[发明专利]包括第一和第二蜂窝层和其间的穿孔中间密封板的燃气涡轮叠层密封组件

说明书

相关申请的交叉引用

本PCT实用申请请求享有具有美国专利申请序列号No.61/874,608的题为“Double Layer Lattice on Labyrinth Seals for Thermal Matching and Method”且具有2013年9月6日的申请日的当前未决的临时申请的优先权和权益，该临时申请通过引用而全部并入本文中。

技术领域

当前的实施例大体上涉及一种燃气涡轮发动机。更具体而言，且不作为限制，当前的实施例涉及用于密封构件的热匹配的叠层格栅结构，和相关方法。

背景技术

典型的燃气涡轮发动机大体上具有前端和后端，其中其若干核心或推进构件轴向地定位在前端和后端之间。空气入口或进气口在燃气涡轮发动机的前端处。按顺序向后端移动，进气口后面跟着压缩机、燃烧室、涡轮、和在燃气涡轮发动机的后端处的喷嘴。本领域技术人员将容易清楚的是，附加的构件也可包括在燃气涡轮发动机中，诸如，例如低压和高压压缩机、和高压和低压涡轮。然而，这不是无遗漏的清单。燃气涡轮发动机通常还具有沿燃气涡轮发动机的中心纵轴线轴向地配置的内部轴。内部轴连接到涡轮和空气压缩机二者，使得涡轮对空气压缩机提供旋转输入，以驱动压缩机叶片。

在操作中，空气在压缩机中加压，且在燃烧器中与燃料相混合，以用于生成向下游流过涡轮级的热燃烧气体。这些涡轮级从燃烧气体提取能量。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃烧气体，且包括定子喷嘴组件，定子喷嘴组件将燃烧气体向下游引导穿过从支承转子盘沿径向向外延伸的一排高压涡轮转子叶片。在多级涡轮中，第二级定子喷嘴组件定位在第一级叶片的下游，后面又跟着从第二支承转子盘沿径向向外延伸的一排第二级转子叶片。涡轮将燃烧气体能量转换成机械能。低压涡轮叶片和转子盘机械地联接到低压或增压压缩机，以用于驱动增压压缩机且附加地驱动入口风扇。与入口风扇的连接可为直接的或间接的，例如，通过齿轮箱。

在燃气涡轮发动机的操作期间，期望使寄生流动损失最小化，以改善燃气涡轮发动机的效率和性能。损失的一个位置在迷宫式密封件区域中，在该处，密封件的转子部分上的密封齿可以以与密封件的定子部分(其通常通过相对的蜂窝材料来实施)不同的速率膨胀或收缩。

在典型的密封布置中，密封件的定子部分可由于热而比转子部分的热生长更快地沿径向方向生长。此种生长差异导致密封特征之间的开口和密封件的降低的功能性。在瞬变发动机操作如猝发的增大节流阀期间，且由于热质量和空气滞后差异，已知的迷宫式密封件的定子部分趋向于比密封件的转子部分更快地热生长。生长速率的差异趋向于由于定子部分的背板的热影响比用于使实验密封件旋转的支承结构(如，盘开孔和腹板)更快地发生。结果，形成定子部分与转子部分之间的间隙，这允许了高温气体泄漏。生长差异可导致此种瞬变猝发期间的排气温度超出。因此，期望减小在此种瞬变操作期间穿过密封件的流动。

如通过前文可见，将期望利用密封组件克服这些和其他泄漏，以便在暂时操作期间减小寄生流动损失且减小涡轮温度过调量，诸如以用于非限制性实例的节流阀移动。

包括在说明书的背景部分中的信息(包括在本文引用的任何参考文献及其任何描述或论述)仅是出于技术参考的目的而包括的，且不应认作是界定本发明范围的主题。

发明内容

根据本实施例，提供了一种密封组件，其热匹配定子和转子生长，以便使定子与转子之间的差异生长最小化。密封件的定子部分的生长被调节成更接近转子的较慢生长。此种生长可由于从密封组件的热侧直至转子和定子部分背板的传导而发生。因此，转子和定子可具有更相似的偏转速率，这导致转子和定子部分之间的减小的间隙。

根据一些实施例，一种配置在定子密封部分上且与燃气涡轮发动机的转子密封部分相对的叠层密封组件包括：第一蜂窝层，其具有接合转子密封部分的第一边缘和远离转子密封部分的第二边缘，多个小室在第一边缘与第二边缘之间延伸；中间密封板，其具有第一材料表面和第二材料表面，第一材料表面配置成抵靠第一蜂窝层的第二边缘；低传导性结构，其配置在第二表面上；和背板，其配置成抵靠所述低传导性结构，其中，定子密封部分可针对热生长来调节，以匹配转子密封部分的热生长。