本公開涉及呼啦圈式密封件(hula seal)，且具體地涉及當(dāng)安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)中時(shí)葉形物（leaf）彼此重疊的呼啦圈式密封件。

背景技術(shù)：

呼啦圈式密封件在燃?xì)鉁u輪機(jī)中多個(gè)地方使用以密封相鄰燃?xì)鉁u輪機(jī)部分之間的間隙。圖1示出了現(xiàn)有的呼啦圈式密封件1。呼啦圈式密封件包括圍繞相對(duì)于中心軸線3的圓周延伸的多個(gè)葉形物2。雖然如圖1所示的呼啦圈式密封件能夠提供良好的密封，但是已經(jīng)察覺(jué)多個(gè)局限性。一個(gè)具體問(wèn)題在于應(yīng)力裂紋。呼啦圈式密封件可以由與所附接的部分不同的材料制成。然而，呼啦圈式密封件經(jīng)受的溫度范圍可能容易地為數(shù)百度（例如，從環(huán)境溫度到800攝氏度）。由于不同材料和在燃?xì)鉁u輪機(jī)使用期間的溫度變化，將呼啦圈式密封件連接到所述部分的焊接部可能容易地破裂，或者疲勞裂紋可能在呼啦圈式密封件出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)參考的所附獨(dú)立權(quán)利要求中限定。本發(fā)明的有利特征在從屬權(quán)利要求中陳述。

第一方面提供一種尤其用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的呼啦圈式密封件，相對(duì)于中心軸線在周向方向、徑向方向和軸向方向延伸，所述呼啦圈式密封件在軸向方向從第一邊緣處的第一邊緣區(qū)域延伸到第二邊緣處的第二邊緣區(qū)域，所述呼啦圈式密封件包括從第一邊緣區(qū)域延伸到第二邊緣區(qū)域的第一葉形物和從第一邊緣區(qū)域延伸到第二邊緣區(qū)域的第二葉形物，其中，當(dāng)安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)中時(shí)，第一葉形物與第二葉形物在徑向方向距中心軸線的距離相同，當(dāng)安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)中時(shí)，第一葉形物在周向方向鄰近第二葉形物且與第二葉形物重疊，當(dāng)安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)中時(shí)，第一葉形物附接到第二葉形物，使得第一葉形物能夠在周向方向相對(duì)于第二葉形物移動(dòng)。

該呼啦圈式密封件可以減少呼啦圈式密封件中以及呼啦圈式密封件與呼啦圈式密封件所附接到的燃?xì)鉁u輪機(jī)部件之間的接頭中的應(yīng)力，尤其是在燃?xì)鉁u輪機(jī)部件和呼啦圈式密封件由具有不同熱膨脹系數(shù)的材料制成時(shí)和/或在呼啦圈式密封件和燃?xì)鉁u輪機(jī)部分在使用期間處于不同的溫度或者以不同的速率加熱或冷卻時(shí)。因而，呼啦圈式密封件可以減少呼啦圈式密封件中的高和低循環(huán)疲勞裂紋，且可以減少呼啦圈式密封件和燃?xì)鉁u輪機(jī)部分之間的焊接接頭的疲勞。

呼啦圈式密封件也可以提供對(duì)周向方向的膨脹和收縮的改進(jìn)公差。因而，其可以減少當(dāng)呼啦圈式密封件由于熱膨脹差異而拉伸時(shí)呼啦圈式密封件的相鄰葉形物之間的間隙增大范圍。具體地，可以減少或避免葉形物的扭曲，所述扭曲趨于降低密封效率且可能是現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

一個(gè)實(shí)施例提供一種呼啦圈式密封件，其中，第一葉形物和第二葉形物由單件材料形成。設(shè)置由單件制成的呼啦圈式密封件可以提供更強(qiáng)硬的密封件，這可以改進(jìn)性能。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一葉形物和第二葉形物由狹縫分開，且設(shè)置從所述狹縫的端部延伸的其它狹縫。設(shè)置其它狹縫可以減少疲勞。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一葉形物直接附接到第二葉形物。在一個(gè)實(shí)施例中，第一葉形物通過(guò)連接件附接到第二葉形物，所述連接件附接到第一葉形物和第二葉形物。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一葉形物在第一邊緣區(qū)域和第二邊緣區(qū)域中附接到第二葉形物。如圖1所示的呼啦圈式密封件，其中，葉形物僅僅在一個(gè)端部處彼此附接，在組裝期間可能易于各個(gè)葉形物被捕獲且起皺。在葉形物的兩個(gè)端部處將葉形物連接在一起可以有助于避免該問(wèn)題。

第二方面提供一種燃?xì)鉁u輪機(jī)，包括如上所述的呼啦圈式密封件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括燃?xì)鉁u輪機(jī)部分，第一葉形物和第二葉形物直接附接到所述燃?xì)鉁u輪機(jī)部分。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將僅通過(guò)示例且參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了現(xiàn)有的呼啦圈式密封件；

圖2示出了在葉形物置于重疊位置之前根據(jù)本發(fā)明的呼啦圈式密封件的部段的俯視圖；

圖3示出了沿圖2的I-I的視圖；

圖4示出了在葉形物置于重疊位置之后沿圖2的II-II的橫截面；

圖5和6示出了在葉形物置于重疊位置之后和之前沿圖2的III-III的視圖；

圖7示出了在葉形物置于重疊位置之前可選呼啦圈式密封件的俯視圖；

圖8示出了在葉形物置于重疊位置之后圖7的連接條的側(cè)視圖；

圖9示出了在葉形物置于重疊位置之前另一可選呼啦圈式密封件的俯視圖；

圖10示出了在葉形物置于重疊位置之后圖9的連接條的側(cè)視圖；

圖11示出了在葉形物置于重疊位置之前另一可選呼啦圈式密封件的俯視圖；和

圖12示出了帶有如上所述的呼啦圈式密封件的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的部分的橫截面。

具體實(shí)施方式

圖2示出了呼啦圈式密封件10的部分，呼啦圈式密封件10在軸向方向4從第一邊緣12延伸到第二邊緣14且在周向方向5延伸。呼啦圈式密封件由葉形物之間的狹縫22分成葉形物20，21。狹縫在軸向方向延伸，但是并不到達(dá)任一邊緣。在每個(gè)邊緣處，在邊緣12，14和狹縫22的端部之間有邊緣區(qū)域13，15。在每個(gè)狹縫的每個(gè)端部處，端部狹縫24垂直于軸向方向（因而平行于周向方向）延伸?？傮w來(lái)說(shuō)，因而每個(gè)狹縫是I形。在圖2中，呼啦圈式密封件顯示為處于其未折疊狀態(tài)；這將在下文更詳細(xì)闡述。

圖3示出了圖2的呼啦圈式密封件從線I-I的視圖?？梢钥吹饺~形物21在徑向方向6的寬度，連同葉形物在軸向方向4的彎曲部一起。圖2中的虛線示出了該彎曲部的范圍（因而邊緣區(qū)域13，15的范圍）。

在圖2和3中，呼啦圈式密封件10顯示為處于其未折疊狀態(tài)；這是其在折疊并安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)中之前的形狀。圖4和5示出了一旦折疊后的呼啦圈式密封件10。圖4示出了沿圖2中的線II-II的橫截面，其中，可以看到多個(gè)葉形物20，21。葉形物21在葉形物的一個(gè)端部處（在周向方向）在一個(gè)相鄰葉形物20下方延伸，在葉形物的另一個(gè)端部處（在周向方向）相鄰葉形物20在葉形物21下方延伸。

圖5示出了沿圖2的III-III的視圖。葉形物20，21可以在第二邊緣14之后看到。也可以看到由于第二邊緣14和第二邊緣區(qū)域15的移位而可見的葉形物20，21的邊緣26。每個(gè)葉形物與相鄰葉形物重疊，因而，每個(gè)葉形物的邊緣26在徑向方向6相對(duì)于相鄰葉形物移位。在圖5所示的示例中，這導(dǎo)致由于邊緣26移位引起的不平坦的表面（在以周向方向和軸向方向延伸的平面中）。該表面通常附接到燃?xì)鉁u輪機(jī)部分，且通常優(yōu)選該表面是平坦的，從而邊緣26將通常例如通過(guò)研磨而變平，以設(shè)置平坦表面。

如圖5那樣，圖6示出了沿圖2的III-III的視圖，但是在葉形物置于重疊位置之前。為了允許相鄰葉形物重疊，邊緣區(qū)域15在圖5中處于翹曲形狀，與圖6中的平坦形狀不同，緊挨端部狹縫的邊緣區(qū)域部分彎曲離開以適用葉形物重疊。

圖7示出了可選方案，其中，狹縫22一直延伸到第一邊緣12（在軸向方向4）。在端部狹縫24和第二邊緣14之間仍存在與第二邊緣14相鄰的第二邊緣區(qū)域15。為了連接葉形物，連接條30在第一邊緣附近附接到葉形物。圖8示出了在葉形物已經(jīng)置于重疊位置之后連接條30的側(cè)視圖；連接條以與圖5所示類似的方式翹曲到邊緣區(qū)域。

圖9示出了另一可選方案，其中，狹縫22一直延伸到第一邊緣12和第二邊緣14，意味著葉形物有效地彼此分開。為了將葉形物結(jié)合在一起，設(shè)置連接條30以連接相鄰葉形物20，21。圖9中的連接條設(shè)置在第一邊緣12和第二邊緣14兩者附近。圖10示出了在葉形物已經(jīng)置于重疊位置之后連接條30的側(cè)視圖；連接條以與圖5所示和圖8的連接條類似的方式翹曲到邊緣區(qū)域。

圖11示出了與圖2類似的另一個(gè)示例，但是其中狹縫22相對(duì)于軸向方向4以一角度延伸，而不是平行于軸向方向4。設(shè)置成角度的狹縫可以減少在沖擊在密封件上的流動(dòng)不再垂直于狹縫方向沖擊時(shí)通過(guò)密封件的流動(dòng)。

圖12示出了燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的部分，燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器包括燃燒裝置42、襯套44和過(guò)渡件46。呼啦圈式密封件10附接到襯套44，且為燃燒裝置和襯套之間的間隙以及襯套和過(guò)渡件之間的間隙提供密封。為了參考，箭頭粗略地示出了燃料和氣體如何通過(guò)燃燒器。

為了將本文所述的呼啦圈式密封件安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)中，呼啦圈式密封件首先以例如圖2，7，9或11所示的形狀制造，其中葉形物在周向方向彼此相鄰且在周向方向沒(méi)有重疊。呼啦圈式密封件然后將通常彎曲以在周向方向增加相鄰葉形物之間的重疊。呼啦圈式密封件然后附接到燃?xì)鉁u輪機(jī)部分，例如通過(guò)焊接或釬焊。

本文所述的呼啦圈式密封件可以改型到現(xiàn)有的燃?xì)鉁u輪機(jī)。當(dāng)從單件材料制造呼啦圈式密封件時(shí)，可以使用激光切割器以形成切口。

燃?xì)鉁u輪機(jī)包括壓縮機(jī)、在壓縮機(jī)下游的燃燒器和在燃燒器下游的渦輪機(jī)。呼啦圈式密封件包括至少兩個(gè)葉形物，通常包括比兩個(gè)多很多的葉形物。呼啦圈式密封件可以圍繞部分環(huán)或完整環(huán)延伸，如圖1所示。可以設(shè)置多個(gè)部分環(huán)呼啦圈式密封件，以提供密封件的完整環(huán)。不需要在每一對(duì)葉形物之間設(shè)置重疊，且重疊可以設(shè)置在例如每個(gè)第三和第四葉形物之間。呼啦圈式密封件將通常是一層密封件，單層葉形物在周向方向延伸，而不是一層距中心軸線比另一層更遠(yuǎn)的兩層。

在一些實(shí)施例中，呼啦圈式密封件可以由單件（整體式）材料制成，如圖2所示，其中，邊緣區(qū)域13，15連接葉形物20，21。在其它實(shí)施例中，設(shè)置額外的連接結(jié)構(gòu)，例如圖7和9所示的連接條。在如圖9所示的實(shí)施例中，葉形物將通常從單件材料切割且使用連接條附接回到一起。

沒(méi)有嘗試示出圖4-6中的周向彎曲部，但是總體上呼啦圈式密封件將在周向方向連續(xù)地彎曲。

第一邊緣區(qū)域13和第二邊緣區(qū)域15分別是鄰近呼啦圈式密封件的第一邊緣12和第二邊緣14的區(qū)域。第一和第二邊緣區(qū)域通常是呼啦圈式密封件的鄰近呼啦圈式密封件所附接的燃?xì)鉁u輪機(jī)部分的區(qū)域。在圖2，3，7，9和11中，這是邊緣和虛線之間的區(qū)域。通常，呼啦圈式密封件將在一個(gè)邊緣區(qū)域（例如第二邊緣區(qū)域）處附接到燃?xì)鉁u輪機(jī)部分，且將在另一個(gè)邊緣區(qū)域與燃?xì)鉁u輪機(jī)部分接觸并相對(duì)于燃?xì)鉁u輪機(jī)部分自由移動(dòng)。

呼啦圈式密封件中的葉形物通常均相同，每個(gè)葉形物通常如圖3所示彎曲。為了便于參考，任何給定葉形物20在附圖中顯示為由兩個(gè)葉形物21在任一側(cè)上相接。雖然葉形物不必均相同，但是也不必在葉形物20和21之間有任何差異；該命名僅僅是為了便于參考。

在圖4中，葉形物21在葉形物的一個(gè)端部處在一個(gè)相鄰葉形物20下方延伸（即，葉形物21在周向方向與葉形物20重疊且比葉形物20更靠近中心軸線）?？蛇x地，葉形物21可以在一個(gè)相鄰葉形物20上延伸。作為另一個(gè)可選方案，不是如圖4中的橫截面那樣彎曲葉形物為輕微S形，葉形物可以保持直的橫截面，且簡(jiǎn)單地相對(duì)于燃?xì)鉁u輪機(jī)部分稍微傾斜以允許重疊。

葉形物在周向方向的重疊意味著對(duì)于周向方向的某些點(diǎn)，兩個(gè)葉形物在徑向方向的不同點(diǎn)處都存在。

狹縫22可以跨過(guò)呼啦圈式密封件從第一邊緣區(qū)域13延伸到第二邊緣區(qū)域15，而不到達(dá)第一邊緣12或第二邊緣14，如圖2所示?？蛇x地，取決于實(shí)施例，狹縫可以到達(dá)不同點(diǎn)，例如第一邊緣和第二邊緣中的一個(gè)或兩個(gè)，如圖7和9所示。

端部狹縫24在上文所有的示例中示出為平行于周向方向5延伸，且也示出為延伸到狹縫22的兩側(cè)。但是對(duì)此的各種可選方案是可能的；例如，端部狹縫可以彎曲且/或可以僅僅延伸到狹縫的一側(cè)。設(shè)置彎曲的端部狹縫可以改進(jìn)對(duì)疲勞的抵抗性，尤其是高循環(huán)疲勞。端部狹縫通常短于狹縫22。

圖9的示例中的連接條僅僅將兩個(gè)相鄰葉形物附接在一起，而圖7中的連接條將多于兩個(gè)的相鄰葉形物附接在一起；在這些示例中，這兩個(gè)設(shè)計(jì)是可互換的。

最小程度上，葉形物僅僅需要通過(guò)一些類型的連接結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此附接。在上文給出的示例中，附接通過(guò)沿邊緣（第一邊緣區(qū)域和/或第二邊緣區(qū)域）延伸的連接區(qū)域或者通過(guò)連接件（在該情況下是連接條或多個(gè)連接條）提供；這些連接將通常在呼啦圈式密封件的邊緣12，14處或附近，例如在邊緣區(qū)域13，15中。除了上文所述的那些之外，用于連接件的各種形狀和結(jié)構(gòu)是可能的。

在上文的示例中，每個(gè)葉形物在兩個(gè)點(diǎn)處從而在兩個(gè)附接點(diǎn)處在每一側(cè)上附接到葉形物。在任何給定的相鄰對(duì)葉形物之間具有兩個(gè)附接點(diǎn)可能是優(yōu)選的，因?yàn)槠淇赡芨倪M(jìn)穩(wěn)定性，但是在一些情況下，單個(gè)附接點(diǎn)或者三個(gè)或更多個(gè)附接點(diǎn)可以在葉形物中的一些或全部之間使用。

在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的前提下，對(duì)所述實(shí)施例的各種修改是可能的，且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能意識(shí)到。

附圖標(biāo)記

1現(xiàn)有的呼啦圈式密封件

2葉形物

3中心軸線

4軸向方向

5周向方向

6徑向方向

10呼啦圈式密封件

12第一邊緣

13第一邊緣區(qū)域

14第二邊緣

15第二邊緣區(qū)域

20第一葉形物

21第二葉形物

22狹縫

24端部狹縫

26邊緣

30連接條

40燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器

42燃燒裝置

44襯套

46過(guò)渡件