向密封表面，在其投影长度的至少部分上，相对于所述轴线(X)和径向到所述轴线，向上游倾斜(AM)。在图7中，两个迷宫密封唇部40a、40b朝上游方向倾斜。可以看出，上游迷宫密封唇部40a的自由端50a与耐磨涂层46的上游自由轴向密封表面48a的轴向上游部分52a径向相对。这必须使得可在涂层末端的相当大的轴向长度上利用由所述周向壁54产生的气流的分离的径向效应，其中所述周向壁54位于迷宫密封唇部的轴向上游，并径向延伸超过所考虑的涂层46的上游自由轴向密封表面48a。由于它是圆周的，因此下壁54可由围绕X轴线的角扇区延伸。

总体上，这种双障碍物，具有阶梯式耐磨材料，径向偏移以及倾斜的迷宫密封唇部，至少对于上游迷宫密封唇部，无论如何都是有意义的。

图6和图7显示由上游迷宫密封唇部的端部50a的周向壁54所产生的该气流的分离，标记为420。

通过在密封区域上游增加一个阻抗的，先验固体的，密封区域上游的壁54，其中该壁对该区域上游气体的循环造成了实质性的横向障碍，使得可获得一个重要的能量耗散现象，参考430，440，就在各行迷宫密封唇部的末端的下游。

由壁54引起的两个迷宫密封唇部40a、40b之间的循环将为下游迷宫密封唇部末端的分离410创造有利条件。图7中的示例显示了这一点。

图2和5显示该下壁54相对于(大致)轴向自由表面，这里为47a和48a，所限定的投影，其径向限制了循环气流的间隔70。因此，下壁或壁54形成于邻近主喷嘴13，并沿径向位于耐磨材料46与相关的叶片18的顶部之间的气态间隙70中。如所述，自由表面47a和48a属于外环形边界44，自由表面47a和48a分别沿轴向位于所述下壁54的两侧。

还可以看出，除了上游(大致)轴向自由表面47a，在沿着轴向(轴线x)位于所考虑的下壁54上游的环扇区442具有下游(大致)轴向自由表面47b。自由表面47a和47b各自彼此相邻，向下壁54的上游和下游延伸；该下壁54(至少其(大致)自由的轴向表面541)沿径向(Z轴线)向所考虑的环扇区442的上游(大致)自由轴向表面47a和下游(大致)自由轴向表面47b突出。

如图4所示，每个壁54均可以像包括它的定子部件那样，在一个垂直于旋转轴线X的平面内，并且这通过角扇区环形地延伸。

包括为了保持由于上述热和气动条件引起的相对于部分运动的所述/每一壁54的完整性，推荐该壁54应该轴向位于或朝向位于上述区域52a上游的涂层46的上游自由轴向密封表面的轴向上游端520a。

如附图中所示，关于两个上游48a和下游48b自由密封表面，壁54将是唯一的，就它位于上游自由密封表面48a的上游或上游端而言，因为在密封装置50下游，尤其是在耐磨材料46上，尤其是在下游自由密封表面48b上没有其他这样的径向突出的下壁存在。

分离420和430和440中的湍流动能的示意性表示(见图6或7)清楚地表明，壁54限定或形成了间隔70中的流动干扰，并且该下壁的上游面540a被布置成与该流动相反，因此大致沿z轴线。在所示的优选示例中，上游面540a和轴向上游端520a是彼此的径向延伸。

为了促进通过在上游迷宫密封唇部的端部的分离而寻求产生的能量耗散现象，还提出壁54应该仍然径向地延伸以轴向地面对沿径向距该迷宫密封唇部的自由端500a一定距离的该(每个)上游迷宫密封唇部40a的一部分400；具体见图5。

如果没有周向壁54，喷嘴的方向将保持(更多)轴向并通过上游迷宫密封唇部的末端，没有明显的分离。在某种程度上类似于下壁，壁54修改流拓扑。该气体喷嘴具更加的径向方向，当通过该上游迷宫密封唇部时，其会导致更重要的分离。泄漏区段被所述分离所封闭，因此能量耗散增加，这有利于达到理想的密封效果。因此，我们可以看到(如图7)，在下游迷宫密封唇部附近湍流动能最大，因此比上游迷宫密封唇部附近更重要。

如有必要结合以上特征，还特别建议促进一优化的定位：

-从涂层46的上游自由轴向密封表面48a，周向壁54应该延伸过一大于或等于1.5mm的径向距离d1，或者

-从所述涂层的该相同的上游自由轴向密封表面48a，所述周向壁54应该沿径向延伸过一径向距离D1，优选在1.25mm和5mm之间。

图10也可以看出，在一个实施例中，如图5中的实施例，用径向壁62连接在上游48a和下游48b自由轴向密封表面之间的连接处，高度为5mm(段1)，在区域70中在耐磨材料46与所关注的叶片18的顶部之间的间隔中循环的气流的德耳塔的比率的演化曲线，根据高度D1，在1.5mm处被拉平。效率比这该值更重要。超过5毫米时，没有展示额外的增益，转子结合到涡轮中的问题出现。请注意，在略小于4％的差异下，可以接受值D1＝1.25mm，效率已经非常显著。

还应该注意的是，以下报告有助于这种性能，优选进行组合(见图5和12用于标识所涉及的距离)：

1≤D1/D2≤1.5，和/或

1≤L2/L1≤4，和/或

1≤L3/L1≤3。

这些比值有利于流的扰乱，这可以借助两个主要的高能区域430、440的存在看出。

确认：

-D1，其为下壁54的投影，或耐磨涂层46的上游自由轴向密封表面48a与下壁54的自由端之间的径向距离，

-D2，其为下壁54的自由端与位于其径向连续性内的扰流器56的径向外表面560a之间的径向距离，

-L1，其为所述(每个)上游迷宫密封唇部40a的轴向厚度，在其自由径向端部，

-L2，其为下壁54的下游面540b与位于其轴向连续性中的上游迷宫密封唇部40a的上游面401a之间的轴向距离，在其自由径向端处，以及

-L3，其为径向连接壁62与位于其轴向连续性之间的上游迷宫密封唇部40a的下游面403a之间的轴向距离，在其自由径向端部。

这些报告被确认对上述额外的能量耗散有贡献，仅为10％多一点。

出于与以上进行对比的考虑，还提出了在旋转叶片顶部应用转子：

-平台38b应安装在上游端，扰流器56面向上游，以及

-所述周向壁54应该径向相对地，但与扰流器具有一定距离地延伸。

建议该距离D2大于20mm。

为了便于周向壁54的批量生产、组装和维护，还建议：

-壁54应由一超高58所限定，该超高58形成在所考虑的涂层46上，从上游自由轴向密封表面48a径向突出，并且

-该壁54应与所述涂层46相结合，如所示的那样。

特别是，每个耐磨密封涂层均可形成一个蜂巢，具有单独的闭合的轮廓单元60；见图8，其中标记出X轴线和Y轴线横向于X轴线和Z轴线。在一个实施例中，典型的多边形单元将彼此连接以形成块，块的一部分显示在图8中。径向敞开的单元60，各自具有轴向尺寸L4(长度)，周向壁54的轴向厚度E1大于位于同一圆周C1上的(每个网眼的)单元的所述轴向尺寸L4，横向于所述X轴线；见图8、9。

如果是这样，机械强度和可靠性可以与组装和维护的便利性结合起来。

由于倾斜、倾斜的连接壁(如同在US2009067997/壁112)施加了加工约束，因此还提出至少两个轴向上游48a和下游48b自由轴向密封表面应该在它们之间具有径向连接壁62(在例中大致垂直于X轴线)。图7中的例子还显示，当从具有上述特性的转子/定子密封区域通过时，湍流动能(或压力)场具有两个主要的高能区域430、440，紧靠迷宫密封唇部40a、40b的下游，并且几乎与相应的表面48a、48b接触。另一方面，在右手步骤62(区域450)的最接近环境中，该能量/压力场较弱。湍流动能的水平代表了压力损失，因此表征了密封的有效性。湍流动能，已经高达430，在这里最大的是440，靠近第二迷宫密封唇部。

所有这些都有利于限制旁路气流。

关于周向壁54，通过计算，估计额外的能量耗散，比没有周向壁和涂层或上下游迷宫密封唇部的分级或自由表面的方案略高10％，可以理解，这种增益可以在考虑的每个转子/定子配合级上，如在这里为涡轮机上获得。

在技术上，可以考虑几种方案，以形成所考虑的密封区域上游的下壁54。

一相关的、实施简单的和有效的方案是提供由耐磨材料制成的相对较高的未加工板46；Z方向图9不考虑X/Z比例。然后使用若干个加工操作来制成下壁/壁54和两个台阶表面48a、48b，在此具有径向台阶62位于它们之间。轴向至少为厚(E1)作为单元60(L4)，以确保所述下壁的连续性(以及该壁54的紧密性)，周向壁54本身垂直于表面48a、48b。

图11显示一操作性更强的耐磨涂层的安装。在该方案中，耐磨涂层46的每个周向块径向地向外附接(例如焊接或钎焊)到一个环扇区442。这些环扇区中的每个都沿周向附接到外壳441上。为此，每个环扇区442可固定地(例如焊接到其上)并径向地向外设置：

-朝下游端，具有至少一个下游钩形(或C形)保持构件66，沿上游方向打开，并且(每个)均沿周向与外壳441(或与其相连)的，向下游突出的下游周向轨道68接合，以及，

-朝上游端，具有至少一个上游钩形(或C形)保持构件72，向上游方向打开，并且(每个)均沿周向与外壳441(或与其相连)的，向下游突出的上游周向轨道74接合。

在这种情况下，(每个)上游保持构件72的(大致)自由轴向表面72a将限定环扇区的所述上游自由轴向表面(图2和5的实施例中的47a)。

如前所述，环扇区442的该上游自由轴向表面72a沿轴向(轴线X)紧邻从其径向投影的下壁54。因此，流经该空隙70的下游气体流扫过(大致)自由轴向表面72a，然后沿横向撞击下壁54，该下壁54因此(大致)沿X轴线邻近表面72a。

在如图12所示的另一可选方案中，下壁两侧的自由轴向表面。在这种情况下，与壁54相邻的上游和下游(大致)自由轴向表面均由相关叶轮的环形扇区442的耐磨元件形成。这样，所述(每个)耐磨元件46，除了下壁54和上游自由轴向表面48a之外，还结合位于下壁54上游的另一个(大致)自由轴向表面48c。为了确保其效果，下壁54相对于与其相邻的上游和下游(大致)自由轴向表面48c和48a径向向内突出。

根据上述内容和插图的支撑，可以理解，为了在上游迷宫密封唇部40a的自由端形成循环中气体的分离，由所述涂层46上的超高限定的下壁54将因此形成：

-密封装置50的轴向邻近或连接到其上的上游自由轴向表面(47a、48a、48c、72a，以上)的径向投影，

-尤其是关于密封装置50的轴向邻近或连接到其上其上游的上游自由轴向表面(47a、48c、72a以上)的径向投影；见图5、11、12中的距离D3。

Claims (14)

1.一种航空器气体涡轮机的转子部件(8,18,38b；35,36)与定子部件(9,43；440)之间的密封装置，其中气体沿下游方向循环，转子部件适于绕轴线(X)相对于所述定子部件旋转，该密封装置包括至少一个由耐磨材料制成的涂层(46)：

-连接到定子部件(9,43；440)，以及

-适于与包含至少两个分别为轴向上游和下游迷宫密封唇部(40a，40b)的多个迷宫密封唇部配合，所述迷宫密封唇部从所述转子部件(8,18,38b；35,36)的末端部分沿径向突出，

所述涂层(46)和所述至少两个迷宫密封唇部(40a、40b)分别沿径向具有至少两个轴向上游和下游自由轴向密封表面(48a、48b)，以及各自的自由端(50a、50b)，所述下游迷宫密封唇部(40b)的自由端(50b)和所述下游自由轴向密封表面(48b)所处的径向位置都比所述上游迷宫密封唇部(40a)的自由端(50a)和所述上游自由轴向密封表面(48a)更远离所述轴线(X)，

其特征在于，所述至少两个迷宫密封唇部(40a，40b)相对于气流方向的轴向上游，所述密封装置(50)包括通过径向穿透气流(70)而径向延伸超过所述涂层(46)的上游自由轴向密封表面(48a)的周向下壁(54)，从而对来自上游的气流形成大致横向的障碍，以在上游迷宫密封唇部(40a)的自由端形成循环气体的分离，该密封装置还具有一进一步自由轴向密封表面，所述进一步自由轴向密封表面的位置：

-与所述周向下壁相邻，

-在所述周向下壁的上游，

-在所述多个迷宫密封唇部(40a，40b)的上游，

所述周向下壁相对于该密封装置的所述进一步自由轴向密封表面沿所述轴线的径向伸出。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，沿径向，所述周向下壁(54)仍然沿轴向与沿径向位于与所述上游迷宫密封唇部的自由端(50a)相距一距离处的所述上游迷宫密封唇部(40a)的一部分(400)相对地延伸。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述周向下壁(54)沿轴向位于或朝向所述涂层(46)的上游自由轴向密封表面(48a)的轴向上游端。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述周向下壁(54)与所述涂层(46)相结合。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述周向下壁(54)由形成在所述涂层(46)上的超高限定，从所述密封装置的进一步上游自由轴向表面沿径向突出。

6.根据权利要求1或5所述的装置，其中，至少所述上游迷宫密封唇部(40a)朝向所述上游自由轴向密封表面，相对于轴线(X)以及该轴线的径向，沿上游方向倾斜，至少超过其长度的一部分。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述上游迷宫密封唇部(40a)的自由端沿径向与所述上游自由轴向密封表面的轴向上游部分(52a)相对。

8.根据权利要求1或5所述的装置，其中，从所述涂层(46)的上游自由轴向密封表面，所述周向下壁(54)延伸超过大于或等于1.5mm的径向距离(D1)。

9.根据权利要求1或5所述的装置，其中，从所述涂层(46)的上游自由轴向密封表面，所述周向下壁(54)沿径向延伸超过1.25mm与5mm之间的径向距离(D1)。

10.根据权利要求1或5所述的装置，其中，所述至少两个分别为轴向上游和下游自由轴向密封表面，在它们之间具有一径向连接壁(62)。

11.根据权利要求1或5所述的装置，其中：

-所述涂层(46)具有蜂窝结构，该蜂窝结构包括单独具有轴向尺寸(L4)的径向单元(60)，以及

-周向下壁(54)的轴向厚度(E1)大于位于相同圆周(C1)上的单元的横向于所述轴线(X)的所述轴向尺寸(L4)。

12.根据权利要求10所述的装置，其中：

-所述至少两个迷宫密封唇部(40a，40b)从所述转子部件(8,18,38b；35,36)的端部沿径向伸出，所述转子部件(8,18,38b；35,36)的端部包括设置在上游端的叶片平台(38b)，其具有上游面对扰流器(56)，以及

-沿径向，所述下壁(54)延伸到与所述上游面对扰流器(56)相对但相距一距离的位置。

13.根据权利要求12所述的装置，其中：

-所述至少两个，分别为轴向上游和下游自由轴向密封表面，在它们之间具有径向连接壁(62)，

-所述下壁(54)具有一自由径向端部，并且，

-结合，或者不结合：

1≤D1/D2≤1.5，

1≤L2/L1≤4，

1≤L3/L1≤3，其中：

-D1，其为所述涂层(46)的上游自由轴向密封表面(48a)与所述周向下壁(54)的自由径向端部之间的径向距离；

-D2，其为所述周向下壁(54)的自由径向端部与所述上游面对扰流器(56)的径向外表面(560a)之间的径向距离，

-L1，其为所述上游迷宫密封唇部(40a)在所述上游迷宫密封唇部的自由端的轴向厚度；

-L2，其为所述周向下壁(54)的下游面(540b)与在所述上游迷宫密封唇部(40a)的自由径向端处的一上游面(401a)之间的轴向距离，以及

-L3，其为在所述上游迷宫密封唇部(40a)的自由端处的所述上游迷宫密封唇部(40a)的一下游面(403a)与所述径向连接壁(62)之间的轴向距离。

14.一种飞行器的气体涡轮机(1)，其特征在于，它配备有根据前述权利要求中任一项所述的密封装置(50)。

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