JP6990967B2 - Composite seal for turbomachinery - Google Patents

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Description

本発明は、一般に漏出を減らすためのシール、より特にターボ機械の隣接する固定部品間の漏出を減らすためにシールスロット内で働くように構成されたシールに関する。 The present invention relates to seals generally designed to reduce leakage, more particularly seals configured to work within a seal slot to reduce leakage between adjacent fixed components of a turbomachine.

ターボ機械の部品間の熱い燃焼ガスおよび/または冷却流の漏出は、一般に電力出力を減少させ、効率を低下させる。例えば、加圧された圧縮機の空気を熱いガス経路の周囲にもたらすことによって、熱い燃焼ガスがタービン内部に含まれることがある。一般に、隣接するタービン部品(固定シュラウド、ノズル、およびダイアフラム、内側シェルケーシング部品、およびローター部品など)間の熱いガス経路に高圧冷却流が漏れると効率が低下し、そのような漏出のない環境と比較して望ましい電力レベルを維持するために燃焼温度の上昇およびエンジンガスタービン効率の低下を必要とする。このように、タービン部品間の漏出を減少させるか除去することによって、タービン効率を改善することができる。 Leakage of hot combustion gas and / or cooling flow between turbomachinery components generally reduces power output and reduces efficiency. Hot combustion gas may be contained inside the turbine, for example by bringing pressurized compressor air around the hot gas path. In general, high-pressure cooling flows leaking into the hot gas path between adjacent turbine parts (such as fixed shrouds, nozzles and diaphragms, inner shell casing parts, and rotor parts) reduce efficiency and create an environment free of such leaks. In comparison, higher combustion temperatures and lower engine gas turbine efficiencies are required to maintain the desired power levels. In this way, turbine efficiency can be improved by reducing or eliminating leaks between turbine components.

従来、タービン部品の接続部間の漏出は、タービン部品、例えば固定部品などの間に形成されたシールスロットの中に位置する金属製シールで処理される。シールスロットは、一般に部品間の接続部に広がって、その中に位置する金属製シールが接続部からの漏出を封鎖するかまたは阻止する。しかし、タービン部品接続部間の漏出を、タービン部品のシールスロットに位置する金属製スロットシールで防ぐことは、最新のターボ機械が比較的高い温度を生じることによって複雑化される。従来のタービンと比較して高い温度(例えば、1,500℃超)でタービンを運転することを可能にする新しい材料、例えばセラミックマトリックス複合体(CMC)タービン部品を導入することにより、シールスロットで使用するための従来の金属製タービンスロットシールは適切でない可能性がある。 Traditionally, leaks between turbine component connections are treated with metal seals located within seal slots formed between turbine components, such as fixed components. Seal slots typically extend to the connections between the components, and metal seals located therein block or prevent leakage from the connections. However, preventing leakage between turbine component connections with metal slot seals located in the turbine component seal slots is complicated by the fact that modern turbomachinery produces relatively high temperatures. In the sealed slot by introducing new materials that allow the turbine to operate at higher temperatures (eg, above 1,500 ° C) compared to traditional turbines, such as ceramic matrix composite (CMC) turbine components. Traditional metal turbine slot seals for use may not be suitable.

タービン部品接続部間の漏出を金属製シールで防ぐことは、タービン部品のシールスロットが、隣接する部品の対応するスロット部分によって形成される(その中に位置するシールはそれにより部品間の接続部にわたって広がる)という事実によってさらに複雑化される。これらの隣接する部品間の心ずれ(例えば熱膨張、製造、組立および/または設置制限などから生じる)は、構成、形状および/または大きさが経時的に変動することのある、凸凹のあるシールスロット接触面を生成する。そのシールが曲がらないか、変形するかまたはそのような凸凹の原因となる場合、シールスロット接触面のそのような凸凹は、シールスロット内に位置するスロットシール全体にわたって漏出を許容する。残念ながら、隣接するタービン部品の心ずれに起因して、そのような凸凹のあるシールスロット接触面の原因となる多くの従来の金属製シムは、タービンの運転温度の上昇に十分に耐えることができない場合がある。 Preventing leakage between turbine component connections with metal seals means that the turbine component seal slots are formed by the corresponding slot portions of adjacent components (the seals located within it are thereby the connections between the components. It is further complicated by the fact that it spreads over). Misalignment between these adjacent parts (eg, resulting from thermal expansion, manufacturing, assembly and / or installation restrictions, etc.) is an uneven seal whose configuration, shape and / or size can vary over time. Generate a slot contact surface. If the seal does not bend, deform, or cause such irregularities, such irregularities on the seal slot contact surface allow leakage throughout the slot seal located within the seal slot. Unfortunately, many conventional metal shims that cause such uneven seal slot contact surfaces due to misalignment of adjacent turbine components can withstand elevated turbine operating temperatures well. It may not be possible.

したがって、タービンの徐々に高くなる運転温度に耐え、シールスロット接触面の凸凹に順応する、典型的なタービンシールスロットで使用するように構成された複合ターボ機械部品接続部シールが望ましいであろう。 Therefore, a composite turbomachinery component connection seal configured for use in a typical turbine seal slot, which withstands the gradually increasing operating temperature of the turbine and adapts to the unevenness of the seal slot contact surface, would be desirable.

米国特許出願公開第2013/0134678号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2013/0134678

第1の態様では、本開示は、部品間に広がる隙間を封止するための、隣接するターボ機械部品によって少なくとも一部分形成されるシールスロット内に置くためのシール組立体を提供する。シール組立体には、金属製シム、多孔性の金属製支持構造、およびセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングが含まれる。金属製シムには、シール面と支持面が含まれる。多孔性の金属製支持構造は、金属製シムの支持面に接合されている。セラミック、ガラスまたはエナメルコーティングは、コーティングが金属製シムの支持面側および支持構造を実質的に覆うように、多孔性の金属製支持構造の上方および内部に広がる。コーティングの部分は、金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置する。 In a first aspect, the present disclosure provides a seal assembly for placement in a seal slot formed at least partially by adjacent turbomachinery components to seal widening gaps between the components. Seal assemblies include metal shims, porous metal support structures, and ceramic, glass or enamel coatings. Metal shims include a sealing surface and a supporting surface. The porous metal support structure is joined to the support surface of the metal shim. The ceramic, glass or enamel coating extends above and inside the porous metal support structure so that the coating substantially covers the support surface side and support structure of the metal shim. The portion of the coating is located between the support surface of the metal shim and the portion of the metal support structure.

一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製支持構造を介してコーティングを金属製シムに機械的に連結させるために、支持面から離れて広がる方向の、金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置してよい。そのような実施形態では、支持面から離れて広がる方向は、支持面に対して実質的に垂直であってよい。 In some embodiments, the portion of the coating is a metal shim support surface and metal that extends away from the support surface in order to mechanically connect the coating to the metal shim via a metal support structure. It may be located between the parts of the support structure. In such an embodiment, the direction extending away from the support surface may be substantially perpendicular to the support surface.

一部の実施形態では、金属製シムは、実質的に固体の金属製シムであってよい。一部の実施形態では、コーティングは、支持構造に化学的に接合されてよい。一部の実施形態では、金属製シムの支持面および金属製支持構造の少なくとも1つには、それぞれの金属製部品の酸化を防ぐように構成された保護用の外側コーティングが含まれてよい。一部の実施形態では、金属製支持構造は、少なくとも1つのろう付けを介して金属製シムに拡散接合されてよい。一部の実施形態では、金属製支持構造はメッシュ構造であってよい。一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製シムの支持面と、金属製シムの支持面に接合された金属製支持構造の部分との間に位置してよい。 In some embodiments, the metal shim may be a substantially solid metal shim. In some embodiments, the coating may be chemically bonded to the support structure. In some embodiments, the support surface of the metal shim and at least one of the metal support structures may include a protective outer coating configured to prevent oxidation of the respective metal component. In some embodiments, the metal support structure may be diffusion bonded to the metal shim via at least one braze. In some embodiments, the metal support structure may be a mesh structure. In some embodiments, the portion of the coating may be located between the support surface of the metal shim and the portion of the metal support structure joined to the support surface of the metal shim.

一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製シムの支持面と、金属製シムの支持面に接合されていない金属製支持構造の部分との間に位置してよい。そのような実施形態では、金属製シムの支持面に接合されていない金属製支持構造の部分は、金属製シムの支持面に接合された金属製支持構造の部分から伸びているか、またはその部分と連結されていてもよい。 In some embodiments, the portion of the coating may be located between the support surface of the metal shim and the portion of the metal support structure that is not joined to the support surface of the metal shim. In such an embodiment, the portion of the metal support structure that is not joined to the support surface of the metal shim extends or extends from the portion of the metal support structure that is joined to the support surface of the metal shim. May be linked with.

一部の実施形態では、コーティングは、シムおよび支持構造の支持面の少なくとも1つに結合されていてよい。一部の実施形態では、シール組立体は、第2のコーティングが金属製シムと第2の支持構造のシール面側を実質的に覆うように、シムのシール面に接合された第2の多孔性の金属製支持構造、ならびに第2の多孔性の金属製支持構造の上および内部に広がる第2のセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングをさらに含んでよく、第2のコーティングの部分は、金属製シムのシール面と、第2の金属製支持構造の部分との間に位置してよい。 In some embodiments, the coating may be attached to at least one of the support surfaces of the shim and support structure. In some embodiments, the seal assembly has a second porous surface joined to the seal surface of the shim so that the second coating substantially covers the sealing surface side of the metal shim and the second support structure. It may further include a metallic metal support structure, as well as a second ceramic, glass or enamel coating that extends above and inside the second porous metal support structure, the portion of the second coating being a metal shim. May be located between the sealing surface of the enamel and a portion of the second metal support structure.

もう一つの態様では、本開示は、部品間に広がる隙間を封止するための、隣接するターボ機械部品によって少なくとも一部分形成されるシールスロット内で使用するためのシール組立体を形成する方法を提供する。この方法には、多孔性の金属製支持構造の少なくとも一部分を金属製シムと接合することが含まれる。この方法には、コーティング材料が金属製シムの支持面側および支持構造の表面を覆うように、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料を多孔性の金属製支持構造に塗布することがさらに含まれ、金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置する部分が含まれる。この方法には、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料の密度を高めて、金属製支持構造を介して金属製シムに機械的に固定されたセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングを形成することも含まれる。 In another aspect, the present disclosure provides a method of forming a seal assembly for use within a seal slot formed at least partially by adjacent turbomachinery components to seal widening gaps between the components. do. The method involves joining at least a portion of the porous metal support structure to a metal shim. This method further includes applying a ceramic, glass or enamel coating material to the porous metal support structure so that the coating material covers the support surface side of the metal shim and the surface of the support structure, the metal. Includes a portion located between the support surface of the shim and the portion of the metal support structure. The method also includes increasing the density of the ceramic, glass or enamel coating material to form a ceramic, glass or enamel coating that is mechanically secured to a metal shim via a metal support structure.

一部の実施形態では、金属製支持構造の少なくとも一部分と金属製シムの支持面を接合することには、金属製支持構造の少なくとも一部分を金属製シムの支持面に拡散接合することが含まれてよい。一部の実施形態では、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料を多孔性の金属製支持構造に塗布することは、スクリーン印刷またはタオルで拭くことにより高粘度キャスタブルセラミック組成物を塗布することを含むことがある。そのような実施形態では、この方法には、ドクターブレードを介して支持構造に塗布したセラミック組成物の一部分を除去することがさらに含まれてよく、この際、セラミック組成物の密度を高めることは、塗布したセラミック組成物を硬化させることおよび熱処理することを含む。一部の実施形態では、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料を多孔性の金属製支持構造に塗布することは、塗装、ディップコーティングまたはスプレーコーティングによって塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物を塗布することを含むことがある。そのような実施形態では、ガラスまたはエナメル系組成物の密度を高めることは、塗布したガラスまたはエナメル系組成物を乾燥させることおよび熱処理することを含むことがある。 In some embodiments, joining at least a portion of the metal support structure to the support surface of the metal shim comprises diffusing joining at least a portion of the metal support structure to the support surface of the metal shim. It's okay. In some embodiments, applying a ceramic, glass or enamel coating material to a porous metal support structure may include applying a high viscosity castable ceramic composition by screen printing or wiping with a towel. be. In such embodiments, the method may further include removing a portion of the ceramic composition applied to the support structure via a doctor blade, in which the density of the ceramic composition may be increased. Includes curing and heat treatment of the applied ceramic composition. In some embodiments, applying a ceramic, glass or enamel coating material to a porous metal support structure applies a glass or enamel-based composition in a form that can be painted by painting, dip coating or spray coating. May include things. In such embodiments, increasing the density of the glass or enamel-based composition may include drying and heat treating the coated glass or enamel-based composition.

もう一つの態様では、本開示は第1のタービン部品と第1のタービン部品に隣接する第2のタービン部品を含むターボ機械を提供し、第1および第2のタービン部品は、タービン部品間の隙間に広がるシールスロットの少なくとも一部分を形成する。ターボ機械は、第1および第2のタービン部品のシールスロット内に位置し、それらの隙間に広がるシールをさらに含む。シールは、金属製シム、多孔性の金属製支持構造、およびセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングを含む。金属製シムには、シール面と支持面が含まれる。多孔性の金属製支持構造は、金属製シムの支持面に接合されている。セラミック、ガラスまたはエナメルコーティングは、コーティングが金属製シムの支持面側および支持構造を実質的に覆うように、そしてコーティングの部分が金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置するように、金属製支持構造の上および内部に施される。 In another aspect, the present disclosure provides a turbomachine containing a first turbine component and a second turbine component adjacent to the first turbine component, the first and second turbine components being between the turbine components. Form at least a portion of the seal slot that extends into the gap. The turbomachinery is located within the seal slots of the first and second turbine parts and further includes a seal that extends into their gaps. Seals include metal shims, porous metal support structures, and ceramic, glass or enamel coatings. Metal shims include a sealing surface and a supporting surface. The porous metal support structure is joined to the support surface of the metal shim. Ceramic, glass or enamel coatings are such that the coating substantially covers the support surface side and support structure of the metal shim, and the part of the coating is between the support surface of the metal shim and the part of the metal support structure. It is applied on and inside the metal support structure so that it is located.

一部の実施形態では、シールのセラミック、ガラスまたはエナメルのコーティングは、第1のタービン部品の第1の側面および第2のタービン部品の第1の側面によって集合的に形成されるシールスロットの第1の側面に対して位置付けられてよい。一部の実施形態では、金属製シムは、実質的に固体の金属製シムであり、多孔性の金属製支持構造は、金属製メッシュ構造である。一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製支持構造を介してコーティングを金属製シムに機械的に連結させるために、支持面に対して実質的に垂直に伸びる方向の金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置してよい。 In some embodiments, the ceramic, glass or enamel coating on the seal is the first of the seal slots collectively formed by the first side surface of the first turbine component and the first side surface of the second turbine component. It may be positioned with respect to the side surface of 1. In some embodiments, the metal shim is a substantially solid metal shim and the porous metal support structure is a metal mesh structure. In some embodiments, the portion of the coating is of a metal shim that extends substantially perpendicular to the support surface in order to mechanically connect the coating to the metal shim via a metal support structure. It may be located between the support surface and a portion of the metal support structure.

本開示のこれらおよびその他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。 These and other purposes, features, and advantages of the present disclosure, together with the accompanying drawings, will become apparent from the following detailed description of the various aspects of the present disclosure.

本開示による第1の例示的なスロットシール組立体の一部分の断面図を示す図である。It is a figure which shows the sectional view of the part of the 1st exemplary slot seal assembly by this disclosure. シム、支持構造およびコーティング部分の配置を例示するために部分的に組み立てた、図1の例示的なスロットシールの斜視図を示す図である。FIG. 3 shows a perspective view of an exemplary slot seal of FIG. 1, partially assembled to illustrate the placement of shims, support structures and coating portions. 図1の例示的なスロットシールのシムおよび支持構造の部分組立体の斜視図を示す図である。It is a figure which shows the perspective view of the shim of the exemplary slot seal of FIG. 1 and the partial assembly of the support structure. 図3のシムおよび支持構造の部分組立体の一部分の拡大斜視図を示す図である。It is a figure which shows the enlarged perspective view of the part of the partial assembly of the shim and the support structure of FIG. 図4のシムおよび支持構造の部分組立体の一部分の拡大断面図を示す図である。It is a figure which shows the enlarged sectional view of the part of the partial assembly of the shim and the support structure of FIG. タービン部品間の例示的な接続部を封止するための、シールスロット内に位置する例示的なスロットシール組立体の側断面図を示す図である。It is a figure which shows the side sectional view of the exemplary slot seal assembly located in the seal slot for sealing the exemplary connection between turbine components. 例示的なスロットシール組立体の側断面図を示す図である。It is a figure which shows the side sectional view of an exemplary slot seal assembly.

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞の「1つの(a)」、「1つの(an)」、「この(the)」、および「前記」は、その要素が1またはそれ以上存在することを意味するものである。用語「含む(comprising)、「含む(including)」、および「有する(having)」は、含むことを意味し、列挙される要素以外にさらなる要素がありうることを意味する。運転パラメータのいずれの例も、開示される実施形態の他のパラメータを除外するものではない。特定のシールの実施形態に関して本明細書に記載、例示または開示される部品、態様、特徴、構成、配置、使用および同類のものは、本明細書に開示される任意のその他のシール実施形態に同様に適用されてよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. When introducing elements of various embodiments of the invention, the articles "one (a)", "one (an)", "this (the)", and "above" have one or more elements. It means that there is more than that. The terms "comprising," "inclusion," and "having" mean to include, meaning that there may be additional elements beyond those listed. None of the examples of operating parameters exclude other parameters of the disclosed embodiments. Parts, embodiments, features, configurations, arrangements, uses and the like described, exemplified or disclosed herein with respect to specific seal embodiments are in any other seal embodiment disclosed herein. It may be applied in the same way.

本開示による、タービンシールスロットで使用するために構成された複合ターボ機械部品接続部シール(例えば、複合タービンスロットシール)、ならびにその製造方法および使用方法は、CMC部品を含むタービンの比較的高い運転温度に耐え、かつ/または、シールスロット接触面の凸凹に順応するように構成されている。特に、複合スロットシールは、複合スロットシールの金属製部品と熱いガス流/漏出および/またはシールスロット自体との化学的相互作用を実質的に防ぎ、熱相互作用を実質的に制限するように構成されている。このように、本明細書において提供される複合スロットシールは、高温のタービン用途での使用を可能にする。高温運転に加えて、本開示の複合スロットシールは、シールスロット表面の心ずれおよび/または粗さに起因する漏出を減らすために、シールスロット接触面上の凸凹に順応するように構成されている。 According to the present disclosure, composite turbomachinery component connection seals configured for use in turbine seal slots (eg, composite turbine slot seals), as well as methods of manufacture and use thereof, are used for relatively high operation of turbines, including CMC components. It is configured to withstand temperature and / or adapt to the unevenness of the seal slot contact surface. In particular, the composite slot seal is configured to substantially prevent chemical interactions between the metal parts of the composite slot seal and the hot gas flow / leakage and / or the seal slot itself and substantially limit the thermal interaction. Has been done. As such, the composite slot seals provided herein allow for use in high temperature turbine applications. In addition to high temperature operation, the composite slot seals of the present disclosure are configured to adapt to irregularities on the seal slot contact surface to reduce leakage due to misalignment and / or roughness of the seal slot surface. ..

図1~5に示されるように、例示的なシール10は、互いに連結された、少なくとも1つのシムまたはプレート12、少なくとも1つの支持構造または層14および少なくとも1つのコーティングまたはコーティング層16を含むシール組立体でありうる。シム12は、それを通る物質の通過を実質的に防ぐのに効果的でありうる。例えば、シム12は、実質的に固体であるか、またはターボ機械において生じる圧力および温度でガス、液体および固体の少なくとも1つに実質的に不透過性でありうる。しかし、シム12は、スロット表面で厚さT1の方向のゆがみまたは偏りに対応するために、ターボ機械において生じる圧力および温度で柔軟性も提供することもできる。一実施形態では、シム12は、実質的に固体のプレートのような金属製部材である。一部のそのような実施形態では、シム12は、高温金属合金または超合金でありうる。例えば、一部の実施形態では、シム12(および/または支持構造14)は、ステンレス鋼またはニッケル系合金(少なくとも一部分)、例えばニッケルモリブデンクロム合金であるHaynes214、または酸化アルミニウムコーティングをもつHaynes214から作成されてよい。一部の実施形態では、シム12は、少なくとも華氏1,500度、より好ましくは少なくとも華氏1800度の融解温度をもつ金属から作成されてよい。一部の実施形態では、シム12は、少なくとも華氏2,200度の融解温度をもつ金属から作成されてよい。 As shown in FIGS. 1-5, the exemplary seal 10 is a seal comprising at least one shim or plate 12, at least one support structure or layer 14 and at least one coating or coating layer 16 coupled to each other. It can be an assembly. The shim 12 can be effective in substantially preventing the passage of substances through it. For example, the shim 12 can be substantially solid or substantially impermeable to at least one of gas, liquid and solid at the pressure and temperature generated in a turbomachine. However, the shim 12 can also provide flexibility in the pressure and temperature that occurs in turbomachinery to accommodate distortions or biases in the direction of thickness T1 at the slot surface. In one embodiment, the shim 12 is a metal member, such as a substantially solid plate. In some such embodiments, the shim 12 can be a hot metal alloy or a superalloy. For example, in some embodiments, the shim 12 (and / or support structure 14) is made from stainless steel or a nickel-based alloy (at least a portion), such as Haynes214, which is a nickel molybdenum chromium alloy, or Haynes214 with an aluminum oxide coating. May be done. In some embodiments, the shim 12 may be made of a metal having a melting temperature of at least 1,500 degrees Fahrenheit, more preferably at least 1800 degrees Fahrenheit. In some embodiments, the shim 12 may be made of a metal having a melting temperature of at least 2,200 degrees Fahrenheit.

図1~5に示されるように、支持構造14に実質的に対向するシム12の外側のシール面または側面22は、実質的に平らであってよい(中立状態)。下でさらに説明されるように、シム12の外側のシール面22は、シールスロットを(少なくとも一部分)形成する少なくとも第1および第2の部品間の少なくとも1つの隙間または継目を通って流れる冷却高圧空気流と係合するかまたは相互作用するように構成されてよく、それによってシール10はシールスロットの第1および第2の部品のシール面に押し込まれるかまたは押し付けられて、ガス、液体および/または固体が隙間または継目を通じて移動することを実質的に防ぐ。したがって、シム12およびコーティング16(またはともに行動するシム12およびコーティング16)の少なくとも一つは、ターボ機械において経験する圧力で液体、ガスおよび/または固体に実質的に不透過性であるので、シール10は、シールスロットを通過する少なくとも低い漏出率をもたらす。 As shown in FIGS. 1-5, the outer sealing surface or side surface 22 of the shim 12 substantially facing the support structure 14 may be substantially flat (neutral). As further described below, the outer sealing surface 22 of the shim 12 is a cooling pressure flowing through at least one gap or seam between at least one gap or seam forming (at least a portion) a sealing slot. It may be configured to engage or interact with the air flow, whereby the seal 10 is pushed or pressed against the sealing surface of the first and second parts of the seal slot, gas, liquid and /. Or substantially prevent solids from moving through gaps or seams. Thus, at least one of the shims 12 and the coating 16 (or the shims 12 and the coating 16 acting together) is substantially impermeable to liquids, gases and / or solids at the pressures experienced in turbomachinery and thus seals. 10 results in at least a low leakage rate through the seal slot.

図1~5に示されるように、支持構造14は、シール面22と実質的に対向するシム12の支持面または側面24と連結されることができる。一部の実施形態では、支持構造14は、金属、例えばシム12に関して上記の特徴をもつ金属材料であってよい。シム12および支持構造14は、同じであるかまたは実質的に同種の金属材料で形成されてよく、それによって同じであるかまたは実質的に同程度の熱膨張係数(以降、CTE)を含む。しかし、シム12および支持構造14は、同じであるかまたは実質的に同様の材料で形成される必要はないし、同じであるかまたは実質的に同程度のCTEを含む必要もない。しかし、シム12および支持構造14は、それらの間のCTEの違いがそれらの間の拡散接合を破断するか、破壊するか、または下にさらに説明されるように、ターボ機械で使用中のシール10の繰り返し熱負荷によってそれらの間を無効にすることがないように構成されていることが好ましい。したがって、シム12のCTEおよび支持構造14のCTEは、シム12と支持構造14との間の拡散接合が、ターボ機械で使用中のシール10の繰り返し熱負荷によって無効にされない程度までのみ異なってよい。つまり、シム12および支持構造14の材料(またはCTEに影響を及ぼす任意のその他の要因)は異なってよいが、シム12および支持構造14は、シール10が、タービンのシールスロットで使用されるときに繰り返し熱負荷を受けた場合にそれらの間の拡散接合が損傷を受けるか無効になることのないように構成されてよい。 As shown in FIGS. 1-5, the support structure 14 can be connected to the support surface or side surface 24 of the shim 12 that is substantially opposed to the seal surface 22. In some embodiments, the support structure 14 may be a metal, eg, a metal material having the above characteristics with respect to the shim 12. The shim 12 and the support structure 14 may be made of the same or substantially the same metal material, thereby comprising the same or substantially the same coefficient of thermal expansion (CTE). However, the shim 12 and the support structure 14 do not need to be made of the same or substantially similar materials, nor do they need to contain the same or substantially the same degree of CTE. However, the shims 12 and the support structure 14 either break or break the diffusion junction between them, or the seals in use in turbomachinery, as further explained below. It is preferable that it is configured so as not to be invalidated between them by the repeated heat load of 10. Therefore, the CTE of the shim 12 and the CTE of the support structure 14 may differ only to the extent that the diffusion bond between the shim 12 and the support structure 14 is not negated by the repeated heat load of the seal 10 in use in the turbomachinery. .. That is, the material of the shim 12 and the support structure 14 (or any other factor that affects the CTE) may be different, but the shim 12 and the support structure 14 are such that when the seal 10 is used in the seal slot of the turbine. The diffusion junctions between them may be configured so that they will not be damaged or invalidated when repeatedly subjected to thermal loading.

支持構造14は、シム12の支持面24と化学的に結合するかまたは(例えば、拡散接合によって)融合することができ、コーティング16(シム12に化学的に結合されている)によってしっかりと機械的に連結または付着することのできる支持構造、部材または組立体であってよい。このように、コーティング16は、支持構造14によってシム12にしっかりと機械的に連結または付着させることができる。例えば、支持構造14は、その中でコーティング16の部分を保持するための空洞または空隙を含む、実質的に多孔性の金属構造(実質的に非孔質のシム12とは対照的)であってよい。用語「多孔性の」は、支持構造14に関して、個別にかつ/または集合的に、コーティング16が支持構造14の上面または外面からシム12に向かって広がる方向に支持構造14の中に広がることを許容し、かつ、コーティング16の少なくともいくつかの部分が、シム12のシール面24と支持構造14の少なくとも一部分との間に少なくとも一般にシム12のシール面24から離れて広がる方向、例えばシム12のシール面24に対して実質的に垂直に位置する、細孔、溝、空隙、隙間、空洞またはその他の内部空間を含む構造、1または複数の部材または機構を説明するために本明細書において使用される。一部の実施形態では、支持構造14は、図1~5に示されるように、連動した、織り合わされたまたは混ぜ合わされた部材、繊維または部分による多孔性の金属メッシュ、格子、ハニカムまたは編まれた種類の構造であってよい。 The support structure 14 can be chemically bonded or fused (eg, by diffusion bonding) to the support surface 24 of the shim 12 and is firmly mechanically bonded by the coating 16 (chemically bonded to the shim 12). It may be a support structure, member or assembly that can be connected or adhered to. In this way, the coating 16 can be firmly mechanically connected or attached to the shim 12 by the support structure 14. For example, the support structure 14 is a substantially porous metal structure (as opposed to a substantially non-porous shim 12), including cavities or voids in which the portion of the coating 16 is held. It's okay. The term "porous" means that, with respect to the support structure 14, the coating 16 spreads individually and / or collectively into the support structure 14 in a direction that extends from the top or outer surface of the support structure 14 toward the shim 12. Allowable and at least some portion of the coating 16 extends at least generally away from the seal surface 24 of the shim 12 between the seal surface 24 of the shim 12 and at least a portion of the support structure 14, eg, of the shim 12. Used herein to describe a structure comprising pores, grooves, voids, gaps, cavities or other interior spaces located substantially perpendicular to the sealing surface 24, one or more members or mechanisms. Will be done. In some embodiments, the support structure 14 is a porous metal mesh, lattice, honeycomb or braided with interlocking, woven or interlaced members, fibers or moieties, as shown in FIGS. 1-5. It may be of any kind of structure.

図1~5に示されるように、支持構造14の少なくともいくつかの部分(例えば、金属製メッシュ部材または繊維の部分)は、シム12の支持面24と融合または接合されていてよい。しかし、一部の実施形態では、支持構造14のその他の部分は、シム12の支持面24から一定の間隔を置かれていてよい(すなわちシム12と融合または接合していない)。例えば、金属製メッシュ型支持構造14には、シム12の支持面24に融合または接合された第1の部分およびシム12に接合も融合もしていない第2の部分を含む金属製部材または繊維と、潜在的に、一定の間隔を置かれるシム12の支持面24が含まれてよい。このように、支持構造14の断片または一部分だけがシム12と接合または融合してよく、支持構造14の残りの断片または一部分は、接合または融合した部分に連結されている(例えば、機械的に付着している)かまたは接合または融合した部分から伸びている。 As shown in FIGS. 1-5, at least some portion of the support structure 14 (eg, a metal mesh member or fiber portion) may be fused or joined to the support surface 24 of the shim 12. However, in some embodiments, the rest of the support structure 14 may be spaced from the support surface 24 of the shim 12 at regular intervals (ie, not fused or joined to the shim 12). For example, the metal mesh support structure 14 includes a metal member or fiber that includes a first portion fused or joined to the support surface 24 of the shim 12 and a second portion that is neither joined nor fused to the shim 12. Potentially, support surfaces 24 of shims 12 that are spaced at regular intervals may be included. Thus, only a fragment or portion of the support structure 14 may be joined or fused with the shim 12, and the remaining fragment or portion of the support structure 14 may be joined or fused to the joined or fused portion (eg, mechanically). It extends from the part that is attached) or joined or fused.

シム12および支持構造14の少なくとも一部分は、それらが付着することによってタービンのシールスロットで受ける温度、圧力およびその他の条件に事実上耐えることができるように、相互に接合または融合されてよい。例えば、シム12および支持構造14の少なくとも一部分は、それらの間に固体化学結合が形成されるような方法で結合または融合されてよい。一部の実施形態では、シム12および支持構造14の少なくとも一部分は、(例えば拡散接合を通して)互いに溶接された固体の状態であってよい。一部の実施形態では、シム12および支持構造14は、少なくとも1回の高温ろう付けによって互いに拡散接合されてよい。 At least a portion of the shim 12 and the support structure 14 may be joined or fused to each other so that they can substantially withstand the temperature, pressure and other conditions that the seal slot of the turbine receives due to their adhesion. For example, at least a portion of the shim 12 and the support structure 14 may be bonded or fused in such a way that a solid chemical bond is formed between them. In some embodiments, at least a portion of the shim 12 and the support structure 14 may be in a solid state welded to each other (eg, through diffusion bonding). In some embodiments, the shim 12 and the support structure 14 may be diffusely bonded to each other by at least one hot braze.

シール10のシム12および/または支持構造14には、その外側の表面の上方または上に塗布されたかまたは位置する1またはそれ以上の保護コーティング(図示せず)が含まれてよい。例えば、シム12の外面の少なくとも一部分、例えばシール面22または支持面24など、および/または支持構造14の外面の少なくとも一部分には、少なくとも1つの保護コーティングまたは保護層が含まれてよい。つまり、シム12の外面の少なくとも一部分(例えば、支持面24)および/または支持構造14は、下にある金属製部品(すなわち金属製シム12または金属製支持構造14)の上に重なる保護コーティングによって定義されることがある。したがって、互いに拡散接合されているシム12および/または支持構造14の一または複数の部分には、保護コーティングまたは保護層が含まれてよい。例えば、支持構造14は、シム12の上に重なり、支持面24を形成する保護コーティングに接合されてよい。金属製シム12および/または金属製支持構造14の1または複数の保護コーティングは、下にある金属製部品の酸化を実質的に防ぐかまたは遅らせるように構成されてよい。一部の実施形態では、金属製シム12および/または金属製支持構造14の1または複数の保護コーティングは、酸化物、例えばクロム酸化物またはアルミナ酸化物などを含むかまたは実質的に含んでよい。 The shim 12 and / or support structure 14 of the seal 10 may include one or more protective coatings (not shown) applied or located above or above its outer surface. For example, at least a portion of the outer surface of the shim 12, such as the sealing surface 22 or the support surface 24, and / or at least a portion of the outer surface of the support structure 14 may include at least one protective coating or layer. That is, at least a portion of the outer surface of the shim 12 (eg, the support surface 24) and / or the support structure 14 is provided with a protective coating overlaid on the underlying metal component (ie, the metal shim 12 or the metal support structure 14). May be defined. Thus, one or more portions of the shims 12 and / or support structures 14 diffusely bonded to each other may include a protective coating or layer. For example, the support structure 14 may be superposed on the shim 12 and bonded to a protective coating forming the support surface 24. The protective coating of the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 may be configured to substantially prevent or delay the oxidation of the underlying metal component. In some embodiments, one or more protective coatings of the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 may or may contain oxides such as chromium or alumina oxides. ..

相互に接合または融合したシム12および支持構造14の少なくとも一部分を用いて、シム12および支持構造14を保護するために、少なくとも1回のコーティング16をシール10に塗布してよい。図1および2に示されるように、コーティング16は、コーティング16が少なくとも支持構造14およびシム12の支持面24を実質的に覆うかまたはその上に重なるように(すなわち、コーティングがシール10の支持構造14の上方およびその中に広がり、それによってシム12の支持面24の上方に広がるように)シール10に塗布されてよい。コーティング16は、支持構造14の細孔または空隙を実質的に埋めることができ、(支持構造14とは対照的に)実質的に非孔質であってよい。一部の実施形態では、コーティング16はまた、シール10のシール面22側が、コーティング16によって覆われていないかまたはコーティング16を含まないシール10の唯一の側面または縁であるように、シール10の支持面24側および側縁を覆うかまたはその上に重なってよい。 At least one coating 16 may be applied to the seal 10 to protect the shim 12 and the support structure 14 using at least a portion of the shim 12 and the support structure 14 bonded or fused together. As shown in FIGS. 1 and 2, the coating 16 is such that the coating substantially covers or overlaps at least the support surface 24 of the support structure 14 and the shim 12 (ie, the coating supports the seal 10). It may be applied to the seal 10 (so that it extends above and within the structure 14 and thereby above the support surface 24 of the shim 12). The coating 16 can substantially fill the pores or voids of the support structure 14 and may be substantially non-porous (as opposed to the support structure 14). In some embodiments, the coating 16 is also such that the sealing surface 22 side of the seal 10 is the only side or edge of the seal 10 that is not covered by the coating 16 or does not contain the coating 16. It may cover or overlap the support surface 24 side and side edges.

コーティング16は、シール10がタービンのシールスロット、例えば高温ガスタービンの部品、例えば固定部品などで形成されたシールスロットなどで利用される場合に、少なくとも金属製シム12(そして潜在的に支持構造14)の化学的相互作用を実質的に防ぎ、熱相互作用を実質的に制限するのに効果的な1またはそれ以上のコーティング材料であってよい。下でさらに説明されるように、支持構造14上のコーティング16は、シールスロットを形成する第1および第2の部品の第1および第2のシール面を密封係合するように構成されることができ、ガス、液体および/または固体が第1および第2の部品の間の隙間または継目を通じて移動することを実質的に防ぐことができる。このように、コーティング16は、そのようなタービンのシールスロットでのシール10の使用中に、ケイ化物形成、酸化、熱クリープおよび/または少なくとも金属製シム12(そして潜在的に支持構造14)の摩耗を実質的に防ぐのに効果的でありうる。つまり、コーティング16は、金属系シール、例えば1またはそれ以上の金属製シム12(そして潜在的に支持構造14)を含むシール10が、高温ガスタービン用途で利用されることを許容する。一部の実施形態では、コーティング16は、少なくとも金属製シム12および/または支持構造14を保護すること(例えば、酸化、ケイ化物形成、熱クリープ、摩耗などを防ぐかまたは減らすこと)に効果的なセラミック、ガラスまたはエナメル材料であってよい。 The coating 16 is at least a metal shim 12 (and potentially a support structure 14) when the seal 10 is used in a turbine seal slot, such as a seal slot formed of a part of a high temperature gas turbine, such as a fixed part. ) May be one or more coating materials that are effective in substantially preventing chemical interactions and substantially limiting thermal interactions. As further described below, the coating 16 on the support structure 14 is configured to hermetically engage the first and second sealing surfaces of the first and second components forming the seal slot. And can substantially prevent gas, liquid and / or solids from moving through gaps or seams between the first and second components. Thus, the coating 16 of silicide formation, oxidation, thermal creep and / or at least a metal shim 12 (and potentially support structure 14) during the use of the seal 10 in the seal slot of such a turbine. It can be effective in substantially preventing wear. That is, the coating 16 allows a metal-based seal, eg, a seal 10 containing one or more metallic shims 12 (and potentially a support structure 14), to be used in high temperature gas turbine applications. In some embodiments, the coating 16 is effective in protecting at least the metal shim 12 and / or the support structure 14 (eg, preventing or reducing oxidation, silicide formation, thermal creep, wear, etc.). Ceramic, glass or enamel material.

一部の実施形態では、コーティング16は、結晶質、ガラス質またはガラスセラミック複合体で形成されてよい。そのような実施形態では、コーティング16には、金属酸化物、窒化物またはオキシ窒化物が含まれてよい。例えば、コーティング16には、安定化されたかまたは安定化されていないジルコニア、アルミナ、チタニア、アルカリ土類および/または希土類ジルコン酸塩、チタン酸塩、アルミン酸塩、タンタル酸塩およびニオブ酸塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、ケイ酸塩ホウ酸塩、リン酸塩、窒化ケイ素、炭化ケイ素、MAX相材料(Ti2AlC)などの金属間化合物ならびにそれらの組合せが含まれてよい。一部の実施形態では、コーティング16は、高温ホウロウ(porceain enamel)組成物から形成されてよい。例えば、コーティング16には、アルカリ/アルカリ土類アルミノボロホスホロシリケートガラスおよび充填剤が含まれてよい。コーティング16には(セラミックであろうと、ガラスであろうとエナメル材料であろうと)、シール10の運転条件で最適な安定性およびコンプライアンスを提供するために、必要な高温溶融性および流動性が含まれてよい。 In some embodiments, the coating 16 may be formed of a crystalline, vitreous or glass-ceramic composite. In such embodiments, the coating 16 may include metal oxides, nitrides or oxynitrides. For example, the coating 16 may include stabilized or unstabilized zirconia, alumina, titania, alkaline earth and / or rare earth zirconate, titanate, aluminate, tantalate and niobate, Intermetal compounds such as tungstate, molybdenate, silicate borate, phosphate, silicon nitride, silicon carbide, MAX phase material (Ti2AlC) and combinations thereof may be included. In some embodiments, the coating 16 may be formed from a high temperature enamel composition. For example, the coating 16 may include alkaline / alkaline earth aluminum noborophosphorosilicate glass and fillers. The coating 16 (whether ceramic, glass or enamel material) contains the high temperature meltability and fluidity required to provide optimum stability and compliance under the operating conditions of the seal 10. It's okay.

一部の実施形態では、コーティング16(および/または本明細書に記載される保護コーティング)は、少なくとも一部分、選択された種の金属製シム12(および/または金属製支持構造14)への拡散、および/または金属製シム12(および/または金属製支持構造14)との反応によって、1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1種の酸化物層を金属製シム12(および/または金属製支持構造14)上に形成することによって、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)上に形成されてよい。選択された種および金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の拡散/反応によって形成された1または複数の金属ケイ化物は、酸化に対して抵抗性であることがある。選択された種および金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の拡散/反応によって形成された1またはそれ以上の酸化物層は、それを通して無視できるほどの酸素拡散能を含むことがあり、したがって金属製シム12(および/または金属製支持構造14)を保護する。例えば、Siは利用されて、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の中に拡散され、かつ/または金属製シム12(および/または金属製支持構造14)と反応することがある。一部の実施形態では、1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1つの酸化物層を形成するために選択された種としては、Al、Si、B、それらの合金、またはそれらの組合せを挙げることができる。一部の実施形態では、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)は、耐熱金属、例えばMo、W、それらの合金、またはそれらの組合せで形成されてもよいし、それらを含んでもよく、耐熱性金属シム12(および/または支持構造14)には、ケイ化物層および/またはアルミナ保護層がコーティング16の少なくとも一部分として含まれてよい。一部の実施形態では、1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1つの酸化物層は、高温で、選択された種の充填層(例えば、粉末または同様の形態)と金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の反応(すなわち、充填シリサイド化/酸化物層法(pack siliciding/oxide layer method))によって形成されてよい。その他の実施形態では、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)上の1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1つの酸化物層は、気相成長(例えば、化学気相成長(CVD)または物理的蒸着(PVD))とそれに続く化学および/または熱処理による選択された種(例えば、金属元素/合金)の1またはそれ以上のコーティングによって形成されてよい。 In some embodiments, the coating 16 (and / or the protective coating described herein) is at least partially diffused into the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) of the selected species. And / or by reaction with the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14), one or more metal silicates and / or at least one oxide layer can be applied to the metal shim 12 (and / or metal). By forming on the metal support structure 14), it may be formed on the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14). One or more metal silicides formed by diffusion / reaction of selected species and metal shims 12 (and / or metal support structures 14) may be resistant to oxidation. One or more oxide layers formed by diffusion / reaction of selected species and metal shims 12 (and / or metal support structures 14) may contain negligible oxygen diffusion capacity through it. Yes, and thus protect the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14). For example, Si can be utilized to diffuse into the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) and / or react with the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14). be. In some embodiments, Al, Si, B, alloys thereof, or combinations thereof are used as the species selected to form one or more metal silicides and / or at least one oxide layer. Can be mentioned. In some embodiments, the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) may or may be formed of refractory metals such as Mo, W, alloys thereof, or combinations thereof. The refractory metal shim 12 (and / or support structure 14) may include a silicide layer and / or an alumina protective layer as at least a portion of the coating 16. In some embodiments, the one or more metal silicides and / or at least one oxide layer are at elevated temperature with a packed layer of selected species (eg, powder or similar form) and a metal shim 12 (eg, powder or similar form). And / or may be formed by the reaction of a metal support structure 14) (ie, pack siliciding / oxide layer method). In other embodiments, the one or more metal silicates and / or at least one oxide layer on the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) is vapor-deposited (eg, chemical vapor-deposited). It may be formed by one or more coatings of selected species (eg, metal elements / alloys) by (CVD) or physical vapor deposition (PVD)) followed by chemical and / or heat treatment.

一部のセラミックコーティング16の実施形態では、セラミックコーティング16は、高粘度キャスタブル組成物、例えばキャスタブルセメント(例えば、COTRONICS 904または989)から形成されてよい。高粘度キャスタブル組成物は、スクリーン印刷またはタオルで拭くことによって、接合されたシム12および支持構造14に塗布されてよい。接合されたシム12および支持構造14にコーティング16のキャスタブル組成物が塗布された後、過剰なコーティング16材料は、ドクターブレード法によって除去されて、シール10上で望ましいかまたは必要な厚さ(例えば、支持構造14の外面の上面または上方の特定量のコーティングキャスタブル組成物)にすることができる。塗布されてブレードで均された「グリーン」コーティングは、硬化および熱処理によって、接合したシム12および支持構造14に対して、コーティング16材料の密度を高めて化学的に結合するためにさらに加工されてよい。硬化はコーティング16材料を硬化することができ、熱処理はコーティング16材料の密度を高めて、閉じた多孔性状態(closed porosity state)にし、最終的に、接合されたシム12および支持構造14上にコーティング16を形成することができる。上記のように、コーティング16は、金属製シム12自体に接合されてもよいし、金属製シム12に重なっている保護コーティングに接合されてもよい。 In some embodiments of the ceramic coating 16, the ceramic coating 16 may be formed from a highly viscous castable composition, such as castable cement (eg, COTRONICS 904 or 989). The high viscosity castable composition may be applied to the joined shims 12 and support structure 14 by screen printing or wiping with a towel. After the castable composition of the coating 16 is applied to the joined shims 12 and the support structure 14, excess coating 16 material is removed by the doctor blade method to the desired or required thickness on the seal 10 (eg). , A specific amount of coated castable composition above or above the outer surface of the support structure 14. The applied, blade-leveled "green" coating is further processed by curing and heat treatment to densify and chemically bond the coating 16 material to the bonded shims 12 and support structure 14. good. Curing can cure the coating 16 material, and heat treatment increases the density of the coating 16 material to a closed porosity state, finally on the joined shims 12 and the support structure 14. The coating 16 can be formed. As described above, the coating 16 may be bonded to the metal shim 12 itself or to a protective coating that overlaps the metal shim 12.

一部のガラスまたはエナメルコーティング16の実施形態では、コーティング16は、塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物から形成されてよい。塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物には、ガラスまたはエナメル系組成物が接合したシム12および支持構造14に塗装されることを可能にする比較的低い粘度を含むことができる、あるいは、接合したシム12および支持構造14は、ガラスまたはエナメル系組成物でディップコーティングまたはスプレーコーティングされてよい。一部の実施形態では、ガラスまたはエナメル系組成物には、組成物の粘度を低下させるために溶剤などが含まれてよい。ガラスまたはエナメル系組成物が接合したシム12および支持構造14に塗布された後、例えば塗布した組成物から溶剤を除去するために、組成物を乾燥させる。接合したシム12および支持構造14上の塗布したガラスまたはエナメル系組成物を乾燥させた後、組成物を熱処理して、シム12および支持構造14に化学的に接合され、機械的に連結される、実質的に高密度で滑らかなガラス質のコーティングである、コーティング16を形成することができる。 In some embodiments of the glass or enamel coating 16, the coating 16 may be formed from a paintable form of glass or enamel-based composition. The paintable form of the glass or enamel-based composition can include, or have a relatively low viscosity, that allows the glass or enamel-based composition to be applied to the shim 12 and the support structure 14 to which the glass or enamel-based composition is bonded. The joined shims 12 and the support structure 14 may be dip-coated or spray-coated with a glass or enamel-based composition. In some embodiments, the glass or enamel-based composition may contain a solvent or the like to reduce the viscosity of the composition. After being applied to the shim 12 and support structure 14 to which the glass or enamel-based composition is bonded, the composition is dried, for example, to remove the solvent from the applied composition. After drying the coated glass or enamel-based composition on the bonded shim 12 and support structure 14, the composition is heat treated to be chemically bonded and mechanically coupled to the shim 12 and support structure 14. A coating 16 can be formed, which is a substantially dense and smooth vitreous coating.

一部の代替実施形態では、コーティング16組成物は、前駆体として配合されてよい。例えば、コーティング16組成物は、硝酸塩、カルボン酸塩、アルコキシドなどの前駆体スラットからゲル化可能なゾルから形成され、特定の割合が充填剤として添加される。ゲル化可能なゾルは、接合したシム12および支持構造14に塗布されて、上述のプロセスのいずれかによってコーティング16を形成することができる。 In some alternative embodiments, the coating 16 composition may be formulated as a precursor. For example, the coating 16 composition is formed from a gellable sol from precursor slats such as nitrates, carboxylates, alkoxides and the like, with certain proportions added as filler. The gelable sol can be applied to the bonded shims 12 and the support structure 14 to form the coating 16 by any of the processes described above.

上述のように、コーティング16が少なくとも最初に金属製シム12(例えば、金属製シム12の支持面24の上方にまたはそれに接して)および/または金属製支持構造14と化学的に接合されるかまたは直接連結されるように、コーティング16は(それがセラミックであろうと、ガラスであろうと、エナメルであろうと)、金属製シム12および金属製支持構造14に塗布されてよい。また、上記のように、金属製シム12および/または金属製支持構造14には、保護コーティングが含まれてよい。そのような実施形態では、コーティング16は、保護コーティングに化学的に接合されてよい(それにより、金属製シム12および/または金属製支持構造14に間接的に化学的に接合される)。 As mentioned above, is the coating 16 chemically bonded at least first to the metal shim 12 (eg, above or in contact with the support surface 24 of the metal shim 12) and / or the metal support structure 14. Alternatively, the coating 16 (whether it is ceramic, glass, or enamel) may be applied to the metal shim 12 and the metal support structure 14 so that they are directly linked. Also, as mentioned above, the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 may include a protective coating. In such embodiments, the coating 16 may be chemically bonded to the protective coating (thus indirectly chemically bonded to the metal shim 12 and / or the metal support structure 14).

コーティング16は、支持構造14の空隙(下にさらに説明されるように、支持構造14とシム12との間のいずれかの空間を含む)を実質的に埋め、支持構造14の上面または外面の上方に伸びる(それによってシム12の支持面22を覆う)ことができる。下でさらに説明されるように、支持構造14は、シム12に化学的に接合され、コーティング16と機械的に連結されるように構成されてよい。このように、金属製シム12を熱的にかつ化学的に絶縁するのに効果的なコーティング16は、少なくとも最初に、金属製シム12および金属製支持構造14に化学的に接合され、かつ機械的に固定されてよい。 The coating 16 substantially fills the voids in the support structure 14, including any space between the support structure 14 and the shim 12, as further described below, on the top or outer surface of the support structure 14. It can extend upwards (thus covering the support surface 22 of the shim 12). As further described below, the support structure 14 may be configured to be chemically bonded to the shim 12 and mechanically coupled to the coating 16. Thus, the coating 16, which is effective in thermally and chemically insulating the metal shim 12, is at least first chemically bonded to the metal shim 12 and the metal support structure 14 and mechanically. May be fixed.

コーティング16が少なくとも金属製シム12(そして潜在的に金属製支持構造14)に継続的にまたは確実に保護を提供するために、支持構造14は、金属製シム12の上に、例えばタービンのシールスロットでシール10を使用中に露出する可能性のある少なくとも金属製シム12の側面、縁または部分などの上に、コーティング16の付着または被覆を維持することに効果的でありうる。例えば、セラミックまたはガラスコーティング16と金属製シム12および金属製支持構造14(またはその上の保護コーティング)との間の化学的結合またはカップリングは、セラミックまたはガラスコーティング16と金属製シム12および金属製支持構造14との間の熱的不整合に起因して、シム12の熱サイクル(例えばシム12の使用中に起こる)に耐えないことがある。図1および2に示され上に説明されるように、金属製支持構造14は金属製シム12と接合または融合されてよく、コーティング16は少なくとも支持構造14の空隙の全体にわたって、またはその空隙内部に提供されてよい。しかし、より具体的には、コーティング16はまた、少なくとも部分的に、シム12と支持構造14の部分との間の、少なくとも一般にシム12のシール面22から離れて広がる方向に広がるかまたは位置することがある。一部の実施形態では、コーティング16は、少なくとも部分的に、シム12と個々の部材、繊維または支持構造14の部分(またはその部分)との間の、シム12の支持面24に対して実質的に垂直に伸びる方向に位置することがある。それによってコーティング16は、繊維、部材または支持構造14の部分(シム12に融合または接合しているその部分を除いて)の実質的に周囲に提供されるかまたは広がる。このように、繊維、部材または支持構造14の部分の少なくとも一部が金属製シム12に接合または融合し、コーティング16の部分がシム12と支持構造14の部分との間に位置しているので、支持構造14は、コーティング16がシム12から分離またはデカップリングすることを防ぐ金属製シム12へのコーティング16の機械的付着をもたらす。例えば、コーティング16と金属製シム12および/または金属製支持構造14(またはその上の保護コーティング)との間の化学的結合がその間の熱的不整合のために失敗するならば、繊維、部材または支持構造14の部分の実質的に周囲(例えば、支持面24の外面の上方および支持面24とシム12の部分間)にあるコーティング16を置くことが機械的付着をもたらし、機械的付着はコーティング16が(金属製支持構造14を介して)金属製シム12から分離またはデカップリングされるようになることを防ぐ。 The support structure 14 is placed on top of the metal shim 12, eg, a turbine seal, so that the coating 16 provides continuous or reliable protection to at least the metal shim 12 (and potentially the metal support structure 14). It may be effective in maintaining adhesion or coating of the coating 16 on at least the sides, edges or portions of the metal shim 12 that may be exposed during use of the seal 10 in the slot. For example, a chemical bond or coupling between a ceramic or glass coating 16 and a metal shim 12 and a metal support structure 14 (or a protective coating on it) may be a ceramic or glass coating 16 and a metal shim 12 and a metal. Due to the thermal inconsistency with the support structure 14, it may not withstand the thermal cycle of the shim 12 (eg, which occurs during use of the shim 12). As shown in FIGS. 1 and 2 and described above, the metal support structure 14 may be joined or fused with the metal shim 12, and the coating 16 may be at least over the voids of the support structure 14 or inside the voids. May be provided to. However, more specifically, the coating 16 also spreads or is located, at least in part, in a direction that extends away from the sealing surface 22 of the shim 12, at least in general, between the shim 12 and the portion of the support structure 14. Sometimes. In some embodiments, the coating 16 is substantially relative to the support surface 24 of the shim 12, at least in part, between the shim 12 and a portion (or portion thereof) of the individual member, fiber or support structure 14. It may be located in a direction that extends vertically. Thereby, the coating 16 is provided or spread substantially around a portion of the fiber, member or support structure 14 (except for that portion fused or bonded to the shim 12). Thus, at least a portion of the fiber, member or support structure 14 is joined or fused to the metal shim 12 and the portion of the coating 16 is located between the shim 12 and the portion of the support structure 14. The support structure 14 results in mechanical attachment of the coating 16 to the metal shim 12 which prevents the coating 16 from separating or decoupling from the shim 12. For example, if the chemical bond between the coating 16 and the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 (or the protective coating on it) fails due to a thermal mismatch between them, the fiber, member. Alternatively, placing the coating 16 substantially around the portion of the support structure 14 (eg, above the outer surface of the support surface 24 and between the support surface 24 and the shim 12) results in mechanical adhesion, which results in mechanical adhesion. Prevents the coating 16 from becoming separated or decoupled from the metal shim 12 (via the metal support structure 14).

上記のように、コーティング16の部分は、金属製シム12と金属製シム12に一定間隔で配置される支持構造14の部分(例えば、金属製シム12に接合または融合していないが、金属製シム12に接合または融合している部分から伸びているか、またはその部分に連結されている部分)との間に位置してよい。コーティング16の部分はまた、金属製シム12と、金属製シム12に接合または融合している支持構造14の部分との間に位置してもよい。図1および5に示されるように、例えば、金属製シム12に接合または融合する繊維、部材または支持構造14の部分は、繊維、部材または支持構造14の部分とシム12の支持面24との間の空間または空隙26をもたらすかまたは形成する形状を含むかまたは定義することがある。図1、4および5に例示される例示的な実施形態では、シム12の支持面24に接合または融合される繊維、部材または支持構造14の部分は、空間または空隙26が、それぞれの繊維、部材または支持構造14の部分とシム12の支持面24との間に形成されるように、断面が実質的に円形である。そのような空間または空隙26をシム12の支持面または側面24と支持構造14(接合している場合)との間に形成する、その他の構成の支持構造14が利用されてもよい。このように、繊維、部材または支持構造14の部分の形状または構成は、コーティング16が、支持構造14の接合部分とシム12のシール面または側面24との間に(例えば、一般にシール面24から離れて広がる方向に、またはシール面24に対して実質的に垂直に伸びる方向に)位置することを許容することができる。 As described above, the portion of the coating 16 is a portion of the support structure 14 (eg, not joined or fused to the metal shim 12 but made of metal) which is spaced at regular intervals between the metal shim 12 and the metal shim 12. It may be located between a portion extending from or connected to a portion joined or fused to the shim 12). The portion of the coating 16 may also be located between the metal shim 12 and the portion of the support structure 14 bonded or fused to the metal shim 12. As shown in FIGS. 1 and 5, for example, the portion of the fiber, member or support structure 14 bonded or fused to the metal shim 12 comprises the portion of the fiber, member or support structure 14 and the support surface 24 of the shim 12. May include or define shapes that provide or form intervening spaces or voids 26. In the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1, 4 and 5, the portion of the fiber, member or support structure 14 bonded or fused to the support surface 24 of the shim 12 has space or voids 26, respectively. The cross section is substantially circular so that it is formed between the portion of the member or support structure 14 and the support surface 24 of the shim 12. A support structure 14 of any other configuration may be utilized that forms such a space or void 26 between the support surface or side surface 24 of the shim 12 and the support structure 14 (if joined). Thus, the shape or composition of the portion of the fiber, member or support structure 14 is such that the coating 16 is placed between the joint portion of the support structure 14 and the sealing surface or side surface 24 of the shim 12 (eg, generally from the sealing surface 24). It can be allowed to be located in a direction that spreads away or extends substantially perpendicular to the sealing surface 24).

図6は、タービン部品、例えば固定部品などの間の例示的な接続部を封止するための、例示的なシールスロット内に位置する例示的なスロットシール組立体110の断面図を例示する。例示的なスロットシール組立体110は、上記の図1~5の例示的なスロットシール組立体10にかなり類似する。そのため、「1」で始まる同様の参照番号は、同様の態様または機能を示すために使用され、そのような態様または機能(およびその代わりとなる実施形態)に向けられる上記の説明は、例示的なスロットシール組立体110に等しく当てはまる。特に、図6は、例示的な第1のタービン部品142、隣接する例示的な第2のタービン部品144、ならびに、第1および第2の部品142、144によって形成されるシールスロットに取り付けられた例示的な複合スロットシール110を含む、例示的なターボ機械の一部分の断面を示す。第1および第2のタービン部品142、144は、第1および第2の固定部品、例えば、それぞれ、第1および第2の固定部品の第1および第2のノズルであってよい。その他の実施形態では、第1および第2の部品142、144は、任意のその他の隣接するターボ機械部品、例えば固定されたかあるいは変換するおよび/または回転する(すなわち移動する)タービン部品であってよい。つまり、本明細書に記載される例示的な複合スロットシール10、110は、部品間の漏出を減らすために封止を必要とする任意の数または種類のターボ機械部品用に構成されるか、またはそのターボ機械部品とともに使用することができる。 FIG. 6 illustrates a cross-sectional view of an exemplary slot seal assembly 110 located within an exemplary seal slot for sealing exemplary connections between turbine parts, such as fixed parts. The exemplary slot seal assembly 110 is fairly similar to the exemplary slot seal assembly 10 of FIGS. 1-5 above. As such, similar reference numbers beginning with "1" are used to indicate similar embodiments or functions, and the above description directed to such embodiments or functions (and alternative embodiments) is exemplary. The same applies equally to the slot seal assembly 110. In particular, FIG. 6 is mounted in a sealed slot formed by an exemplary first turbine component 142, an adjacent exemplary second turbine component 144, and first and second components 142 and 144. FIG. 3 shows a cross section of a portion of an exemplary turbomachinery, including an exemplary composite slot seal 110. The first and second turbine parts 142 and 144 may be the first and second nozzles of the first and second fixing parts, eg, the first and second fixing parts, respectively. In other embodiments, the first and second parts 142, 144 are any other adjacent turbomachinery parts, such as fixed or converted and / or rotating (ie, moving) turbine parts. good. That is, the exemplary composite slot seals 10, 110 described herein are configured for any number or type of turbomachinery components that require sealing to reduce leakage between components. Or it can be used with its turbomachinery parts.

図6に例示される例示的な部品142、144および例示的な複合スロットシール110の断面は、構造の幅に沿って取られたものであり、それによって構造の例示的な幅および厚さ/高さを示す。図6に例示される構造の相対的な幅、厚さおよび断面形状は例示的であり、構造は任意のその他の相対的な幅、厚さおよび断面形状を含むことがあることが留意される。さらに、構造の長さ(図6の頁の内外に伸びる)は任意の長さであってよく、長さ方向の構造の形状および構成は任意の形状または構成であってよい。また、1つのシールスロットを形成する2つの例示的なタービン部品142、144しか示されていないが、複数の部品が、互いに連通している複数のシールスロットを形成することがあることにも留意される。例えば、複数のタービン部品が円周方向に配置され、その結果、それによって形成されるシールスロットも円周方向に配置されて互いに連通していることがある。そのような実施形態では、本開示によるスロットシール10、110、210は、複数のシールスロットに広がって複数の隙間または接続部を封止し、それにより複数のタービン部品間の漏出を減らすように構成されてよい。 The cross sections of the exemplary parts 142, 144 and the exemplary composite slot seal 110 exemplified in FIG. 6 are taken along the width of the structure, thereby the exemplary width and thickness of the structure /. Indicates the height. It is noted that the relative width, thickness and cross-sectional shape of the structure exemplified in FIG. 6 is exemplary and the structure may include any other relative width, thickness and cross-sectional shape. .. Further, the length of the structure (extending in and out of the page of FIG. 6) may be any length, and the shape and composition of the structure in the length direction may be any shape or composition. Also note that although only two exemplary turbine parts 142 and 144 forming one seal slot are shown, multiple parts may form multiple seal slots communicating with each other. Will be done. For example, a plurality of turbine components may be arranged in the circumferential direction, and as a result, the seal slots formed thereby may also be arranged in the circumferential direction and communicate with each other. In such embodiments, the slot seals 10, 110, 210 according to the present disclosure are such that they extend across a plurality of seal slots to seal a plurality of gaps or connections, thereby reducing leakage between the plurality of turbine components. May be configured.

図6に示されるように、第1および第2の隣接するタービン部品142、144は、互いに一定間隔で配置されることができ、その結果、接続部、隙間または経路190が第1および第2の隣接する部品142、144、例えば固定部品などの間に広がることができる。それによってそのような接続部190は、流れ、例えば空気流などを、第1および第2のタービン部品142、144の間に許容することができる。一部の構成では、第1および第2のタービン部品142、144は、第1の空気流150、例えば冷却空気流などと、第2の空気流160、例えば熱い燃焼空気流などとの間に位置することがある。用語「空気流」は、本明細書において、第1および第2のタービン部品142、144の間の接続部190を通って変換される、任意の材料または組成物、あるいは材料または組成物の組合せの動きを説明するために使用されることが留意される。 As shown in FIG. 6, the first and second adjacent turbine components 142 and 144 can be spaced apart from each other so that the connection, clearance or path 190 is first and second. Can be spread between adjacent parts 142, 144, such as fixed parts. Thereby, such a connection 190 can allow a flow, such as an air flow, between the first and second turbine parts 142 and 144. In some configurations, the first and second turbine components 142 and 144 are located between a first air flow 150, such as a cooling air flow, and a second air flow 160, such as a hot combustion air flow. May be located. The term "air flow" as used herein is any material or composition, or combination of materials or compositions, converted through the connection 190 between the first and second turbine parts 142 and 144. It is noted that it is used to explain the movement of.

接続部190にわたって広がるシールを受け入れ、それにより接続部190を封鎖または遮断するために、第1および第2の隣接する部品142、144は、各々、図6に示されるようにスロットを含むことがある。例示的な図示される実施形態において、第1の部品142は第1のシールスロット170を含み、第2の部品は第2のシールスロット180を含む。第1および第2のシールスロット170、180は、その中にシールを受容することのできるいずれの大きさ、形状、または構成も有してよい。例えば、図6に図示される例示的な実施形態に示されるように、第1および第2のシールスロット170、180は互いに実質的に類似し、鏡に映った関係に位置して、第1の部品142の内部から、接続部190を横切り、第2の部品144の中に広がる正味のスロットまたは空洞を一緒に規定することができる。このように、第1および第2のシールスロット170、180の組は、シールの対向する部分を支えるための空洞またはシールスロットを一緒に形成し、その結果、シール110は隣接する部品142、144の間に広がる接続部190を通過することができる。 The first and second adjacent parts 142 and 144, respectively, may include a slot as shown in FIG. 6 in order to receive a seal extending over the connection 190 and thereby seal or block the connection 190. be. In an exemplary illustrated embodiment, the first component 142 comprises a first seal slot 170 and the second component comprises a second seal slot 180. The first and second seal slots 170, 180 may have any size, shape, or configuration in which the seal can be received. For example, as shown in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 6, the first and second seal slots 170, 180 are substantially similar to each other and are located in a mirrored relationship with the first. From the inside of the part 142, a net slot or cavity extending across the connection 190 and into the second part 144 can be defined together. Thus, the pair of first and second seal slots 170, 180 together form a cavity or seal slot to support the opposing portions of the seal, so that the seal 110 is an adjacent component 142, 144. It is possible to pass through the connection portion 190 extending between the two.

第1および第2のタービン部品142、144が隣接する一部の配置では、第1および第2のシールスロット170、180は、それらが実質的に一直線に並ぶ(例えば、鏡に映ったかまたは対称な関係に整列する)ように構成されてよい。しかし、製造および組立の制限および/または変動、ならびに使用中の熱膨張、運動などに起因して、第1および第2のシールスロット170、180は、ゆがむか、捩れるか、曲がるかまたは心がずれることがある。他のシナリオでは、第1および第2のシールスロット170、180は、鏡に映ったかまたは対称な関係のままでありうるが、第1および第2のシールスロット170、180の相対的な位置決めは変化することがある(例えば使用、摩耗または運転条件から)。用語「心ずれした」は、本明細書において、シールスロットが、公称もしくは初期の位置または構成と比較して、相対的な位置または配向を変えたどんなシナリオも包含するために使用される。 In some arrangements where the first and second turbine parts 142 and 144 are adjacent, the first and second seal slots 170, 180 are substantially aligned (eg, mirrored or symmetrical). It may be configured to align with each other. However, due to manufacturing and assembly limitations and / or fluctuations, as well as thermal expansion, movement, etc. during use, the first and second seal slots 170, 180 may be distorted, twisted, bent or hearted. May shift. In other scenarios, the first and second seal slots 170, 180 may be mirrored or remain symmetrical, but the relative positioning of the first and second seal slots 170, 180 is. May change (eg from use, wear or operating conditions). The term "misaligned" is used herein to include any scenario in which the seal slot has changed its relative position or orientation relative to its nominal or initial position or configuration.

図6の例示的な第1および第2のタービン部品142、144の例示的な第1および第2のシールスロット170、180ならびに例示的なシール110に関して、心のずれた構成(図示せず)において、例示的なシール110は、心ずれの原因を明らかにし、コーティング116と第1および第2のシールスロット170、180との封止接触を維持して、第1および第2のタービン部品142、144間に広がる接続部190を効果的に遮断または除去し、それによって第1および第2の空気流150、160が相互作用することを減らすかまたは防ぐために柔軟であることが好ましい。より特に、図6に示されるように、第1および第2の空気流150、160は接続部190と相互作用することができ、その結果、第1の空気流150は、シール110のシム112の外側のシール面122に対して作用して、シール110のコーティング116を第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145のそれぞれに対して押し付ける「駆動」空気流である。そのようなシナリオにおいて、シール110(および/またはコーティング116)は、好ましくは、第1および第2のシールスロット170、180間のどんな心ずれも原因を明らかにするために、第1の空気流150によって加えられた力(例えば、第2の空気流160によって加えられた力を上回る)の結果として(例えば、弾性的に)変形するほど十分に柔軟であってよいが、接続部190に「折り畳まれる」かまたは「押し込まれる」ことに抵抗するほど十分に硬くてよい。つまり、そのようなシナリオにおいて、例示的なシール110は、十分に柔軟でありうるが、第1の空気流150の力によってシム112のコーティング116と第1の側面135、145との封止係合を維持するほど十分に硬いことが好ましい。例えば、金属製シム112、金属製支持構造114、およびコーティング116は、タービンの使用中にシールスロット接触面135、145上の凸凹に順応するように構成されてよい。一部のそのような実施形態では、コーティング116は、タービン/シール110の運転温度のそれと類似する転移温度(Tg)をもつガラス絶縁コーティングであってよく、その結果、ガラスコーティング116は運転温度で柔軟または変形可能となって、少なくともコーティング116の第1の側面135、145への輪郭に沿った変形を容易にする。上記のように、心ずれのシナリオにおいて接続部190を効果的に封止するために(全方向に)十分に柔軟であることに加えて、例示的なシール110は、好ましくは、組立体要件を満たすために十分に硬くてよい。 Displaced configurations (not shown) with respect to exemplary first and second seal slots 170, 180 and exemplary seal 110 of exemplary first and second turbine components 142, 144 of FIG. In, the exemplary seal 110 reveals the cause of misalignment and maintains sealing contact between the coating 116 and the first and second seal slots 170, 180, with the first and second turbine components 142. It is preferred to be flexible in order to effectively block or remove the connection 190 extending between 144, thereby reducing or preventing the interaction of the first and second airflows 150, 160. More particularly, as shown in FIG. 6, the first and second airflows 150, 160 can interact with the connection 190 so that the first airflow 150 is the shim 112 of the seal 110. With a "driving" air flow that acts on the outer sealing surface 122 and presses the coating 116 of the seal 110 against each of the first sides 135, 145 of the first and second sealing slots 170, 180. be. In such a scenario, the seal 110 (and / or coating 116) preferably has a first air flow to clarify the cause of any misalignment between the first and second seal slots 170, 180. It may be flexible enough to deform (eg, elastically) as a result of the force applied by the 150 (eg, greater than the force applied by the second airflow 160), but the connection 190 is "" It may be hard enough to resist being "folded" or "pushed". That is, in such a scenario, the exemplary seal 110 may be flexible enough, but the force of the first airflow 150 is responsible for sealing the coating 116 of the shim 112 with the first sides 135 and 145. It is preferable that it is hard enough to maintain the condition. For example, the metal shim 112, the metal support structure 114, and the coating 116 may be configured to adapt to the irregularities on the seal slot contact surfaces 135 and 145 during use of the turbine. In some such embodiments, the coating 116 may be a glass insulating coating having a transition temperature (Tg) similar to that of the operating temperature of the turbine / seal 110, so that the glass coating 116 is at the operating temperature. It becomes flexible or deformable, facilitating contoured deformation of at least the first side surface 135, 145 of the coating 116. As mentioned above, in addition to being flexible enough (in all directions) to effectively seal the connection 190 in a misalignment scenario, the exemplary seal 110 is preferably an assembly requirement. It may be hard enough to meet.

シール110の大きさはどんな大きさであってもよいが、シール110を設置する部品142、144に依存することがあるか、または少なくともそれに関連することがある。例示的なシール110の厚さT1は、第1および第2のシールスロット170、180の厚さT2よりも小さくてよく、それによって、第1および第2の隣接する部品142、144を組み立てた場合に第1および第2のシールスロット170、180によって形成される正味のスロットの厚さT2よりも小さくてよい。一部の実施形態では、例示的なシール110の厚さT1は、好ましくは約0.01インチ~約1/4インチの範囲内、より好ましくは約0.05インチ~約0.1インチの範囲内でありうる。同様に、部品142、144が互いに隣接して設置される場合に、シール110の幅W1は、それぞれ、第1および第2の部品142、144の第1および第2のスロット170、180によって作成された正味のスロットの幅W2、および部品142、144の間の隙間190よりも小さいことがある。一部の実施形態では、例示的なシール110の幅W1は、好ましくは約0.125インチ~約0.75インチの範囲内でありうる。 The size of the seal 110 may be of any size, but may depend on, or at least be related to, the parts 142 and 144 in which the seal 110 is installed. The thickness T1 of the exemplary seal 110 may be smaller than the thickness T2 of the first and second seal slots 170, 180, thereby assembling the first and second adjacent parts 142 and 144. In some cases, it may be smaller than the net slot thickness T2 formed by the first and second seal slots 170, 180. In some embodiments, the thickness T1 of the exemplary seal 110 is preferably in the range of about 0.01 inches to about 1/4 inch, more preferably about 0.05 inches to about 0.1 inches. It can be within range. Similarly, when the parts 142 and 144 are installed adjacent to each other, the width W1 of the seal 110 is created by the first and second slots 170, 180 of the first and second parts 142 and 144, respectively. It may be smaller than the net slot width W2 and the gap 190 between the parts 142 and 144. In some embodiments, the width W1 of the exemplary seal 110 may preferably be in the range of about 0.125 inches to about 0.75 inches.

図6に例示される実施形態で示されるように、例えば、シール110は、シールスロット(すなわち、第1および第2のシールスロット170、180)内に位置付けられ配置されてよく、その結果、第1のまたは冷却空気流150がシム112の外側のシール面122に対して作用して、コーティング116を第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145に押し付ける。シム112および/またはコーティング116の不浸透性の性質のために、シール110はそれにより冷却空気流150が隙間190を通って第2のまたは熱い燃焼空気流160の中に移動することを防ぐ。さらに、コーティング116は金属製シム112を燃焼空気流160の高温から保護する。このように、シール110のコーティング116の外側またはシール面(例えば、例示的な第1の側面135、145と相互作用する表面または例示的な第1および第2のシールスロット170、180のその他のシール面)の少なくとも形状および構成は、シール110が設置されているスロット142、144の形状および構成に関連することがある。つまり、シール110のコーティング116の少なくとも外側またはシール面の形状および構成、例えば輪郭、表面テクスチャなどは、シール110が設置されている第1および第2のシールスロット170、180との封止係合を確実にするように構成されてよい。例えば、図6の図示例では、シール110のコーティング116の外側またはシール面は、シール組立体110と第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145との間の、そして最終的に第2のまたは熱い燃焼空気流160への、第1の空気流150の漏出を効果的に防ぐまたは減らすために(そしてまた、金属製シム12を熱い燃焼空気流160の高温から保護するために)、実質的に滑らかで、かつ実質的に平面の第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145と実質的に隣接するために平面でありうるか、または実質的に平面の第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145と実質的に係合することができる。一部の代替実施形態では(図示せず)、少なくともシール110のコーティング116の外側またはシール面の形状および構成は、第1および第2のシールスロット170、180の対応するシール面(例えば、図6に例示される第1および第2のシールスロット170、180の例示的な第1の側面135、145など)の形状および構成とは異なって造形または構成されることがある。 As shown in the embodiments exemplified in FIG. 6, for example, the seal 110 may be positioned and arranged in the seal slots (ie, first and second seal slots 170, 180), and as a result, the first. The 1 or cooling air flow 150 acts on the outer sealing surface 122 of the shim 112 to press the coating 116 against the first side surfaces 135, 145 of the first and second sealing slots 170, 180. Due to the impermeable nature of the shims 112 and / or the coating 116, the seal 110 thereby prevents the cooling airflow 150 from moving through the gap 190 into the second or hot combustion airflow 160. In addition, the coating 116 protects the metal shim 112 from the high temperatures of the combustion airflow 160. Thus, the outside of the coating 116 of the seal 110 or the sealing surface (eg, the surface interacting with the exemplary first side surface 135, 145 or the other of the exemplary first and second sealing slots 170, 180). At least the shape and configuration of the seal surface) may be related to the shape and configuration of slots 142 and 144 in which the seal 110 is installed. That is, at least the outside or the shape and configuration of the sealing surface of the coating 116 of the seal 110, such as contours, surface textures, etc., is sealed engagement with the first and second seal slots 170, 180 in which the seal 110 is installed. May be configured to ensure. For example, in the illustrated example of FIG. 6, the outside or sealing surface of the coating 116 of the seal 110 is between the seal assembly 110 and the first sides 135, 145 of the first and second seal slots 170, 180. And finally to effectively prevent or reduce the leakage of the first airflow 150 to the second or hot combustion airflow 160 (and also to remove the metal shim 12 from the high temperature of the hot combustion airflow 160). Can it be flat to be substantially smooth and substantially adjacent to the first sides 135, 145 of the first and second seal slots 170, 180, which are substantially smooth and substantially flat (to protect)? Alternatively, it can be substantially engaged with the first side surfaces 135, 145 of the first and second seal slots 170, 180 which are substantially flat. In some alternative embodiments (not shown), at least the shape and configuration of the outer or sealing surface of the coating 116 of the seal 110 is the corresponding sealing surface of the first and second seal slots 170, 180 (eg, FIG. 6 may be shaped or configured differently from the shape and configuration of the exemplary first side surfaces 135, 145, etc. of the first and second seal slots 170, 180, exemplified in 6.

図7は、本開示によるもう一つの例示的なスロットシール組立体210の断面図を示す。例示的なスロットシール組立体210は、上記の図1~6の例示的なスロットシール組立体10および110と実質的に類似する。そのため、「2」で始まる同様の参照番号は、同様の態様または機能を示すために使用され、そのような態様または機能(およびその代わりとなる実施形態)に向けられる上記の説明は、例示的なスロットシール組立体210に等しく当てはまる。図7に示されるように、スロットシール組立体210は、シール210が厚さ方向に対称であるという点でシール組立体10および110とは異なる。したがって、シール210は厚さ方向で特に正しい位置に置く必要がないので、シール組立体210は、タービンシールスロット中のシール210の設置または組立の容易さを提供する。 FIG. 7 shows a cross-sectional view of another exemplary slot seal assembly 210 according to the present disclosure. The exemplary slot seal assembly 210 is substantially similar to the exemplary slot seal assemblies 10 and 110 of FIGS. 1-6 above. As such, similar reference numbers beginning with "2" are used to indicate similar embodiments or functions, and the above description directed to such embodiments or functions (and alternative embodiments) is exemplary. The same applies equally to the slot seal assembly 210. As shown in FIG. 7, the slot seal assembly 210 differs from the seal assemblies 10 and 110 in that the seal 210 is symmetrical in the thickness direction. Therefore, the seal assembly 210 provides ease of installation or assembly of the seal 210 in the turbine seal slot, as the seal 210 does not need to be placed in a particularly correct position in the thickness direction.

図7に示されるように、金属製シム12のシール面222と支持面224の両方の側面には、それと接合した金属製支持構造214が含まれる。一部の実施形態では(図示せず)、支持構造214は、金属製シム212の1またはそれ以上の側縁の上方およびシール面222および支持面224の上に広がることがある。同様に、金属製シム212のシール面222に接合された支持構造214と支持面224に接合された支持構造214の両方には、その上に塗布されたコーティング216が含まれる。一部の実施形態では(図示せず)、コーティング216は、金属製シム212の1またはそれ以上の側縁の上方に、かつ、シール面222に接合された支持構造214および支持面224に接合された支持構造214の上に/中に広がることがある。シム210のシール面または側面222に接合された支持構造214の上にまたは中に塗布されたコーティング216は、シム212シール面側22を(例えば図6に関して上で考察される冷却空気流150から)絶縁または保護することができる。 As shown in FIG. 7, both sides of the sealing surface 222 and the supporting surface 224 of the metal shim 12 include a metal supporting structure 214 joined to it. In some embodiments (not shown), the support structure 214 may extend above one or more side edges of the metal shim 212 and over the sealing surface 222 and support surface 224. Similarly, both the support structure 214 joined to the sealing surface 222 of the metal shim 212 and the support structure 214 joined to the support surface 224 include a coating 216 applied over it. In some embodiments (not shown), the coating 216 is joined above one or more side edges of the metal shim 212 and to the support structure 214 and the support surface 224 joined to the sealing surface 222. May spread on / in the supported support structure 214. The coating 216 applied on or in the support structure 214 joined to the sealing surface or side surface 222 of the shim 210 attaches the shim 212 sealing surface side 22 (eg, from the cooling airflow 150 discussed above with respect to FIG. 6). ) Can be insulated or protected.

本明細書に開示されるシール組立体は、従来のスロットシール、例えば固体金属シムシールで可能な漏出率に類似する低い漏出率を提供する一方、最新の高温ターボ機械に適用した場合のケイ化物形成、酸化、熱クリープおよび/または摩耗に関する懸念の増加を除去する。さらに、本明細書に開示されるシール組立体は、既存のシールと比較して製造のばらつきを受けにくいことがある。したがって、本明細書に開示されるシール組立体は、低い製造および運転リスクで漏出を低下させ、OEMとレトロフィットの両方の用途に適用可能である。 The seal assemblies disclosed herein provide a low leakage rate similar to the leakage rate possible with conventional slot seals, such as solid metal shim seals, while silicide formation when applied to modern high temperature turbomachinery. Eliminates increased concerns about oxidation, thermal creep and / or wear. In addition, the seal assemblies disclosed herein may be less susceptible to manufacturing variability as compared to existing seals. Accordingly, the seal assemblies disclosed herein reduce leakage with low manufacturing and operational risk and are applicable to both OEM and retrofit applications.

上の説明は例示を目的とするものであり、制限を目的とするものでないことは理解されるべきである。以下の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される本発明の一般的な精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって多数の改変および変更が本明細書においてなされてよい。例えば、上記の実施形態(および/またはその態様)は、互いに組み合わせて使用してよい。その上、多くの変更形態を作成して、その範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を様々な実施形態の教示に適合させることができる。本明細書に記載される材料の寸法および種類は、様々な実施形態のパラメータを定義するためのものであるが、それらは決して制限ではなく、単なる例示である。多くのその他の実施形態は、上記の説明を検討することによって当業者に明らかとなる。そのため、様々な実施形態の範囲は、添付される特許請求の範囲を、かかる特許請求の範囲によって権利が与えられる均等物の完全な範囲とともに参照して決定されるべきである。添付される特許請求の範囲において、用語「含む(including)」および「ここで(in which)」は、それぞれ用語「含む(comprising)」および「ここで(wherein)」の平易な英語均等物として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、用語「第1」、「第2」、および「第3」などは単にラベルとして使用され、数値的な必要条件をその対象物に課すものではない。また、用語「動作可能に接続された」は、本明細書において、直接的または間接的に連結されている分かれた別個の部品と、一体形成された(すなわち、モノリシックな)部品の両方から生じる接続をさす。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズ-プラス-ファンクション形式では書かれておらず、そのような特許請求の範囲による限定が、さらなる構造を含めない機能の記述とともに「するための手段」という語句を明示的に使用しない限り、かつ使用するまでは、米国特許法第112条第6段落に基づいて解釈されるように意図されない。上に記載される全てのかかる目的または利点が、任意の特定の実施形態に従って達成されるとは限らないことは理解されるべきである。従って、例えば、本明細書において教示または示唆されるようなその他の目的または利点を必ずしも達成しなくても、本明細書に教示される1つの利点または利点の群を達成または最適化する方法で、本明細書に記載されるシステムおよび技法が具体化または実行されてよいことを当業者は理解するであろう。 It should be understood that the above description is for illustrative purposes only and not for limiting purposes. Numerous modifications and modifications may be made herein by one of ordinary skill in the art without departing from the general spirit and scope of the invention as defined by the following claims and their equivalents. For example, the above embodiments (and / or embodiments thereof) may be used in combination with each other. Moreover, many modifications can be made to adapt a particular situation or material to the teachings of various embodiments without departing from its scope. The dimensions and types of materials described herein are for defining parameters of various embodiments, but they are by no means limiting, but merely exemplary. Many other embodiments will be apparent to those of skill in the art by reviewing the above description. Therefore, the scope of the various embodiments should be determined by reference to the appended claims, along with the full scope of the equivalents entitled by such claims. In the appended claims, the terms "include" and "here" are used as plain English equivalents of the terms "comprising" and "herein," respectively. used. Further, in the following claims, the terms "first", "second", "third" and the like are used merely as labels and do not impose numerical requirements on the object. Also, the term "operably connected" arises herein from both separate, directly or indirectly connected, separate parts and integrally formed (ie, monolithic) parts. Point to the connection. Furthermore, the following claims limitation is not written in a means-plus-function format, and such claims limitation is "means for" with a description of the function without further structure. Unless explicitly used, and until it is used, it is not intended to be construed under Article 112, paragraph 6 of the US Patent Act. It should be understood that not all such objectives or benefits described above will be achieved according to any particular embodiment. Thus, for example, in a manner that achieves or optimizes one benefit or group of benefits taught herein, without necessarily achieving other objectives or benefits as taught or suggested herein. , Those skilled in the art will appreciate that the systems and techniques described herein may be embodied or implemented.

本発明をほんの限定された数の実施形態に関連して詳細に説明したが、本発明がそのような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるであろう。むしろ、本発明は、従前に記載されていないが本発明の精神および範囲と同等の任意の数の変形、変更、置換または等価配置を組み込むよう変更することができる。さらに、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本開示の態様には、説明される実施形態のごく一部しか含まれないことは理解されるべきである。したがって、本発明は、前述の説明によって制限されるとみなされるのではなく、添付される特許請求の範囲によってのみ制限される。 Although the invention has been described in detail in the context of only a limited number of embodiments, it will be readily appreciated that the invention is not limited to such disclosed embodiments. Rather, the invention may be modified to incorporate any number of modifications, modifications, substitutions or equivalent arrangements not previously described but equivalent to the spirit and scope of the invention. Further, although various embodiments of the invention have been described, it should be understood that aspects of the present disclosure include only a small portion of the embodiments described. Accordingly, the invention is not considered to be limited by the above description, but only by the appended claims.

本記載の説明は、本発明を開示するために、最良の形態を含む、また、当業者が本発明を実践することを可能にするために、装置またはシステムを作成および使用し、組み込まれた方法を実行することを含む、例を使用している。本発明の特許適格性を有する範囲は、特許請求の範囲に規定され、それには当業者の念頭に浮かぶその他の例が含まれてよい。かかるその他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの意味と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文字通りの意味との実質的な差異のない等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあることが意図される。 The description herein includes and incorporates the best embodiments of the invention, as well as the creation and use of the device or system to enable one of ordinary skill in the art to practice the invention. You are using an example, including performing a method. The scope of the invention to be patentable is defined in the claims, which may include other examples that come to the mind of one of ordinary skill in the art. Such other examples are cases where they have structural elements that do not differ from the literal meaning of the claims, or equivalent structural elements that do not substantially differ from the literal meaning of the claims. If included, it is intended to be within the scope of the claims.

10 シール、スロットシール組立体
12 シム、プレート
14 支持構造、層
16 コーティング、コーティング層
22 シール面、側面、支持面
24 シール面、側面、支持面
26 空間、空隙
110 複合スロットシール、スロットシール組立体
112 シム
114 支持構造
116 コーティング
122 シール面
135 シールスロット接触面、第1の側面
142 第1のタービン部品、第1の部品、スロット
144 第2のタービン部品、第2の部品、スロット
145 シールスロット接触面、第1の側面
150 第1の空気流、冷却空気流
160 第2の空気流、燃焼空気流
170 第1のシールスロット
180 第2のシールスロット
190 隙間、経路
210 シール、スロットシール組立体、シム
212 金属製シム
214 支持構造
216 コーティング
222 側面、シール面
224 支持面
10 seals, slot seal assembly 12 shims, plate 14 support structure, layer 16 coating, coating layer 22 seal surface, side surface, support surface 24 seal surface, side surface, support surface 26 space, void 110 composite slot seal, slot seal assembly 112 Sim 114 Support structure 116 Coating 122 Seal surface 135 Seal slot contact surface, first side surface 142 First turbine component, first component, slot 144 Second turbine component, second component, slot 145 Seal slot contact Surface, first side surface 150 first air flow, cooling air flow 160 second air flow, combustion air flow 170 first seal slot 180 second seal slot 190 gap, path 210 seal, slot seal assembly, Shim 212 Metal shim 214 Support structure 216 Coating 222 Side surface, Seal surface 224 Support surface

Claims (8)

第1のタービン部品(142)及び第2のタービン部品(144)のシールスロット内に配置され、第1のタービン部品(142)と第2のタービン部品(144)の間の隙間(190)を封止するためのシール組立体(10)であって、当該シール組立体(10)が、
シール面(22)及び支持面(24)を含む金属製シム(12)と、
多孔性の金属製支持構造(14)であって、前記多孔性の金属製支持構造(14)の一部分は前記金属製シム(12)の支持面(24)に接合されているが、前記多孔性の金属製支持構造(14)のその他の部分は前記金属製シム(12)の支持面(24)に接合しておらず、前記金属製シム(12)から離隔して前記金属製シム(12)の支持面(24)と前記多孔性の金属製支持構造(14)との間に複数の空隙を形成している、多孔性の金属製支持構造(14)と、
前記多孔性の金属製支持構造(14)の上及び全体に広がるセラミック、ガラス又はエナメルコーティング(16)であって、
前記コーティング(16)が、前記多孔性の金属製支持構造(14)に浸透して、前記多孔性の金属製支持構造(14)に接合していない前記金属製シム(12)の支持面(24)と前記多孔性の金属製支持構造(14)との間の複数の空隙内に位置し、
前記コーティング(16)が、前記多孔性の金属製支持構造(14)の外面を覆い、かつ
前記コーティング(16)が、前記多孔性の金属製支持構造(14)の最も外側の表面を超えて、前記金属シム(12)を熱的及び化学的に絶縁する厚さをなす、コーティング(16)と
を含み、前記コーティング(16)が、前記シールスロットを形成する第1のタービン部品(142)の第1の側面(135)及び第2のタービン部品(144)の第1の側面(145)と封止係合するように構成される、シール組立体(10)。
A gap (190) located in the seal slot of the first turbine component (142) and the second turbine component (144) and between the first turbine component (142) and the second turbine component (144). A seal assembly (10) for sealing, wherein the seal assembly (10) is
A metal shim (12) including a sealing surface (22) and a supporting surface (24),
It is a porous metal support structure (14), and a part of the porous metal support structure (14) is joined to a support surface (24) of the metal shim (12). The other portion of the metallic metal support structure (14) is not joined to the support surface (24) of the metal shim (12) and is separated from the metal shim (12) by the metal shim (12). A porous metal support structure (14) forming a plurality of voids between the support surface (24) of 12) and the porous metal support structure (14).
A ceramic, glass or enamel coating (16) that spreads over and over the porous metal support structure (14).
The support surface (12) of the metal shim (12) in which the coating (16) has penetrated into the porous metal support structure (14) and is not bonded to the porous metal support structure (14). Located in a plurality of voids between 24) and the porous metal support structure (14),
The coating (16) covers the outer surface of the porous metal support structure (14), and the coating (16) extends beyond the outermost surface of the porous metal support structure (14). A first turbine component (142), comprising a coating (16) having a thickness that thermally and chemically insulates the metal shim (12), wherein the coating (16) forms the seal slot. A seal assembly (10) configured to be hermetically engaged with a first side surface (145) of a first side surface (135) and a second turbine component (144).
前記金属製シム(12)が、実質的に固体の金属製シム(12)である、請求項1に記載のシール組立体(10)。 The seal assembly (10) according to claim 1, wherein the metal shim (12) is a substantially solid metal shim (12). 前記コーティング(16)が、前記多孔性の金属製支持構造(14)に化学的に結合された、請求項1又は請求項2に記載のシール組立体(10)。 The seal assembly (10) according to claim 1 or 2, wherein the coating (16) is chemically bonded to the porous metal support structure (14). 前記金属製支持構造(14)が、少なくとも1回のろう付けによって前記金属製シム(12)に拡散接合されている、請求項1又は請求項2に記載のシール組立体(10)。 The seal assembly (10) according to claim 1 or 2, wherein the metal support structure (14) is diffusion-bonded to the metal shim (12) by at least one brazing. 前記金属製支持構造(14)がメッシュ構造である、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシール組立体(10)。 The seal assembly (10) according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal support structure (14) is a mesh structure. 前記コーティング(16)が、前記金属製シム(12)の支持面(24)及び前記多孔性の金属製支持構造(14)の少なくとも1つと接合されている、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のシール組立体(10)。 Any of claims 1 to 5, wherein the coating (16) is joined to at least one of the support surface (24) of the metal shim (12) and the porous metal support structure (14). The seal assembly (10) according to claim 1. 第1のタービン部品(142)及び前記第1のタービン部品(142)に隣接する第2のタービン部品(144)であって、前記第1のタービン部品(142)と第2のタービン部品(144)の間の隙間に広がるシールスロットの少なくとも一部分を形成する、第1のタービン部品(142)及び第2のタービン部品(144)と、
前記第1のタービン部品(142)及び第2のタービン部品(144)のシールスロット内に位置し、それらの間の隙間に広がる請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のシール組立体(10)と
を含む、ターボ機械。
A second turbine component (144) adjacent to the first turbine component (142) and the first turbine component (142), the first turbine component (142) and the second turbine component (144). The first turbine component (142) and the second turbine component (144), which form at least a part of the seal slot extending in the gap between the).
The seal set according to any one of claims 1 to 6, which is located in a seal slot of the first turbine component (142) and the second turbine component (144) and extends in a gap between them. A turbomachine, including a three-dimensional (10).
前記シール組立体(10)のセラミック、ガラス又はエナメルコーティング(16)が、前記第1のタービン部品(142)の第1の側面(135)及び前記第2のタービン部品(144)の第1の側面(145)によって集合的に形成される前記シールスロットの第1の側面に位置する、請求項に記載のターボ機械。 The ceramic, glass or enamel coating (16) of the seal assembly (10) is the first side surface (135) of the first turbine component (142) and the first of the second turbine component (144). The turbomachine according to claim 7 , located on the first side surface of the seal slot collectively formed by the side surface (145).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11623366B2 (en) * 2017-12-15 2023-04-11 Rolls-Royce Corporation Tooling inserts for ceramic matrix composites
US11459899B2 (en) * 2018-03-23 2022-10-04 Raytheon Technologies Corporation Turbine component with a thin interior partition
CN112843321B (en) * 2020-12-31 2022-06-10 北京幸福益生再生医学科技有限公司 Regenerated silicon nursing chip and sanitary nursing product

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006506569A (en) 2002-09-13 2006-02-23 シーメンス ウエスチングハウス パワー コーポレイション Biased wear-resistant turbine seal assembly
US20080199307A1 (en) 2007-02-15 2008-08-21 Siemens Power Generation, Inc. Flexible, high-temperature ceramic seal element
JP2012117670A (en) 2010-11-29 2012-06-21 General Electric Co <Ge> Cloth seal for turbomachine
JP5654906B2 (en) 2011-03-07 2015-01-14 三井造船株式会社 In-pipe introduction device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4209334A (en) * 1976-04-15 1980-06-24 Brunswick Corporation Porous ceramic seals and method of making same
US4289446A (en) * 1979-06-27 1981-09-15 United Technologies Corporation Ceramic faced outer air seal for gas turbine engines
US4289447A (en) * 1979-10-12 1981-09-15 General Electric Company Metal-ceramic turbine shroud and method of making the same
US4433845A (en) * 1981-09-29 1984-02-28 United Technologies Corporation Insulated honeycomb seal
US4639388A (en) * 1985-02-12 1987-01-27 Chromalloy American Corporation Ceramic-metal composites
US5064727A (en) * 1990-01-19 1991-11-12 Avco Corporation Abradable hybrid ceramic wall structures
US5080934A (en) * 1990-01-19 1992-01-14 Avco Corporation Process for making abradable hybrid ceramic wall structures
US5104286A (en) * 1991-02-08 1992-04-14 Westinghouse Electric Corp. Recirculation seal for a gas turbine exhaust diffuser
US5934687A (en) * 1997-07-07 1999-08-10 General Electric Company Gas-path leakage seal for a turbine
EP1327703A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-16 Siemens Aktiengesellschaft Coating system with a porous layer
US6652231B2 (en) * 2002-01-17 2003-11-25 General Electric Company Cloth seal for an inner compressor discharge case and methods of locating the seal in situ
US7842335B2 (en) * 2004-04-07 2010-11-30 General Electric Company Field repairable high temperature smooth wear coating
US7527472B2 (en) * 2006-08-24 2009-05-05 Siemens Energy, Inc. Thermally sprayed conformal seal
US20130140774A1 (en) * 2010-01-13 2013-06-06 Dresser-Rand Company Annular seal apparatus and method
US20120211943A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-23 General Electric Company Sealing device and method for providing a seal in a turbine system
US20140062034A1 (en) * 2012-08-06 2014-03-06 General Electric Company Gas path leakage seal for a turbine
WO2016019320A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Aviation Devices & Electronic Components, L.L.C. A polyurea gasket and gasket tape and a method of making and using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006506569A (en) 2002-09-13 2006-02-23 シーメンス ウエスチングハウス パワー コーポレイション Biased wear-resistant turbine seal assembly
US20080199307A1 (en) 2007-02-15 2008-08-21 Siemens Power Generation, Inc. Flexible, high-temperature ceramic seal element
JP2012117670A (en) 2010-11-29 2012-06-21 General Electric Co <Ge> Cloth seal for turbomachine
JP5654906B2 (en) 2011-03-07 2015-01-14 三井造船株式会社 In-pipe introduction device

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