CN114483208A - 具有叶形密封件的用于燃气涡轮发动机的密封组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有叶形密封件的用于燃气涡轮发动机的密封组件。密封组件包括第一燃气涡轮壁和第二燃气涡轮壁，该第一燃气涡轮壁和第二燃气涡轮壁限定它们之间的通道。此外，第二燃气涡轮壁还限定延伸穿过其的通路。此外，密封组件包括部分地定位在通道内的叶形密封件，和联接于第二燃气涡轮壁的密封件保持器。此外，密封组件包括弹簧，其在密封件保持器与叶形密封件之间压缩，使得叶形密封件与第一燃气涡轮壁密封接合。此外，密封组件包括销，其延伸穿过由第二燃气涡轮壁限定的通路，以联接密封件保持器和叶形密封件，使得销在燃气涡轮发动机的操作期间不受第二壁热约束。

Description

具有叶形密封件的用于燃气涡轮发动机的密封组件
联邦政府资助的研究
本发明在政府支持下完成。政府可享有本发明的某些权利。
技术领域
本公开大体上涉及用于燃气涡轮发动机的密封组件，并且更具体而言，涉及具有叶形密封件的用于燃气涡轮发动机的密封组件。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括压缩机区段、燃烧区段以及涡轮区段。更具体而言，压缩机区段逐渐地增加进入燃气涡轮发动机的空气的压力，并且将该压缩空气供应至燃烧区段。压缩空气和燃料在燃烧区段内混合并在燃烧室内燃烧，以生成高压且高温燃烧气体。燃烧气体在离开发动机之前流动穿过由涡轮区段限定的热气体路径。在这方面，涡轮区段将来自燃烧气体的能量转化成旋转能量。该旋转能量继而用于使一个或多个轴旋转，该一个或多个轴驱动燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或风扇组件。
涡轮区段包括各种固定构件(例如，定子导叶、涡轮护罩、护罩支承件等)，其部分地限定穿过涡轮区段的热气体路径。虽然限定热气体路径的构件能够承受长时间暴露于燃烧气体，但是定位在热气体路径外部的构件(例如，涡轮壳)典型地具有不太有利的热特性。在这方面，金属叶形密封件(leaf seal)定位在相邻的固定构件之间，以使燃烧气体从热气体路径的泄漏最小化。
近年来，复合材料(诸如陶瓷基复合(CMC)材料)在燃气涡轮发动机内的使用急剧增长。例如，定子导叶通常由CMC材料形成，以减少发动机的重量并且/或者增加发动机的操作温度范围。然而，复合材料在燃气涡轮发动机中的使用存在各种挑战。例如，将金属叶形密封件联接于复合燃气涡轮构件为困难的。
因此，用于燃气涡轮发动机的改进的密封组件将在本技术中受到欢迎。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。
在一个方面中，本主题涉及一种用于燃气涡轮发动机的密封组件。密封组件包括第一燃气涡轮壁以及与第一燃气涡轮壁间隔开的第二燃气涡轮壁，其中第一燃气涡轮壁和第二燃气涡轮壁限定它们之间的通道。此外，第二燃气涡轮壁还限定延伸穿过其的通路。此外，密封组件包括部分地定位在通道内的叶形密封件，和联接于第二燃气涡轮壁的密封件保持器。此外，密封组件包括弹簧，其在密封件保持器与叶形密封件之间压缩，使得叶形密封件与第一燃气涡轮壁密封接合。此外，密封组件包括销，其延伸穿过由第二燃气涡轮壁限定的通路，以联接密封件保持器和叶形密封件，使得销在燃气涡轮发动机的操作期间不受第二壁热约束。
另一方面中，本主题涉及一种用于限定轴向中心线的燃气涡轮发动机的定子导叶。定子导叶包括内带、沿径向方向与内带间隔开的外带，该径向方向从轴向中心线正交地向外延伸，以及在内带和外带之间延伸的翼型件。此外，定子导叶包括沿径向方向从内带或外带中的至少一个向外延伸的第一壁，和沿径向方向从内带或外带中的至少一个向外延伸的第二壁。第二壁沿着轴向中心线与第一壁间隔开，使得第一壁和第二壁限定它们之间的通道。此外，第二壁还限定延伸穿过其的通路。此外，密封组件包括部分地定位在通道内的叶形密封件，和联接于第二壁的密封件保持器。此外，密封组件包括弹簧，其在密封件保持器与叶形密封件之间压缩，使得叶形密封件与第一壁密封接合。此外，密封组件包括销，其延伸穿过由第二壁限定的通路，以联接密封件保持器和叶形密封件，使得销在燃气涡轮发动机的操作期间不受第二壁热约束。
本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求书变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。
技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的密封组件，所述密封组件包括：
第一燃气涡轮壁；
第二燃气涡轮壁，其与所述第一燃气涡轮壁间隔开，所述第一燃气涡轮壁和第二燃气涡轮壁限定所述第一燃气涡轮壁和所述第二燃气涡轮壁之间的通道，所述第二燃气涡轮壁还限定延伸穿过所述第二燃气涡轮壁的通路；
叶形密封件，其部分地定位在所述通道内；
密封件保持器，其联接于所述第二燃气涡轮壁；
弹簧，其在所述密封件保持器与所述叶形密封件之间压缩，使得所述叶形密封件与所述第一燃气涡轮壁密封接合；以及
销，其延伸穿过由所述第二燃气涡轮壁限定的所述通路，以联接所述密封件保持器和所述叶形密封件，使得所述销在所述燃气涡轮发动机的操作期间不受所述第二壁热约束。
技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述销包括销轴，所述销轴具有小于所述通路的通路直径的销轴直径。
技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁包括限定所述通路的通路表面，所述销轴延伸穿过所述通路，使得所述销轴与所述通路表面间隔开。
技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁包括部分地限定所述通道的第一表面、与所述第一表面间隔的第二表面、以及在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的第三表面，所述通路从所述第一表面延伸至所述第二表面。
技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述通路包括凹口。
技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁的所述第三表面限定所述凹口的开口。
技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述凹口沿周向方向从所述开口延伸到所述第二燃气涡轮壁中，所述周向方向围绕所述燃气涡轮发动机的轴向中心线同心地延伸。
技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述密封件保持器包括本体和联接于所述本体的钩，所述本体与所述第二表面接触，所述钩的至少部分与所述第一表面接触。
技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁还包括在所述第一表面和第二表面之间延伸的第四表面，所述第四表面正交于所述第三表面，所述钩从所述本体围绕所述第四表面延伸，以接触所述第一表面。
技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述密封件保持器包括支承臂，所述支承臂构造成防止所述密封件保持器相对于所述第二燃气涡轮壁的旋转。
技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的密封组件，其特征在于，所述第一燃气涡轮壁和第二燃气涡轮壁由复合材料形成，并且所述叶形密封件、所述密封件保持器、所述弹簧，以及所述销由金属材料形成。
技术方案12. 一种用于限定轴向中心线的燃气涡轮发动机的定子导叶，所述定子导叶包括：
内带；
外带，其沿径向方向与所述内带间隔开，所述径向方向从所述轴向中心线正交地向外延伸；
翼型件，其在所述内带和外带之间延伸；
第一壁，其沿所述径向方向从所述内带或外带中的至少一个向外延伸；
第二壁，其沿所述径向方向从所述内带或外带中的所述至少一个向外延伸，所述第二壁沿着所述轴向中心线与所述第一壁间隔开，所述第一壁和第二壁限定所述第一壁和所述第二壁之间的通道，所述第二壁还限定延伸穿过所述第二壁的通路；以及
密封组件，其包括：
叶形密封件，其部分地定位在所述通道内；
密封件保持器，其联接于所述第二壁；
弹簧，其在所述密封件保持器与所述叶形密封件之间压缩，使得所述叶形密封件与所述第一壁密封接合；以及
销，其延伸穿过由所述第二壁限定的所述通路，以联接所述密封件保持器和所述叶形密封件，使得所述销在所述燃气涡轮发动机的操作期间不受所述第二壁热约束。
技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述密封组件密封地接合所述外带。
技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述密封件保持器包括支承臂，所述支承臂构造成防止所述密封件保持器相对于所述第二壁的旋转。
技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述密封组件密封地接合所述内带。
技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述内带或所述外带中的所述至少一个沿着所述轴向中心线从前部端部延伸至后部端部，所述密封组件密封地接合邻近于所述前部端部的所述内带或所述外带中的所述至少一个。
技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述内带或所述外带中的所述至少一个沿着所述轴向中心线从前部端部延伸至后部端部，所述密封组件密封地接合邻近于所述后部端部的所述内带或所述外带中的所述至少一个。
技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述销包括销轴，并且所述第二壁包括限定所述通路的通路表面，所述销轴延伸穿过所述通路，使得所述销轴与所述通路表面间隔开。
技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述第二壁包括部分地限定所述通道的第一表面，以及与所述第一表面间隔的第二表面，所述通路包括从所述第一表面延伸至所述第二表面的凹口。
技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的定子导叶，其特征在于，所述内带和所述外带由复合材料形成，并且所述叶形密封件、所述密封件保持器、所述弹簧，以及所述销由金属材料形成。
附图说明
针对本领域技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且能实现的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：
图1为燃气涡轮发动机的一个实施例的示意性截面视图；
图2为燃气涡轮发动机的涡轮区段的一个实施例的局部截面侧视图，特别地示出与发动机的定子导叶的前部端部密封接合的一对密封组件；
图3为燃气涡轮发动机的涡轮区段的另一实施例的局部截面侧视图，特别地示出与发动机的定子导叶的后部端部密封接合的密封组件；
图4为用于燃气涡轮发动机的密封组件的一个实施例的透视图，特别地示出包括叶形密封件、密封件保持器、一对销以及一对弹簧的密封组件；
图5为图4中示出的密封组件的放大局部透视图，其中为了清楚起见而移除销和弹簧；以及
图6为图4和图5中示出的密封组件的局部截面视图，其中为了清楚起见而移除叶形密封件、密封件保持器以及弹簧。
引用字符在本说明书和附图中重复使用旨在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参照当前公开的主题的示例性实施例，其一个或多个实例在附图中示出。每个实例经由阐释提供，而不应当被解释为限制本公开。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本公开中作出各种改型和变型，而不脱离本公开的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，意图是，本公开覆盖归入所附权利要求书和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
如本文中使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。
此外，用语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流至的方向。
此外，除非另外说明，否则用语“低”、“高”或它们相应的比较级(例如，较低、较高，在可适用的情况下)均是指发动机内的相对速度。例如，“低压涡轮”在大体上低于“高压涡轮”的压力下操作。作为备选，除非另外说明，否则上述用语可按其最高级来理解。例如，“低压涡轮”可指涡轮区段内的最低最大压力涡轮，而“高压涡轮”可指涡轮区段内的最高最大压力涡轮。
大体上，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的密封组件。如将在下面描述的，公开的密封组件中的一个或多个可构造成密封(多个)间隙，其限定在燃气涡轮发动机的相邻的固定构件之间。例如，在一个实施例中，(多个)密封组件在发动机的燃烧器内衬(liner)的后部端部与发动机的相邻的定子导叶的前部端部之间提供密封。因此，在此类实施例中，(多个)密封组件减少或防止燃烧气体通过燃烧器内衬与定子导叶之间的(多个)间隙离开发动机的热气体路径。
每个密封组件包括叶形密封件、密封件保持器、一个或多个弹簧，以及一个或多个销。更具体而言，叶形密封件部分地定位在通道内，该通道限定在固定燃气涡轮发动机构件(例如，定子导叶的内带或外带)的第一壁和第二壁之间，使得叶形密封件与第一壁接触。此外，密封件保持器联接于第二壁。在一个实施例中，密封件保持器可包括围绕第二壁缠绕的钩，由此将密封件保持器装固于第二壁。此外，(多个)弹簧定位在通道内，并且在密封件保持器与叶形密封件之间压缩，使得叶形密封件与第一壁密封接合。此外，(多个)销延伸穿过由第二壁限定的(多个)通路，以联接密封件保持器和叶形密封件。例如，在一个实施例中，(多个)通路可对应于第二壁内的(多个)凹口。
由第二壁限定的(多个)通路容许(多个)销在燃气涡轮发动机的操作(例如，热循环)期间的不受约束的热增长。在某些情形中，固定构件由复合材料形成，而密封组件的构件(例如，叶形密封件、密封件保持器、(多个)弹簧，以及(多个)销)由金属材料形成。在此类情形中，固定构件和密封组件以不同的速率热膨胀和收缩。在这方面，由第二壁限定的(多个)通路大于延伸穿过其的(多个)销。就此而言，(多个)销与限定(多个)通路的第二壁的(多个)表面间隔开，由此允许(多个)销热膨胀和收缩，而不受固定构件约束。因此，公开的密封组件容许将金属叶形密封件联接于复合燃气涡轮发动机构件。
现在参照附图，图1为燃气涡轮发动机10的一个实施例的示意性截面视图。在示出的实施例中，发动机10构造为高旁通涡轮风扇发动机。然而，在备选的实施例中，发动机10可构造为桨扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴燃气涡轮发动机，或任何其它合适类型的燃气涡轮发动机。
如图1中示出的，发动机10限定纵向方向L、径向方向R，以及周向方向C。大体上，纵向方向L平行于发动机10的轴向中心线12延伸，径向方向R从轴向中心线12正交地向外延伸，并且周向方向C大体上同心地围绕轴向中心线12延伸。
大体上，发动机10包括风扇14、低压(LP)转轴16，以及高压(HP)转轴18，它们至少部分地由环形机舱20包围。此类构造被称为闭式转子发动机。更具体而言，风扇14可包括风扇转子22和联接于风扇转子22的多个风扇叶片24(示出一个)。在这方面，风扇叶片24沿着周向方向C与彼此间隔开，并且沿着径向方向R从风扇转子22向外延伸。此外，LP转轴16和HP转轴18沿着轴向中心线12(即，沿纵向方向L)定位在从风扇14起的下游。如示出的，LP转轴16可旋转地联接于风扇转子22，由此容许LP转轴16使风扇14旋转。此外，沿周向方向C与彼此间隔开的多个出口引导导叶或支柱26沿着径向方向R在包绕LP转轴16和HP转轴18的外壳28与机舱20之间延伸。就此而言，支柱26相对于外壳28支承机舱20，使得外壳28和机舱20限定定位在它们之间的旁通气流通路30。然而，在备选的实施例中，发动机10可具有其中不存在机舱20的开放式转子构造。
外壳28大体上包绕或包围成串流顺序的压缩机区段32、燃烧区段34、涡轮区段36，以及排气区段38。例如，在一些实施例中，压缩机区段32可包括LP转轴16的低压(LP)压缩机40，和沿着轴向中心线12定位在LP压缩机40起下游的HP转轴18的高压(HP)压缩机42。每个压缩机40,42可继而包括与一排或多排压缩机转子叶片46互相交叉的一排或多排定子导叶44。此外，在一些实施例中，涡轮区段36包括HP转轴18的高压(HP)涡轮48，和沿着轴向中心线12定位在HP涡轮48起下游的LP转轴16的低压(LP)涡轮50。每个涡轮48,50可继而包括与一排或多排涡轮转子叶片54互相交叉的一排或多排定子导叶52。
此外，LP转轴16包括低压(LP)轴56，并且HP转轴18包括围绕LP轴56同心地定位的高压(HP)轴58。在此类实施例中，HP轴58可旋转地联接HP涡轮48的转子叶片54和HP压缩机42的转子叶片46，使得HP涡轮转子叶片54的旋转可旋转地驱动HP压缩机转子叶片46。如示出的，LP轴56直接地联接于LP涡轮50的转子叶片54和LP压缩机40的转子叶片46。此外，LP轴56经由齿轮箱60联接于风扇14。在这方面，LP涡轮转子叶片54的旋转可旋转地驱动LP压缩机转子叶片46和风扇叶片24。
在若干实施例中，发动机10可生成推力，以推进飞行器。更具体而言，在操作期间，空气(由箭头62指示)进入发动机10的入口部分64。风扇14将空气62的第一部分(由箭头66指示)供应至旁通气流通路30，并且将空气62的第二部分(由箭头68指示)供应至压缩机区段32。空气62的第二部分68首先流动穿过LP压缩机40，在LP压缩机40中，其中的转子叶片46逐渐地压缩空气62的第二部分68。紧接着，空气62的第二部分68流动穿过HP压缩机42，在HP压缩机42中，其中的转子叶片46继续逐渐地压缩空气62的第二部分68。空气62的压缩的第二部分68随后输送至燃烧区段34。在燃烧区段34中，空气62的第二部分68与燃料混合并燃烧，以生成高温且高压的燃烧气体70。此后，燃烧气体70流动穿过HP涡轮48，其中HP涡轮转子叶片54从燃烧气体70中抽取动能和/或热能的第一部分。该能量抽取使HP轴58旋转，由此驱动HP压缩机42。燃烧气体70接着流动穿过LP涡轮50，其中LP涡轮转子叶片54从燃烧气体70中抽取动能和/或热能的第二部分。该能量抽取使LP轴56旋转，由此经由齿轮箱60驱动LP压缩机40和风扇14。在其它实施例中，LP轴56可直接地驱动风扇14(即，发动机10不包括齿轮箱60)。燃烧气体70接着通过排气区段38离开发动机10。
图2为燃气涡轮发动机10的HP涡轮48的一个实施例的局部截面侧视图。更具体而言，图2示出HP涡轮48的第一排定子导叶52和第一排转子叶片54。如示出的，第一排定子导叶52定位在燃烧区段34的燃烧器壳72下游(即，相对于燃烧气体70的流)。每个定子导叶52包括内带74和外带76，外带76沿径向方向R定位在内带74外侧并且与内带74间隔开。内带74和外带76继而定位成邻近于燃烧器壳72的下游端部78。此外，每个定子导叶52包括翼型件80，其沿径向方向R在内带74和外带76之间延伸。第一排转子叶片54定位成邻近于第一排定子导叶52并定位在第一排定子导叶52下游。此外，护罩82沿径向方向R定位在第一排转子叶片54外侧。此外，护罩82包围或以其它方式包绕第一排转子叶片54，使得护罩82邻近于外带76。
此外，HP涡轮48包括一个或多个密封件或密封组件。大体上，(多个)密封件/(多个)密封组件减少或防止燃烧气体70离开流动穿过燃烧区段34和涡轮区段36的热气体路径84。如示出的，在若干实施例中，一个或多个密封组件100密封燃烧器壳72与第一排定子导叶52之间的间隙86。例如，在示出的实施例中，密封组件100密封地接合燃烧器壳72的下游端部78和每个定子导叶52的内带74的前部端部88。此外，在示出的实施例中，另一密封组件100密封地接合燃烧器壳72的下游端部78和每个定子导叶52的外带76的前部端部90。密封组件100的构造将在下面详细地描述。此外，W形密封件92可密封地接合每个定子导叶52的外带76的后部端部94和护罩82。
图3为燃气涡轮发动机10的HP涡轮48的另一实施例的局部截面侧视图。如示出的，图3中示出的HP涡轮48与图2中示出的HP涡轮48类似地构造。例如，像图2中示出的HP涡轮48，图3的HP涡轮48包括密封组件100，密封组件100密封燃烧器壳72与第一排定子导叶52之间的间隙86。然而，不像图2中示出的HP涡轮48，图3的HP涡轮48包括密封组件100，密封组件100密封地接合每个定子导叶52的外带76的后部端部94和护罩82。
图2和图3中示出的密封构造作为示例性实施例提供。就此而言，代替图2和图3中示出的密封组件100和W形密封件92或者除了图2和图3中示出的密封组件100和W形密封件92之外，发动机10可包括(多个)密封件或(多个)密封组件的任何其它合适类型或构造。此外，虽然在图2和图3中未示出，但是在其它实施例中，密封组件100可密封地接合每个定子导叶52的内带74的后部端部96。
仅提供以上描述的并在图1-3中示出的燃气涡轮发动机10的构造，以将本主题置于示例性使用领域中。因此，本主题可容易地适合于任何方式的燃气涡轮发动机构造，包括其它类型的基于航空的燃气涡轮发动机、基于船舶的燃气涡轮发动机，和/或基于陆地/工业的燃气涡轮发动机。（到此）
图4为用于燃气涡轮发动机的密封组件100的一个实施例的透视图。大体上，密封组件100将在图1-3中示出的燃气涡轮发动机10的定子导叶52的背景下描述。然而，公开的密封组件100可与燃气涡轮发动机10的任何其它合适的(多个)构件一起使用，或者与另一燃气涡轮发动机的任何合适的(多个)构件一起使用。
如图4中示出，在若干实施例中，密封组件100与定子导叶52中的一个的外带76的前部端部90密封接合。在此类实施例中，定子导叶52包括第一壁102，第一壁102沿径向方向R从外带76的前部端部90向外延伸。此外，在此类实施例中，定子导叶52包括第二壁104，第二壁104沿径向方向R从外带76的前部端部90向外延伸。第二壁104与第一壁102间隔开并且定位在第一壁102后部(即，相对于燃烧气体70的流在下游)。在这方面，第一壁102和第二壁104限定沿着纵向方向L定位在它们之间的通道106。如将在下面描述的，密封组件100的叶形密封件108部分地定位在通道106内。在一些实施例中，除了从外带76向外延伸的第一壁102和第二壁104之外或者代替从外带76向外延伸的第一壁102和第二壁104，第一壁和第二壁可沿径向方向R从内带74的前部端部88向内延伸。此外，在另外的实施例中，除了从内带74和/或外带76的前部端部88,90向内/向外延伸的第一壁和第二壁之外或者代替从内带74和/或外带76的前部端部88,90向内/向外延伸的第一壁和第二壁，第一壁和第二壁可沿径向方向R从内带74的后部端部96和/或外带76的后部端部94向内/向外延伸。
在若干实施例中，密封组件100包括叶形密封件108、密封件保持器110、一个或多个弹簧112，以及一个或多个销114。更具体而言，如示出的，叶形密封件108部分地定位在通道106内，通道106限定在第一壁102和第二壁104之间。此外，密封件保持器110联接于第二壁104。例如，在一些实施例中，密封件保持器110以套筒状方式在第二壁104之上滑动。此外，一对弹簧112在密封件保持器110与叶形密封件108之间压缩，使得叶形密封件108与第一壁102和发动机10的相邻的构件(诸如燃烧器壳72(图2)的下游端部78)密封接合。此外，如将在下面描述的，一对销114延伸穿过由第二壁104限定的一对通路116(示出一个)，以联接密封件保持器110和叶形密封件108。销114继而沿周向方向C与彼此间隔开。然而，在备选的实施例中，密封组件100可包括任何其它合适数量的弹簧112、销114，以及通路116。
图5为密封组件100的放大局部透视图，其中为了清楚起见而移除弹簧112和销114。如示出的，第二壁104包括各种表面。更具体而言，第二壁104包括限定通道106的一部分的第一表面118，和沿纵向方向L与第一表面118间隔开的第二表面120。此外，第一表面118和第二表面120沿径向方向R和周向方向C延伸。另外，第二壁104包括在第一表面118和第二表面120之间延伸的第三表面122。就此而言，第三表面122沿纵向方向L和径向方向R延伸。此外，第二壁104包括在第一表面118和第二表面120之间延伸的第四表面124，其中第四表面124正交于第三表面122。就此而言，第四表面124沿纵向方向L和周向方向C延伸。
如以上提及的，在一些实施例中，密封件保持器110通过使密封件保持器110以套筒状方式在第二壁104之上滑动来联接于第二壁104。更具体而言，密封件保持器110包括密封件保持器本体126，和联接于本体126的一对密封件保持器钩128(在图5中示出一个)。如显示的那样，当密封件保持器110联接于第二壁104时，密封件保持器本体126与第二壁104的第二表面120接触。因此，密封件保持器本体126通过第二壁104沿纵向方向L与通道106间隔开。此外，密封件保持器钩128从密封件保持器本体126向外延伸并围绕第二壁104的第四表面124，使得每个钩128的一部分与第二壁104的第一表面118接触。然而，在备选的实施例中，密封件保持器110可以以任何其它合适的方式联接于第二壁104。
此外，密封件保持器110可包括支承臂130(在图2中示出)。具体而言，当密封组件100与定子导叶52的外带76密封接合时，密封件保持器110可包括支承臂130。在此类情形中，支承臂130防止密封件保持器110相对于第二壁104旋转。就此而言，支承臂130可沿纵向方向L从密封件保持器本体126向外延伸。例如，如图2中示出，当密封组件100与外带76的前部端部90密封接合时，支承臂130可沿纵向方向L从密封件保持器本体126向下游延伸(即，相对于燃烧气体70的流)。相反地，当密封组件100与外带76的后部端部94密封接合时，支承臂130可沿纵向方向L从密封件保持器本体126向上游延伸(即，相对于燃烧气体70的流)。然而，在一些实施例中，密封件保持器110可不包括支承臂130，诸如当密封组件100与定子导叶52的内带74密封接合时。
再次参照图5，如以上提及的，在若干实施例中，第二壁104限定一对通路116，销114(图4)延伸穿过一对通路116。如图5中示出的，通路116从第一表面118延伸穿过第二壁104至第二表面120。在这方面，密封件保持器本体126限定一对孔口132(示出一个)。每个孔口132继而沿径向方向R和周向方向C与通路116中的一个对准，以容许销114延伸穿过密封件保持器110和通路116。
图6为密封组件100的局部截面视图，其中为了清楚起见而移除叶形密封件108、密封件保持器110以及弹簧112。如示出的，在若干实施例中，通路116构造为凹口134。具体而言，在此类实施例中，凹口134沿周向方向C从开口136延伸到第二壁104中，开口136由第二壁104的第三表面122限定。凹口134还沿纵向方向L从第二壁104的第一表面118延伸穿过第二壁104的第二表面120。然而，在备选的实施例中，通路116可以以任何其它合适的方式构造。例如，在一个备选的实施例中，通路116可构造为在第二壁104的第一表面118和第二表面120之间延伸的通孔，其中通孔沿周向方向C与第二壁104的第三表面122间隔开。
此外，通路116确定大小成适应在发动机10的操作期间延伸穿过其的销114的不受约束的热增长。在若干实施例中，定子导叶52由复合材料(例如，陶瓷基复合(CMC)材料)形成，而密封组件100的构件(例如，叶形密封件108、密封件保持器110、(多个)弹簧112，以及(多个)销114)由金属材料形成。在此类实施例中，定子导叶52和密封组件100在发动机10的操作(例如，热循环)期间以不同的速率热膨胀和收缩。就此而言，由第二壁104限定的通路116大于延伸穿过其的销114。具体而言，每个通路116的直径(由箭头138指示)大于延伸穿过此类通路116的销114的销轴142的直径(由箭头140指示)。通路116的直径138可继而为通路116在由径向方向R和周向方向C限定的平面中的最小尺寸。在这方面，每个销114与限定对应的通路116的第二壁104的通路表面144间隔开。例如，在一个实施例中，每个销114与对应的通路表面144以360度间隔开。因此，在发动机10的操作期间，销114可热膨胀和收缩而不受第二壁104约束，由此容许金属密封组件100联接于燃气涡轮发动机10的复合构件(例如，定子导叶52中的一个)。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可授予专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求书的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求书的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求书的范围内。
本发明的另外的方面由以下条款的主题提供：
一种用于燃气涡轮发动机的密封组件，所述密封组件包括：第一燃气涡轮壁；第二燃气涡轮壁，其与所述第一燃气涡轮壁间隔开，所述第一燃气涡轮壁和所述第二燃气涡轮壁限定所述第一燃气涡轮壁和所述第二燃气涡轮壁之间的通道，所述第二燃气涡轮壁还限定延伸穿过所述第二燃气涡轮壁的通路；叶形密封件，其部分地定位在所述通道内；密封件保持器，其联接于所述第二燃气涡轮壁；弹簧，其在所述密封件保持器与所述叶形密封件之间压缩，使得所述叶形密封件与所述第一燃气涡轮壁密封接合；以及销，其延伸穿过由所述第二燃气涡轮壁限定的所述通路，以联接所述密封件保持器和所述叶形密封件，使得所述销在所述燃气涡轮发动机的操作期间不受所述第二壁热约束。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述销包括销轴，所述销轴具有小于所述通路的直径的销轴直径。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述第二燃气涡轮壁包括限定所述通路的通路表面，所述销轴延伸穿过所述通路，使得所述销轴与所述通路表面间隔开。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述第二燃气涡轮壁包括部分地限定所述通道的第一表面、与所述第一表面间隔的第二表面、以及在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的第三表面，所述通路从所述第一表面延伸至所述第二表面。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述通路包括凹口。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述第二燃气涡轮壁的所述第三表面限定所述凹口的开口。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述密封件保持器包括本体和联接于所述本体的钩，所述本体与所述第二表面接触，所述钩的至少部分与所述第一表面接触。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述第二燃气涡轮壁还包括在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的第四表面，所述第四表面正交于所述第三表面，所述钩从所述本体围绕所述第四表面延伸，以接触所述第一表面。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述密封件保持器包括支承臂，所述支承臂构造成防止所述密封件保持器相对于所述第二燃气涡轮壁的旋转。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述第一燃气涡轮壁和所述第二燃气涡轮壁由复合材料形成。
这些条款中的一个或多个的密封组件，其中所述叶形密封件、所述密封件保持器、所述弹簧，以及所述销由金属材料形成。
一种用于限定轴向中心线的燃气涡轮发动机的定子导叶，所述定子导叶包括：内带；外带，其沿径向方向与所述内带间隔开，所述径向方向从所述轴向中心线正交地向外延伸；翼型件，其在所述内带和所述外带之间延伸；第一壁，其沿所述径向方向从所述内带或所述外带中的至少一个向外延伸；第二壁，其沿所述径向方向从所述内带或所述外带中的所述至少一个向外延伸，所述第二壁沿着所述轴向中心线与所述第一壁间隔开，所述第一壁和所述第二壁限定所述第一壁和所述第二壁之间的通道，所述第二壁还限定延伸穿过所述第二壁的通路；以及密封组件，其包括：叶形密封件，其部分地定位在所述通道内；密封件保持器，其联接于所述第二壁；弹簧，其在所述密封件保持器与所述叶形密封件之间压缩，使得所述叶形密封件与所述第一壁密封接合；以及销，其延伸穿过由所述第二壁限定的所述通路，以联接所述密封件保持器和所述叶形密封件，使得所述销在所述燃气涡轮发动机的操作期间不受所述第二壁热约束。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述密封组件密封地接合所述外带。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述密封件保持器包括支承臂，所述支承臂构造成防止所述密封件保持器相对于所述第二壁的旋转。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述密封组件密封地接合所述内带。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述内带或所述外带中的所述至少一个沿着所述轴向中心线从前部端部延伸至后部端部，所述密封组件密封地接合邻近于所述前部端部的所述内带或所述外带中的所述至少一个。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述内带或所述外带中的所述至少一个沿着所述轴向中心线从前部端部延伸至后部端部，所述密封组件密封地接合邻近于所述后部端部的所述内带或所述外带中的所述至少一个。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述销包括销轴，并且所述第二壁包括限定所述通路的通路表面，所述销轴延伸穿过所述通路，使得所述销轴与所述通路表面间隔开。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述第二壁包括部分地限定所述通道的第一表面，以及与所述第一表面间隔的第二表面，所述通路包括从所述第一表面延伸至所述第二表面的凹口。
这些条款中的一个或多个的定子导叶，其中所述内带和所述外带由复合材料形成，并且所述叶形密封件、所述密封件保持器、所述弹簧，以及所述销由金属材料形成。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的密封组件，所述密封组件包括：
第一燃气涡轮壁；
第二燃气涡轮壁，其与所述第一燃气涡轮壁间隔开，所述第一燃气涡轮壁和第二燃气涡轮壁限定所述第一燃气涡轮壁和所述第二燃气涡轮壁之间的通道，所述第二燃气涡轮壁还限定延伸穿过所述第二燃气涡轮壁的通路；
叶形密封件，其部分地定位在所述通道内；
密封件保持器，其联接于所述第二燃气涡轮壁；
弹簧，其在所述密封件保持器与所述叶形密封件之间压缩，使得所述叶形密封件与所述第一燃气涡轮壁密封接合；以及
销，其延伸穿过由所述第二燃气涡轮壁限定的所述通路，以联接所述密封件保持器和所述叶形密封件，使得所述销在所述燃气涡轮发动机的操作期间不受所述第二壁热约束。
2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述销包括销轴，所述销轴具有小于所述通路的通路直径的销轴直径。
3.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁包括限定所述通路的通路表面，所述销轴延伸穿过所述通路，使得所述销轴与所述通路表面间隔开。
4.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁包括部分地限定所述通道的第一表面、与所述第一表面间隔的第二表面、以及在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的第三表面，所述通路从所述第一表面延伸至所述第二表面。
5.根据权利要求4所述的密封组件，其特征在于，所述通路包括凹口。
6.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁的所述第三表面限定所述凹口的开口。
7.根据权利要求6所述的密封组件，其特征在于，所述凹口沿周向方向从所述开口延伸到所述第二燃气涡轮壁中，所述周向方向围绕所述燃气涡轮发动机的轴向中心线同心地延伸。
8.根据权利要求4所述的密封组件，其特征在于，所述密封件保持器包括本体和联接于所述本体的钩，所述本体与所述第二表面接触，所述钩的至少部分与所述第一表面接触。
9.根据权利要求8所述的密封组件，其特征在于，所述第二燃气涡轮壁还包括在所述第一表面和第二表面之间延伸的第四表面，所述第四表面正交于所述第三表面，所述钩从所述本体围绕所述第四表面延伸，以接触所述第一表面。
10.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述密封件保持器包括支承臂，所述支承臂构造成防止所述密封件保持器相对于所述第二燃气涡轮壁的旋转。
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