用于穿透CMC衬套的构件的密封组件制造技术

本发明专利技术涉及用于穿透CMC衬套的构件的密封组件。具体地，提供的是燃烧区段和用于燃气涡轮发动机燃烧区段的燃料点燃组件的密封系统。例如，密封系统包括套圈，其定位在陶瓷基复合材料（CMC）燃烧器衬套的外表面上邻近限定在CMC衬套中的开孔；套筒，其定位在燃料点燃组件的适配器内使得套筒的内端部分与套圈接触，该套筒具有端壁，其形成由套筒限定的腔体的内边界；以及定位在腔体内的偏压部件。偏压部件在套管和套筒的端壁之间延伸。偏压部件持续地促动套筒与套圈接触以密封开孔来克服经由其的流体泄漏。示例性密封系统可为燃气涡轮发动机燃烧区段的燃料点燃组件的一部分。

Seal assembly for components penetrating CMC bushing

The invention relates to a sealing component for a member penetrating through a CMC bushing. Specifically, a sealing system is provided for the combustion section and the fuel ignition assembly for the combustion section of a gas turbine engine. For example, a sealing system includes a ring positioned on the outer surface of a ceramic matrix composite (CMC) burner Bush adjacent to a hole defined in a CMC bush; a sleeve positioned in an adapter of a fuel ignition assembly to make the inner end of the sleeve in contact with the sleeve, which has an end wall and is formed as defined by the sleeve. The inner boundary of the cavity and the bias component positioned in the cavity. The bias component extends between the end wall of the casing and sleeve. The eccentric member continuously actuates the sleeve to contact the ferrule to seal the opening to overcome the fluid leakage through it. The exemplary sealing system can be part of the fuel ignition assembly for the combustion section of a gas turbine engine.

【技术实现步骤摘要】
用于穿透CMC衬套的构件的密封组件
本主题主要涉及燃气涡轮发动机的燃烧组件。更具体地，本主题涉及用于围绕穿透燃气涡轮发动机燃烧组件的燃烧器衬套、且更具体地穿透陶瓷基复合材料燃烧器衬套的构件密封的密封组件。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括风扇以及布置成彼此流动连通的核心（core）。另外，燃气涡轮发动机的核心通常呈串行流动次序地包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段，以及排出区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在压缩机区段中一个或多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直至其到达燃烧区段，该燃烧区段包括限定燃烧室的燃烧器。燃料与压缩空气相混合并且在燃烧室内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送至涡轮区段。燃烧气体穿过涡轮区段的流动驱动涡轮区段且然后传送穿过排出区段，例如通向大气。燃烧区段通常包括环形内衬套、与内衬套径向地隔开的环形外衬套，以及联接至内和外衬套的上游或前端的燃烧器穹顶（dome）。燃料喷射器或喷嘴延伸穿过穹顶并且被构造成用以提供燃料/空气混合物至限定在内和外衬套之间的燃烧室。外壳体或燃烧器壳体沿周向环绕外衬套并且至少部分地限定燃烧器壳体和外衬套之间的外仓室或通道。燃烧区段还包括点燃系统，其具有装设或联接至外壳体的一个或多个点燃器组件。点燃器组件的点燃器部分通常径向地延伸穿过外壳体和外仓室。点燃器的点燃末端部分至少部分地延伸穿过限定在外衬套内的开口，并且套圈或其它密封部件围绕邻近开口的点燃器延伸以提供密封来克服经由该开口的流体泄漏。在燃气涡轮的操作期间，例如在点火或重新启动期间，点燃器可通电以在点燃末端提供火花，从而点燃燃烧室内的燃料/空气混合物。更常见地，非传统的高温材料例如陶瓷基复合（CMC）材料在燃气涡轮应用中使用。由此类材料制成的构件相比于典型的构件（例如，金属构件）具有更高的温度性能，这可允许改善的构件特性和/或提高的发动机温度。因此，对于燃烧器的内和外衬套使用CMC材料可改善衬套的耐久性，以及容许降低对衬套的冲击冷却或其它类型的冷却和提高燃烧温度，这可改善发动机特性。然而，CMC材料相比于例如金属或金属合金典型地具有低得多的热膨胀系数，使得CMC构件相比于金属构件具有低得多的热生长率。因此，对于CMC燃烧器衬套，点燃器组件相对于外衬套和/或燃烧室的径向和/或轴向定位可在燃气涡轮的操作期间改变。例如，改变外壳体和CMC外衬套的热生长率可导致邻近衬套开口的密封部件的位置的变动，这可导致经由开口的不合需要的流体泄漏，例如从衬套的相对冷侧至相对热的燃烧室。因此，用于燃气涡轮发动机的改进点燃组件以及用于点燃组件的改进密封系统在涡轮风扇发动机行业中将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下文描述中部分地阐述，或者可根据该描述是显而易见的，或者可通过实施本专利技术而懂得。在本主题的一个示例性实施例中，提供一种用于燃气涡轮发动机的燃料点燃组件的密封系统。燃料点燃组件包括点燃器管，其具有紧接燃气涡轮发动机的燃烧器定位的末端部分。密封系统包括套圈，其定位在燃烧器的陶瓷基复合材料（CMC）衬套的外表面上，邻近限定在CMC衬套中的开孔。密封系统还包括套筒，其定位在燃料点燃器组件的适配器内，使得套筒的内端部分与套圈接触。套筒具有端壁，其形成由套筒限定的腔体的内边界，以及适配器支承点燃器管。密封系统还包括定位在腔体内的偏压部件。偏压部件在套管（bushing）和套筒的端壁之间延伸。套管穿过由适配器限定的适配器开口的外端接收并且具有肩部，其围绕套管的外周边延伸并且邻接适配器的外端。偏压部件持续地促动套筒与套圈接触以密封开孔来克服经由该开孔的流体泄漏。在本主题的另一示例性实施例中，提供一种燃气涡轮发动机的燃烧区段。燃烧区段包括内衬套和与内衬套沿径向隔开的外衬套，外衬套在其中限定开孔；限定在内和外衬套之间的燃烧室；沿周向围绕外衬套延伸的燃烧器壳体；以及燃料点燃组件。外衬套和燃烧器壳体限定位于二者之间的外流动通道，以及燃烧器壳体包括与外衬套的开孔基本上对齐的开孔。燃料点燃组件包括具有末端部分的点燃器管，该末端部分接收在限定于外衬套中的开孔中。燃料点燃组件还包括用于相对于燃烧器壳体支承点燃器管的适配器。适配器限定用于接收点燃器管的适配器开口，并且适配器开口具有内端，其沿径向与外端相对。燃料点燃组件还包括经由适配器开口的外端接收的套管。套管具有围绕套管的外周边延伸的肩部，并且肩部邻接适配器的外端。另外，燃料点燃组件包括套圈，其定位在外衬套的外表面上邻近外衬套中的开孔；套筒，其定位在适配器内使得套筒的内端部分与套圈接触，该套筒具有端壁，其形成由套筒限定的腔体的内边界；以及定位在腔体内的偏压部件，该偏压部件在套管和套筒的端壁之间延伸。偏压部件持续地促动套筒与套圈接触以密封开孔来克服经由该开孔的流体泄漏。具体地，本专利技术还详细地限定了如下技术方案。技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的燃料点燃组件的密封系统，所述燃料点燃组件包括点燃器管，所述点燃器管具有定位成紧接所述燃气涡轮发动机的燃烧器的末端部分，所述密封系统包括：套圈，其定位在所述燃烧器的陶瓷基复合材料（CMC）衬套的外表面上，所述套圈定位成邻近限定在所述CMC衬套中的开孔；套筒，其定位在所述燃料点燃组件的适配器内，使得所述套筒的内端部分与所述套圈接触，所述套筒具有端壁，所述端壁形成由所述套筒限定的腔体的内边界，所述适配器支承所述点燃器管；以及定位在所述腔体内的偏压部件，所述偏压部件延伸在套管和所述套筒的端壁之间，所述套管穿过由所述适配器限定的适配器开口的外端而被接收，所述套管具有围绕所述套管的外周边延伸的肩部，所述肩部邻接所述适配器的外端，其中，所述偏压部件持续地促动所述套筒与所述套圈接触以密封所述开孔来克服经由所述开孔的流体泄漏。技术方案2.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，至少一个垫片定位在所述套管的肩部和所述适配器的外端之间。技术方案3.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，板延伸在所述套管的内表面和所述偏压部件的外端之间。技术方案4.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，所述适配器限定径向止挡件，所述径向止挡件限制所述套筒在所述适配器内的径向运动。技术方案5.根据技术方案4所述的密封系统，其特征在于，所述套筒限定围绕所述套筒的外端部分的套环，以及其中，当所述套筒在最大径向向内位置时所述套环邻接所述径向止挡件。技术方案6.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，所述适配器限定凸缘用以相对于所述燃烧器壳体支承所述适配器，以及其中，密封件延伸在所述燃烧器壳体和所述凸缘之间。技术方案7.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，所述套筒的内端部分的外表面的至少一部分为球形的或弓形的。技术方案8.根据技术方案7所述的密封系统，其特征在于，所述套圈限定凹部，在所述凹部中接收所述套筒的内端部分，以及其中，所述凹部的内表面定形成与所述套筒的内端部分的外表面互补。技术方案9.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，所述燃烧器壳体由金属或金属合金形成，使得所述燃烧器壳体和所述外衬套具有不同的热膨胀系数。技术方案10.根据技术方案1所述的密封系统，其特征在于，所述偏压部件为线圈弹簧。技术方案11.一种燃气涡轮发动机的燃烧区段，包括：内衬套和与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气涡轮发动机的燃料点燃组件的密封系统，所述燃料点燃组件包括点燃器管，所述点燃器管具有定位成紧接所述燃气涡轮发动机的燃烧器的末端部分，所述密封系统包括：套圈，其定位在所述燃烧器的陶瓷基复合材料（CMC）衬套的外表面上，所述套圈定位成邻近限定在所述CMC衬套中的开孔；套筒，其定位在所述燃料点燃组件的适配器内，使得所述套筒的内端部分与所述套圈接触，所述套筒具有端壁，所述端壁形成由所述套筒限定的腔体的内边界，所述适配器支承所述点燃器管；以及定位在所述腔体内的偏压部件，所述偏压部件延伸在套管和所述套筒的端壁之间，所述套管穿过由所述适配器限定的适配器开口的外端而被接收，所述套管具有围绕所述套管的外周边延伸的肩部，所述肩部邻接所述适配器的外端，其中，所述偏压部件持续地促动所述套筒与所述套圈接触以密封所述开孔来克服经由所述开孔的流体泄漏。

【技术特征摘要】
2017.03.03 US 15/4489381.一种用于燃气涡轮发动机的燃料点燃组件的密封系统，所述燃料点燃组件包括点燃器管，所述点燃器管具有定位成紧接所述燃气涡轮发动机的燃烧器的末端部分，所述密封系统包括：套圈，其定位在所述燃烧器的陶瓷基复合材料（CMC）衬套的外表面上，所述套圈定位成邻近限定在所述CMC衬套中的开孔；套筒，其定位在所述燃料点燃组件的适配器内，使得所述套筒的内端部分与所述套圈接触，所述套筒具有端壁，所述端壁形成由所述套筒限定的腔体的内边界，所述适配器支承所述点燃器管；以及定位在所述腔体内的偏压部件，所述偏压部件延伸在套管和所述套筒的端壁之间，所述套管穿过由所述适配器限定的适配器开口的外端而被接收，所述套管具有围绕所述套管的外周边延伸的肩部，所述肩部邻接所述适配器的外端，其中，所述偏压部件持续地促动所述套筒与所述套圈接触以密封所述开孔来克服经由所述开孔的流体泄漏。2.根据权利要求1所述的密封系统，其特征在于，至少一个垫片定位在所述套管的肩部和所述适配器的外端之间。3.根据权利要求1所述的密封系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄飞，D柯特利，GE维赫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US