[发明专利]用于涡轮机的涂布的密封槽口系统及其形成方法

说明书

一种用于涡轮机的涂布的密封槽口系统(10,200,500,600,700)包括：包括具有附接至第一涡轮构件的第一凹槽的至少一部分的至少一个第一涂层(40,240,540,640,702)的第一凹槽(30,230)的第一涡轮构件(20,220)，包括具有附接至第二涡轮构件的第二凹槽的至少一部分的至少一个第二涂层(80,280,580,680,702)的第二凹槽(70,270)的第二涡轮构件(60,260)。第一和第二涡轮构件可邻近于彼此设置，其中具有第一涂层的第一凹槽和具有第二涂层的第二凹槽一起形成延伸跨过第一涡轮构件与第二涡轮构件之间的间隙(12,212)的涂布的密封槽口(100,400)。密封件(110,310)可设置在涂布的密封槽口中，且可延伸跨过第一和第二涡轮构件之间的间隙，且可与第一涂层和第二涂层接合来抑制气体穿过间隙的泄漏。

技术领域

本公开内容大体上涉及具有用于减小泄漏的密封槽口和密封件的涡轮机，且更具体地涉及具有涂布的密封槽口系统的涡轮机，以及用于形成可操作成减小涡轮机的相邻构件之间的泄漏的该涡轮机的方法。

背景技术

涡轮机构件之间的热燃烧气体和/或冷却流的泄漏大体上引起减少的功率输出和低效率。例如，热燃烧气体可通过提供围绕热气体通路的加压压缩机空气而容纳在涡轮内。通常，相比于没有此泄漏的环境，相邻涡轮构件(诸如定子护罩、喷嘴和隔膜、内壳外壳构件和转子构件)之间的高压冷却流到热气体通路中的泄漏导致降低的效率，且需要焚烧温度升高，且发动机燃气轮机效率降低以保持期望的功率水平。因此，涡轮效率可通过减少或消除涡轮构件之间的泄漏来改善。

传统地，涡轮构件接合处之间的泄漏以定位在形成于涡轮构件(诸如定子构件)之间的密封槽口中的金属密封件来处理。密封槽口通常延伸跨过构件之间的接合处，使得定位在其中的金属密封件阻挡或以其它方式阻止穿过接合处的泄漏。然而，以定位在涡轮构件中的密封槽口中的金属密封件防止涡轮构件接合处之间的泄漏由于现代涡轮机中产生的相对高的温度而复杂化。由于允许涡轮在相对于传统涡轮的更高温度(例如，超过1500摄氏度)下操作的新材料(诸如陶瓷基质复合物(CMC)涡轮构件)的引入，故用于密封槽口中的常规金属涡轮密封件可能是不合适的。

以金属密封件防止涡轮构件接合处之间的泄漏由于涡轮构件的密封槽口由相邻构件中的对应槽口部分形成的事实而进一步复杂化(定位在其中的密封件由此延伸跨过构件之间的接合处)。这些相邻构件之间的失准(诸如由热膨胀、制造、组装和/或安装限制等引起)产生不规则的密封槽口接触表面，其可在一定时间内改变构造、形状和/或大小。此外，密封槽口接触表面可包括表面不规则或粗糙度，诸如由制造限制、热膨胀、磨损等引起，这允许空气在密封槽口接触表面与抵靠其定位的密封件的(多个)外表面之间转移。密封槽口接触表面的表面粗糙度也可随时间变化，诸如由热循环加载和/或磨损引起。

如果密封件不变形或以另外的方式符合此不规则，则密封槽口接触表面中的此不规则允许了跨过定位在密封槽口内的密封件的泄漏。令人遗憾的是，试图解决此不规则的密封槽口接触表面(例如，由于失准)的许多常规金属密封件不足以经得起当前的涡轮操作温度。此外，试图解决密封槽口接触表面的表面不规则的许多常规金属和非金属密封件不能适于在一定时间内改变表面不规则，因为它们通常塑性变形或分离来至少部分地填充表面不规则。

所需的是具有用于减小泄漏的密封槽口和密封件的另一涡轮机，且更具体地涉及具有涂布的密封槽口系统的涡轮机，以及用于形成可操作成减小涡轮机的相邻构件之间的泄漏的该涡轮机的方法。

发明内容