包括第一和第二蜂窩層和其間的穿孔中間密封板的燃?xì)鉁u輪疊層密封組件的制作方法
【專利說(shuō)明】包括第一和第二蜂窩層和其間的穿孔中間密封板的燃?xì)鉁u輪疊層密封組件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本PCT實(shí)用申請(qǐng)請(qǐng)求享有具有美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)N0.61/874，608的題為“DoubleLayer Lattice on Labyrinth Seals for Thermal Matching and Method，，且具有2013年9月6日的申請(qǐng)日的當(dāng)前未決的臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該臨時(shí)申請(qǐng)通過(guò)引用而全部并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]當(dāng)前的實(shí)施例大體上涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。更具體而言，且不作為限制，當(dāng)前的實(shí)施例涉及用于密封構(gòu)件的熱匹配的疊層格柵結(jié)構(gòu)，和相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]典型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)大體上具有前端和后端，其中其若干核心或推進(jìn)構(gòu)件軸向地定位在前端和后端之間?？諝馊肟诨蜻M(jìn)氣口在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的前端處。按順序向后端移動(dòng)，進(jìn)氣口后面跟著壓縮機(jī)、燃燒室、渦輪、和在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的后端處的噴嘴。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易清楚的是，附加的構(gòu)件也可包括在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，諸如，例如低壓和高壓壓縮機(jī)、和高壓和低壓渦輪。然而，這不是無(wú)遺漏的清單。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常還具有沿燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱軸線軸向地配置的內(nèi)部軸。內(nèi)部軸連接到渦輪和空氣壓縮機(jī)二者，使得渦輪對(duì)空氣壓縮機(jī)提供旋轉(zhuǎn)輸入，以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉片。
[0004]在操作中，空氣在壓縮機(jī)中加壓，且在燃燒器中與燃料相混合，以用于生成向下游流過(guò)渦輪級(jí)的熱燃燒氣體。這些渦輪級(jí)從燃燒氣體提取能量。高壓渦輪首先從燃燒器接收熱燃燒氣體，且包括定子噴嘴組件，定子噴嘴組件將燃燒氣體向下游引導(dǎo)穿過(guò)從支承轉(zhuǎn)子盤沿徑向向外延伸的一排高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在多級(jí)渦輪中，第二級(jí)定子噴嘴組件定位在第一級(jí)葉片的下游，后面又跟著從第二支承轉(zhuǎn)子盤沿徑向向外延伸的一排第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片。渦輪將燃燒氣體能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。低壓渦輪葉片和轉(zhuǎn)子盤機(jī)械地聯(lián)接到低壓或增壓壓縮機(jī)，以用于驅(qū)動(dòng)增壓壓縮機(jī)且附加地驅(qū)動(dòng)入口風(fēng)扇。與入口風(fēng)扇的連接可為直接的或間接的，例如，通過(guò)齒輪箱。
[0005]在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，期望使寄生流動(dòng)損失最小化，以改善燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和性能。損失的一個(gè)位置在迷宮式密封件區(qū)域中，在該處，密封件的轉(zhuǎn)子部分上的密封齒可以以與密封件的定子部分(其通常通過(guò)相對(duì)的蜂窩材料來(lái)實(shí)施)不同的速率膨脹或收縮。
[0006]在典型的密封布置中，密封件的定子部分可由于熱而比轉(zhuǎn)子部分的熱生長(zhǎng)更快地沿徑向方向生長(zhǎng)。此種生長(zhǎng)差異導(dǎo)致密封特征之間的開口和密封件的降低的功能性。在瞬變發(fā)動(dòng)機(jī)操作如猝發(fā)的增大節(jié)流閥期間，且由于熱質(zhì)量和空氣滯后差異，已知的迷宮式密封件的定子部分趨向于比密封件的轉(zhuǎn)子部分更快地?zé)嵘L(zhǎng)。生長(zhǎng)速率的差異趨向于由于定子部分的背板的熱影響比用于使實(shí)驗(yàn)密封件旋轉(zhuǎn)的支承結(jié)構(gòu)(如，盤開孔和腹板)更快地發(fā)生。結(jié)果，形成定子部分與轉(zhuǎn)子部分之間的間隙，這允許了高溫氣體泄漏。生長(zhǎng)差異可導(dǎo)致此種瞬變猝發(fā)期間的排氣溫度超出。因此，期望減小在此種瞬變操作期間穿過(guò)密封件的流動(dòng)。
[0007]如通過(guò)前文可見，將期望利用密封組件克服這些和其他泄漏，以便在暫時(shí)操作期間減小寄生流動(dòng)損失且減小渦輪溫度過(guò)調(diào)量，諸如以用于非限制性實(shí)例的節(jié)流閥移動(dòng)。
[0008]包括在說(shuō)明書的背景部分中的信息(包括在本文引用的任何參考文獻(xiàn)及其任何描述或論述)僅是出于技術(shù)參考的目的而包括的，且不應(yīng)認(rèn)作是界定本發(fā)明范圍的主題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種密封組件，其熱匹配定子和轉(zhuǎn)子生長(zhǎng)，以便使定子與轉(zhuǎn)子之間的差異生長(zhǎng)最小化。密封件的定子部分的生長(zhǎng)被調(diào)節(jié)成更接近轉(zhuǎn)子的較慢生長(zhǎng)。此種生長(zhǎng)可由于從密封組件的熱側(cè)直至轉(zhuǎn)子和定子部分背板的傳導(dǎo)而發(fā)生。因此，轉(zhuǎn)子和定子可具有更相似的偏轉(zhuǎn)速率，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定子部分之間的減小的間隙。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，一種配置在定子密封部分上且與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子密封部分相對(duì)的疊層密封組件包括:第一蜂窩層，其具有接合轉(zhuǎn)子密封部分的第一邊緣和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子密封部分的第二邊緣，多個(gè)小室在第一邊緣與第二邊緣之間延伸；中間密封板，其具有第一材料表面和第二材料表面，第一材料表面配置成抵靠第一蜂窩層的第二邊緣;低傳導(dǎo)性結(jié)構(gòu)，其配置在第二表面上;和背板，其配置成抵靠所述低傳導(dǎo)性結(jié)構(gòu)，其中，定子密封部分可針對(duì)熱生長(zhǎng)來(lái)調(diào)節(jié)，以匹配轉(zhuǎn)子密封部分的熱生長(zhǎng)。
[0011]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
以用簡(jiǎn)化的形式介紹以下在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
既不意圖辨別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意圖用于限制要求保護(hù)的主題的范圍。所有以上概括的特征應(yīng)理解為僅為示范性的，且本發(fā)明的許多更多特征和目標(biāo)可從本文中的公開內(nèi)容搜集到。因此，在不進(jìn)一步閱讀整個(gè)說(shuō)明書、權(quán)利要求和與其一同包括的附圖的情況下，將理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
的非限制性解釋。本發(fā)明的特征、細(xì)節(jié)、效用和優(yōu)點(diǎn)的更詳盡的陳述在本發(fā)明的各種實(shí)施例的以下書面描述中提供，在附圖中例示，且在所附權(quán)利要求中限定。
【附圖說(shuō)明】
[0012]本公開內(nèi)容的在上面提到的和其他特征和優(yōu)點(diǎn)、以及獲得它們的方式將變得更清楚，且將通過(guò)參照結(jié)合附圖作出的實(shí)施例的以下描述來(lái)更好地理解熱匹配的密封部分，在附圖中:
圖1為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)截面視圖；
圖2為示范迷宮式密封件的側(cè)截面視圖；
圖3為疊層密封組件的分解組裝視圖；
圖4為圖3的實(shí)施例的組裝側(cè)截面視圖；
圖5為第二實(shí)施例的分解組裝視圖；
圖6為疊層密封組件的第二實(shí)施例的截面視圖；
圖7為各種密封件中的一定時(shí)間段內(nèi)的瞬變流動(dòng)效果的線圖；
圖8為用于在添加制造過(guò)程中形成整個(gè)定子部分的流程圖；且圖9為備選的流程圖，其中，蜂窩分開地形成且與在添加制造過(guò)程中形成的其他部分連結(jié)在一起。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在將詳細(xì)地參照所提供的實(shí)施例，其一個(gè)或更多個(gè)示例在附圖中示出。各實(shí)例作為闡釋而非公開的實(shí)施例的限制來(lái)提供。實(shí)際上，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將清楚的是，可在本實(shí)施例中進(jìn)行各種修改和變型，而不脫離本公開的范圍或精神。例如，示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征可與另一實(shí)施例一起使用，以產(chǎn)生又一實(shí)施例。因此，期望本發(fā)明覆蓋落入所附權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的此種修改和變型。
[0014]參看圖1-9，繪出了雙層疊層迷宮式密封件的各種實(shí)施例。疊層熱隔離迷宮式密封組件的定子密封部分的背板。結(jié)果，定子密封部分的熱生長(zhǎng)可得到控制或調(diào)節(jié)，以便更接近或熱匹配轉(zhuǎn)子密封部分的徑向方向上的生長(zhǎng)。通常，定子密封部分熱生長(zhǎng)比沿徑向向外方向的轉(zhuǎn)子密封部分熱生長(zhǎng)更快地發(fā)生。因此，本實(shí)施例減慢了定子密封部分的沿徑向向外方向的生長(zhǎng)，例如，在瞬變操作期間。以此方式，定子密封部分不像現(xiàn)有技術(shù)中一樣快地遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子密封部分沿徑向生長(zhǎng)，這減少了跨過(guò)密封件的密封件流動(dòng)或寄生損失。因此，由于減小的密封件流而減小了排出氣體溫度過(guò)調(diào)量，這改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的持久性。
[0015]如在本文中使用的，用語(yǔ)“軸向”或“軸向地”是指沿著發(fā)動(dòng)機(jī)縱軸線的維度。結(jié)合“軸向”或“軸向地”使用的用語(yǔ)“前”是指沿朝發(fā)動(dòng)機(jī)入口的方向移動(dòng)，或者構(gòu)件相比于另一構(gòu)件相對(duì)更接近發(fā)動(dòng)機(jī)入口。與“軸向”或“軸向地”使用的用語(yǔ)“后”是指沿朝發(fā)動(dòng)機(jī)出口的方向移動(dòng)，或構(gòu)件相比于另一構(gòu)件相對(duì)更接近發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴。
[0016]如在本文中使用的，用語(yǔ)“徑向”或“徑向地”是指在發(fā)動(dòng)機(jī)中心縱軸線與發(fā)動(dòng)機(jī)外周之間延伸的維度。
[0017]所有的方向基準(zhǔn)(例如，徑向、軸向、近側(cè)、遠(yuǎn)側(cè)、上、下、向上、向下、左、右、側(cè)向、前、后、頂部、底部、上方、下方、豎直、水平、順時(shí)針、逆時(shí)針)僅用于辨認(rèn)目的，以有助于讀者理解本發(fā)明，且不形成限制，特別是對(duì)本發(fā)明的位置、定向或用途的限制。連接基準(zhǔn)