用于在燃?xì)鉁u輪中提供密封的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于在燃?xì)鉁u輪中提供密封的方法和系統(tǒng)
[0001]聯(lián)邦研究聲明
本公開的主題是在政府支持下，根據(jù)能源部(DOE)授予的合同N0.DE-FC26-05NT42643所做的，并且政府對(duì)本文聲明的主題具有某些權(quán)利。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開大體涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)器，并且更特別地，涉及用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的構(gòu)件之間提供密封的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)密封組件，密封組件有利于隔開沿著流體流路徑(“熱氣路徑”)引導(dǎo)的燃燒氣體流與位于例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)殼和直接暴露于壓力較低的燃燒氣體流的構(gòu)件之間的燃?xì)鉁u輪的較冷的區(qū)域。至少一些已知的密封組件在在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的級(jí)內(nèi)的相鄰的固定構(gòu)件(諸如定子節(jié)段)之間延伸，以在高壓低溫區(qū)域和低壓更高溫的區(qū)域之間提供密封。為了進(jìn)一步避免溫度較高的燃燒氣體吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)的較冷的區(qū)域中，在至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，在高于燃燒氣體流的壓力的壓力下，將凈化空氣引導(dǎo)到較冷的區(qū)域中。
[0004]至少一些已知的密封組件包括伸長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)平坦的密封部件，密封部件插入限定在兩個(gè)相鄰構(gòu)件內(nèi)的相鄰的伸長(zhǎng)的長(zhǎng)方形槽口或密封部件接收區(qū)域內(nèi)。這樣的密封部件有時(shí)被稱為“花鍵密封件”，并且包括側(cè)部邊緣區(qū)域和端部邊緣區(qū)域。在至少一些已知的密封組件中，相鄰的長(zhǎng)方形槽口的長(zhǎng)度比插入槽口內(nèi)的密封部件更長(zhǎng)，以適應(yīng)制造容差和微小的部件間失配。在包括這樣的密封部件的至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，在密封部件的端部邊緣區(qū)域周圍，特別是在伸長(zhǎng)的長(zhǎng)方形槽口的端部邊緣區(qū)域和相鄰端部區(qū)域之間，可發(fā)生凈化氣體泄漏。由于泄漏，可能比不發(fā)生泄漏時(shí)需要更大量的凈化空氣，以確保阻止燃燒氣體吸入較冷的區(qū)域中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一方面，提供一種用于在燃?xì)鉁u輪內(nèi)的構(gòu)件之間提供密封的方法。該方法包括將密封部件插入到限定在燃?xì)鉁u輪的第一構(gòu)件內(nèi)的第一密封部件接收區(qū)域中，其中，第一密封部件接收區(qū)域在溫度較高的氣體區(qū)域和溫度較低的氣體區(qū)域之間定向。該方法還包括將密封部件插入到限定在燃?xì)鉁u輪的第二構(gòu)件內(nèi)的第二凹部中，其中，第二構(gòu)件在第一構(gòu)件附近，以及其中，第一密封部件區(qū)域和第二密封部件區(qū)域中的至少一個(gè)包括第一端壁，并且第一密封部件區(qū)域和第二密封部件區(qū)域中的至少一個(gè)包括定向成與第一端壁實(shí)質(zhì)相對(duì)的第二端壁。密封部件至少包括第一層，第一層至少限定接合相應(yīng)的第一端壁和第二端壁中的一個(gè)的第一密封件端部部分。
[0006]另一方面，提供一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)區(qū)段、聯(lián)接到壓縮機(jī)區(qū)段上的燃燒器組件，以及聯(lián)接到壓縮機(jī)區(qū)段上的渦輪區(qū)段。燃燒器組件和渦輪區(qū)段中的至少一個(gè)包括用于在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間進(jìn)行密封的密封子系統(tǒng)。密封子系統(tǒng)包括第一構(gòu)件，第一構(gòu)件限定在溫度較高的氣體區(qū)域和溫度較低的氣體區(qū)域之間定向的第一密封部件接收區(qū)域。密封子系統(tǒng)還包括在第一構(gòu)件附近的第二構(gòu)件。第二構(gòu)件限定定向成在第一密封部件接收區(qū)域附近的第二密封部件接收區(qū)域，其中，第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件接收區(qū)域中的至少一個(gè)包括第一端壁。第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件接收區(qū)域中的至少一個(gè)還包括定向成與第一端壁實(shí)質(zhì)相對(duì)的第二端壁。密封子系統(tǒng)還包括在第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件接收區(qū)域內(nèi)定向的密封部件，其中，密封部件至少包括第一層，第一層至少限定接合第一端壁和第二端壁中的一個(gè)的第一彈性密封件端部部分。
[0007]方案1: 一種用于在燃?xì)鉁u輪內(nèi)的構(gòu)件之間提供密封的方法，方法包括:
將密封部件插入到限定在燃?xì)鉁u輪的第一構(gòu)件內(nèi)的第一密封部件接收區(qū)域中，其中，
第一密封部件接收區(qū)域在溫度較高的氣體區(qū)域和溫度較低的氣體區(qū)域之間定向；以及將密封部件插入到限定在燃?xì)鉁u輪的第二構(gòu)件內(nèi)的第二凹部中，其中，第二構(gòu)件在第一構(gòu)件附近，以及其中，第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件區(qū)域中的至少一個(gè)包括第一端壁，并且第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件區(qū)域中的至少一個(gè)包括定向成與第一端壁實(shí)質(zhì)相對(duì)的第二端壁，
其中，密封部件包括至少第一層，第一層限定接合相應(yīng)的第一端壁和第二端壁中的一個(gè)的至少第一密封件端部部分。
[0008]方案2:根據(jù)方案I的方法，其特征在于，方法進(jìn)一步包括限定密封部件，以包括接合第一端壁和第二端壁中的另一個(gè)的第二密封件端部部分。
[0009]方案3:根據(jù)方案2的方法，其特征在于，限定密封部件，以包括第二密封件端部部分，進(jìn)一步包括限定密封部件，以包括具有類似的橫截面構(gòu)造的第一密封件端部部分和第二密封件端部部分。
[0010]方案4:根據(jù)方案2的方法，其特征在于，限定密封部件，以包括第二密封件端部部分，進(jìn)一步包括限定密封部件，以包括具有不同的橫截面構(gòu)造的第一密封件端部部分和第二密封件端部部分。
[0011]方案5:根據(jù)方案I的方法，其特征在于，方法進(jìn)一步包括將密封部件制造成疊層式密封部件，疊層式密封部件至少包括聯(lián)接到第一層上的第二層。
[0012]方案6:根據(jù)方案I的方法，其特征在于，方法進(jìn)一步包括將第一密封件端部部分限定成相對(duì)于第一層的平坦的腹板部分以一角度延伸的平坦部件。
[0013]方案7:根據(jù)方案I的方法，其特征在于，方法進(jìn)一步包括將第一密封件端部部分限定成從第一層的平坦的腹板部分延伸的腹板，其中，腹板包括“W”形橫截面構(gòu)造。
[0014]方案8:根據(jù)方案I的方法，其特征在于，方法進(jìn)一步包括將第一密封件端部部分限定成從第一層的平坦的腹板部分延伸的腹板，其中，腹板包括彎曲的橫截面構(gòu)造。
[0015]方案9:根據(jù)方案I的方法，其特征在于，方法進(jìn)一步包括限定密封部件，以包括至少兩個(gè)層，其中，至少兩個(gè)層中的各個(gè)包括至少一個(gè)密封件端部部分。
[0016]方案10:根據(jù)方案9的方法，其特征在于，限定密封部件，以包括至少兩個(gè)層，進(jìn)一步包括限定至少兩個(gè)層中的各個(gè)，以包括具有類似的橫截面構(gòu)造的第一密封件端部部分和第二密封件端部部分。
[0017]方案11: 一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:
壓縮機(jī)區(qū)段；
聯(lián)接到壓縮機(jī)區(qū)段上的燃燒器組件；以及
聯(lián)接到壓縮機(jī)區(qū)段上的渦輪區(qū)段，其中，燃燒器組件和渦輪區(qū)段中的至少一個(gè)包括用于在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間進(jìn)行密封的密封子系統(tǒng)，密封子系統(tǒng)包括:
第一構(gòu)件，其限定在溫度較高的氣體區(qū)域和溫度較低的氣體區(qū)域之間定向的第一密封部件接收區(qū)域；
在第一構(gòu)件附近的第二構(gòu)件，第二構(gòu)件限定在第一密封部件接收區(qū)域附近定向的第二密封部件接收區(qū)域，其中，第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件接收區(qū)域中的至少一個(gè)包括第一端壁，并且第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件接收區(qū)域中的至少一個(gè)包括定向成與第一端壁實(shí)質(zhì)相對(duì)的第二端壁；以及
在第一密封部件接收區(qū)域和第二密封部件接收區(qū)域內(nèi)定向的密封部件，其中，密封部件至少包括第一層，第一層至少限定接合第一端壁和第二端壁中的一個(gè)的第一彈性密封件端部部分。
[0018]方案12:根據(jù)方案11的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，密封部件包括接合第一端壁和第二端壁中的另一個(gè)的第二密封件端部部分。
[0019]方案13:根據(jù)方案12的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，第一部分和第二部分包括類似的橫截面構(gòu)造。
[0020]方案14:根據(jù)方案12的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，第一密封件端部部分和第二密封件端部部分包括不同的橫截面構(gòu)造。
[0021]方案15:根據(jù)方案11的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，密封部件是疊層式密封部件，疊層式密封部件至少包括聯(lián)接到第一層上的第二層。
[0022]方案16:根據(jù)方案11的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，第一密封件端部部分包括相對(duì)于第一層的平坦的腹板部分以一角度延伸的平坦部件。
[0023]方案17:根據(jù)方案11的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，第一密封件端部部分包括從第一層的平坦的腹板部分延伸的腹板，其中，腹板包括“W”形橫截面構(gòu)造。
[0024]方案18:根據(jù)方案11的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，第一密封件端部部分包括從第一層的平坦的腹板部分延伸的腹板，其中，腹板包括彎曲的橫截面構(gòu)造。
[0025]方案19:根據(jù)方案11的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，密封部件包括至少兩個(gè)層，其中，至少兩個(gè)層中的各個(gè)包括至少一個(gè)密封件端部部分。
[0026]方案20:根據(jù)方案19的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，至少兩個(gè)層中的各個(gè)包括具有類似的橫截面構(gòu)造的第一密封件端部部分和第二密封件端部部分。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)