[發明專利]帶有冷卻路徑的花鍵密封件及其冷卻方法

有效

• 申請號: 201310452428.5
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103711526B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: V.J.摩根;D.W.韋伯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 金飛,譚祐祥

技術領域

本申請和所得到的專利總體涉及燃氣渦輪引擎，且更具體地涉及具有延伸從其中穿過的被動冷卻路徑的花鍵密封件等。

背景技術

一般而言，渦輪機例如燃氣渦輪引擎等包括延伸從其中穿過的主氣體流路徑。流出氣體流路徑或進入氣體流路徑的氣體泄漏可降低整體燃氣渦輪效率、增加燃料成本并且可能增加排放水平。燃氣渦輪引擎內還可能使用輔助流以冷卻各種受熱部件。具體地，冷卻空氣可能從壓縮機的較后級抽出以用于冷卻受熱部件并用于吹掃鄰近部件之間的間隙和空腔。例如花鍵密封件可能置于諸如定子等的渦輪部件之間以限制空氣泄漏。然而，這些位置可能面臨非常高的溫度和速度，它們可能導致嚴重氧化并且甚至導致密封件失效。這種潛在的損害可通過將吹掃空氣提供至其中有花鍵密封件的間隙來稍許緩和。然而，此吹掃空氣可能是冷卻空氣的大量低效使用。

從而存在對于改良的花鍵密封件的需求以用于在重型燃氣渦輪引擎中的定子部件和其他部件之間使用。這種花鍵密封件可用比通常吹掃其中的間隙所必需的更少的流來冷卻，以用于整體更高的效率且具有增加的部件壽命。

發明內容

本申請和所得到的專利從而提供了一種用于在燃氣渦輪引擎中面對高壓冷卻空氣流和熱氣體路徑的部件之間使用的密封件。該密封件可包括第一墊片，帶有空氣出口孔的第二墊片，定位于第一墊片和第二墊片之間的一個或更多中間層和延伸穿過中間層的一個或更多冷卻路徑，以使高壓冷卻空氣流從其中穿過且可通過空氣出口孔離開進入熱氣體路徑。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中第一墊片和第二墊片包括金屬墊片。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中一個或更多中間層包括一個或更多多孔材料層，且一個或更多冷卻路徑延伸從其中穿過。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中一個或更多多孔材料層包括柔韌織物材料。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中一個或更多中間層包括一個或更多開口側，且一個或更多冷卻路徑延伸從其中穿過。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中一個或更多中間層包括一個或更多開口端，且一個或更多冷卻路徑延伸從其中穿過。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中一個或更多中間層包括一個或多個部分開口端，且一個或更多冷卻路徑延伸從其中穿過。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中一個或更多中間層包括一個或更多封閉端。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中第一墊片包括空氣進口孔。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中空氣進口孔和空氣出口孔包括偏置位置。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中第一墊片包括多個空氣進口孔。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中第二墊片包括多個空氣出口孔。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中空氣出口孔包括中心空氣出口孔。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的密封件，其中部件包括第一定子和第二定子。

本申請和所得到的專利還提供了一種冷卻定位于燃氣渦輪引擎中的部件之間的密封件的方法。該方法可包括步驟：使高壓冷卻空氣在密封件的第一側附近流動，抽吸高壓冷卻空氣穿過密封件的一個或多個中間層中的一個或更多冷卻路徑，以及抽吸高壓冷卻空氣穿過密封件的第二側附近的一個或更多出口孔進入熱氣體路徑。

本申請和所得到的專利還提供了一種用于在燃氣渦輪引擎中面對高壓冷卻空氣流和熱氣體路徑的部件之間使用的花鍵密封件。花鍵密封件可包括第一金屬墊片，帶有一個或更多空氣出口孔的第二金屬墊片，定位在第一墊片和第二墊片之間的多個多孔材料層和延伸穿過多孔材料層的一個或更多冷卻路徑，以使高壓冷卻空氣流從其中穿過并且通過空氣出口孔離開進入熱氣體路徑。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的花鍵密封件，其中多個多孔材料層包括柔韌織物材料。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的花鍵密封件，其中多個多孔材料層包括一個或更多開口側和/或一個或更多開口端，且一個或更多冷卻路徑延伸從其中穿過。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的花鍵密封件，其中第一墊片包括一個或多個空氣進口孔。

根據本申請和所得到的專利的另一個實施例的花鍵密封件，其中一個或更多空氣進口孔和一個或更多空氣出口孔包括偏置位置。