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的制作方法
【专利说明】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
[0001]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N0.61/874，608的题为“DoubleLayer 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
[0002]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】
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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】
[0009]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。
[0010]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。
[0011]提供本
【发明内容】
以用简化的形式介绍以下在【具体实施方式】中进一步描述的构思的选择。本
【发明内容】
既不意图辨别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图用于限制要求保护的主题的范围。所有以上概括的特征应理解为仅为示范性的，且本发明的许多更多特征和目标可从本文中的公开内容搜集到。因此，在不进一步阅读整个说明书、权利要求和与其一同包括的附图的情况下，将理解本
【发明内容】
的非限制性解释。本发明的特征、细节、效用和优点的更详尽的陈述在本发明的各种实施例的以下书面描述中提供，在附图中例示，且在所附权利要求中限定。
【附图说明】
[0012]本公开内容的在上面提到的和其他特征和优点、以及获得它们的方式将变得更清楚，且将通过参照结合附图作出的实施例的以下描述来更好地理解热匹配的密封部分，在附图中:
图1为燃气涡轮发动机的侧截面视图；
图2为示范迷宫式密封件的侧截面视图；
图3为叠层密封组件的分解组装视图；
图4为图3的实施例的组装侧截面视图；
图5为第二实施例的分解组装视图；
图6为叠层密封组件的第二实施例的截面视图；
图7为各种密封件中的一定时间段内的瞬变流动效果的线图；
图8为用于在添加制造过程中形成整个定子部分的流程图；且图9为备选的流程图，其中，蜂窝分开地形成且与在添加制造过程中形成的其他部分连结在一起。
【具体实施方式】
[0013]现在将详细地参照所提供的实施例，其一个或更多个示例在附图中示出。各实例作为阐释而非公开的实施例的限制来提供。实际上，对本领域技术人员而言将清楚的是，可在本实施例中进行各种修改和变型，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一部分的特征可与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，期望本发明覆盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此种修改和变型。
[0014]参看图1-9，绘出了双层叠层迷宫式密封件的各种实施例。叠层热隔离迷宫式密封组件的定子密封部分的背板。结果，定子密封部分的热生长可得到控制或调节，以便更接近或热匹配转子密封部分的径向方向上的生长。通常，定子密封部分热生长比沿径向向外方向的转子密封部分热生长更快地发生。因此，本实施例减慢了定子密封部分的沿径向向外方向的生长，例如，在瞬变操作期间。以此方式，定子密封部分不像现有技术中一样快地远离转子密封部分沿径向生长，这减少了跨过密封件的密封件流动或寄生损失。因此，由于减小的密封件流而减小了排出气体温度过调量，这改善了发动机的持久性。
[0015]如在本文中使用的，用语“轴向”或“轴向地”是指沿着发动机纵轴线的维度。结合“轴向”或“轴向地”使用的用语“前”是指沿朝发动机入口的方向移动，或者构件相比于另一构件相对更接近发动机入口。与“轴向”或“轴向地”使用的用语“后”是指沿朝发动机出口的方向移动，或构件相比于另一构件相对更接近发动机喷嘴。
[0016]如在本文中使用的，用语“径向”或“径向地”是指在发动机中心纵轴线与发动机外周之间延伸的维度。
[0017]所有的方向基准(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针)仅用于辨认目的，以有助于读者理解本发明，且不形成限制，特别是对本发明的位置、定向或用途的限制。连接基准