在本文中公開的主題涉及渦輪。特別地，在本文中公開的主題涉及在燃氣渦輪中的密封件。

背景技術：

在燃氣渦輪中的主氣體流動路徑通常包括壓縮機入口、壓縮機、渦輪以及氣體流出口的運行構件。也存在用于冷卻渦輪的各種被加熱的構件的次級流?；旌线@些流和通常來自從氣體流動路徑或進入到氣體流動路徑中的氣體泄漏對于渦輪性能是不利的。

燃氣渦輪的運行構件容納在罩殼中。渦輪通常由鄰近的弓形部段環(huán)狀地圍繞。如在本文中使用的那樣，術語“弓形的”可意指具有彎曲的或部分地彎曲的形狀的部件、構件、零件等等。鄰近的弓形部段包括外護罩、內護罩、噴嘴組(nozzle block)以及隔板。對于僅僅罩殼附加地弓形部段可提供用于氣體流動路徑的容器。弓形部段可保護渦輪的其他的構件并且可限定在渦輪內的空間。在每個鄰近的弓形部段對之間存在空間，當燃氣渦輪的運行強迫弓形部段膨脹時該空間允許弓形部段膨脹。

在每個弓形部段的側邊上限定有槽以用于以與鄰近的弓形部段的鄰近的槽協作的方式接收密封件。密封件安置在槽中以防止在密封件的任一側上在渦輪的區(qū)域之間的泄漏。這些區(qū)域可包括主氣體流動路徑以及次級冷卻流。

在特別的弓形部段的端部內的槽可在相對彼此的定向中成角度并且槽可連接。當平面型密封件接收在連接的兩個槽中的每個中時，在兩個密封件之間留下縫隙。該縫隙允許在燃氣渦輪的內部的和外部的區(qū)域之間的泄漏?？s小該縫隙改善了燃氣渦輪性能。

技術實現要素：

本公開的各種實施例包括燃氣渦輪密封件以及形成這樣的密封件的方法。在一些情況下，渦輪包括：第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面和從端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；定位在第一弓形部段的端部表面和第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及設置在槽中的第一密封件，所述第一密封件在端部表面處接觸第一弓形部段并且在第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，第一密封件包括：接觸第一弓形部段的墊片；在墊片之上并且覆蓋墊片的層壓材料；以及將層壓材料聯結到墊片的適形材料(conforming material)。

本公開的第一方面包括燃氣渦輪，該燃氣渦輪具有：第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面以及從端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；定位在第一弓形部段的端部表面和第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及設置在槽中的第一密封件，所述第一密封件在端部表面處接觸第一弓形部段并且在第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，第一密封件包括：接觸第一弓形部段的墊片；在墊片之上并且覆蓋墊片的層壓材料；以及將層壓材料聯結到墊片的適形材料。

本公開的第二方面包括燃氣渦輪，該燃氣渦輪具有：第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面和從端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面，其中端部表面彼此面對并且基本上一致；定位在第一弓形部段的端部表面和第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及設置在槽中的第一密封件，所述第一密封件在端部表面處接觸第一弓形部段并且在第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，第一密封件包括：接觸第一弓形部段的墊片；在墊片之上并且覆蓋墊片的層壓材料，所述層壓材料包括每個接觸墊片的多個部段；以及將層壓材料聯結到墊片的適形材料。

本公開的第三方面包括：將密封件裝配到渦輪中的方法，所述方法包括：形成密封件，所述形成包括：使用適形材料來將層壓材料聯結到墊片的第一側邊；以及將密封件施加到渦輪，所述渦輪具有：第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面以及從端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；以及定位在第一弓形部段的端部表面和第二弓形部段的端部表面之間的槽，所述施加包括將密封件插入到槽中從而密封件的墊片的第二側邊在端部表面處接觸第一弓形部段并且在第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，墊片的第二側邊與墊片的第一側邊相反。

本公開的第四方面包括燃氣渦輪，該燃氣渦輪具有：第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面以及從端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；定位在第一弓形部段的端部表面和第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及設置在槽中的第一密封件，所述第一密封件在端部表面處接觸第一弓形部段并且在第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，所述第一密封件包括：接觸第一弓形部段的層壓材料；以及接觸層壓材料并且密封第一弓形部段的端部表面和徑向對向表面的適形材料。

技術方案1. 一種燃氣渦輪，包含：

第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面和從所述端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；

定位在所述第一弓形部段的端部表面和所述第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及

設置在所述槽中的第一密封件，所述第一密封件在所述端部表面處接觸所述第一弓形部段并且在所述第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，所述第一密封件包括：

接觸所述第一弓形部段的墊片；

在所述墊片之上并且覆蓋所述墊片的層壓材料；以及

將所述層壓材料聯結到所述墊片的適形材料。

技術方案2. 根據技術方案1所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述適形材料包括下者中的至少一個：橡膠、硅酮、塑料、蠟、低熔化溫度材料或其復合物。

技術方案3. 根據技術方案1所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述層壓材料包括每個分別與所述第一弓形部段的端部表面和徑向對向表面對應的多個部段。

技術方案4. 根據技術方案3所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述適形材料具有導致所述適形材料在所述燃氣渦輪的運行期間基本上分解的熔化溫度。

技術方案5. 根據技術方案4所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述墊片和所述層壓材料適合于當所述適形材料已經基本上分解時彼此獨立地運動。

技術方案6. 根據技術方案1所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述墊片基本上密封在所述端部表面和所述徑向對向表面中的每個之間跨越的轉角區(qū)域。

技術方案7. 一種燃氣渦輪，包含：

第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面以及從所述端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面，其中，所述端部表面彼此面對并且基本上一致；

定位在所述第一弓形部段的端部表面和所述第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及

設置在所述槽中的第一密封件，所述第一密封件在所述端部表面處接觸所述第一弓形部段并且在所述第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，所述第一密封件包括：

接觸所述第一弓形部段的墊片；

在所述墊片之上并且覆蓋所述墊片的層壓材料，所述層壓材料包括每個接觸所述墊片的多個部段；以及

將所述層壓材料聯結到所述墊片的適形材料。

技術方案8. 根據技術方案7所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述適形材料包括下者中的至少一個：橡膠、硅酮、塑料、蠟、低熔化溫度材料或其復合物。

技術方案9. 根據技術方案7所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述層壓材料的所述多個部段包括每個分別與所述第一弓形部段的端部表面和徑向對向表面對應的三個部段。

技術方案10. 根據技術方案9所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述適形材料具有導致所述適形材料在所述燃氣渦輪的運行期間基本上分解的熔化溫度。

技術方案11. 根據技術方案10所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述墊片和所述層壓材料適合于當所述適形材料已經基本上分解時彼此獨立地運動。

技術方案12. 根據技術方案7所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述墊片基本上密封在所述端部表面和所述徑向對向表面中的每個之間跨越的轉角區(qū)域。

技術方案13. 根據技術方案7所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述墊片具有近似0.0025毫米到近似1.3毫米的厚度。

技術方案14. 一種將密封件裝配到渦輪中的方法，所述方法包含：

形成密封件，所述形成包括：使用適形材料來將層壓材料聯結到墊片的第一側邊；并且

將所述密封件施加到所述渦輪，所述渦輪具有：

第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面和從所述端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；以及

定位在所述第一弓形部段的端部表面和所述第二弓形部段的端部表面之間的槽，

所述施加包括將所述密封件插入到所述槽中從而所述密封件的所述墊片的第二側邊在所述端部表面處接觸所述第一弓形部段并且在所述第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，所述墊片的第二側邊與所述墊片的第一側邊相反。

技術方案15. 根據技術方案14所述的方法，其特征在于，所述適形材料包括下者中的至少一個：橡膠、硅酮、塑料、蠟、低熔化溫度材料或其復合物。

技術方案16. 根據技術方案14所述的方法，其特征在于，將所述層壓材料聯結到所述墊片的第一側邊包括在所述層壓材料和所述墊片之上滑動所述適形材料。

技術方案17. 根據技術方案14所述的方法，其特征在于，層壓材料具有包括每個分別與所述第一弓形部段的端部表面和徑向對向表面對應的三個部段的多個部段。

技術方案18. 根據技術方案14所述的方法，其特征在于，所述適形材料具有導致所述適形材料在所述燃氣渦輪的運行期間基本上分解的熔化溫度。

技術方案19. 根據技術方案18所述的方法，其特征在于，所述墊片和所述層壓材料適合于當所述適形材料已經基本上分解時彼此獨立地運動。

技術方案20. 根據技術方案14所述的方法，其特征在于，所述墊片基本上密封在所述端部表面和所述徑向對向表面中的每個之間跨越的轉角區(qū)域。

技術方案21. 一種燃氣渦輪，包含：

第一弓形部段，該第一弓形部段鄰近第二弓形部段，每個弓形部段包括端部表面和從所述端部表面的相反的端部延伸的徑向對向表面；

定位在所述第一弓形部段的端部表面和所述第二弓形部段的端部表面之間的槽；以及

設置在所述槽中的第一密封件，所述第一密封件在所述端部表面處接觸所述第一弓形部段并且在所述第一弓形部段的徑向對向表面之上延伸，所述第一密封件包括：

接觸所述第一弓形部段的層壓材料；以及

接觸所述層壓材料并且密封所述第一弓形部段的端部表面和徑向對向表面的適形材料。

技術方案22. 根據技術方案21所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述適形材料包括下者中的至少一個：橡膠、硅酮、塑料、蠟、低熔化溫度材料或其復合物。

技術方案23. 根據技術方案21所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述層壓材料包括每個分別與所述第一弓形部段的端部表面和徑向對向表面對應的多個部段。

技術方案24. 根據技術方案23所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述適形材料具有導致所述適形材料在所述燃氣渦輪的運行期間基本上分解的熔化溫度。

技術方案25. 根據技術方案24所述的燃氣渦輪，其特征在于，所述層壓材料適合于當所述適形材料已經基本上分解時運動。

附圖說明

本發(fā)明的這些和其他的特征從在下文中結合了描寫本公開的各種實施例的附圖對本發(fā)明的各種方面進行的詳細的描述中將更容易地被理解，在其中：

圖1示出了已知的燃氣渦輪的透視部分切開視圖。

圖2示出了在環(huán)狀組件中的已知的弓形部段的透視圖。

圖3示出了燃氣渦輪的已知的渦輪的橫截面縱向視圖。

圖4示出了根據本公開的各種實施例的渦輪的區(qū)段的示意性的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖5示出了根據本公開的各種附加的實施例的渦輪的區(qū)段的示意性的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖6示出了闡明了根據本公開的各種實施例的方法的流程圖。

注意的是本發(fā)明的圖不必按比例繪制。圖旨在僅僅描寫本發(fā)明的典型的方面，并且因此不應當被考慮作為限制本發(fā)明的范圍。在圖中，相同的編號代表在圖之間的相同的元素。

參考符號列表

2 燃氣渦輪

4 壓縮機入口

6 壓縮機

8 燃燒室

12 渦輪

14 渦輪葉片

16 轉子

18 氣體流出口

20 罩殼

22 環(huán)狀組件

24 弓形部段

26 槽

28 空間

30 外護罩

32 內護罩

34 噴嘴組

36 隔板

102 燃氣渦輪

104 第一弓形部段

106 第二弓形部段

108 端部表面

110 徑向對向表面

112 渦輪槽

114 第一密封件

116 墊片

118 層壓材料

120 適形材料

122 轉角區(qū)域

202 燃氣渦輪

202 渦輪

214 第二密封件

600 第一側邊

602 第二側邊

118A 層壓材料部段

118B 層壓材料部段

118C 層壓材料部段。

具體實施方式

如在本文中注意的那樣，公開的主題涉及渦輪。特別地，在本文中公開的主題涉及在燃氣渦輪中的冷卻流體流。

與傳統的方法相對比，本公開的各種實施例包括具有包括出口路徑的護罩的燃氣渦輪機(或渦輪)輪葉。出口路徑能夠與在葉片中的多個徑向地延伸的冷卻通路流體地連接，并且能夠將冷卻流體的輸出從一組(例如兩個或更多個)這些冷卻通路引導到徑向地鄰近護罩并且最接近輪葉的后緣的部位。

如在這些圖中指示的那樣，“A”軸線代表軸向的定向(沿渦輪轉子的軸線，為了清晰性而省略)。如在本文中使用的那樣，術語“軸向的”和/或“軸向地”意指物體沿軸線A的相對位置/方向，該軸線A與渦輪機(特別地轉子區(qū)段)的旋轉的軸線基本上平行。如在本文中另外使用的那樣，術語“徑向的”和/或“徑向地”意指物體沿軸線(r)的相對位置/方向，該軸線(r)基本上垂直于軸線A并且在僅僅一個部位處與軸線A相交。附加地，術語“圓周的”和/或“圓周地”意指物體沿圓周(c)的相對位置/方向，該圓周(c)圍繞軸線A但在任何部位處不與軸線A相交。另外理解的是在圖之間的共同的編號能夠指示在圖中的基本上相同的構件。

參考圖1，示出了燃氣渦輪2的一個實施例的透視圖。在該實施例中，燃氣渦輪2包括壓縮機入口4、壓縮機6、多個燃燒室8、壓縮機排出部(未示出)、包括多個渦輪葉片14的渦輪12、轉子16以及氣體流出口18。壓縮機入口4供應空氣到壓縮機6。壓縮機6供應壓縮空氣到燃燒室8，在該燃燒室8中該壓縮空氣與燃料混合。來自燃燒室8的燃燒氣體推動渦輪葉片12。被推動的渦輪葉片12使轉子16旋轉。罩殼20形成了外包圍件，該包圍件包圍壓縮機入口4、壓縮機6、多個燃燒室8、壓縮機排出部(未示出)、渦輪12、渦輪葉片14、轉子16以及氣體流出口18。燃氣渦輪2僅僅是作為例證的；本發(fā)明的教導可被應用到各種燃氣渦輪。

參考圖2，示出了燃氣渦輪2的渦輪12的弓形部段24的環(huán)狀組件22的一個實施例的透視圖。該視圖示出了七個弓形部段24，其中為了闡釋的目的一個弓形部段被移除。每個弓形部段24的端部具有槽26。在每個弓形部段24之間存在空間28。本領域技術人員將容易地認識到環(huán)狀組件22可具有任何數量的弓形部段24；弓形部段24可具有變化的形狀和尺寸；并且弓形部段24可在燃氣渦輪2中提供不同的功能。例如，在渦輪中的弓形部段如下面討論的那樣可包括(但不限于)外護罩、內護罩、噴嘴組以及隔板。

參考圖3，示出了燃氣渦輪2(圖1)的渦輪12的一個實施例的橫截面視圖。在該實施例中，罩殼20封閉多個外護罩30、內護罩32、多個噴嘴組34、多個隔板36以及渦輪葉片14。外護罩30、內護罩32、噴嘴組34以及隔板36中的每個是弓形部段24。外護罩30、內護罩32、噴嘴組34以及隔板36中的每個在其側邊中具有槽26。在該實施例中，外護罩30連接到罩殼20；內護罩32連接到外護罩30；噴嘴組34連接到外護罩30；并且隔板36連接到噴嘴組34。本領域技術人員將容易地認識到弓形部段的許多不同的布置和幾何形狀是可能的。備選的實施例可包括不同的弓形部段、更多的弓形部段或更少的弓形部段。

轉向圖4，根據各種實施例示出了燃氣渦輪102的區(qū)段，燃氣渦輪102包括第一弓形部段104，該第一弓形部段104鄰近第二弓形部段106，每個弓形部段104,106包括端部表面108以及從端部表面108的相反的端部延伸的徑向對向表面110。渦輪102還能夠包括定位在第一弓形部段104和第二弓形部段106的端部表面108之間的槽112。在各種實施例中，渦輪102還能夠包括設置在槽112中的第一密封件114，其中第一密封件114在第一弓形部段104的端部表面108處接觸第一弓形部段104，并且在第一弓形部段104的徑向對向表面110之上延伸。第一密封件114能夠包括：接觸第一弓形部段104的墊片116、在墊片116之上并且覆蓋墊片116的層壓材料118、以及將層壓材料118聯結到墊片116的適形材料120。應理解的是根據各種實施例，層壓材料118能夠包括多個單獨的層(例如墊片)，該單獨的層能夠被粘結、被焊接或以其它方式連結以形成材料。在一些情況下，層壓材料118的單獨的層能夠包括一個或多個金屬層，并且在一些情況下，單獨的層彼此被焊接(例如點焊)，允許了層壓材料118的柔性(例如扭轉運動)。

在各種實施例中，適形材料120具有導致適形材料120在渦輪102的運行期間基本上分解的熔化溫度，例如近似65攝氏度(近似150華氏度)到近似485攝氏度(近似900華氏度)的熔化溫度。在各種實施例中，適形材料120包括下者中的至少一個：橡膠、硅酮(silicone)、塑料、蠟、相關的低熔化溫度材料或其復合物。

在一些情況下，如在圖4中示出的那樣，層壓材料118包括多個部段118A,118B,118C，其中每個部段與其附近的部段分離(例如，118A和118B)。層壓材料118中的每個部段118A,118B,118C能夠與第一弓形部段104的不同的表面對應，例如，部段118A與第一徑向對向表面110對應，部段118B與端部表面108對應并且部段118C與第二徑向對向表面110對應。

如在本文中注意的那樣，適形材料120能夠具有導致所述適形材料120在渦輪102的運行期間基本上分解的熔化溫度。根據各種實施例，墊片116和層壓材料118(包括部段118A,118B,118C)適合于當適形材料120(在墊片116和層壓材料118的部段之間)已經基本上分解時彼此獨立地運動。在各種實施例中，墊片116是金屬的單一的連續(xù)件，并且在一些情況下基本上密封在端部表面108和徑向對向表面110中的每個之間跨越的轉角區(qū)域122。在一些特別的實施例中，墊片116具有近似0.0025毫米到近似1.3毫米的厚度。

圖5示出了根據各種附加的實施例的燃氣渦輪202的區(qū)段的備選的視圖。應理解的是在圖之間的共同被標注的構件能夠代表基本上相同的構件(例如，第一弓形部段104，該第一弓形部段104鄰近第二弓形部段106，每個弓形部段104,106包括端部表面108和從端部表面108的相反的端部延伸的徑向對向表面110，以及定位在第一弓形部段104和第二弓形部段106的端部表面108之間的槽112)。在各種實施例中，渦輪202能夠包括設置在槽112中的第二密封件214，其中第二密封件214在第一弓形部段104的端部表面108處接觸第一弓形部段104，并且在第一弓形部段104的徑向對向表面110之上延伸。第二密封件214能夠包括：接觸第一弓形部段104的層壓材料118，以及密封第一弓形部段104的端部表面108和徑向對向表面110的適形材料120。

在各種實施例中，適形材料120具有導致適形材料120在渦輪102的運行期間基本上分解的熔化溫度，例如近似65攝氏度(近似150華氏度)到近似485攝氏度(近似900華氏度)的熔化溫度。在各種實施例中，適形材料120包括下者中的至少一個：橡膠、硅酮、塑料、蠟、相關的低熔化溫度材料或其復合物。

在一些情況下，如在圖4中示出的那樣，層壓材料118包括多個部段118A,118B,118C，其中每個部段與其附近的部段分離(例如，118A和118B)。層壓材料118中的每個部段118A,118B,118C能夠與第一弓形部段104的不同的表面對應，例如，部段118A與第一徑向對向表面110對應，部段118B與端部表面108對應并且部段118C與第二徑向對向表面110對應。

如在本文中注意的那樣，適形材料120能夠具有導致所述適形材料120在渦輪102的運行期間基本上分解的熔化溫度。根據各種實施例，層壓材料118(包括部段118A,118B,118C)適合于當適形材料120已經充分地分解時運動，例如當適形材料120分解時層壓材料118運動更接近徑向對向表面110，從而彼此接觸(例如，當適形材料分解時部段118A和部段118C各自接觸118B并且閉合在轉角區(qū)域122處的縫隙)。

圖6是解釋了根據本公開的各種實施例形成密封件的方法的流程圖(例如，第一密封件114和/或第二密封件214)。同時也參考其余圖。方法能夠包括下面的過程：

過程P1：形成密封件(例如，第一密封件114或第二密封件214)，所述形成包括使用適形材料120來將層壓材料118(例如，部段118A,118B,118C)聯結到墊片116的第一側邊600(圖4)。在各種實施例中，將層壓材料118聯結到墊片116的第一側邊600包括在層壓材料118和墊片116之上滑動適形材料120。

過程P2：將密封件(例如，第一密封件114或第二密封件214)施加到渦輪(例如，燃氣渦輪102，圖4)上，其中施加包括將密封件114,214插入到槽112中從而密封件114,214的墊片116的第二側邊602在端部表面108處接觸第一弓形部段104并且在第一弓形部段104的徑向對向表面110之上延伸，其中墊片116的第二側邊602與墊片116的第一側邊600相反。

應理解的是在本文中示出并且描述的流程圖中，其他的過程可被執(zhí)行雖然未示出，并且能夠根據各種實施例重新安排過程的順序。附加地，中間的過程可在一個或多個描述的過程之間被執(zhí)行。在本文中示出和描述的過程的流程不應被解釋為限制各種實施例。

在本文中使用的用語僅僅是為了描述特定實施例的目的，且不旨在限制本公開。如在本文中使用的那樣，單數形式“一”、“一種”和“該”旨在也包括復數形式，除非上下文清楚地另外指示。還將理解的是，術語"包括"和/或"包含"當在該說明書中使用時表示陳述的特征、整數、步驟、運行、元件和/或構件的存在，但并未排除存在或添加一個或多個其它特征、整數、步驟、運行、元件、構件和/或其組合。

本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領域任何技術人員能夠實踐本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統，以及實行任何結合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權利要求的字面語言的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言無實質性差異的等效結構要素，則它們意于處在權利要求的范圍之內。