具有冷却通路和计量冷却的密封件制造技术

本申请提供了在燃气轮机中面向高压冷却空气流和热气体路径的构件之间使用的密封件。密封件可包括第一垫片、具有空气排出孔的第二垫片、定位在第一垫片与第二垫片之间的一个或更多个中间层，以及延伸穿过中间层以用于高压冷却空气流穿过其间且经由空气排出孔排入到热气体路径的一个或更多个冷却通路。

【技术实现步骤摘要】

本申请和所得的专利大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及具有延伸穿过其间来用于计量的冷却的冷却通路的冷却的密封件等。
技术介绍
总体而言，诸如燃气涡轮发动机等涡轮机包括延伸穿过其间的主气流通路。离开气流路径或进入气流路径的气体泄漏可降低总体燃气轮机效率、增加燃料成本且可能增大排放水平。副流也可在燃气涡轮发动机内使用，以冷却各种加热的构件。具体而言，冷却空气可从压缩机的后续级取得，以用于冷却加热的构件，且用于吹扫相邻构件之间的间隙和腔。例如，密封件可置于涡轮构件(诸如定子等)之间，以限制空气泄漏。然而，这些位置可面对非常高的温度和速度，这可导致严重的氧化且甚至密封件故障。当焚烧温度升高时，密封件(诸如包括在燃气涡轮发动机中的那些)的热负载相应地增大，导致缩短的密封件寿命、缩短的构件寿命和/或增加的密封件和构件磨损。
技术实现思路
本申请和所得的专利因此提供了一种用于在燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流和热气流路径的构件之间使用的密封件。密封件可包括第一垫片、具有第一冷却通路的第二垫片，以及第三垫片，其中第二垫片定位在第一垫片与第三垫片之间。第三垫片可包括内表面和外表面、部分地延伸到外表面中的凹入槽口，以及从凹入槽口延伸到内表面的计量开口。本申请及所得的专利还提供了一种冷却定位在燃气涡轮发动机中的构件之间的密封件的方法。该方法可包括使高压冷却空气围绕密封件的第一侧流动，以及穿过第一冷却通路将高压冷却空气吸入密封件的第二侧上。该方法可包括穿过第二冷却通路将高压冷却空气引入与第二侧相对的密封件的第三侧上，以及穿过计量孔和围绕与第一侧相对的密封件的第四侧的凹入槽口将高压冷却空气引入热气体通路中。本申请和所得的专利还提供了一种用于在燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流和热气体路径的构件之间使用的冷却的层叠密封件。冷却的层叠密封件可包括冷侧叠层，其具有在冷却的层叠密封件的第一边缘表面处的第一冷却切口。冷却的层叠密封件可包括热侧叠层，其具有外表面、内表面、延伸到具有从外表面测得的深度的热侧叠层中的凹入槽口，以及从内表面延伸到凹入槽口中的计量开口。冷却的层叠密封件可包括定位在冷侧叠层与热侧叠层之间的第一中间薄层。第一中间薄层可包括冷却的层叠密封件的第一边缘表面处的第二冷却切口，第二冷却切口与第一冷却切口对准，且延伸穿过第一中间薄层的厚度，第二冷却切口形成第一冷却通路，其从冷却的层叠密封件的第一边缘表面延伸至与热侧叠层的计量开口对准的第一冷却通路端，使得冷却空气可穿过冷却的层叠密封件从第二冷却切口流至热侧叠层的凹入槽口。本专利技术的第一技术方案提供了一种用于在燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流与热气体路径的构件之间使用的密封件，包括：第一垫片；包括第一冷却通路的第二垫片；以及第三垫片，其中所述第二垫片定位在所述第一垫片与所述第三垫片之间，所述第三垫片包括：内表面和外表面；部分地延伸到所述外表面中的凹入槽口；以及从所述凹入槽口延伸至所述内表面的计量开口。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述凹入槽口延伸所述第三垫片的厚度的一部分。本专利技术的第三技术方案是在第二技术方案中，所述计量开口小于所述凹入槽口。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，所述第一冷却通路从所述密封件的第一边缘表面处的第一端延伸至与所述第三垫片的所述计量开口对准的第二端，使得冷却空气可从所述第一冷却通路的所述第一端流至所述计量开口。本专利技术的第五技术方案是在第四技术方案中，所述第一垫片包括与所述第二垫片的所述第一冷却通路的所述第一端连通的所述第一边缘表面处的第一冷却切口。本专利技术的第六技术方案是在第五技术方案中，所述第一垫片包括与所述第一边缘表面相对的所述密封件的第二边缘表面处的第二冷却切口；以及所述第二垫片包括所述密封件的所述第二边缘表面处的第三冷却切口。本专利技术的第七技术方案是在第六技术方案中，还包括定位在所述第一垫片与所述第二垫片之间的第四垫片，所述第四垫片包括：从所述密封件的所述第二边缘表面处的第三端延伸至与所述第三垫片的所述计量开口对准的第四端的第二冷却通路，使得冷却空气可从所述第二冷却通路的所述第三端流至所述计量开口。本专利技术的第八技术方案是在第七技术方案中，所述第一冷却通路定位成相对于所述第二冷却通路成锐角。本专利技术的第九技术方案是在第一技术方案中，所述凹入槽口延伸跨过所述第三垫片的宽度的一半以上。本专利技术的第十技术方案是在第一技术方案中，所述密封件定位在所述燃气涡轮发动机的两个相邻静止构件之间。本专利技术的第十一技术方案是在第一技术方案中，还包括与所述凹入槽口连通的多个计量开口。本专利技术的第十二技术方案是在第一技术方案中，所述第一垫片和所述第三垫片具有一致的厚度。本专利技术的第十三技术方案是在第一技术方案中，所是密封件为层叠密封件。本专利技术的第十四技术方案是在第一技术方案中，还包括在所述第二垫片附近定位的多个垫片，使得所述多个垫片和所述第二垫片形成定位在所述第一垫片与所述第三垫片之间的中间层。本专利技术的第十五技术方案提供了一种冷却定位在燃气涡轮发动机中的构件之间的密封件的方法，包括：使高压冷却空气围绕所述密封件的第一侧流动；将所述高压冷却空气穿过第一冷却通路吸入到所述密封件的第二侧上；将所述高压冷却空气穿过第二冷却通路吸入到与所述第二侧相对的所述密封件的第三侧上；以及将所述高压冷却空气穿过与所述第一侧相对的所述密封件的第四侧周围的计量孔和凹入槽口吸入到热气体路径中。本专利技术的第十六技术方案提供了一种用于在燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流与热气体路径的构件之间使用的冷却的层叠密封件，包括：包括在所述冷却的层叠密封件的第一边缘表面处的第一冷却切口的冷侧叠层；热侧叠层，包括：外表面；内表面；具有从所述外表面测得的深度的延伸到所述热侧叠层中的凹入槽口；以及从所述内表面延伸至所述凹入槽口的计量开口；以及定位在所述冷侧叠层与所述热侧叠层之间的第一中间叠层，所述第一中间叠层包括：所述冷却的层叠密封件的所述第一边缘表面处的第二冷却切口，所述第二冷却切口与所述第一冷却切口对准，且延伸穿过所述第一中间叠层的厚度，所述第二冷却切口形成第一冷却通路，其从所述冷却的层叠密封件的所述第一边缘表面延伸至与所述热侧叠层的所述计量开口对准的第一冷却通路端，使得冷却空气可穿过所述冷却的层叠密封件从所述第二冷却切口流至所述热侧叠层的所述凹入槽口。本专利技术的第十七技术方案是在第十六技术方案中，还包括：定位在所述冷侧叠层与所述第一中间薄层之间的第二中间薄层，其包括与所述第一边缘表面相对的所述冷却的层叠密封件的第二边缘表面处的第三冷却切口，其中所述第三冷却切口形成第二冷却通路，其从所述冷却的层叠密封件的所述第二边缘表面延伸至与所述第一冷却通路端和所述热侧叠层的所述计量开口对准的第二冷却通路端，使得冷却空气可穿过所述冷却的层叠密封件从所述第三冷却切口流至所述热侧叠层的凹入槽口。本专利技术的第十八技术方案是在第十七技术方案中，所述第一冷却通路定位成相对于所述第二冷却通路成锐角。本专利技术的第十九技术方案是在第十七技术方案中，所述冷侧叠层包括与所述第二中间叠层的所述第三冷却切口对准的所述冷却的层叠密封件的所述第二边缘表面处的第四冷却切口。本专利技术的第二十技术方案是在第十九技术方案中，所述第一中间叠层包括与所述冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流与热气体路径的构件之间使用的密封件，包括：第一垫片；包括第一冷却通路的第二垫片；以及第三垫片，其中所述第二垫片定位在所述第一垫片与所述第三垫片之间，所述第三垫片包括：内表面和外表面；部分地延伸到所述外表面中的凹入槽口；以及从所述凹入槽口延伸至所述内表面的计量开口。

【技术特征摘要】
2015.04.28 US 14/6977651.一种用于在燃气涡轮发动机中面对高压冷却空气流与热气体路径的构件之间使用的密封件，包括：第一垫片；包括第一冷却通路的第二垫片；以及第三垫片，其中所述第二垫片定位在所述第一垫片与所述第三垫片之间，所述第三垫片包括：内表面和外表面；部分地延伸到所述外表面中的凹入槽口；以及从所述凹入槽口延伸至所述内表面的计量开口。2.根据权利要求1所述的密封件，其特征在于，所述凹入槽口延伸所述第三垫片的厚度的一部分。3.根据权利要求2所述的密封件，其特征在于，所述计量开口小于所述凹入槽口。4.根据权利要求1所述的密封件，其特征在于，所述第一冷却通路从所述密封件的第一边缘表面处的第一端延伸至与所述第三垫片的所述计量开口对准的第二端，使得冷却空气可从所述第一冷却通路的所述第一端流至所述计量开口。5.根据权利要求4所述的密封件，其特征在于，所述第一垫片包括与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：MT哈夫纳，VJ摩根，JJ基特尔森，NN萨拉瓦特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US