用于涡轮机的涂布的密封槽口系统及其形成方法与流程

本公开内容大体上涉及具有用于减小泄漏的密封槽口和密封件的涡轮机，且更具体地涉及具有涂布的密封槽口系统的涡轮机，以及用于形成可操作成减小涡轮机的相邻构件之间的泄漏的该涡轮机的方法。

背景技术：

涡轮机构件之间的热燃烧气体和/或冷却流的泄漏大体上引起减少的功率输出和低效率。例如，热燃烧气体可通过提供围绕热气体通路的加压压缩机空气而容纳在涡轮内。通常，相比于没有此泄漏的环境，相邻涡轮构件(诸如定子护罩、喷嘴和隔膜、内壳外壳构件和转子构件)之间的高压冷却流到热气体通路中的泄漏导致降低的效率，且需要焚烧温度升高，且发动机燃气轮机效率降低以保持期望的功率水平。因此，涡轮效率可通过减少或消除涡轮构件之间的泄漏来改善。

传统地，涡轮构件接合处之间的泄漏以定位在形成于涡轮构件(诸如定子构件)之间的密封槽口中的金属密封件来处理。密封槽口通常延伸跨过构件之间的接合处，使得定位在其中的金属密封件阻挡或以其它方式阻止穿过接合处的泄漏。然而，以定位在涡轮构件中的密封槽口中的金属密封件防止涡轮构件接合处之间的泄漏由于现代涡轮机中产生的相对高的温度而复杂化。由于允许涡轮在相对于传统涡轮的更高温度(例如，超过1500摄氏度)下操作的新材料(诸如陶瓷基质复合物(CMC)涡轮构件)的引入，故用于密封槽口中的常规金属涡轮密封件可能是不合适的。

以金属密封件防止涡轮构件接合处之间的泄漏由于涡轮构件的密封槽口由相邻构件中的对应槽口部分形成的事实而进一步复杂化(定位在其中的密封件由此延伸跨过构件之间的接合处)。这些相邻构件之间的失准(诸如由热膨胀、制造、组装和/或安装限制等引起)产生不规则的密封槽口接触表面，其可在一定时间内改变构造、形状和/或大小。此外，密封槽口接触表面可包括表面不规则或粗糙度，诸如由制造限制、热膨胀、磨损等引起，这允许空气在密封槽口接触表面与抵靠其定位的密封件的(多个)外表面之间转移。密封槽口接触表面的表面粗糙度也可随时间变化，诸如由热循环加载和/或磨损引起。

如果密封件不变形或以另外的方式符合此不规则，则密封槽口接触表面中的此不规则允许了跨过定位在密封槽口内的密封件的泄漏。令人遗憾的是，试图解决此不规则的密封槽口接触表面(例如，由于失准)的许多常规金属密封件不足以经得起当前的涡轮操作温度。此外，试图解决密封槽口接触表面的表面不规则的许多常规金属和非金属密封件不能适于在一定时间内改变表面不规则，因为它们通常塑性变形或分离来至少部分地填充表面不规则。

所需的是具有用于减小泄漏的密封槽口和密封件的另一涡轮机，且更具体地涉及具有涂布的密封槽口系统的涡轮机，以及用于形成可操作成减小涡轮机的相邻构件之间的泄漏的该涡轮机的方法。

技术实现要素：

在本公开内容的一个方面中，一种用于涡轮机的涂布的密封槽口系统包括：包括具有附接到第一涡轮构件的第一凹槽的至少一部分上的至少一个第一涂层的第一凹槽的第一涡轮构件、包括具有附接到第二涡轮构件的第二凹槽的至少一部分上的至少一个第二涂层的第二凹槽的第二涡轮构件。第一涡轮构件和第二涡轮构件可邻近于彼此设置，其中具有第一涂层的第一凹槽和具有第二涂层的第二凹槽一起形成延伸跨过第一涡轮构件与第二涡轮构件之间的间隙的涂布的密封槽口。密封件设置在涂布的密封槽口中，且延伸跨过第一涡轮构件与第二涡轮构件之间的间隙，且可与第一涂层和第二涂层接合来抑制气体穿过间隙的泄漏。

在本公开内容的另一个方面中，一种用于形成涡轮机的涂布的密封槽口的方法。该方法包括提供具有第一凹槽的第一涡轮构件、提供具有第二凹槽的第二涡轮构件、将至少一个第一涂层设在第一涡轮构件的第一凹槽的至少一部分上，以及将至少一个第二涂层设在第二涡轮构件的第二凹槽的至少一部分上。具有第一涂层的第一凹槽和具有第二涂层的第二凹槽一起形成延伸跨过形成在第一涡轮构件与第二涡轮构件之间的间隙的涂布的密封槽口，且密封件可设置在涂布的密封槽口中且可与第一涂层和第二涂层接合来抑制气体穿过间隙的泄漏。

本发明的第一技术方案提供了一种用于涡轮机的涂布的密封槽口系统，所述涂布的密封槽口系统包括：包括第一凹槽的第一涡轮构件，该第一凹槽具有附接至所述第一涡轮构件的所述第一凹槽的至少一部分的至少一个第一涂层；包括第二凹槽的第二涡轮构件，该第二凹槽具有附接至所述第二涡轮构件的所述第二凹槽的至少一部分的至少一个第二涂层；所述第一和所述第二涡轮构件可邻近于彼此设置，其中具有所述第一涂层的所述第一凹槽和具有所述第二涂层的所述第二凹槽一起形成延伸跨过所述第一涡轮构件与所述第二涡轮构件之间的间隙的涂布的密封槽口；以及密封件，其设置在所述涂布的密封槽口中，且延伸跨过所述第一与所述第二涡轮构件之间的所述间隙，且可与所述第一涂层和所述第二涂层接合来抑制气体穿过所述间隙的泄漏。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涂层包括旋转涂布。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涂层包括带层叠涂布。

本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涂层包括可与所述密封件接合的具有第一表面精整的外表面，所述第一和所述第二凹槽具有第二表面精整，以及其中所述第一表面精整不同于所述第二表面精整。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，限定所述第一凹槽和所述第二凹槽的所述第一和所述第二涡轮构件的部分包括第一材料，所述第一和所述第二涂层包括不同于所述第一材料的第二材料。

本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涂层包括大约0.005英寸到大约0.015英寸的厚度。

本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，所述第一涂层仅设置在所述第二涡轮构件的所述第一凹槽的一部分上，以及所述第二涂层仅设置在所述第二涡轮构件的所述第二凹槽的一部分上。

本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，所述第一凹槽包括第一表面和间隔开的第二表面，所述第二凹槽包括第一表面和间隔开的第二表面，以及所述第一涂层仅设置在所述第一凹槽的所述第一表面或所述第二表面的一部分上，以及所述第二涂层仅设置在所述第二凹槽的所述第一表面或所述第二表面的一部分上。

本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涂层化学地连结或机械地连结至所述凹槽的所述第一和所述第二表面。

本发明的第十技术方案是在第一技术方案中，所述第一和第二涂层包括陶瓷涂层、玻璃涂层、釉涂层和/或搪瓷涂层。

本发明的第十一技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涡轮构件包括陶瓷基质复合物。

本发明的第十二技术方案是在第一技术方案中，所述第一和所述第二涂层包括多个涂布层。

本发明的第十三技术方案提供了一种用于形成涡轮机的涂布的密封槽口的方法，所述方法包括：提供具有第一凹槽的第一涡轮构件；提供具有第二凹槽的第二涡轮构件；将至少一个第一涂层设在所述第一涡轮构件的所述第一凹槽的至少一部分上；将至少一个第二涂层设在所述第二涡轮构件的所述第二凹槽的至少一部分上；以及其中具有所述第一涂层的所述第一凹槽和具有所述第二涂层的所述第二凹槽一起形成延伸跨过形成在所述第一涡轮构件与所述第二涡轮构件之间的间隙的涂布的密封槽口，且密封件可设置在所述涂布的密封槽口中且可与所述第一涂层和所述第二涂层接合来抑制气体穿过所述间隙的泄漏。

本发明的第十四技术方案是在第十三技术方案中，提供所述第一涂层包括旋转涂布，以及提供所述第二涂层包括旋转涂布。

本发明的第十五技术方案是在第十三技术方案中，提供所述第一涂层包括施加带，以及提供所述第二涂层包括施加带。

本发明的第十六技术方案是在第十三技术方案中，提供所述第一涂层包括将浆料施加到所述第一涡轮构件的所述第一凹槽的至少一部分上，以及热处理所述第一涡轮构件的所述第一凹槽的至少一部分上的所述浆料，以及提供所述第二涂层包括将浆料施加到所述第二涡轮构件的所述第二凹槽的至少一部分上，以及热处理所述第二涡轮构件的所述第二凹槽的至少一部分上的所述浆料。

本发明的第十七技术方案是在第十三技术方案中，提供所述第一涂层包括将浆料施加到所述第一涡轮构件的所述第一凹槽中，从所述第一凹槽刮除所述浆料中的一些，以及热处理所述第一涡轮构件的所述第一凹槽中的其余浆料，以及提供所述第二涂层包括将浆料施加到所述第二涡轮构件的所述第二凹槽中，从所述第二凹槽刮除所述浆料中的一些，以及热处理所述第二涡轮构件的所述第二凹槽上的其余浆料。

本发明的第十八技术方案是在第十三技术方案中，提供所述第一涂层包括以浆料体积填充所述第一涡轮构件的所述第一凹槽、干燥或热处理所述第一涡轮构件的所述第一凹槽中的所述浆料，以及除去干燥或热处理的浆料的一部分来形成所述第一涂层，以及提供所述第二涂层包括以浆料体积填充所述第一涡轮构件的所述第二凹槽、干燥或热处理所述第一涡轮构件的所述第二凹槽中的所述浆料，以及除去干燥或热处理的浆料的一部分来形成所述第二涂层。

本发明的第十九技术方案是在第十八技术方案中，除去所述干燥或热处理的浆料的一部分来形成所述第一涂层包括加工所述干燥或热处理的浆料，以及除去所述干燥或热处理的浆料的一部分来形成所述第二涂层包括加工所述干燥或热处理的浆料。

本发明的第二十技术方案是在第十八技术方案中，除去所述干燥或热处理的浆料的一部分来形成所述第一涂层包括放电加工、激光加工、磨削、线锯开槽或半导体切割锯所述干燥或热处理的浆料，以及除去所述干燥或热处理的浆料的一部分来形成所述第二涂层包括放电加工、激光加工、磨削、线锯开槽或半导体切割锯所述干燥或热处理的浆料。

本发明的第二十一技术方案是在第十三技术方案中，提供所述第一涂层包括提供多个涂布层，以及其中提供所述第二涂层包括提供多个涂布层。

本发明的第二十二技术方案是在第十三技术方案中，所述第一涂层和所述第二涂层包括可与所述密封件接合的具有第一表面精整的外表面，所述第一凹槽和所述第二凹槽具有第二表面精整，以及其中所述第一表面精整不同于所述第二表面精整。

本发明的第二十三技术方案是在第十三技术方案中，限定所述第一凹槽和所述第二凹槽的所述第一涡轮构件和所述第二涡轮构件的部分包括第一材料，所述第一涂层和所述第二涂层包括不同于所述第一材料的第二材料。

本发明的第二十四技术方案是在第十三技术方案中，所述第一涂层和所述第二涂层包括陶瓷涂层、玻璃涂层、釉涂层和/或搪瓷涂层。

本公开内容的这些和其它目的、特征和优点将从连同附图的本公开内容的各种方面的以下详细描述中变得清楚。

附图说明

本公开内容的前述和其它特征、方面和优点将从连同附图的本公开内容的各种方面的以下详细描述中变得清楚，在附图中：

图1为按照本公开内容的方面的具有涂布的密封槽口系统的多个涡轮构件的透视图；

图2为示出涂布的密封槽口系统的一部分的沿图1的线2-2截取的放大截面视图，其中涂层由旋转涂布过程形成；

图3为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图，其中涂层由流延成型和施加过程形成；

图4为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图，其中涂层由体积填充和加工过程形成；

图5为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图，其中涂层由刮擦过程形成；

图6为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图，其中涂层形成为具有多个涂布层；

图7为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图；

图8为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图；

图9为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统的另一个实施例的截面视图；以及

图10为按照本公开内容的方面的用于形成涡轮机的涂布的密封槽口系统的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下文提出的各个实施例均便于阐释本公开内容的某些方面，且不应当理解为限制本公开内容的范围。此外，如本文在说明书和权利要求各处使用的近似语言可用于修饰可允许在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下改变的任何数量表达。因此，由用语或多个用语(诸如"大约")修饰的值不限于指定的准确值。在一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。在介绍各种实施例的元件时，词语"一个"、"一种"、"该"和"所述"旨在表示存在一个或更多个元件。用语"包括"、"包含"和"具有"旨在为包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。如本文中所使用的，用语"可"和"可为"是指一组情形内发生的可能性；拥有特定性质、特点或功能；和/或通过表示与合格动词相关联的能力、容量或可能性中的一个或更多个来使另一个动词合格。因此，"可"和"可为"的使用指出了修饰的用语明显适合、能够或适用于指出的能力、功能或使用，同时考虑了在一些情形中，修饰的用语有时可能不适合、不能或不适用。操作参数的任何实例并未排除公开实施例的其它参数。本文相对于任何特定实施例描述、示出或另外公开的构件、方面、特征、构造、布置、使用等可类似地应用于本文公开的任何其它实施例。

本公开内容尤其解决和加强了抑制跨过涡轮发动机中的部分之间的间隙的气体泄漏，诸如用于燃气轮机的构件中，包括飞行器燃气涡轮发动机和用于发电行业的陆基燃气涡轮发动机。本公开内容的技术可应用于具有用于收纳密封件的密封槽口的涡轮构件，且包括密封槽口的至少一部分，其具有附接到密封槽口的一侧上的涂层和附接到密封槽口的另一侧上的涂层，以用于以跨过间隙设置的密封件改善密封。涂层可减小形成密封凹槽的涡轮构件中的表面不规则和/或密封件中的表面不规则引起的气体泄漏。例如，涂层可提供用于接合密封件的间隔开的部分的大体上光滑的表面。按照本公开内容的方面的具有构造成结合密封件使用的涂层和用于制造其的方法的涡轮机密封槽口可经得起包括CMC构件的涡轮的相对高的操作温度。此外，涂层材料的选择可抑制化学相互作用和/或抑制密封件的金属构件与热气流/泄漏和/或密封槽口自身的热相互作用。

图1示出了按照本公开内容的方面的用于涡轮机的涂布的密封槽口系统10的一个实施例。涂布的密封槽口系统10可包括第一涡轮构件20和第二涡轮构件60(诸如导叶)，以及设置在相邻涡轮构件之间的密封件110。例如，第一涡轮构件20可包括第一平台或根部22、第二平台或尖部24，以及在其间延伸来限定前缘28和后缘29的翼型件26。第二涡轮构件60可包括第一平台或根部62、第二平台或尖部64，以及在其间延伸来限定前缘68和后缘(图1中未示出)的翼型件66。密封件110可延伸跨过形成在第一涡轮构件20与第二涡轮构件60之间的间隙12，以抑制气体穿过间隙泄漏。例如，第一密封件可延伸跨过第一涡轮构件和第二涡轮构件的相邻的第一平台之间的间隙，且第二密封件可延伸跨过第一涡轮构件和第二涡轮构件的相邻的第二平台之间的间隙。尽管参照了具有设置在第一涡轮构件和第二涡轮构件的根部与尖部之间的密封件的涂布的密封槽口系统10，但在其它实施例中，涂布的密封槽口系统可仅需要设置在第一涡轮构件和第二涡轮构件的根部或尖部之间。

如图2中最佳所示，涂布的密封槽口系统10可包括与彼此间隔开的第一涡轮构件20和第二涡轮构件60，使得接合处、通路或间隙12在相邻的第一涡轮构件与第二涡轮构件之间延伸。在该实施例中，第一涡轮构件20可包括通向间隙12的第一密封凹槽30。第二涡轮构件60可包括通向间隙12的第二密封凹槽70。例如，第一密封凹槽30可包括第一表面32、间隔开的第二表面34，以及在第一表面与第二表面之间延伸的连接表面36。第二凹槽70可包括第一表面72、间隔开的第二表面74，以及在第一表面与第二表面之间延伸的连接表面76。

在本公开的一个方面中，第一涡轮构件20和第二涡轮构件60可由陶瓷基质复合物(CMC)材料形成，其大体上包括嵌入陶瓷基质材料中的陶瓷纤维增强材料。增强材料可为随机地分散在基质材料中的间断的短纤维，或定向在基质材料内的连续纤维或纤维束。增强材料在基质断裂的情况中用作CMC的承载组分。陶瓷基质继而又保护增强材料，保持其纤维的定向，且用于将负载消散至增强材料。硅基复合物(诸如碳化硅(SiC)作为基质和/或增强材料)由于其高温能力而允许了高温应用。SiC纤维还用作增强材料来用于多种其它陶瓷基质材料，包括TiC、Si₃N₄和Al₂O₃。各种技术可用于制造CMC，包括化学气相渗透(CVI)、湿鼓卷绕(wet drum winding)、层合、层叠、热解和熔化渗透(MI)。将认识到的是，在本公开内容的其它实施例中，涡轮构件可大体上由任何适合的材料形成，诸如金属合金、金属间材料和它们的组合。

再次参看图2，涡轮构件20可包括CMC材料，且第一凹槽30可由放电加工(EDM)过程产生。涡轮构件60可包括CMC材料，且第二凹槽70可由放电加工(EDM)过程产生。所得的凹槽的EDM加工的表面可具有大于大约40微英寸、大于大约150微英寸、大于大约250微英寸或大于大约340微英寸的表面粗糙度。

如下文更详细所述，减小跨过间隙的泄漏可通过减小凹槽的表面粗糙度或显著减小密封件停留或依靠在其上的表面粗糙度(通过应用密封件停留或依靠在其上的形成更光滑的表面的施加至凹槽的层或涂层)来做出。第一涡轮构件20可包括装固、联接、化学地连结、机械地连结或以其它方式附接到第一凹槽30上的至少一个第一层或涂层40。例如，第一涂层40可包括附接到第一表面32上的第一涂层部分42、附接到第二表面34上的第二涂层部分44，以及附接到第一凹槽30的连接表面36上的连接涂层部分46。第二涡轮构件60可包括装固、联接、化学地连结、机械地连结或以其它方式附接到第二凹槽70上的至少一个第二层或涂层80。例如，第二涂层80可包括附接到第一表面72上的第二涂层部分82、附接到第二表面74上的第二涂层部分84，以及附接到第二凹槽70的连接表面86上的连接涂层部分86。

涂层40和80可包括任何适合的涂层，诸如可提供致密光滑涂层的涂层。涂层可具有与形成凹槽的涡轮构件材料匹配的热膨胀。例如，涂层的热膨胀系数与形成凹槽的涡轮构件的一部分的热膨胀系数之间的差异可小于涡轮机的使用期间由于循环热加载引起有效使涂层与凹槽表面分离的大小。在一些实施例中，涂层可具有在形成凹槽的涡轮构件的一部分的热膨胀系数的百分之25内或小于大约百分之25的热膨胀系数。

在一些实施例中，涂层可为陶瓷涂层、玻璃涂层、玻璃连结涂层、釉涂层、基于搪瓷的涂层、SiC填充的磷酸铝氧、铝硅玻璃、含有稀土的材料(诸如稀土二硅酸盐和稀土单硅酸盐)、碱/碱土铝硼硅酸盐荧光粉玻璃和填料、碱土氟化物、其它适合的涂层，以及它们的组合。此外，在其它实施例中，涂层可包括可操作成用于促进涂层粘合到形成凹槽的涡轮构件的部分上的材料。例如，玻璃涂层可包括金属氧化物，诸如氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化铬、氧化铜、氧化钒、氧化锌、氧化锑和/或其它粘合促进剂中的至少一个。涂层可包括所需的高温熔化和流动性质，以在涡轮构件的操作状态下提供最佳的稳定性和顺应性。

在另一些实施例中，涂层可为多个涂布层。例如，涂层可包括设置在凹槽的表面上的连结涂层、设置在连结涂层上的中间层、设置在中间层上的密封层、设置在密封层上的第一顶部涂层、设置在第一顶部涂层上的第二顶部涂层，以及设置在第二顶部涂层上的外层。

连结涂层可含有硅或氧化硅。中间层可由隔层材料制成，其相对于氧化硅是基本上惰性的，以促进涂层系统中的化学稳定性。"基本上惰性"意思是氧化硅与隔层材料之间仅存在最多意外相互作用(可溶性或反应性)。诸如钇、镱、镏、钪和其它稀土元素的二硅酸盐的稀土二硅酸盐是适合的隔层材料的非限制性实例。密封层可为碱土铝硅酸盐。顶部涂层材料可为陶瓷材料，其包括但不限于硅酸盐、硅酸铝和钇稳定的氧化锆。在一些实施例中，顶部涂层可含有稀土单硅酸盐和/或稀土二硅酸盐。例如，多个顶部涂层可为双层涂层，具有稀土二硅酸盐的内层或第一顶部涂层，以及稀土单硅酸盐的第二顶部涂层。与这些单硅酸盐和二硅酸盐材料相关联的稀土元素在一些实施例中可包括钇、镱、镏和钪中的一种或更多种。特定的实例为第二顶部涂层为钇单硅酸盐，且内层为稀土二硅酸盐(例如，钇二硅酸盐)。外层可包括稳定的氧化锆、稀土硅酸盐或其它适合的材料。

涂层施加到凹槽的加工的EDM表面上，以提供带有相比于凹槽的EDM表面的粗糙度减小的粗糙度或显著较小的粗糙度的涂层表面。在一些实施例中，涂层表面粗糙度可小于大约340微英寸，小于大约250微英寸，小于大约150微英寸，小于大约40微英寸，其可减小或显著减小系统的泄漏。从本发明描述中将认识到的是，涂层的所需厚度可仅足以使凹槽表面光滑化至用于防止泄漏的期望的Ra或Sa要求内。

例如，涂层材料可与溶剂、粘结剂系统、分散剂和/或填料混合，以形成流体浆料，其能够在具有或没有力的情况下流动。浆料悬液可施加到凹槽内，例如，完全覆盖凹槽的表面，其中浆料大体上填充第一涡轮构件和第二涡轮构件的凹槽的表面中的不规则。多余的浆料可通过使用高速离心机/旋转涂料机来使部分旋转而除去，留下具有大约0.0005英寸到大约0.015英寸或更大的厚度的薄的沉积浆料层，或可包括大约0.0005英寸、0.001英寸的厚度或其它适合厚度。诸如G力或离心力的力可通过简单的离心装置来施加到构件上，或可使用一个或更多个先进的行星离心混合器。第一涡轮构件和第二涡轮构件和沉积的浆料层可一起加热至剩余的薄浆料层然后可熔化或烧结(例如，没有熔化)的温度，以获得具有大约0.0005英寸到大约0.015英寸或更大的厚度的涂层的最终完整性，且可包括大约0.0005英寸、0.001英寸的厚度或其它适合厚度。

仍参看图2，且其中第一涡轮构件20和第二涡轮构件60邻近于彼此设置，第一涡轮构件20的第一凹槽30和第一涂层40限定第一槽口50。第二涡轮构件60的第二凹槽70和第二涂层80限定第二槽口90。第一槽口50和第二槽口90可一起共同形成涂布的密封槽口100，其延伸跨过第一涡轮构件20和第二涡轮构件60之间的间隙12。

密封件110设置在涂布的密封槽口100中，且可与第一涂层40和第二涂层80接合来抑制气体穿过间隙12的泄漏。例如，密封件110可配合到涂布的密封槽口100中且横越跨过间隙12。密封件的适合的材料和构造在下文中更详细地进一步描述。

第一涡轮构件20和第二涡轮构件60可定位在第一空气流150(诸如冷却空气流)与第二空气流160(诸如热燃烧空气流)之间。将注意的是，词语"空气流"在本文中用于描述任何材料或成分、或者材料或成分的组合的移动。第一空气流150和第二空气流160可沿间隙12相互作用，使得第一空气流150为"驱动"空气流，其相对于密封件110的密封表面112作用来相对于第一涡轮构件20的第一涂层42且相对于第二涡轮构件60的第二涂层82施力至密封表面114。

例如，涂布的密封槽口系统10可操作成密封间隙12以抑制冷却空气流经过间隙12。涂布的密封槽口系统10也防止热燃烧空气流经过间隙12。例如，涡轮构件的部分、涂层和密封件在涡轮机中经历的压力下可基本不渗透或基本不透过液体、气体和/或固体，以提供相比于不具有涂布的密封槽口系统的间隙的减小的跨过间隙的泄漏。

图3示出了按照本公开内容的方面的用于涡轮机的涂布的密封槽口系统200的另一个实施例，其中层或涂层由流延成型(tape casting)和施加过程形成。在该示出的实施例中，除下文所述的例外之外，涂布的密封槽口系统200可基本上与涂布的密封槽口系统10(图1和2)相同。涂布的密封槽口系统200可包括第一涡轮构件220和第二涡轮构件260，以及设置在相邻涡轮构件之间的密封件310。涡轮构件可由任何适合的材料(如上文所述的那些)形成。密封件310可延伸跨过形成在第一涡轮构件220与第二涡轮构件260之间的间隙212，以抑制气体穿过间隙的泄漏。

第一涡轮构件220可包括通向间隙212的第一密封凹槽230。第二涡轮构件260可包括通向间隙212的第二密封凹槽270。例如，第一密封凹槽230可包括第一表面232、间隔开的第二表面234，以及在第一表面与第二表面之间延伸的连接表面236。第二凹槽270可包括第一表面272、间隔开的第二表面274，以及在第一表面与第二表面之间延伸的连接表面276。第一涡轮构件220可包括装固、联接、化学地连结、机械地连结或以其它方式附接到第一凹槽230的第一表面232上的至少一个第一层或涂层240。第二涡轮构件260可包括装固、联接、化学地连结、机械地连结或以其它方式附接到凹槽270的第二表面272上的至少一个第二层或涂层280。

涂层240和280可由流延成型形成，且施加成导致任何适合的涂层，诸如可提供致密光滑涂层的涂层。涂层可具有与形成凹槽的涡轮构件材料匹配的热膨胀。例如，涂层的热膨胀系数与形成凹槽的涡轮构件的部分的热膨胀系数之间的差异可小于在涡轮机的使用期间由于循环热加载而有效使涂层与凹槽表面分离的大小。在一些实施例中，涂层可具有在形成凹槽的涡轮构件的一部分的热膨胀系数的大约百分之25内或小于大约百分之25的热膨胀系数。

在一些实施例中，由流延施加形成的所得涂层可为陶瓷涂层、玻璃涂层、玻璃连结涂层、釉涂层、基于搪瓷的涂层、SiC填充的磷酸铝氧、铝硅玻璃、诸如稀土二硅酸盐和稀土单硅酸盐的稀土材料、碱/碱土铝硼硅酸盐荧光粉玻璃和填料、碱氟化物、氟磷酸盐、硅酸盐磷灰石、其它适合的涂层和它们的组合。

此外，在其它实施例中，带可被铸造和施加成导致涂层，其可包括可操作成促进涂层粘合到形成凹槽的涡轮构件的部分上的材料。例如，玻璃涂层可包括金属氧化物，诸如氧化铁、氧化铬、氧化铜、氧化钒、氧化锌、氧化锑和/或其它粘合促进剂中的至少一者。涂层可包括所需的高温熔化和流动性质，以在涡轮构件的操作状态下提供最佳的稳定性和顺应性。

在另一些实施例中，带可被铸造和施加成导致具有多个涂布层的涂层。例如，涂层可包括设置在凹槽的表面上的连结涂层、设置在连结涂层上的中间层、设置在中间层上的密封层、设置在密封层上的第一顶部涂层、设置在第一顶部涂层上的第二顶部涂层，以及设置在第二顶部涂层上的外层。

连结涂层可含有硅或氧化硅。中间层可由隔层材料制成，其相对于氧化硅是基本上惰性的，以促进涂层系统中的化学稳定性。"基本上惰性"意思是氧化硅与隔层材料之间仅存在最多意外相互作用(可溶性或反应性)。稀土二硅酸盐(诸如钇、镱、镏、钪和其它稀土元素的二硅酸盐)是适合的隔层材料的非限制性实例。密封层可为碱土铝硅酸盐。顶部涂层材料可为陶瓷材料，其包括但不限于硅酸盐、硅酸铝和钇稳定的氧化锆。在一些实施例中，顶部涂层可含有稀土单硅酸盐和/或稀土二硅酸盐。例如，多个顶部涂层可为双层涂层，具有稀土二硅酸盐的内层或第一顶部涂层，以及稀土单硅酸盐的第二顶部涂层。与这些单硅酸盐和二硅酸盐材料相关联的稀土元素在一些实施例中可包括钇、镱、镏和钪中的一种或更多种。特定的实例为第二顶部涂层为钇单硅酸盐，且内层为稀土二硅酸盐(例如，钇二硅酸盐)。外层可包括稳定的氧化锆、稀土硅酸盐或其它适合的材料。

例如，薄柔性片或带可由浆料混合物产生。浆料混合物可通过使用刮片组件来均匀扩散，以获得最终干燥成柔性带的设置的均匀湿层。均匀扩散的沉积浆料可具有大约0.0005英寸到大约0.015英寸或更大的厚度，且可包括大约0.0005英寸、0.001英寸的厚度或其它适合厚度。干燥的柔性带然后可切割和/或形成为期望的尺寸或形状，且然后施加到期望的表面上，诸如第一涡轮构件和第二涡轮构件的凹槽的一部分。例如，干燥的柔性带可具有大约0.0005英寸到大约0.015英寸或更大的厚度，诸如大约0.0005英寸、0.001英寸的厚度或其它适合厚度。适合的粘合剂可施加到带的一侧上。粘合剂可将带保持在凹槽中的适当位置。第一涡轮构件和第二涡轮构件和带材料可一起加热至材料经历一定的粘性流动来大体上填充期望表面(诸如第一涡轮构件和第二涡轮构件的凹槽的一部分)中的不规则的温度。在加热过程期间，粘合剂可燃掉。在冷却后，涂层可为具有带改善的表面精整的所得表面的均匀涂层。涂层还可匹配第一涡轮构件和第二涡轮构件中的凹槽的热膨胀。涂层可具有大约0.0005英寸到大约0.015英寸或更大的厚度，诸如大约0.0005英寸、0.001英寸或其它适合的厚度。由带形成的涂层的所得表面(例如，接合密封件的表面)相比于凹槽表面的粗糙度具有减小的粗糙度或显著较小的粗糙度。如上文所述，将认识到的是，涂层的所需厚度可仅足以使凹槽表面光滑化到防止泄漏的期望Ra或Sa要求内。在一些实施例中，由带形成的涂层表面粗糙度可小于大约340微英寸，小于大约250微英寸，小于大约150微英寸，小于大约40微英寸，其可减小或显著减小系统的泄漏。

仍参看图3，且其中第一涡轮构件220和第二涡轮构件260设置邻近于彼此，第一涡轮构件220的第一凹槽230和第一涂层240限定第一槽口250。第二涡轮构件260的第二凹槽270和第二涂层280限定第二槽口290。第一槽口250和第二槽口290可一起共同形成涂布的密封槽口400，其延伸跨过第一涡轮构件220和第二涡轮构件260之间的间隙212。

密封件310设置在密封槽口400中，且可与第一涂层240和第二涂层280接合来抑制气体穿过间隙212的泄漏。例如，密封件310可配合到密封槽口400中且横越跨过间隙212。密封表面314可相对于第一涡轮构件220的涂层240的表面242施力且相对于第二涡轮构件260的涂层280的表面282施力。例如，涂布的密封槽口系统200可操作成密封间隙212以抑制冷却空气流经过间隙212。涂布的密封槽口系统200也防止热燃烧空气流经过间隙212。

图4为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统500的另一个实施例的截面视图，其中涂层由体积填充和加工过程形成；例如，浆料材料(诸如上文提到的浆料材料)可沉积在凹槽中，例如，大体上完全填充凹槽。浆料然后干燥且然后加热和/或烧结。此后，浆料诸如通过放电加工(EDM)过程来加工，导致相比于凹槽的表面精整具有更光滑的表面精整的精整涂层540和580。例如，由于浆料为大体上均一的材料，故放电加工(EDM)过程将相比于用于形成涡轮构件(诸如具有嵌入陶瓷基质中的陶瓷纤维的CMC涡轮构件)中的凹槽的放电加工(EDM)过程，在固化的浆料上提供了更光滑的表面精整。尽管涂层在图4中示为具有一致的厚度，但将认识到的是，涂层的厚度相对于形成凹槽的三侧可为不同的。

用于形成按照本发明的方面的涂布的密封槽口的其它可能过程可包括使用激光器、磨削、线锯开槽、半导体切割锯或其它适合的过程加工涂层或用于形成凹槽中的涂层的材料。

图5为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统600的另一个实施例的截面视图，其中涂层由刮擦过程形成。例如，浆料材料(诸如上文提到的浆料材料)可沉积在凹槽中，例如，完全填充凹槽。工具(图5中未示出)可尺寸确定成收纳在凹槽中。在刮擦过程期间，工具可沿凹槽的表面中的两个抵靠，且提供离其上将形成涂层的凹槽的第三表面的适合间距。工具可沿凹槽的长度移动，以从期望的表面上刮掉浆料，且使薄浆料涂层留在凹槽表面的期望部分上。此后，其余的薄浆料层然后可干燥，且然后加热和/或烧结来形成涂层640和680的最终完整性。

图6为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口系统700的一部分的另一个实施例的截面视图，其中涂层702形成为具有多个涂布层。例如，涂层702可包括至少第一涂布层704和第二涂布层706，其可由上文提到的涂布过程中的一个或更多个来形成。第一涂布层可化学地连结、机械地连结、附接、联接或以其它方式装固到凹槽的表面上，且第二涂布层可化学地连结、机械地连结、附接、联接或以其它方式装固到第一涂布层的表面上。多个层可包括不同材料。例如，第一涂布层704可为连结涂层，且第二涂布层706可为保护涂层。例如，第一涂布层可由化学气相沉积(CVD)过程形成，且第二层可为设置在CVD涂布层的顶部上的旋转涂布层。在一个实施例中，第一层可为连结涂层，且第二层可包括顶部涂层。如上文所述，在其它实施例中，涂布的密封槽口系统可包括具有两层以上的涂层。

图7为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口的一部分的另一个实施例的截面视图，示出了涡轮构件802中的凹槽的表面804与涂层806之间的界面。涡轮构件中的凹槽的表面不规则可由制造限制引起，且/或可在一定时间由于热加载和磨损而变化。例如，经由放电加工过程形成的CMC涡轮构件的凹槽表面可包括大于大约40微英寸、大于大约150微英寸、大于大约250微英寸或大于大约340微英寸的表面粗糙度。涂层可构造和施加到涡轮构件的凹槽上，使得其装固、联接、化学连结、机械连结或以其它方式直接附接到涡轮构件的凹槽表面上，且可基本填充表面的孔隙或空隙，且在凹槽的峰部上方延伸。在此实施例中，涂布的表面相比于凹槽表面的粗糙度具有减小的粗糙度。

图8为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口的一部分的另一个实施例的截面视图，示出了涡轮构件中的凹槽的表面与涂层之间的界面。在该所示实施例中，涂层可构造和施加到涡轮构件的凹槽上，使得其装固、联接、化学连结、机械连结或以其它方式直接附接到涡轮构件的凹槽表面上，且大体上可填充凹槽峰部之间的表面的孔隙或空隙，其中凹槽的峰部形成涂布表面的谷部的下部。在此实施例中，涂布的表面相比于凹槽表面的粗糙度具有减小的粗糙度。

图9为按照本公开内容的方面的涂布的密封槽口的一部分的另一个实施例的截面视图，示出了涡轮构件中的凹槽的表面与涂层之间的界面。在该所示实施例中，涂层可构造和施加到涡轮构件的凹槽上，使得其装固、联接、化学连结、机械连结或以其它方式直接附接到涡轮构件的凹槽表面上，且可填充凹槽峰部之间的表面的孔隙或空隙，其中凹槽的峰部形成涂布表面的峰部。在此实施例中，涂布的表面相比于凹槽表面的粗糙度具有减小的粗糙度。

从本描述中将认识到涂布的密封槽口可具有能够将密封件接收到其中的任何尺寸、形状或构造。例如，如图2和3中的所示示例性实施例中所示，第一槽口和第二槽口可基本类似于彼此，且以基本对准或镜像或对称关系定位，以一起限定密封槽口或腔，其从第一涡轮构件内延伸跨过间隙且进入第二涡轮构件中。然而，由于制造和组装限制和/或变化，以及使用期间的热膨胀、移动等，第一槽口和第二槽口可偏斜、扭转、成角或另外失准。此外，第一槽口和第二槽口的相对定位可诸如从使用、磨损或操作状态改变。用语"失准"在本文中用于包含任何方案，其中槽口相比于标称或初始位置或构造改变相对位置或定向。密封件可足够柔性，以解决失准且保持与第一涂布凹槽和第二涂布凹槽中的涂层的密封接触，以有效切割或消除在第一涡轮构件与第二涡轮构件之间延伸的间隙，由此减小或防止第一空气流和第二空气流相互作用。

在涂布的密封槽口系统的各种实施例中，密封件可为金属、金属合金、或高温或金属合金或超级合金或其它适合的材料或材料的组合。密封件可为基本长形的实心板状部件，或具有任何其它适合的构造。例如，密封件可由不锈钢或镍基合金(镍钼铬合金、Haynes 214或具有氧化铝涂层的Haynes 214)制成。在一些实施例中，密封件可由具有至少1,500华氏度，且可能地至少1,800华氏度的熔化温度的金属制成。在一些实施例中，密封件可由具有至少2,200华氏度的熔化温度的金属制成。

密封件可优选足够柔性，但仍足够刚性，以由于作用于密封件上的力保持与涂层的密封表面的密封接合，同时反抗被"折叠"或另外"推入"间隙中。密封件的厚度可小于第一密封槽口和第二密封槽口的厚度或开口。在一些实施例中，密封件的厚度可在大约0.01英寸到大约0.25英寸的范围内，或在大约0.05英寸到大约0.1英寸的范围内。密封件的宽度可小于由第一涡轮构件和第二涡轮构件的第一和第二凹槽和涂层形成的密封槽口的宽度，以及涡轮构件组装邻近于彼此时涡轮构件之间的间隙。在一些实施例中，密封件的宽度可在大约0.125英寸到大约0.75英寸的范围内。如附图中所示，涂层和密封件的匹配接合密封表面可基本光滑且平面的，以基本抵靠彼此。在其它实施例中，涂层和密封件的密封表面的形状和构造可不同于涡轮构件的第一凹槽和第二凹槽的对应表面的形状和构造来成形或构造。此外，密封件可由多种不同材料形成，或包括密封件的外表面上的涂层。密封件上的此涂层可由任何适合的方法形成，诸如上文针对形成涡轮构件的凹槽上的涂层所述的那些。此外，密封件上的涂层可为含水或不含水的溶剂中的浆料，具有或没有其它添加剂，诸如表面活性剂、分散剂、润湿剂、有机粘结剂和/或电解质盐。密封件上的涂层可使用任何技术施加，诸如散布、浸涂、洗涂等。在一些实施例中，涂层可由湿涂层和随后的热处理(涂层干燥之后)来形成在金属密封件上，以密实化和形成密封件上的不渗透层，其防止金属密封件在涡轮密封槽口的操作状态下的金属氧化。

按照本公开内容的技术的涂布的密封槽口系统可在应用于高温涡轮机时有助于减少硅化物形成、氧化、热蠕变和/或增大的磨损问题。

此外，尽管图1中示出了导叶形式的两个涡轮构件，但将认识到的是，结合密封槽口系统的涡轮构件可形成涡轮机的一部分，诸如定子护罩、喷嘴和隔膜、内壳外壳构件和转子构件。例如，结合涂布的密封槽口系统的多个涡轮构件可沿周向布置，且设置在按照本公开内容的方面的具有一个或更多个密封槽口系统的涡轮构件中的一个附近。此外，第一构件和第二构件可为任何其它相邻涡轮机构件，诸如静止或平移和/或旋转或移动的涡轮构件。

图10为按照本公开内容的方面的用于形成涡轮机的涂布的密封槽口系统的方法900的一个实施例的流程图。方法900包括在910处提供具有第一凹槽的第一涡轮构件，以及在920处提供具有第二凹槽的第二涡轮构件。在930处，至少一个第一涂层设在第一涡轮构件的第一凹槽的至少一部分上，且在940处，至少一个第二涂层设在第二涡轮构件的第二凹槽的至少一部分上。具有第一涂层的第一凹槽和具有第二涂层的第二凹槽一起形成延伸跨过形成在第一涡轮构件与第二涡轮构件之间的间隙的涂布的密封槽口，且密封件可设置在涂布的密封槽口中且可与第一涂层和第二涂层接合来抑制气体穿过间隙的泄漏。

将理解的是，以上描述旨在为示范性而非限制性的。许多变化和改型可由本领域的普通技术人员在此制作出，而不脱离如由所附权利要求和其等同物限定的本公开内容的总体精神和范围。例如，上述实施例(和/或其方面)可与彼此组合使用。此外，可制作出许多改型来使特定情形或材料适于各种实施例的教导内容，而不脱离其范围。尽管本文所述的材料的大小和类型旨在限定各种实施例的参数，但它们绝不是限制性的，且仅为示例性的。本领域的技术人员在查阅以上描述后将清楚许多其它实施例。因此，各种实施例的范围应当参照所附权利要求连同此权利要求所述的等同方案的完整范围确定。在所附权利要求中，用语"包括(including)"和"其中(in which)"用作相应用语"包括(comprising)"和"其中(wherein)"的通俗英文同义词。此外，在以下权利要求中，用语"第一"、"第二"和"第三"等仅用作标记，且不旨在对其对象施加数字要求。另外，用语"可操作地"连同诸如联接、连接、联接、密封等的用语在此用于表示由直接地或间接地联接的单独的不同构件和整体结合形成的构件(即，一件式、一体的或整体的)引起的两种连接。此外，所附权利要求的限制并未以装置加功能的格式撰写，且不旨在基于35 U.S.C.§112的第六段理解，除非且直到此权利要求限制明确地使用短语"装置"后接没有另一个结构的功能的声明。将理解的是，本文所述的所有此类目的或优点不一定可按照任何特定实施例实现。因此，例如，本领域的技术人员将认识到，本文所述的系统和技术可以以一种方式体现或执行，从而实现或优化如本文教导的一个优点或优点组合，而不需要实现如本文教导或建议的其它目的或优点。

尽管仅结合了有限数目的实施例详细描述本公开内容，但应当容易地理解的是，本公开内容不限于此公开实施例。相反，本公开内容可改变以结合迄今未描述的但与本公开内容的精神和范围相当的任何数目的变型、改型、置换或等同布置。此外，尽管已经描述了各种实施例，但将理解的是，本公开内容的方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本公开内容未看作前述描述限制，但仅由所附权利要求的范围限制。

本书面描述使用了实例，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开内容，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本公开内容的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它实例在权利要求的范围内。