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JP2016205389A - Composite seals for turbomachinery - Google Patents

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JP2016205389A JP2016082606A JP2016082606A JP2016205389A JP 2016205389 A JP2016205389 A JP 2016205389A JP 2016082606 A JP2016082606 A JP 2016082606A JP 2016082606 A JP2016082606 A JP 2016082606A JP 2016205389 A JP2016205389 A JP 2016205389A
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Abstract

【課題】本願は、ターボ機械の隣接する部品間の漏出を減らすための複合シールを提供する。【解決手段】複合シールは、金属製シム、金属製支持構造およびセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングを含むことができる。シムおよび支持構造は、一緒に接合または融合させることができる。支持構造は、内部の空隙または隙間を含んでよく、コーティングは、支持構造の空隙または隙間の内部、支持構造の部分とシムとの間、および支持構造の外面の実質的に上方にコーティングが施されるように、シムおよび支持構造に塗布されてよい。それによって支持構造はシムとコーティングとの間に機械的付着をもたらすことができる。使用時、コーティングは熱的および/または化学的絶縁をシールの金属製シムおよび支持構造に提供する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite seal for reducing leakage between adjacent parts of a turbomachine. Composite seals can include metal shims, metal support structures and ceramic, glass or enamel coatings. The shims and support structures can be joined or fused together. The support structure may include internal voids or gaps, and the coating may be applied to the inside of the gaps or gaps in the support structure, between parts of the support structure and the shims, and substantially above the outer surface of the support structure. It may be applied to shims and support structures as it is. The support structure can thereby result in mechanical adhesion between the shim and the coating. In use, the coating provides thermal and / or chemical insulation to the metal shims and supporting structures of the seal. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、一般に漏出を減らすためのシール、より特にターボ機械の隣接する固定部品間の漏出を減らすためにシールスロット内で働くように構成されたシールに関する。   The present invention relates generally to seals for reducing leakage, and more particularly to seals configured to work in seal slots to reduce leakage between adjacent fixed parts of a turbomachine.

ターボ機械の部品間の熱い燃焼ガスおよび/または冷却流の漏出は、一般に電力出力を減少させ、効率を低下させる。例えば、加圧された圧縮機の空気を熱いガス経路の周囲にもたらすことによって、熱い燃焼ガスがタービン内部に含まれることがある。一般に、隣接するタービン部品(固定シュラウド、ノズル、およびダイアフラム、内側シェルケーシング部品、およびローター部品など)間の熱いガス経路に高圧冷却流が漏れると効率が低下し、そのような漏出のない環境と比較して望ましい電力レベルを維持するために燃焼温度の上昇およびエンジンガスタービン効率の低下を必要とする。このように、タービン部品間の漏出を減少させるか除去することによって、タービン効率を改善することができる。   Leakage of hot combustion gases and / or cooling flow between turbomachine components generally reduces power output and reduces efficiency. For example, hot combustion gases may be contained within the turbine by bringing pressurized compressor air around the hot gas path. In general, leakage of high pressure cooling flow into the hot gas path between adjacent turbine components (such as stationary shrouds, nozzles and diaphragms, inner shell casing components, and rotor components) reduces efficiency and eliminates such leaks. In comparison, increased combustion temperatures and decreased engine gas turbine efficiency are required to maintain desirable power levels. In this way, turbine efficiency can be improved by reducing or eliminating leakage between turbine components.

従来、タービン部品の接続部間の漏出は、タービン部品、例えば固定部品などの間に形成されたシールスロットの中に位置する金属製シールで処理される。シールスロットは、一般に部品間の接続部に広がって、その中に位置する金属製シールが接続部からの漏出を封鎖するかまたは阻止する。しかし、タービン部品接続部間の漏出を、タービン部品のシールスロットに位置する金属製スロットシールで防ぐことは、最新のターボ機械が比較的高い温度を生じることによって複雑化される。従来のタービンと比較して高い温度(例えば、1,500℃超)でタービンを運転することを可能にする新しい材料、例えばセラミックマトリックス複合体(CMC)タービン部品を導入することにより、シールスロットで使用するための従来の金属製タービンスロットシールは適切でない可能性がある。   Conventionally, leakage between turbine component connections is handled with a metal seal located in a seal slot formed between turbine components, such as stationary components. The seal slot generally extends to the connection between the parts, and a metal seal located therein blocks or prevents leakage from the connection. However, preventing leakage between turbine component connections with a metal slot seal located in the seal slot of the turbine component is complicated by the fact that modern turbomachines produce relatively high temperatures. By introducing new materials such as ceramic matrix composite (CMC) turbine components that allow the turbine to operate at higher temperatures (eg, above 1500 ° C.) compared to conventional turbines, Conventional metal turbine slot seals for use may not be appropriate.

タービン部品接続部間の漏出を金属製シールで防ぐことは、タービン部品のシールスロットが、隣接する部品の対応するスロット部分によって形成される(その中に位置するシールはそれにより部品間の接続部にわたって広がる)という事実によってさらに複雑化される。これらの隣接する部品間の心ずれ(例えば熱膨張、製造、組立および/または設置制限などから生じる)は、構成、形状および/または大きさが経時的に変動することのある、凸凹のあるシールスロット接触面を生成する。そのシールが曲がらないか、変形するかまたはそのような凸凹の原因となる場合、シールスロット接触面のそのような凸凹は、シールスロット内に位置するスロットシール全体にわたって漏出を許容する。残念ながら、隣接するタービン部品の心ずれに起因して、そのような凸凹のあるシールスロット接触面の原因となる多くの従来の金属製シムは、タービンの運転温度の上昇に十分に耐えることができない場合がある。   Preventing leakage between turbine part connections with metal seals is that the seal slots of the turbine parts are formed by corresponding slot portions of adjacent parts (the seals located therein are thereby connected between the parts). Is further complicated by the fact that Unevenness between these adjacent parts (eg resulting from thermal expansion, manufacturing, assembly and / or installation restrictions) can cause uneven seals that can vary in configuration, shape and / or size over time. A slot contact surface is generated. If the seal does not bend, deforms or causes such unevenness, such unevenness of the seal slot contact surface allows leakage across the slot seal located within the seal slot. Unfortunately, due to misalignment of adjacent turbine components, many conventional metal shims that cause such uneven seal slot contact surfaces can withstand the increased operating temperature of the turbine sufficiently. There are cases where it is not possible.

したがって、タービンの徐々に高くなる運転温度に耐え、シールスロット接触面の凸凹に順応する、典型的なタービンシールスロットで使用するように構成された複合ターボ機械部品接続部シールが望ましいであろう。   Therefore, it would be desirable to have a composite turbomachine component connection seal configured for use with a typical turbine seal slot that can withstand the gradually increasing operating temperatures of the turbine and accommodate the unevenness of the seal slot interface.

米国特許出願公開第2013/0134678号明細書US Patent Application Publication No. 2013/0134678

第1の態様では、本開示は、部品間に広がる隙間を封止するための、隣接するターボ機械部品によって少なくとも一部分形成されるシールスロット内に置くためのシール組立体を提供する。シール組立体には、金属製シム、多孔性の金属製支持構造、およびセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングが含まれる。金属製シムには、シール面と支持面が含まれる。多孔性の金属製支持構造は、金属製シムの支持面に接合されている。セラミック、ガラスまたはエナメルコーティングは、コーティングが金属製シムの支持面側および支持構造を実質的に覆うように、多孔性の金属製支持構造の上方および内部に広がる。コーティングの部分は、金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置する。   In a first aspect, the present disclosure provides a seal assembly for placing in a seal slot formed at least in part by adjacent turbomachine components for sealing gaps extending between the components. The seal assembly includes a metal shim, a porous metal support structure, and a ceramic, glass or enamel coating. The metal shim includes a seal surface and a support surface. The porous metal support structure is joined to the support surface of the metal shim. The ceramic, glass or enamel coating extends over and within the porous metal support structure such that the coating substantially covers the support surface side and support structure of the metal shim. The portion of the coating is located between the support surface of the metal shim and the portion of the metal support structure.

一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製支持構造を介してコーティングを金属製シムに機械的に連結させるために、支持面から離れて広がる方向の、金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置してよい。そのような実施形態では、支持面から離れて広がる方向は、支持面に対して実質的に垂直であってよい。   In some embodiments, the portion of the coating includes a metal shim support surface and a metal in a direction that extends away from the support surface to mechanically couple the coating to the metal shim via a metal support structure. It may be located between parts of the support structure made. In such embodiments, the direction extending away from the support surface may be substantially perpendicular to the support surface.

一部の実施形態では、金属製シムは、実質的に固体の金属製シムであってよい。一部の実施形態では、コーティングは、支持構造に化学的に接合されてよい。一部の実施形態では、金属製シムの支持面および金属製支持構造の少なくとも1つには、それぞれの金属製部品の酸化を防ぐように構成された保護用の外側コーティングが含まれてよい。一部の実施形態では、金属製支持構造は、少なくとも1つのろう付けを介して金属製シムに拡散接合されてよい。一部の実施形態では、金属製支持構造はメッシュ構造であってよい。一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製シムの支持面と、金属製シムの支持面に接合された金属製支持構造の部分との間に位置してよい。   In some embodiments, the metal shim may be a substantially solid metal shim. In some embodiments, the coating may be chemically bonded to the support structure. In some embodiments, at least one of the metal shim support surface and the metal support structure may include a protective outer coating configured to prevent oxidation of the respective metal part. In some embodiments, the metal support structure may be diffusion bonded to the metal shim via at least one braze. In some embodiments, the metal support structure may be a mesh structure. In some embodiments, the portion of the coating may be located between the support surface of the metal shim and the portion of the metal support structure joined to the support surface of the metal shim.

一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製シムの支持面と、金属製シムの支持面に接合されていない金属製支持構造の部分との間に位置してよい。そのような実施形態では、金属製シムの支持面に接合されていない金属製支持構造の部分は、金属製シムの支持面に接合された金属製支持構造の部分から伸びているか、またはその部分と連結されていてもよい。   In some embodiments, the portion of the coating may be located between the support surface of the metal shim and the portion of the metal support structure that is not joined to the support surface of the metal shim. In such embodiments, the portion of the metal support structure that is not joined to the support surface of the metal shim extends from or is the portion of the metal support structure that is joined to the support surface of the metal shim. It may be connected with.

一部の実施形態では、コーティングは、シムおよび支持構造の支持面の少なくとも1つに結合されていてよい。一部の実施形態では、シール組立体は、第2のコーティングが金属製シムと第2の支持構造のシール面側を実質的に覆うように、シムのシール面に接合された第2の多孔性の金属製支持構造、ならびに第2の多孔性の金属製支持構造の上および内部に広がる第2のセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングをさらに含んでよく、第2のコーティングの部分は、金属製シムのシール面と、第2の金属製支持構造の部分との間に位置してよい。   In some embodiments, the coating may be coupled to at least one of the shim and the support surface of the support structure. In some embodiments, the seal assembly includes a second porosity bonded to the seal surface of the shim such that the second coating substantially covers the metal shim and the seal surface side of the second support structure. And a second ceramic, glass or enamel coating extending over and within the second porous metal support structure, wherein the second coating portion comprises a metal shim Between the sealing surface and a portion of the second metal support structure.

もう一つの態様では、本開示は、部品間に広がる隙間を封止するための、隣接するターボ機械部品によって少なくとも一部分形成されるシールスロット内で使用するためのシール組立体を形成する方法を提供する。この方法には、多孔性の金属製支持構造の少なくとも一部分を金属製シムと接合することが含まれる。この方法には、コーティング材料が金属製シムの支持面側および支持構造の表面を覆うように、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料を多孔性の金属製支持構造に塗布することがさらに含まれ、金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置する部分が含まれる。この方法には、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料の密度を高めて、金属製支持構造を介して金属製シムに機械的に固定されたセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングを形成することも含まれる。   In another aspect, the present disclosure provides a method of forming a seal assembly for use in a seal slot formed at least in part by adjacent turbomachine components for sealing gaps extending between the components. To do. The method includes joining at least a portion of a porous metal support structure with a metal shim. The method further includes applying a ceramic, glass or enamel coating material to the porous metal support structure such that the coating material covers the support surface side of the metal shim and the surface of the support structure. A portion located between the support surface of the shim shim and the portion of the metal support structure is included. The method also includes increasing the density of the ceramic, glass or enamel coating material to form a ceramic, glass or enamel coating that is mechanically secured to the metal shim via the metal support structure.

一部の実施形態では、金属製支持構造の少なくとも一部分と金属製シムの支持面を接合することには、金属製支持構造の少なくとも一部分を金属製シムの支持面に拡散接合することが含まれてよい。一部の実施形態では、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料を多孔性の金属製支持構造に塗布することは、スクリーン印刷またはタオルで拭くことにより高粘度キャスタブルセラミック組成物を塗布することを含むことがある。そのような実施形態では、この方法には、ドクターブレードを介して支持構造に塗布したセラミック組成物の一部分を除去することがさらに含まれてよく、この際、セラミック組成物の密度を高めることは、塗布したセラミック組成物を硬化させることおよび熱処理することを含む。一部の実施形態では、セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料を多孔性の金属製支持構造に塗布することは、塗装、ディップコーティングまたはスプレーコーティングによって塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物を塗布することを含むことがある。そのような実施形態では、ガラスまたはエナメル系組成物の密度を高めることは、塗布したガラスまたはエナメル系組成物を乾燥させることおよび熱処理することを含むことがある。   In some embodiments, joining at least a portion of the metal support structure to the metal shim support surface includes diffusion bonding at least a portion of the metal support structure to the metal shim support surface. It's okay. In some embodiments, applying the ceramic, glass or enamel coating material to the porous metal support structure may include applying the high viscosity castable ceramic composition by screen printing or wiping with a towel. is there. In such embodiments, the method may further include removing a portion of the ceramic composition applied to the support structure via a doctor blade, wherein increasing the density of the ceramic composition is not possible. Curing the applied ceramic composition and heat treating. In some embodiments, applying a ceramic, glass or enamel coating material to a porous metal support structure applies a glass or enamel composition in a form that can be applied by painting, dip coating or spray coating. May include. In such embodiments, increasing the density of the glass or enamel composition may include drying and heat treating the applied glass or enamel composition.

もう一つの態様では、本開示は第1のタービン部品と第1のタービン部品に隣接する第2のタービン部品を含むターボ機械を提供し、第1および第2のタービン部品は、タービン部品間の隙間に広がるシールスロットの少なくとも一部分を形成する。ターボ機械は、第1および第2のタービン部品のシールスロット内に位置し、それらの隙間に広がるシールをさらに含む。シールは、金属製シム、多孔性の金属製支持構造、およびセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングを含む。金属製シムには、シール面と支持面が含まれる。多孔性の金属製支持構造は、金属製シムの支持面に接合されている。セラミック、ガラスまたはエナメルコーティングは、コーティングが金属製シムの支持面側および支持構造を実質的に覆うように、そしてコーティングの部分が金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置するように、金属製支持構造の上および内部に施される。   In another aspect, the present disclosure provides a turbomachine that includes a first turbine component and a second turbine component adjacent to the first turbine component, wherein the first and second turbine components are between the turbine components. At least a portion of the seal slot extending into the gap is formed. The turbomachine further includes a seal located within the seal slots of the first and second turbine components and extending into the gap therebetween. The seal includes a metal shim, a porous metal support structure, and a ceramic, glass or enamel coating. The metal shim includes a seal surface and a support surface. The porous metal support structure is joined to the support surface of the metal shim. The ceramic, glass or enamel coating is such that the coating substantially covers the support side of the metal shim and the support structure, and the part of the coating is between the support surface of the metal shim and the part of the metal support structure. Located on and within the metal support structure so as to be located.

一部の実施形態では、シールのセラミック、ガラスまたはエナメルのコーティングは、第1のタービン部品の第1の側面および第2のタービン部品の第1の側面によって集合的に形成されるシールスロットの第1の側面に対して位置付けられてよい。一部の実施形態では、金属製シムは、実質的に固体の金属製シムであり、多孔性の金属製支持構造は、金属製メッシュ構造である。一部の実施形態では、コーティングの部分は、金属製支持構造を介してコーティングを金属製シムに機械的に連結させるために、支持面に対して実質的に垂直に伸びる方向の金属製シムの支持面と金属製支持構造の部分との間に位置してよい。   In some embodiments, the ceramic, glass or enamel coating of the seal is the first of the seal slots formed collectively by the first side of the first turbine component and the first side of the second turbine component. It may be positioned relative to one side. In some embodiments, the metal shim is a substantially solid metal shim and the porous metal support structure is a metal mesh structure. In some embodiments, the portion of the coating includes a metal shim extending in a direction that extends substantially perpendicular to the support surface to mechanically couple the coating to the metal shim via the metal support structure. It may be located between the support surface and the part of the metal support structure.

本開示のこれらおよびその他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。   These and other objects, features and advantages of the present disclosure will become apparent from the following detailed description of various aspects of the present disclosure, taken in conjunction with the accompanying drawings.

本開示による第1の例示的なスロットシール組立体の一部分の断面図を示す図である。FIG. 3 illustrates a cross-sectional view of a portion of a first exemplary slot seal assembly according to the present disclosure. シム、支持構造およびコーティング部分の配置を例示するために部分的に組み立てた、図1の例示的なスロットシールの斜視図を示す図である。FIG. 2 shows a perspective view of the exemplary slot seal of FIG. 1 partially assembled to illustrate the placement of shims, support structures and coating portions. 図1の例示的なスロットシールのシムおよび支持構造の部分組立体の斜視図を示す図である。2 is a perspective view of the exemplary slot seal shim and support structure subassembly of FIG. 1; FIG. 図3のシムおよび支持構造の部分組立体の一部分の拡大斜視図を示す図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of a portion of the shim and support structure subassembly of FIG. 3. 図4のシムおよび支持構造の部分組立体の一部分の拡大断面図を示す図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the shim and support structure subassembly of FIG. 4. タービン部品間の例示的な接続部を封止するための、シールスロット内に位置する例示的なスロットシール組立体の側断面図を示す図である。FIG. 5 shows a side cross-sectional view of an exemplary slot seal assembly located within a seal slot for sealing exemplary connections between turbine components. 例示的なスロットシール組立体の側断面図を示す図である。FIG. 5 is a side cross-sectional view of an exemplary slot seal assembly.

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞の「1つの(a)」、「1つの(an)」、「この(the)」、および「前記」は、その要素が1またはそれ以上存在することを意味するものである。用語「含む(comprising)、「含む(including)」、および「有する(having)」は、含むことを意味し、列挙される要素以外にさらなる要素がありうることを意味する。運転パラメータのいずれの例も、開示される実施形態の他のパラメータを除外するものではない。特定のシールの実施形態に関して本明細書に記載、例示または開示される部品、態様、特徴、構成、配置、使用および同類のものは、本明細書に開示される任意のその他のシール実施形態に同様に適用されてよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. When introducing elements of various embodiments of the present invention, the articles “one (a)”, “one”, “the”, and “above” are used when the element is 1 or It means that there is more than that. The terms “comprising”, “including”, and “having” mean including and mean that there may be additional elements other than the listed elements. Neither example of operating parameters excludes other parameters of the disclosed embodiments. The parts, aspects, features, configurations, arrangements, uses and the like described, illustrated or disclosed herein with respect to a particular seal embodiment are subject to any other seal embodiment disclosed herein. The same applies.

本開示による、タービンシールスロットで使用するために構成された複合ターボ機械部品接続部シール(例えば、複合タービンスロットシール)、ならびにその製造方法および使用方法は、CMC部品を含むタービンの比較的高い運転温度に耐え、かつ/または、シールスロット接触面の凸凹に順応するように構成されている。特に、複合スロットシールは、複合スロットシールの金属製部品と熱いガス流/漏出および/またはシールスロット自体との化学的相互作用を実質的に防ぎ、熱相互作用を実質的に制限するように構成されている。このように、本明細書において提供される複合スロットシールは、高温のタービン用途での使用を可能にする。高温運転に加えて、本開示の複合スロットシールは、シールスロット表面の心ずれおよび/または粗さに起因する漏出を減らすために、シールスロット接触面上の凸凹に順応するように構成されている。   A composite turbomachine part connection seal configured for use in a turbine seal slot (eg, a composite turbine slot seal), and methods for making and using the same, according to the present disclosure, are described in US Pat. It is configured to withstand temperature and / or adapt to the unevenness of the seal slot contact surface. In particular, the composite slot seal is configured to substantially prevent chemical interaction between the metal components of the composite slot seal and hot gas flow / leakage and / or the seal slot itself and substantially limit thermal interaction. Has been. Thus, the composite slot seal provided herein enables use in high temperature turbine applications. In addition to high temperature operation, the disclosed composite slot seal is configured to accommodate irregularities on the seal slot contact surface to reduce leakage due to seal slot surface misalignment and / or roughness. .

図1〜5に示されるように、例示的なシール10は、互いに連結された、少なくとも1つのシムまたはプレート12、少なくとも1つの支持構造または層14および少なくとも1つのコーティングまたはコーティング層16を含むシール組立体でありうる。シム12は、それを通る物質の通過を実質的に防ぐのに効果的でありうる。例えば、シム12は、実質的に固体であるか、またはターボ機械において生じる圧力および温度でガス、液体および固体の少なくとも1つに実質的に不透過性でありうる。しかし、シム12は、スロット表面で厚さT1の方向のゆがみまたは偏りに対応するために、ターボ機械において生じる圧力および温度で柔軟性も提供することもできる。一実施形態では、シム12は、実質的に固体のプレートのような金属製部材である。一部のそのような実施形態では、シム12は、高温金属合金または超合金でありうる。例えば、一部の実施形態では、シム12(および/または支持構造14)は、ステンレス鋼またはニッケル系合金(少なくとも一部分)、例えばニッケルモリブデンクロム合金であるHaynes214、または酸化アルミニウムコーティングをもつHaynes214から作成されてよい。一部の実施形態では、シム12は、少なくとも華氏1,500度、より好ましくは少なくとも華氏1800度の融解温度をもつ金属から作成されてよい。一部の実施形態では、シム12は、少なくとも華氏2,200度の融解温度をもつ金属から作成されてよい。   As shown in FIGS. 1-5, an exemplary seal 10 includes a seal including at least one shim or plate 12, at least one support structure or layer 14, and at least one coating or coating layer 16, coupled to one another. It can be an assembly. The shim 12 can be effective to substantially prevent passage of material therethrough. For example, the shim 12 may be substantially solid or substantially impermeable to at least one of gas, liquid and solid at the pressure and temperature that occurs in a turbomachine. However, the shim 12 can also provide flexibility in the pressure and temperature that occurs in turbomachines to accommodate distortion or bias in the direction of thickness T1 at the slot surface. In one embodiment, shim 12 is a metallic member such as a substantially solid plate. In some such embodiments, the shim 12 can be a high temperature metal alloy or a superalloy. For example, in some embodiments, the shim 12 (and / or support structure 14) is made from Haynes 214, which is stainless steel or a nickel-based alloy (at least a portion), such as a nickel molybdenum chromium alloy, or Haynes 214 with an aluminum oxide coating. May be. In some embodiments, the shim 12 may be made from a metal having a melting temperature of at least 1,500 degrees Fahrenheit, more preferably at least 1800 degrees Fahrenheit. In some embodiments, the shim 12 may be made from a metal having a melting temperature of at least 2,200 degrees Fahrenheit.

図1〜5に示されるように、支持構造14に実質的に対向するシム12の外側のシール面または側面22は、実質的に平らであってよい(中立状態)。下でさらに説明されるように、シム12の外側のシール面22は、シールスロットを(少なくとも一部分)形成する少なくとも第1および第2の部品間の少なくとも1つの隙間または継目を通って流れる冷却高圧空気流と係合するかまたは相互作用するように構成されてよく、それによってシール10はシールスロットの第1および第2の部品のシール面に押し込まれるかまたは押し付けられて、ガス、液体および/または固体が隙間または継目を通じて移動することを実質的に防ぐ。したがって、シム12およびコーティング16(またはともに行動するシム12およびコーティング16)の少なくとも一つは、ターボ機械において経験する圧力で液体、ガスおよび/または固体に実質的に不透過性であるので、シール10は、シールスロットを通過する少なくとも低い漏出率をもたらす。   As shown in FIGS. 1-5, the outer sealing surface or side 22 of the shim 12 substantially opposite the support structure 14 may be substantially flat (neutral state). As further described below, the outer sealing surface 22 of the shim 12 provides a cooling high pressure that flows through at least one gap or seam between at least the first and second parts forming (at least a portion) a sealing slot. The seal 10 may be configured to engage or interact with the air flow so that the seal 10 is pushed or pressed against the seal surfaces of the first and second parts of the seal slot to provide gas, liquid and / or Or substantially prevent solids from moving through gaps or seams. Thus, since at least one of shim 12 and coating 16 (or shim 12 and coating 16 acting together) is substantially impermeable to liquids, gases and / or solids at the pressures experienced in turbomachines, 10 provides at least a low leakage rate through the seal slot.

図1〜5に示されるように、支持構造14は、シール面22と実質的に対向するシム12の支持面または側面24と連結されることができる。一部の実施形態では、支持構造14は、金属、例えばシム12に関して上記の特徴をもつ金属材料であってよい。シム12および支持構造14は、同じであるかまたは実質的に同種の金属材料で形成されてよく、それによって同じであるかまたは実質的に同程度の熱膨張係数(以降、CTE)を含む。しかし、シム12および支持構造14は、同じであるかまたは実質的に同様の材料で形成される必要はないし、同じであるかまたは実質的に同程度のCTEを含む必要もない。しかし、シム12および支持構造14は、それらの間のCTEの違いがそれらの間の拡散接合を破断するか、破壊するか、または下にさらに説明されるように、ターボ機械で使用中のシール10の繰り返し熱負荷によってそれらの間を無効にすることがないように構成されていることが好ましい。したがって、シム12のCTEおよび支持構造14のCTEは、シム12と支持構造14との間の拡散接合が、ターボ機械で使用中のシール10の繰り返し熱負荷によって無効にされない程度までのみ異なってよい。つまり、シム12および支持構造14の材料(またはCTEに影響を及ぼす任意のその他の要因)は異なってよいが、シム12および支持構造14は、シール10が、タービンのシールスロットで使用されるときに繰り返し熱負荷を受けた場合にそれらの間の拡散接合が損傷を受けるか無効になることのないように構成されてよい。   As shown in FIGS. 1-5, the support structure 14 can be coupled to a support surface or side 24 of the shim 12 that is substantially opposite the seal surface 22. In some embodiments, the support structure 14 may be a metal, such as a metal material having the characteristics described above with respect to the shim 12. The shim 12 and the support structure 14 may be formed of the same or substantially the same type of metallic material, thereby including the same or substantially the same coefficient of thermal expansion (hereinafter CTE). However, the shim 12 and the support structure 14 need not be formed of the same or substantially similar materials, and need not include the same or substantially the same CTE. However, the shim 12 and the support structure 14 are seals in use in a turbomachine, as the difference in CTE between them breaks or breaks the diffusion bond between them or is further described below. It is preferably configured so that there is no invalidation between them by 10 repeated heat loads. Thus, the CTE of the shim 12 and the CTE of the support structure 14 may differ only to the extent that the diffusion bonding between the shim 12 and the support structure 14 is not invalidated by the repeated heat load of the seal 10 being used in a turbomachine. . That is, the material of the shim 12 and the support structure 14 (or any other factor that affects the CTE) may be different, but the shim 12 and the support structure 14 are different when the seal 10 is used in a turbine seal slot. It may be configured so that when subjected to repeated heat loads, the diffusion bond between them is not damaged or rendered ineffective.

支持構造14は、シム12の支持面24と化学的に結合するかまたは(例えば、拡散接合によって)融合することができ、コーティング16(シム12に化学的に結合されている)によってしっかりと機械的に連結または付着することのできる支持構造、部材または組立体であってよい。このように、コーティング16は、支持構造14によってシム12にしっかりと機械的に連結または付着させることができる。例えば、支持構造14は、その中でコーティング16の部分を保持するための空洞または空隙を含む、実質的に多孔性の金属構造(実質的に非孔質のシム12とは対照的)であってよい。用語「多孔性の」は、支持構造14に関して、個別にかつ/または集合的に、コーティング16が支持構造14の上面または外面からシム12に向かって広がる方向に支持構造14の中に広がることを許容し、かつ、コーティング16の少なくともいくつかの部分が、シム12のシール面24と支持構造14の少なくとも一部分との間に少なくとも一般にシム12のシール面24から離れて広がる方向、例えばシム12のシール面24に対して実質的に垂直に位置する、細孔、溝、空隙、隙間、空洞またはその他の内部空間を含む構造、1または複数の部材または機構を説明するために本明細書において使用される。一部の実施形態では、支持構造14は、図1〜5に示されるように、連動した、織り合わされたまたは混ぜ合わされた部材、繊維または部分による多孔性の金属メッシュ、格子、ハニカムまたは編まれた種類の構造であってよい。   The support structure 14 can be chemically bonded or fused (eg, by diffusion bonding) to the support surface 24 of the shim 12 and is firmly machined by the coating 16 (chemically bonded to the shim 12). It may be a support structure, member or assembly that can be connected or attached to each other. In this way, the coating 16 can be securely mechanically connected or attached to the shim 12 by the support structure 14. For example, the support structure 14 is a substantially porous metal structure (as opposed to a substantially non-porous shim 12) that includes cavities or voids to hold portions of the coating 16 therein. It's okay. The term “porous” refers to the support structure 14, individually and / or collectively, that the coating 16 extends into the support structure 14 in a direction that extends from the top or outer surface of the support structure 14 toward the shim 12. An acceptable and at least some portion of the coating 16 extends at least generally away from the seal surface 24 of the shim 12 between the seal surface 24 of the shim 12 and at least a portion of the support structure 14, eg, the shim 12 A structure including pores, grooves, voids, gaps, cavities, or other interior spaces that are positioned substantially perpendicular to the sealing surface 24, as used herein to describe one or more members or mechanisms Is done. In some embodiments, the support structure 14 is a porous metal mesh, grid, honeycomb or knitted with interlocked, interwoven or interlaced members, fibers or portions, as shown in FIGS. May be of any kind of structure.

図1〜5に示されるように、支持構造14の少なくともいくつかの部分(例えば、金属製メッシュ部材または繊維の部分)は、シム12の支持面24と融合または接合されていてよい。しかし、一部の実施形態では、支持構造14のその他の部分は、シム12の支持面24から一定の間隔を置かれていてよい(すなわちシム12と融合または接合していない)。例えば、金属製メッシュ型支持構造14には、シム12の支持面24に融合または接合された第1の部分およびシム12に接合も融合もしていない第2の部分を含む金属製部材または繊維と、潜在的に、一定の間隔を置かれるシム12の支持面24が含まれてよい。このように、支持構造14の断片または一部分だけがシム12と接合または融合してよく、支持構造14の残りの断片または一部分は、接合または融合した部分に連結されている(例えば、機械的に付着している)かまたは接合または融合した部分から伸びている。   As shown in FIGS. 1-5, at least some portions of the support structure 14 (e.g., metal mesh members or fiber portions) may be fused or joined to the support surface 24 of the shim 12. However, in some embodiments, other portions of the support structure 14 may be spaced from the support surface 24 of the shim 12 (ie, not fused or joined to the shim 12). For example, the metal mesh support structure 14 includes a metal member or fiber that includes a first portion fused or joined to the support surface 24 of the shim 12 and a second portion that is not joined or fused to the shim 12. Potentially, a regularly spaced support surface 24 of the shim 12 may be included. In this way, only a fragment or part of the support structure 14 may be joined or fused with the shim 12, and the remaining piece or part of the support structure 14 is connected to the joined or fused part (eg, mechanically Attached) or extended from a joined or fused part.

シム12および支持構造14の少なくとも一部分は、それらが付着することによってタービンのシールスロットで受ける温度、圧力およびその他の条件に事実上耐えることができるように、相互に接合または融合されてよい。例えば、シム12および支持構造14の少なくとも一部分は、それらの間に固体化学結合が形成されるような方法で結合または融合されてよい。一部の実施形態では、シム12および支持構造14の少なくとも一部分は、(例えば拡散接合を通して)互いに溶接された固体の状態であってよい。一部の実施形態では、シム12および支持構造14は、少なくとも1回の高温ろう付けによって互いに拡散接合されてよい。   The shim 12 and at least a portion of the support structure 14 may be joined or fused together so that they can effectively withstand the temperatures, pressures, and other conditions experienced by the seal slot of the turbine. For example, the shim 12 and at least a portion of the support structure 14 may be joined or fused in such a way that a solid chemical bond is formed therebetween. In some embodiments, the shim 12 and at least a portion of the support structure 14 may be in a solid state welded together (eg, through diffusion bonding). In some embodiments, the shim 12 and the support structure 14 may be diffusion bonded together by at least one high temperature brazing.

シール10のシム12および/または支持構造14には、その外側の表面の上方または上に塗布されたかまたは位置する1またはそれ以上の保護コーティング(図示せず)が含まれてよい。例えば、シム12の外面の少なくとも一部分、例えばシール面22または支持面24など、および/または支持構造14の外面の少なくとも一部分には、少なくとも1つの保護コーティングまたは保護層が含まれてよい。つまり、シム12の外面の少なくとも一部分(例えば、支持面24)および/または支持構造14は、下にある金属製部品(すなわち金属製シム12または金属製支持構造14)の上に重なる保護コーティングによって定義されることがある。したがって、互いに拡散接合されているシム12および/または支持構造14の一または複数の部分には、保護コーティングまたは保護層が含まれてよい。例えば、支持構造14は、シム12の上に重なり、支持面24を形成する保護コーティングに接合されてよい。金属製シム12および/または金属製支持構造14の1または複数の保護コーティングは、下にある金属製部品の酸化を実質的に防ぐかまたは遅らせるように構成されてよい。一部の実施形態では、金属製シム12および/または金属製支持構造14の1または複数の保護コーティングは、酸化物、例えばクロム酸化物またはアルミナ酸化物などを含むかまたは実質的に含んでよい。   The shim 12 and / or support structure 14 of the seal 10 may include one or more protective coatings (not shown) applied or located above or on its outer surface. For example, at least a portion of the outer surface of shim 12, such as sealing surface 22 or support surface 24, and / or at least a portion of the outer surface of support structure 14, may include at least one protective coating or layer. That is, at least a portion of the outer surface of shim 12 (eg, support surface 24) and / or support structure 14 is covered by a protective coating that overlies the underlying metal part (ie, metal shim 12 or metal support structure 14). Sometimes defined. Accordingly, one or more portions of the shim 12 and / or support structure 14 that are diffusion bonded together may include a protective coating or layer. For example, the support structure 14 may be joined to a protective coating that overlies the shim 12 and forms a support surface 24. One or more protective coatings of the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 may be configured to substantially prevent or retard oxidation of the underlying metal part. In some embodiments, the one or more protective coatings of the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 may include or substantially include an oxide, such as chromium oxide or alumina oxide. .

相互に接合または融合したシム12および支持構造14の少なくとも一部分を用いて、シム12および支持構造14を保護するために、少なくとも1回のコーティング16をシール10に塗布してよい。図1および2に示されるように、コーティング16は、コーティング16が少なくとも支持構造14およびシム12の支持面24を実質的に覆うかまたはその上に重なるように(すなわち、コーティングがシール10の支持構造14の上方およびその中に広がり、それによってシム12の支持面24の上方に広がるように)シール10に塗布されてよい。コーティング16は、支持構造14の細孔または空隙を実質的に埋めることができ、(支持構造14とは対照的に)実質的に非孔質であってよい。一部の実施形態では、コーティング16はまた、シール10のシール面22側が、コーティング16によって覆われていないかまたはコーティング16を含まないシール10の唯一の側面または縁であるように、シール10の支持面24側および側縁を覆うかまたはその上に重なってよい。   At least one coating 16 may be applied to the seal 10 to protect the shim 12 and support structure 14 using at least a portion of the shim 12 and support structure 14 joined or fused together. As shown in FIGS. 1 and 2, the coating 16 is such that the coating 16 substantially covers or overlays at least the support structure 14 and the support surface 24 of the shim 12 (ie, the coating supports the seal 10). The seal 10 may be applied so that it extends above and into the structure 14 and thereby extends above the support surface 24 of the shim 12. The coating 16 can substantially fill the pores or voids of the support structure 14 and may be substantially non-porous (as opposed to the support structure 14). In some embodiments, the coating 16 may also be such that the seal surface 22 side of the seal 10 is the only side or edge of the seal 10 that is not covered by or does not include the coating 16. The support surface 24 side and side edges may be covered or overlaid.

コーティング16は、シール10がタービンのシールスロット、例えば高温ガスタービンの部品、例えば固定部品などで形成されたシールスロットなどで利用される場合に、少なくとも金属製シム12(そして潜在的に支持構造14)の化学的相互作用を実質的に防ぎ、熱相互作用を実質的に制限するのに効果的な1またはそれ以上のコーティング材料であってよい。下でさらに説明されるように、支持構造14上のコーティング16は、シールスロットを形成する第1および第2の部品の第1および第2のシール面を密封係合するように構成されることができ、ガス、液体および/または固体が第1および第2の部品の間の隙間または継目を通じて移動することを実質的に防ぐことができる。このように、コーティング16は、そのようなタービンのシールスロットでのシール10の使用中に、ケイ化物形成、酸化、熱クリープおよび/または少なくとも金属製シム12(そして潜在的に支持構造14)の摩耗を実質的に防ぐのに効果的でありうる。つまり、コーティング16は、金属系シール、例えば1またはそれ以上の金属製シム12(そして潜在的に支持構造14)を含むシール10が、高温ガスタービン用途で利用されることを許容する。一部の実施形態では、コーティング16は、少なくとも金属製シム12および/または支持構造14を保護すること(例えば、酸化、ケイ化物形成、熱クリープ、摩耗などを防ぐかまたは減らすこと)に効果的なセラミック、ガラスまたはエナメル材料であってよい。   The coating 16 is at least a metallic shim 12 (and potentially a support structure 14) when the seal 10 is utilized in a turbine seal slot, such as a seal slot formed of a hot gas turbine component, such as a stationary component. ) Chemical interaction can be substantially prevented and thermal interaction can be substantially limited. As described further below, the coating 16 on the support structure 14 is configured to sealingly engage the first and second seal surfaces of the first and second parts forming the seal slot. And substantially preventing gas, liquid and / or solid from moving through the gap or seam between the first and second parts. As such, the coating 16 may be used for silicide formation, oxidation, thermal creep, and / or at least the metal shim 12 (and potentially the support structure 14) during use of the seal 10 in such a turbine seal slot. It can be effective to substantially prevent wear. That is, the coating 16 allows a metal-based seal, such as the seal 10 including one or more metal shims 12 (and potentially the support structure 14), to be utilized in high temperature gas turbine applications. In some embodiments, the coating 16 is effective to protect at least the metallic shim 12 and / or the support structure 14 (eg, prevent or reduce oxidation, silicide formation, thermal creep, wear, etc.). It may be any ceramic, glass or enamel material.

一部の実施形態では、コーティング16は、結晶質、ガラス質またはガラスセラミック複合体で形成されてよい。そのような実施形態では、コーティング16には、金属酸化物、窒化物またはオキシ窒化物が含まれてよい。例えば、コーティング16には、安定化されたかまたは安定化されていないジルコニア、アルミナ、チタニア、アルカリ土類および/または希土類ジルコン酸塩、チタン酸塩、アルミン酸塩、タンタル酸塩およびニオブ酸塩、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、ケイ酸塩ホウ酸塩、リン酸塩、窒化ケイ素、炭化ケイ素、MAX相材料(Ti2AlC)などの金属間化合物ならびにそれらの組合せが含まれてよい。一部の実施形態では、コーティング16は、高温ホウロウ(porceain enamel)組成物から形成されてよい。例えば、コーティング16には、アルカリ/アルカリ土類アルミノボロホスホロシリケートガラスおよび充填剤が含まれてよい。コーティング16には(セラミックであろうと、ガラスであろうとエナメル材料であろうと)、シール10の運転条件で最適な安定性およびコンプライアンスを提供するために、必要な高温溶融性および流動性が含まれてよい。   In some embodiments, the coating 16 may be formed of a crystalline, glassy, or glass ceramic composite. In such embodiments, the coating 16 may include a metal oxide, nitride, or oxynitride. For example, coating 16 may include stabilized or unstabilized zirconia, alumina, titania, alkaline earth and / or rare earth zirconates, titanates, aluminates, tantalates and niobates, Intermetallic compounds such as tungstate, molybdate, silicate borate, phosphate, silicon nitride, silicon carbide, MAX phase material (Ti2AlC) and combinations thereof may be included. In some embodiments, the coating 16 may be formed from a high temperature porcelain enamel composition. For example, the coating 16 may include an alkali / alkaline earth aluminoborophosphorosilicate glass and a filler. The coating 16 (whether ceramic, glass or enamel) includes the necessary high temperature melt and fluidity to provide optimum stability and compliance in the operating conditions of the seal 10. It's okay.

一部の実施形態では、コーティング16(および/または本明細書に記載される保護コーティング)は、少なくとも一部分、選択された種の金属製シム12(および/または金属製支持構造14)への拡散、および/または金属製シム12(および/または金属製支持構造14)との反応によって、1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1種の酸化物層を金属製シム12(および/または金属製支持構造14)上に形成することによって、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)上に形成されてよい。選択された種および金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の拡散/反応によって形成された1または複数の金属ケイ化物は、酸化に対して抵抗性であることがある。選択された種および金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の拡散/反応によって形成された1またはそれ以上の酸化物層は、それを通して無視できるほどの酸素拡散能を含むことがあり、したがって金属製シム12(および/または金属製支持構造14)を保護する。例えば、Siは利用されて、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の中に拡散され、かつ/または金属製シム12(および/または金属製支持構造14)と反応することがある。一部の実施形態では、1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1つの酸化物層を形成するために選択された種としては、Al、Si、B、それらの合金、またはそれらの組合せを挙げることができる。一部の実施形態では、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)は、耐熱金属、例えばMo、W、それらの合金、またはそれらの組合せで形成されてもよいし、それらを含んでもよく、耐熱性金属シム12(および/または支持構造14)には、ケイ化物層および/またはアルミナ保護層がコーティング16の少なくとも一部分として含まれてよい。一部の実施形態では、1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1つの酸化物層は、高温で、選択された種の充填層(例えば、粉末または同様の形態)と金属製シム12(および/または金属製支持構造14)の反応(すなわち、充填シリサイド化/酸化物層法(pack siliciding/oxide layer method))によって形成されてよい。その他の実施形態では、金属製シム12(および/または金属製支持構造14)上の1または複数の金属ケイ化物および/または少なくとも1つの酸化物層は、気相成長(例えば、化学気相成長(CVD)または物理的蒸着(PVD))とそれに続く化学および/または熱処理による選択された種(例えば、金属元素/合金)の1またはそれ以上のコーティングによって形成されてよい。   In some embodiments, the coating 16 (and / or the protective coating described herein) is at least partially diffused into the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) of the selected species. And / or reaction with the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) to form one or more metal silicides and / or at least one oxide layer with the metal shim 12 (and / or metal By forming on the metal support structure 14), it may be formed on the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14). The selected species and one or more metal silicides formed by diffusion / reaction of the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) may be resistant to oxidation. One or more oxide layers formed by diffusion / reaction of the selected species and metal shim 12 (and / or metal support structure 14) may include negligible oxygen diffusing capacity therethrough. Yes, thus protecting the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14). For example, Si can be utilized to diffuse into and / or react with the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14). is there. In some embodiments, the species selected to form one or more metal silicides and / or at least one oxide layer include Al, Si, B, alloys thereof, or combinations thereof. Can be mentioned. In some embodiments, the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) may be formed of and include a refractory metal such as Mo, W, alloys thereof, or combinations thereof. Alternatively, the refractory metal shim 12 (and / or the support structure 14) may include a silicide layer and / or an alumina protective layer as at least a portion of the coating 16. In some embodiments, the one or more metal silicides and / or the at least one oxide layer are at a high temperature at a selected species of filler layer (eg, a powder or similar form) and a metal shim 12 ( And / or a metal support structure 14) reaction (ie, packing silicidation / oxide layer method). In other embodiments, the one or more metal silicides and / or at least one oxide layer on the metal shim 12 (and / or the metal support structure 14) are grown by vapor deposition (eg, chemical vapor deposition). (CVD) or physical vapor deposition (PVD)) followed by one or more coatings of selected species (eg, metal elements / alloys) by chemical and / or heat treatment.

一部のセラミックコーティング16の実施形態では、セラミックコーティング16は、高粘度キャスタブル組成物、例えばキャスタブルセメント(例えば、COTRONICS 904または989)から形成されてよい。高粘度キャスタブル組成物は、スクリーン印刷またはタオルで拭くことによって、接合されたシム12および支持構造14に塗布されてよい。接合されたシム12および支持構造14にコーティング16のキャスタブル組成物が塗布された後、過剰なコーティング16材料は、ドクターブレード法によって除去されて、シール10上で望ましいかまたは必要な厚さ(例えば、支持構造14の外面の上面または上方の特定量のコーティングキャスタブル組成物)にすることができる。塗布されてブレードで均された「グリーン」コーティングは、硬化および熱処理によって、接合したシム12および支持構造14に対して、コーティング16材料の密度を高めて化学的に結合するためにさらに加工されてよい。硬化はコーティング16材料を硬化することができ、熱処理はコーティング16材料の密度を高めて、閉じた多孔性状態(closed porosity state)にし、最終的に、接合されたシム12および支持構造14上にコーティング16を形成することができる。上記のように、コーティング16は、金属製シム12自体に接合されてもよいし、金属製シム12に重なっている保護コーティングに接合されてもよい。   In some ceramic coating 16 embodiments, the ceramic coating 16 may be formed from a high viscosity castable composition, such as a castable cement (eg, COTRONICS 904 or 989). The high viscosity castable composition may be applied to the joined shim 12 and support structure 14 by screen printing or wiping with a towel. After the castable composition of coating 16 is applied to the joined shim 12 and support structure 14, excess coating 16 material is removed by the doctor blade method to obtain a desired or required thickness on seal 10 (eg, , A specific amount of coating castable composition above or above the outer surface of the support structure 14. The applied and leveled “green” coating is further processed to increase the density of the coating 16 material and chemically bond it to the bonded shim 12 and support structure 14 by curing and heat treatment. Good. Curing can cure the coating 16 material and heat treatment increases the density of the coating 16 material to a closed porosity state and eventually onto the bonded shim 12 and support structure 14. A coating 16 can be formed. As described above, the coating 16 may be bonded to the metal shim 12 itself, or may be bonded to a protective coating overlying the metal shim 12.

一部のガラスまたはエナメルコーティング16の実施形態では、コーティング16は、塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物から形成されてよい。塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物には、ガラスまたはエナメル系組成物が接合したシム12および支持構造14に塗装されることを可能にする比較的低い粘度を含むことができる、あるいは、接合したシム12および支持構造14は、ガラスまたはエナメル系組成物でディップコーティングまたはスプレーコーティングされてよい。一部の実施形態では、ガラスまたはエナメル系組成物には、組成物の粘度を低下させるために溶剤などが含まれてよい。ガラスまたはエナメル系組成物が接合したシム12および支持構造14に塗布された後、例えば塗布した組成物から溶剤を除去するために、組成物を乾燥させる。接合したシム12および支持構造14上の塗布したガラスまたはエナメル系組成物を乾燥させた後、組成物を熱処理して、シム12および支持構造14に化学的に接合され、機械的に連結される、実質的に高密度で滑らかなガラス質のコーティングである、コーティング16を形成することができる。   In some glass or enamel coating 16 embodiments, the coating 16 may be formed from a paintable form of glass or enamel-based composition. The paintable form of the glass or enamel composition can include a relatively low viscosity that allows the glass or enamel composition to be applied to the joined shim 12 and support structure 14, or The joined shim 12 and support structure 14 may be dip coated or spray coated with a glass or enamel based composition. In some embodiments, the glass or enamel composition may include a solvent or the like to reduce the viscosity of the composition. After the glass or enamel composition is applied to the joined shim 12 and support structure 14, the composition is dried, for example, to remove the solvent from the applied composition. After the applied glass or enamel composition on the bonded shim 12 and support structure 14 is dried, the composition is heat treated to be chemically bonded and mechanically coupled to the shim 12 and support structure 14. A coating 16, which is a substantially dense and smooth glassy coating, can be formed.

一部の代替実施形態では、コーティング16組成物は、前駆体として配合されてよい。例えば、コーティング16組成物は、硝酸塩、カルボン酸塩、アルコキシドなどの前駆体スラットからゲル化可能なゾルから形成され、特定の割合が充填剤として添加される。ゲル化可能なゾルは、接合したシム12および支持構造14に塗布されて、上述のプロセスのいずれかによってコーティング16を形成することができる。   In some alternative embodiments, the coating 16 composition may be formulated as a precursor. For example, the coating 16 composition is formed from a sol that can be gelled from precursor slats such as nitrates, carboxylates, alkoxides, etc., and a certain proportion is added as a filler. The gelable sol can be applied to the bonded shim 12 and support structure 14 to form the coating 16 by any of the processes described above.

上述のように、コーティング16が少なくとも最初に金属製シム12(例えば、金属製シム12の支持面24の上方にまたはそれに接して)および/または金属製支持構造14と化学的に接合されるかまたは直接連結されるように、コーティング16は(それがセラミックであろうと、ガラスであろうと、エナメルであろうと)、金属製シム12および金属製支持構造14に塗布されてよい。また、上記のように、金属製シム12および/または金属製支持構造14には、保護コーティングが含まれてよい。そのような実施形態では、コーティング16は、保護コーティングに化学的に接合されてよい(それにより、金属製シム12および/または金属製支持構造14に間接的に化学的に接合される)。   As described above, is the coating 16 chemically bonded at least initially to the metal shim 12 (eg, above or in contact with the support surface 24 of the metal shim 12) and / or the metal support structure 14? Alternatively, the coating 16 (whether it is ceramic, glass or enamel) may be applied to the metal shim 12 and the metal support structure 14 so as to be directly connected. Also, as described above, the metallic shim 12 and / or the metallic support structure 14 may include a protective coating. In such embodiments, the coating 16 may be chemically bonded to the protective coating (and thereby indirectly chemically bonded to the metal shim 12 and / or the metal support structure 14).

コーティング16は、支持構造14の空隙(下にさらに説明されるように、支持構造14とシム12との間のいずれかの空間を含む)を実質的に埋め、支持構造14の上面または外面の上方に伸びる(それによってシム12の支持面22を覆う)ことができる。下でさらに説明されるように、支持構造14は、シム12に化学的に接合され、コーティング16と機械的に連結されるように構成されてよい。このように、金属製シム12を熱的にかつ化学的に絶縁するのに効果的なコーティング16は、少なくとも最初に、金属製シム12および金属製支持構造14に化学的に接合され、かつ機械的に固定されてよい。   The coating 16 substantially fills the voids of the support structure 14 (including any space between the support structure 14 and the shim 12 as further described below), and the top surface or the outer surface of the support structure 14. It can extend upward (thus covering the support surface 22 of the shim 12). As described further below, the support structure 14 may be configured to be chemically bonded to the shim 12 and mechanically coupled to the coating 16. Thus, the coating 16 effective to thermally and chemically insulate the metal shim 12 is at least initially chemically bonded to the metal shim 12 and the metal support structure 14 and mechanically May be fixed.

コーティング16が少なくとも金属製シム12(そして潜在的に金属製支持構造14)に継続的にまたは確実に保護を提供するために、支持構造14は、金属製シム12の上に、例えばタービンのシールスロットでシール10を使用中に露出する可能性のある少なくとも金属製シム12の側面、縁または部分などの上に、コーティング16の付着または被覆を維持することに効果的でありうる。例えば、セラミックまたはガラスコーティング16と金属製シム12および金属製支持構造14(またはその上の保護コーティング)との間の化学的結合またはカップリングは、セラミックまたはガラスコーティング16と金属製シム12および金属製支持構造14との間の熱的不整合に起因して、シム12の熱サイクル(例えばシム12の使用中に起こる)に耐えないことがある。図1および2に示され上に説明されるように、金属製支持構造14は金属製シム12と接合または融合されてよく、コーティング16は少なくとも支持構造14の空隙の全体にわたって、またはその空隙内部に提供されてよい。しかし、より具体的には、コーティング16はまた、少なくとも部分的に、シム12と支持構造14の部分との間の、少なくとも一般にシム12のシール面22から離れて広がる方向に広がるかまたは位置することがある。一部の実施形態では、コーティング16は、少なくとも部分的に、シム12と個々の部材、繊維または支持構造14の部分(またはその部分)との間の、シム12の支持面24に対して実質的に垂直に伸びる方向に位置することがある。それによってコーティング16は、繊維、部材または支持構造14の部分(シム12に融合または接合しているその部分を除いて)の実質的に周囲に提供されるかまたは広がる。このように、繊維、部材または支持構造14の部分の少なくとも一部が金属製シム12に接合または融合し、コーティング16の部分がシム12と支持構造14の部分との間に位置しているので、支持構造14は、コーティング16がシム12から分離またはデカップリングすることを防ぐ金属製シム12へのコーティング16の機械的付着をもたらす。例えば、コーティング16と金属製シム12および/または金属製支持構造14(またはその上の保護コーティング)との間の化学的結合がその間の熱的不整合のために失敗するならば、繊維、部材または支持構造14の部分の実質的に周囲(例えば、支持面24の外面の上方および支持面24とシム12の部分間)にあるコーティング16を置くことが機械的付着をもたらし、機械的付着はコーティング16が(金属製支持構造14を介して)金属製シム12から分離またはデカップリングされるようになることを防ぐ。   In order for the coating 16 to provide continuous or reliable protection to at least the metal shim 12 (and potentially the metal support structure 14), the support structure 14 may be placed over the metal shim 12, eg, a turbine seal. It may be effective to maintain adhesion or coating of the coating 16 on at least the sides, edges or portions of the metal shim 12 that may be exposed during use in the slot. For example, a chemical bond or coupling between the ceramic or glass coating 16 and the metal shim 12 and the metal support structure 14 (or a protective coating thereon) may result in a ceramic or glass coating 16 and the metal shim 12 and metal. Due to a thermal mismatch with the support structure 14, the thermal cycle of the shim 12 (eg, occurring during use of the shim 12) may not be tolerated. As shown in FIGS. 1 and 2 and described above, the metal support structure 14 may be joined or fused to the metal shim 12, and the coating 16 may extend at least throughout the voids of the support structure 14 or within the voids. May be provided. More specifically, however, the coating 16 also extends or is located at least partially in a direction extending between the shim 12 and the portion of the support structure 14, at least generally away from the sealing surface 22 of the shim 12. Sometimes. In some embodiments, the coating 16 is at least partially substantial relative to the support surface 24 of the shim 12 between the shim 12 and a portion (or portion thereof) of the individual member, fiber or support structure 14. May be located in a direction extending vertically. Thereby, the coating 16 is provided or spread substantially around the fiber, member or portion of the support structure 14 (except that portion fused or joined to the shim 12). Thus, at least a portion of the fiber, member or support structure 14 portion is joined or fused to the metal shim 12, and the coating 16 portion is located between the shim 12 and the support structure 14 portion. The support structure 14 provides a mechanical attachment of the coating 16 to the metallic shim 12 that prevents the coating 16 from separating or decoupling from the shim 12. For example, if a chemical bond between the coating 16 and the metal shim 12 and / or the metal support structure 14 (or a protective coating thereon) fails due to a thermal mismatch therebetween, a fiber, member Or placing a coating 16 that is substantially around the portion of the support structure 14 (eg, above the outer surface of the support surface 24 and between the portions of the support surface 24 and the shim 12) results in mechanical attachment, The coating 16 is prevented from becoming separated or decoupled from the metal shim 12 (via the metal support structure 14).

上記のように、コーティング16の部分は、金属製シム12と金属製シム12に一定間隔で配置される支持構造14の部分(例えば、金属製シム12に接合または融合していないが、金属製シム12に接合または融合している部分から伸びているか、またはその部分に連結されている部分)との間に位置してよい。コーティング16の部分はまた、金属製シム12と、金属製シム12に接合または融合している支持構造14の部分との間に位置してもよい。図1および5に示されるように、例えば、金属製シム12に接合または融合する繊維、部材または支持構造14の部分は、繊維、部材または支持構造14の部分とシム12の支持面24との間の空間または空隙26をもたらすかまたは形成する形状を含むかまたは定義することがある。図1、4および5に例示される例示的な実施形態では、シム12の支持面24に接合または融合される繊維、部材または支持構造14の部分は、空間または空隙26が、それぞれの繊維、部材または支持構造14の部分とシム12の支持面24との間に形成されるように、断面が実質的に円形である。そのような空間または空隙26をシム12の支持面または側面24と支持構造14(接合している場合)との間に形成する、その他の構成の支持構造14が利用されてもよい。このように、繊維、部材または支持構造14の部分の形状または構成は、コーティング16が、支持構造14の接合部分とシム12のシール面または側面24との間に(例えば、一般にシール面24から離れて広がる方向に、またはシール面24に対して実質的に垂直に伸びる方向に)位置することを許容することができる。   As described above, the portion of the coating 16 is a portion of the metal shim 12 and the portion of the support structure 14 that is spaced from the metal shim 12 (eg, not joined or fused to the metal shim 12, It may be located between a portion joined to or fused to the shim 12 or a portion connected to the portion). The portion of the coating 16 may also be located between the metal shim 12 and the portion of the support structure 14 that is joined or fused to the metal shim 12. As shown in FIGS. 1 and 5, for example, the portion of the fiber, member or support structure 14 that joins or fuses to the metal shim 12 is the portion of the fiber, member or support structure 14 and the support surface 24 of the shim 12. It may include or define a shape that provides or forms an interstitial space or void 26. In the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1, 4 and 5, the portion of the fiber, member or support structure 14 that is joined or fused to the support surface 24 of the shim 12 has a space or void 26 in each fiber, The cross section is substantially circular so that it is formed between the member or portion of the support structure 14 and the support surface 24 of the shim 12. Other configurations of the support structure 14 may be utilized that form such a space or gap 26 between the support surface or side 24 of the shim 12 and the support structure 14 (if joined). Thus, the shape or configuration of the fiber, member or portion of the support structure 14 allows the coating 16 to be between the mating portion of the support structure 14 and the seal surface or side 24 of the shim 12 (eg, generally from the seal surface 24). It can be allowed to be located in a direction that extends away or in a direction that extends substantially perpendicular to the sealing surface 24.

図6は、タービン部品、例えば固定部品などの間の例示的な接続部を封止するための、例示的なシールスロット内に位置する例示的なスロットシール組立体110の断面図を例示する。例示的なスロットシール組立体110は、上記の図1〜5の例示的なスロットシール組立体10にかなり類似する。そのため、「1」で始まる同様の参照番号は、同様の態様または機能を示すために使用され、そのような態様または機能(およびその代わりとなる実施形態)に向けられる上記の説明は、例示的なスロットシール組立体110に等しく当てはまる。特に、図6は、例示的な第1のタービン部品142、隣接する例示的な第2のタービン部品144、ならびに、第1および第2の部品142、144によって形成されるシールスロットに取り付けられた例示的な複合スロットシール110を含む、例示的なターボ機械の一部分の断面を示す。第1および第2のタービン部品142、144は、第1および第2の固定部品、例えば、それぞれ、第1および第2の固定部品の第1および第2のノズルであってよい。その他の実施形態では、第1および第2の部品142、144は、任意のその他の隣接するターボ機械部品、例えば固定されたかあるいは変換するおよび/または回転する(すなわち移動する)タービン部品であってよい。つまり、本明細書に記載される例示的な複合スロットシール10、110は、部品間の漏出を減らすために封止を必要とする任意の数または種類のターボ機械部品用に構成されるか、またはそのターボ機械部品とともに使用することができる。   FIG. 6 illustrates a cross-sectional view of an exemplary slot seal assembly 110 located within an exemplary seal slot for sealing exemplary connections between turbine components, such as stationary components. The exemplary slot seal assembly 110 is quite similar to the exemplary slot seal assembly 10 of FIGS. 1-5 above. As such, like reference numbers beginning with “1” are used to indicate like aspects or functions, and the above description directed to such aspects or functions (and alternative embodiments) is exemplary. The same applies to the new slot seal assembly 110. In particular, FIG. 6 is attached to the seal slot formed by the exemplary first turbine component 142, the adjacent exemplary second turbine component 144, and the first and second components 142, 144. 2 illustrates a cross-section of a portion of an exemplary turbomachine that includes an exemplary composite slot seal 110. The first and second turbine components 142, 144 may be first and second fixed components, for example, first and second nozzles of the first and second fixed components, respectively. In other embodiments, the first and second parts 142, 144 are any other adjacent turbomachine parts, such as fixed or translating and / or rotating (ie moving) turbine parts. Good. That is, the exemplary composite slot seals 10, 110 described herein may be configured for any number or type of turbomachine components that require a seal to reduce leakage between the components, Or it can be used with its turbomachinery parts.

図6に例示される例示的な部品142、144および例示的な複合スロットシール110の断面は、構造の幅に沿って取られたものであり、それによって構造の例示的な幅および厚さ/高さを示す。図6に例示される構造の相対的な幅、厚さおよび断面形状は例示的であり、構造は任意のその他の相対的な幅、厚さおよび断面形状を含むことがあることが留意される。さらに、構造の長さ(図6の頁の内外に伸びる)は任意の長さであってよく、長さ方向の構造の形状および構成は任意の形状または構成であってよい。また、1つのシールスロットを形成する2つの例示的なタービン部品142、144しか示されていないが、複数の部品が、互いに連通している複数のシールスロットを形成することがあることにも留意される。例えば、複数のタービン部品が円周方向に配置され、その結果、それによって形成されるシールスロットも円周方向に配置されて互いに連通していることがある。そのような実施形態では、本開示によるスロットシール10、110、210は、複数のシールスロットに広がって複数の隙間または接続部を封止し、それにより複数のタービン部品間の漏出を減らすように構成されてよい。   The cross-sections of the exemplary components 142, 144 and exemplary composite slot seal 110 illustrated in FIG. 6 are taken along the width of the structure, whereby the exemplary width and thickness / Indicates the height. It is noted that the relative width, thickness and cross-sectional shape of the structure illustrated in FIG. 6 are exemplary and the structure may include any other relative width, thickness and cross-sectional shape. . Further, the length of the structure (extending in and out of the page of FIG. 6) may be any length, and the shape and configuration of the structure in the longitudinal direction may be any shape or configuration. Also, although only two exemplary turbine components 142, 144 forming one seal slot are shown, it is also noted that multiple components may form multiple seal slots in communication with each other. Is done. For example, a plurality of turbine components may be arranged circumferentially so that the seal slots formed thereby are arranged circumferentially and communicate with each other. In such an embodiment, the slot seal 10, 110, 210 according to the present disclosure extends to a plurality of seal slots to seal a plurality of gaps or connections, thereby reducing leakage between a plurality of turbine components. May be configured.

図6に示されるように、第1および第2の隣接するタービン部品142、144は、互いに一定間隔で配置されることができ、その結果、接続部、隙間または経路190が第1および第2の隣接する部品142、144、例えば固定部品などの間に広がることができる。それによってそのような接続部190は、流れ、例えば空気流などを、第1および第2のタービン部品142、144の間に許容することができる。一部の構成では、第1および第2のタービン部品142、144は、第1の空気流150、例えば冷却空気流などと、第2の空気流160、例えば熱い燃焼空気流などとの間に位置することがある。用語「空気流」は、本明細書において、第1および第2のタービン部品142、144の間の接続部190を通って変換される、任意の材料または組成物、あるいは材料または組成物の組合せの動きを説明するために使用されることが留意される。   As shown in FIG. 6, the first and second adjacent turbine components 142, 144 can be spaced apart from each other so that the connection, gap or path 190 is first and second. Can spread between adjacent parts 142, 144, eg, fixed parts. Thereby, such a connection 190 can allow a flow, such as an air flow, between the first and second turbine components 142, 144. In some configurations, the first and second turbine components 142, 144 are between a first air stream 150, such as a cooling air stream, and a second air stream 160, such as a hot combustion air stream. May be located. The term “air flow” as used herein refers to any material or composition, or combination of materials or compositions, that is converted through a connection 190 between the first and second turbine components 142, 144. Note that it is used to describe the movement of

接続部190にわたって広がるシールを受け入れ、それにより接続部190を封鎖または遮断するために、第1および第2の隣接する部品142、144は、各々、図6に示されるようにスロットを含むことがある。例示的な図示される実施形態において、第1の部品142は第1のシールスロット170を含み、第2の部品は第2のシールスロット180を含む。第1および第2のシールスロット170、180は、その中にシールを受容することのできるいずれの大きさ、形状、または構成も有してよい。例えば、図6に図示される例示的な実施形態に示されるように、第1および第2のシールスロット170、180は互いに実質的に類似し、鏡に映った関係に位置して、第1の部品142の内部から、接続部190を横切り、第2の部品144の中に広がる正味のスロットまたは空洞を一緒に規定することができる。このように、第1および第2のシールスロット170、180の組は、シールの対向する部分を支えるための空洞またはシールスロットを一緒に形成し、その結果、シール110は隣接する部品142、144の間に広がる接続部190を通過することができる。   In order to receive a seal that extends across the connection 190 and thereby seal or block the connection 190, the first and second adjacent parts 142, 144 may each include a slot as shown in FIG. is there. In the illustrated illustrated embodiment, the first part 142 includes a first seal slot 170 and the second part includes a second seal slot 180. The first and second seal slots 170, 180 may have any size, shape, or configuration capable of receiving a seal therein. For example, as shown in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 6, the first and second seal slots 170, 180 are substantially similar to each other and located in a mirrored relationship, From inside the part 142, a net slot or cavity can be defined together that extends across the connection 190 and into the second part 144. Thus, the set of first and second seal slots 170, 180 together form a cavity or seal slot to support opposing portions of the seal so that the seal 110 is adjacent to the parts 142, 144. It is possible to pass through the connecting portion 190 that spreads between the two.

第1および第2のタービン部品142、144が隣接する一部の配置では、第1および第2のシールスロット170、180は、それらが実質的に一直線に並ぶ(例えば、鏡に映ったかまたは対称な関係に整列する)ように構成されてよい。しかし、製造および組立の制限および/または変動、ならびに使用中の熱膨張、運動などに起因して、第1および第2のシールスロット170、180は、ゆがむか、捩れるか、曲がるかまたは心がずれることがある。他のシナリオでは、第1および第2のシールスロット170、180は、鏡に映ったかまたは対称な関係のままでありうるが、第1および第2のシールスロット170、180の相対的な位置決めは変化することがある(例えば使用、摩耗または運転条件から)。用語「心ずれした」は、本明細書において、シールスロットが、公称もしくは初期の位置または構成と比較して、相対的な位置または配向を変えたどんなシナリオも包含するために使用される。   In some arrangements where the first and second turbine components 142, 144 are adjacent, the first and second seal slots 170, 180 are substantially aligned (eg, mirrored or symmetrical). May be arranged in such a way that they are aligned with each other. However, due to manufacturing and assembly limitations and / or variations, as well as thermal expansion, motion, etc. during use, the first and second seal slots 170, 180 may be distorted, twisted, bent, or centered. May shift. In other scenarios, the first and second seal slots 170, 180 may be mirrored or remain in a symmetrical relationship, but the relative positioning of the first and second seal slots 170, 180 is May vary (eg from use, wear or operating conditions). The term “eccentric” is used herein to encompass any scenario where the seal slot has changed its relative position or orientation compared to the nominal or initial position or configuration.

図6の例示的な第1および第2のタービン部品142、144の例示的な第1および第2のシールスロット170、180ならびに例示的なシール110に関して、心のずれた構成(図示せず)において、例示的なシール110は、心ずれの原因を明らかにし、コーティング116と第1および第2のシールスロット170、180との封止接触を維持して、第1および第2のタービン部品142、144間に広がる接続部190を効果的に遮断または除去し、それによって第1および第2の空気流150、160が相互作用することを減らすかまたは防ぐために柔軟であることが好ましい。より特に、図6に示されるように、第1および第2の空気流150、160は接続部190と相互作用することができ、その結果、第1の空気流150は、シール110のシム112の外側のシール面122に対して作用して、シール110のコーティング116を第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145のそれぞれに対して押し付ける「駆動」空気流である。そのようなシナリオにおいて、シール110(および/またはコーティング116)は、好ましくは、第1および第2のシールスロット170、180間のどんな心ずれも原因を明らかにするために、第1の空気流150によって加えられた力(例えば、第2の空気流160によって加えられた力を上回る)の結果として(例えば、弾性的に)変形するほど十分に柔軟であってよいが、接続部190に「折り畳まれる」かまたは「押し込まれる」ことに抵抗するほど十分に硬くてよい。つまり、そのようなシナリオにおいて、例示的なシール110は、十分に柔軟でありうるが、第1の空気流150の力によってシム112のコーティング116と第1の側面135、145との封止係合を維持するほど十分に硬いことが好ましい。例えば、金属製シム112、金属製支持構造114、およびコーティング116は、タービンの使用中にシールスロット接触面135、145上の凸凹に順応するように構成されてよい。一部のそのような実施形態では、コーティング116は、タービン/シール110の運転温度のそれと類似する転移温度(Tg)をもつガラス絶縁コーティングであってよく、その結果、ガラスコーティング116は運転温度で柔軟または変形可能となって、少なくともコーティング116の第1の側面135、145への輪郭に沿った変形を容易にする。上記のように、心ずれのシナリオにおいて接続部190を効果的に封止するために(全方向に)十分に柔軟であることに加えて、例示的なシール110は、好ましくは、組立体要件を満たすために十分に硬くてよい。   An off-center configuration (not shown) with respect to the exemplary first and second seal slots 170, 180 and exemplary seal 110 of the exemplary first and second turbine components 142, 144 of FIG. The exemplary seal 110 reveals the cause of misalignment and maintains sealing contact between the coating 116 and the first and second seal slots 170, 180 to provide first and second turbine components 142. It is preferable to be flexible in order to effectively block or remove the connection 190 that extends between 144 and thereby reduce or prevent the first and second airflows 150, 160 from interacting. More particularly, as shown in FIG. 6, the first and second airflows 150, 160 can interact with the connection 190, so that the first airflow 150 is the shim 112 of the seal 110. With a "drive" air flow that acts against the outer seal surface 122 of the first side and presses the coating 116 of the seal 110 against the first sides 135, 145 of the first and second seal slots 170, 180, respectively. is there. In such a scenario, the seal 110 (and / or coating 116) preferably has a first air flow to account for any misalignment between the first and second seal slots 170,180. It may be flexible enough to deform (eg, elastically) as a result of the force applied by 150 (eg, exceeding the force applied by the second air flow 160), It may be hard enough to resist being “folded” or “pushed”. That is, in such a scenario, the exemplary seal 110 can be sufficiently flexible, but the sealing force between the coating 116 of the shim 112 and the first side surfaces 135, 145 by the force of the first air flow 150. It is preferable that it is hard enough to maintain the consistency. For example, the metal shim 112, the metal support structure 114, and the coating 116 may be configured to accommodate irregularities on the seal slot contact surfaces 135, 145 during use of the turbine. In some such embodiments, the coating 116 may be a glass insulating coating having a transition temperature (Tg) that is similar to that of the operating temperature of the turbine / seal 110 so that the glass coating 116 is at the operating temperature. Be flexible or deformable to facilitate at least conformal deformation of the coating 116 to the first side surfaces 135, 145. As noted above, in addition to being sufficiently flexible (in all directions) to effectively seal the connection 190 in an off-center scenario, the exemplary seal 110 preferably includes assembly requirements. It may be hard enough to satisfy.

シール110の大きさはどんな大きさであってもよいが、シール110を設置する部品142、144に依存することがあるか、または少なくともそれに関連することがある。例示的なシール110の厚さT1は、第1および第2のシールスロット170、180の厚さT2よりも小さくてよく、それによって、第1および第2の隣接する部品142、144を組み立てた場合に第1および第2のシールスロット170、180によって形成される正味のスロットの厚さT2よりも小さくてよい。一部の実施形態では、例示的なシール110の厚さT1は、好ましくは約0.01インチ〜約1/4インチの範囲内、より好ましくは約0.05インチ〜約0.1インチの範囲内でありうる。同様に、部品142、144が互いに隣接して設置される場合に、シール110の幅W1は、それぞれ、第1および第2の部品142、144の第1および第2のスロット170、180によって作成された正味のスロットの幅W2、および部品142、144の間の隙間190よりも小さいことがある。一部の実施形態では、例示的なシール110の幅W1は、好ましくは約0.125インチ〜約0.75インチの範囲内でありうる。   The size of the seal 110 may be any size, but may depend on, or at least be related to, the parts 142, 144 on which the seal 110 is installed. The thickness T1 of the exemplary seal 110 may be less than the thickness T2 of the first and second seal slots 170, 180, thereby assembling the first and second adjacent parts 142, 144. In some cases, it may be less than the net slot thickness T2 formed by the first and second seal slots 170,180. In some embodiments, the exemplary seal 110 has a thickness T1 preferably in the range of about 0.01 inch to about 1/4 inch, more preferably about 0.05 inch to about 0.1 inch. Can be in range. Similarly, when the parts 142, 144 are installed adjacent to each other, the width W1 of the seal 110 is created by the first and second slots 170, 180 of the first and second parts 142, 144, respectively. Net slot width W2 and the gap 190 between the parts 142, 144 may be smaller. In some embodiments, the width W1 of the exemplary seal 110 may preferably be in the range of about 0.125 inches to about 0.75 inches.

図6に例示される実施形態で示されるように、例えば、シール110は、シールスロット(すなわち、第1および第2のシールスロット170、180)内に位置付けられ配置されてよく、その結果、第1のまたは冷却空気流150がシム112の外側のシール面122に対して作用して、コーティング116を第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145に押し付ける。シム112および/またはコーティング116の不浸透性の性質のために、シール110はそれにより冷却空気流150が隙間190を通って第2のまたは熱い燃焼空気流160の中に移動することを防ぐ。さらに、コーティング116は金属製シム112を燃焼空気流160の高温から保護する。このように、シール110のコーティング116の外側またはシール面(例えば、例示的な第1の側面135、145と相互作用する表面または例示的な第1および第2のシールスロット170、180のその他のシール面)の少なくとも形状および構成は、シール110が設置されているスロット142、144の形状および構成に関連することがある。つまり、シール110のコーティング116の少なくとも外側またはシール面の形状および構成、例えば輪郭、表面テクスチャなどは、シール110が設置されている第1および第2のシールスロット170、180との封止係合を確実にするように構成されてよい。例えば、図6の図示例では、シール110のコーティング116の外側またはシール面は、シール組立体110と第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145との間の、そして最終的に第2のまたは熱い燃焼空気流160への、第1の空気流150の漏出を効果的に防ぐまたは減らすために(そしてまた、金属製シム12を熱い燃焼空気流160の高温から保護するために)、実質的に滑らかで、かつ実質的に平面の第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145と実質的に隣接するために平面でありうるか、または実質的に平面の第1および第2のシールスロット170、180の第1の側面135、145と実質的に係合することができる。一部の代替実施形態では(図示せず)、少なくともシール110のコーティング116の外側またはシール面の形状および構成は、第1および第2のシールスロット170、180の対応するシール面(例えば、図6に例示される第1および第2のシールスロット170、180の例示的な第1の側面135、145など)の形状および構成とは異なって造形または構成されることがある。   As shown in the embodiment illustrated in FIG. 6, for example, the seal 110 may be positioned and disposed within a seal slot (ie, the first and second seal slots 170, 180), so that the first One or cooling air flow 150 acts against the outer sealing surface 122 of the shim 112 to press the coating 116 against the first side surfaces 135, 145 of the first and second sealing slots 170, 180. Due to the impervious nature of the shim 112 and / or coating 116, the seal 110 thereby prevents the cooling air stream 150 from moving through the gap 190 into the second or hot combustion air stream 160. Further, the coating 116 protects the metal shim 112 from the high temperature of the combustion air stream 160. In this manner, the exterior or seal surface of the coating 116 of the seal 110 (eg, a surface that interacts with the exemplary first side surfaces 135, 145 or other of the exemplary first and second seal slots 170, 180). At least the shape and configuration of the seal surface) may be related to the shape and configuration of the slots 142, 144 in which the seal 110 is installed. That is, the shape and configuration of at least the exterior or seal surface of the coating 116 of the seal 110, such as contour, surface texture, etc., is a sealing engagement with the first and second seal slots 170, 180 in which the seal 110 is installed. May be configured to ensure. For example, in the illustrated example of FIG. 6, the outside or seal surface of the coating 116 of the seal 110 is between the seal assembly 110 and the first side surfaces 135, 145 of the first and second seal slots 170, 180, And finally to effectively prevent or reduce leakage of the first air stream 150 to the second or hot combustion air stream 160 (and also to remove the metal shim 12 from the high temperature of the hot combustion air stream 160. Can be substantially smooth and substantially planar to be substantially adjacent to the first side 135, 145 of the first and second sealing slots 170, 180, or Alternatively, it can substantially engage the first side surfaces 135, 145 of the substantially planar first and second seal slots 170, 180. In some alternative embodiments (not shown), at least the shape or configuration of the coating 116 of the seal 110 or the seal surface is configured so that the shape and configuration of the corresponding seal surfaces (e.g., FIG. 6 may be shaped or configured differently from the shape and configuration of the exemplary first side surfaces 135, 145, etc. of the first and second seal slots 170, 180 illustrated in FIG.

図7は、本開示によるもう一つの例示的なスロットシール組立体210の断面図を示す。例示的なスロットシール組立体210は、上記の図1〜6の例示的なスロットシール組立体10および110と実質的に類似する。そのため、「2」で始まる同様の参照番号は、同様の態様または機能を示すために使用され、そのような態様または機能(およびその代わりとなる実施形態)に向けられる上記の説明は、例示的なスロットシール組立体210に等しく当てはまる。図7に示されるように、スロットシール組立体210は、シール210が厚さ方向に対称であるという点でシール組立体10および110とは異なる。したがって、シール210は厚さ方向で特に正しい位置に置く必要がないので、シール組立体210は、タービンシールスロット中のシール210の設置または組立の容易さを提供する。   FIG. 7 illustrates a cross-sectional view of another exemplary slot seal assembly 210 according to the present disclosure. The exemplary slot seal assembly 210 is substantially similar to the exemplary slot seal assemblies 10 and 110 of FIGS. 1-6 above. As such, like reference numerals beginning with “2” are used to indicate like aspects or functions, and the above description directed to such aspects or functions (and alternative embodiments) is exemplary. The same applies to the new slot seal assembly 210. As shown in FIG. 7, the slot seal assembly 210 differs from the seal assemblies 10 and 110 in that the seal 210 is symmetric in the thickness direction. Thus, the seal assembly 210 provides ease of installation or assembly of the seal 210 in the turbine seal slot, since the seal 210 does not need to be particularly correctly positioned in the thickness direction.

図7に示されるように、金属製シム12のシール面222と支持面224の両方の側面には、それと接合した金属製支持構造214が含まれる。一部の実施形態では(図示せず)、支持構造214は、金属製シム212の1またはそれ以上の側縁の上方およびシール面222および支持面224の上に広がることがある。同様に、金属製シム212のシール面222に接合された支持構造214と支持面224に接合された支持構造214の両方には、その上に塗布されたコーティング216が含まれる。一部の実施形態では(図示せず)、コーティング216は、金属製シム212の1またはそれ以上の側縁の上方に、かつ、シール面222に接合された支持構造214および支持面224に接合された支持構造214の上に/中に広がることがある。シム210のシール面または側面222に接合された支持構造214の上にまたは中に塗布されたコーティング216は、シム212シール面側22を(例えば図6に関して上で考察される冷却空気流150から)絶縁または保護することができる。   As shown in FIG. 7, both sides of the seal surface 222 and the support surface 224 of the metal shim 12 include a metal support structure 214 joined thereto. In some embodiments (not shown), the support structure 214 may extend over one or more side edges of the metal shim 212 and over the seal surface 222 and the support surface 224. Similarly, both the support structure 214 joined to the sealing surface 222 of the metal shim 212 and the support structure 214 joined to the support surface 224 include a coating 216 applied thereon. In some embodiments (not shown), the coating 216 is bonded to one or more side edges of the metal shim 212 and to the support structure 214 and the support surface 224 bonded to the seal surface 222. May extend over / into the supported support structure 214. A coating 216 applied on or in the support structure 214 joined to the sealing surface or side 222 of the shim 210 may be applied to the shim 212 sealing surface side 22 (eg, from the cooling air flow 150 discussed above with respect to FIG. 6). ) Can be insulated or protected.

本明細書に開示されるシール組立体は、従来のスロットシール、例えば固体金属シムシールで可能な漏出率に類似する低い漏出率を提供する一方、最新の高温ターボ機械に適用した場合のケイ化物形成、酸化、熱クリープおよび/または摩耗に関する懸念の増加を除去する。さらに、本明細書に開示されるシール組立体は、既存のシールと比較して製造のばらつきを受けにくいことがある。したがって、本明細書に開示されるシール組立体は、低い製造および運転リスクで漏出を低下させ、OEMとレトロフィットの両方の用途に適用可能である。   The seal assembly disclosed herein provides a low leak rate similar to that possible with conventional slot seals, such as solid metal shim seals, while silicide formation when applied to modern hot turbomachinery. Eliminates increased concerns regarding oxidation, thermal creep and / or wear. Further, the seal assemblies disclosed herein may be less susceptible to manufacturing variations compared to existing seals. Thus, the seal assembly disclosed herein reduces leakage with low manufacturing and operational risks and is applicable to both OEM and retrofit applications.

上の説明は例示を目的とするものであり、制限を目的とするものでないことは理解されるべきである。以下の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される本発明の一般的な精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって多数の改変および変更が本明細書においてなされてよい。例えば、上記の実施形態(および/またはその態様)は、互いに組み合わせて使用してよい。その上、多くの変更形態を作成して、その範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を様々な実施形態の教示に適合させることができる。本明細書に記載される材料の寸法および種類は、様々な実施形態のパラメータを定義するためのものであるが、それらは決して制限ではなく、単なる例示である。多くのその他の実施形態は、上記の説明を検討することによって当業者に明らかとなる。そのため、様々な実施形態の範囲は、添付される特許請求の範囲を、かかる特許請求の範囲によって権利が与えられる均等物の完全な範囲とともに参照して決定されるべきである。添付される特許請求の範囲において、用語「含む(including)」および「ここで(in which)」は、それぞれ用語「含む(comprising)」および「ここで(wherein)」の平易な英語均等物として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、用語「第1」、「第2」、および「第3」などは単にラベルとして使用され、数値的な必要条件をその対象物に課すものではない。また、用語「動作可能に接続された」は、本明細書において、直接的または間接的に連結されている分かれた別個の部品と、一体形成された(すなわち、モノリシックな)部品の両方から生じる接続をさす。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズ−プラス−ファンクション形式では書かれておらず、そのような特許請求の範囲による限定が、さらなる構造を含めない機能の記述とともに「するための手段」という語句を明示的に使用しない限り、かつ使用するまでは、米国特許法第112条第6段落に基づいて解釈されるように意図されない。上に記載される全てのかかる目的または利点が、任意の特定の実施形態に従って達成されるとは限らないことは理解されるべきである。従って、例えば、本明細書において教示または示唆されるようなその他の目的または利点を必ずしも達成しなくても、本明細書に教示される1つの利点または利点の群を達成または最適化する方法で、本明細書に記載されるシステムおよび技法が具体化または実行されてよいことを当業者は理解するであろう。   It should be understood that the above description is intended to be illustrative and not restrictive. Numerous modifications and changes may be made herein by those skilled in the art without departing from the general spirit and scope of the invention as defined by the following claims and their equivalents. For example, the above-described embodiments (and / or aspects thereof) may be used in combination with each other. Moreover, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of various embodiments without departing from the scope thereof. Although the dimensions and types of materials described herein are intended to define the parameters of the various embodiments, they are by no means limiting and are merely exemplary. Many other embodiments will be apparent to those of skill in the art upon reviewing the above description. The scope of the various embodiments should, therefore, be determined with reference to the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. In the appended claims, the terms “including” and “in which” are used as plain English equivalents of the terms “comprising” and “here”, respectively. used. Further, in the following claims, the terms “first”, “second”, “third” and the like are used merely as labels and do not impose numerical requirements on the object. Also, the term “operably connected” as used herein arises from both separate and separate parts that are directly or indirectly coupled, and integrally formed (ie, monolithic) parts. Connect. Further, the following claims limitations are not written in a means-plus-function format, and such claims limitations are "means for" along with descriptions of functions not including further structure. Is not intended to be construed under 35 USC 112, sixth paragraph, unless and unless explicitly used. It should be understood that not all such objectives or advantages described above may be achieved in accordance with any particular embodiment. Thus, for example, in a manner that achieves or optimizes one group of advantages or advantages taught herein without necessarily achieving other objectives or advantages as taught or suggested herein. Those skilled in the art will appreciate that the systems and techniques described herein may be embodied or implemented.

本発明をほんの限定された数の実施形態に関連して詳細に説明したが、本発明がそのような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるであろう。むしろ、本発明は、従前に記載されていないが本発明の精神および範囲と同等の任意の数の変形、変更、置換または等価配置を組み込むよう変更することができる。さらに、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本開示の態様には、説明される実施形態のごく一部しか含まれないことは理解されるべきである。したがって、本発明は、前述の説明によって制限されるとみなされるのではなく、添付される特許請求の範囲によってのみ制限される。   Although the invention has been described in detail in connection with only a limited number of embodiments, it will be readily understood that the invention is not limited to such disclosed embodiments. Rather, the invention can be modified to incorporate any number of variations, alterations, substitutions or equivalent arrangements not heretofore described, but equivalent to the spirit and scope of the invention. Furthermore, while various embodiments of the invention have been described, it should be understood that aspects of the present disclosure include only a small portion of the described embodiments. Accordingly, the invention is not to be seen as limited by the foregoing description, but is only limited by the scope of the appended claims.

本記載の説明は、本発明を開示するために、最良の形態を含む、また、当業者が本発明を実践することを可能にするために、装置またはシステムを作成および使用し、組み込まれた方法を実行することを含む、例を使用している。本発明の特許適格性を有する範囲は、特許請求の範囲に規定され、それには当業者の念頭に浮かぶその他の例が含まれてよい。かかるその他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの意味と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の文字通りの意味との実質的な差異のない等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあることが意図される。   The description herein includes the best mode for disclosing the invention, and has been created, used, and incorporated into the apparatus or system to enable those skilled in the art to practice the invention. An example is used, including performing the method. The patentable scope of the invention is defined in the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are those having structural elements that do not differ from the literal meaning of the claims, or equivalent structural elements that do not substantially differ from the literal meaning of the claims. If included, it is intended to be within the scope of the claims.

10 シール、スロットシール組立体
12 シム、プレート
14 支持構造、層
16 コーティング、コーティング層
22 シール面、側面、支持面
24 シール面、側面、支持面
26 空間、空隙
110 複合スロットシール、スロットシール組立体
112 シム
114 支持構造
116 コーティング
122 シール面
135 シールスロット接触面、第1の側面
142 第1のタービン部品、第1の部品、スロット
144 第2のタービン部品、第2の部品、スロット
145 シールスロット接触面、第1の側面
150 第1の空気流、冷却空気流
160 第2の空気流、燃焼空気流
170 第1のシールスロット
180 第2のシールスロット
190 隙間、経路
210 シール、スロットシール組立体、シム
212 金属製シム
214 支持構造
216 コーティング
222 側面、シール面
224 支持面
10 seal, slot seal assembly 12 shim, plate 14 support structure, layer 16 coating, coating layer 22 seal face, side face, support face 24 seal face, side face, support face 26 space, void 110 composite slot seal, slot seal assembly 112 Shim 114 Support structure 116 Coating 122 Sealing surface 135 Sealing slot contact surface, first side 142 First turbine part, first part, slot 144 Second turbine part, second part, slot 145 Sealing slot contact Surface, first side 150 first air flow, cooling air flow 160 second air flow, combustion air flow 170 first seal slot 180 second seal slot 190 gap, path 210 seal, slot seal assembly, Shim 212 Metal shim 214 Support structure 216 Coating 222 Side surface, seal surface 224 Support surface

Claims (23)

隣接するターボ機械部品によって少なくとも部分的に形成されるシールスロット内に置いて、前記部品間に広がる隙間を封止するためのシール組立体(10)であって、前記シール組立体(10)が、
シール面(22)および支持面(24)を含む金属製シム(12)と;
前記金属製シム(12)の前記支持面(24)に接合された多孔性の金属製支持構造(14)と;
前記多孔性の金属製支持構造(14)の上および内部に広がるセラミック、ガラスまたはエナメルコーティング(16)とを、前記コーティング(16)が前記金属製シム(12)の前記支持面側(24)および前記支持構造(14)を実質的に覆うように含み、
前記コーティング(16)の部分が前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置する、シール組立体(10)。
A seal assembly (10) for sealing a gap extending between said parts placed in a seal slot at least partially formed by adjacent turbomachine parts, said seal assembly (10) being ,
A metal shim (12) including a sealing surface (22) and a support surface (24);
A porous metal support structure (14) joined to the support surface (24) of the metal shim (12);
A ceramic, glass or enamel coating (16) extending over and within the porous metal support structure (14), wherein the coating (16) is on the support surface side (24) of the metal shim (12). And substantially covering the support structure (14),
A seal assembly (10), wherein a portion of the coating (16) is located between the support surface (24) of the metal shim (12) and a portion of the metal support structure (14).
請求項1に記載のシール組立体(10)であって、前記金属製支持構造(14)を介して前記コーティング(16)を前記金属製シム(12)に機械的に連結させるために、前記コーティング(16)の部分が、前記支持面(24)から離れて広がる方向の、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置する、シール組立体(10)。   The seal assembly (10) of claim 1, wherein the coating (16) is mechanically coupled to the metal shim (12) via the metal support structure (14). A portion of the coating (16) extends between the support surface (24) of the metal shim (12) and the metal support structure (14) in a direction that extends away from the support surface (24). Located in the seal assembly (10). 前記支持面(24)から離れて広がる前記方向が、前記支持面(24)に対して実質的に垂直である、請求項2に記載のシール組立体(10)。   The seal assembly (10) according to claim 2, wherein the direction extending away from the support surface (24) is substantially perpendicular to the support surface (24). 前記金属製シム(12)が、実質的に固体の金属製シム(12)である、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The seal assembly (10) of claim 1, wherein the metal shim (12) is a substantially solid metal shim (12). 前記コーティング(16)が、前記支持構造(14)に化学的に結合された、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The seal assembly (10) of claim 1, wherein the coating (16) is chemically bonded to the support structure (14). 前記金属製シム(12)の前記支持面(24)および前記金属製支持構造(14)の少なくとも1つに、前記それぞれの金属製部品の酸化を防ぐように構成された保護用の外側コーティングが含まれる、請求項1に記載のシール組立体(10)。   At least one of the support surface (24) and the metal support structure (14) of the metal shim (12) has a protective outer coating configured to prevent oxidation of the respective metal component. The seal assembly (10) of claim 1, wherein the seal assembly (10) is included. 前記金属製支持構造(14)が、少なくとも1回のろう付けによって前記金属製シム(12)に拡散接合されている、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The seal assembly (10) of claim 1, wherein the metallic support structure (14) is diffusion bonded to the metallic shim (12) by at least one brazing. 前記金属製支持構造(14)がメッシュ構造である、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The seal assembly (10) of claim 1, wherein the metallic support structure (14) is a mesh structure. 前記コーティング(16)の部分が、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)に接合された前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置する、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The metal support structure (14) in which the coating (16) portion is joined to the support surface (24) of the metal shim (12) and the support surface (24) of the metal shim (12). The seal assembly (10) according to claim 1, which is located between the two parts. 前記コーティング(16)の部分が、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)に接合されていない前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置する、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The metal support structure in which the portion of the coating (16) is not joined to the support surface (24) of the metal shim (12) and the support surface (24) of the metal shim (12) 14. The seal assembly (10) according to claim 1, which is located between the part (14). 前記金属製シム(12)の前記支持面(24)に接合されていない前記金属製支持構造(14)の部分が、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)に接合された前記金属製支持構造(14)の部分から伸びているか、またはその部分と連結されている、請求項10に記載のシール組立体(10)。   The portion of the metal support structure (14) not joined to the support surface (24) of the metal shim (12) is joined to the support surface (24) of the metal shim (12). The seal assembly (10) of claim 10, wherein the seal assembly (10) extends from or is connected to a portion of the metallic support structure (14). 前記コーティング(16)が、前記シム(12)の前記支持面(24)および前記支持構造(14)の少なくとも1つと接合されている、請求項1に記載のシール組立体(10)。   The seal assembly (10) of claim 1, wherein the coating (16) is joined to at least one of the support surface (24) and the support structure (14) of the shim (12). 前記シム(212)の前記シール面(222)に接合された第2の多孔性の金属製支持構造(214)と;
前記第2の多孔性の金属製支持構造(214)の上および内部に広がる第2のセラミック、ガラスまたはエナメルコーティング(216)とをさらに含み、その結果、前記第2のコーティング(216)が前記金属製シム(12)の前記シール面側(222)および前記第2の支持構造(214)を実質的に覆い、
前記第2のコーティング(216)の部分が前記金属製シム(212)の前記シール面(222)と前記第2の金属製支持構造(214)の部分との間に位置する、請求項1に記載のシール組立体(210)。
A second porous metal support structure (214) joined to the sealing surface (222) of the shim (212);
A second ceramic, glass or enamel coating (216) extending over and within the second porous metal support structure (214), so that the second coating (216) is Substantially covering the sealing surface side (222) of the metal shim (12) and the second support structure (214);
The portion of the second coating (216) is located between the sealing surface (222) of the metal shim (212) and the portion of the second metal support structure (214). The seal assembly (210) described.
隣接するターボ機械部品によって少なくとも部分的に形成されたシールスロット内で使用して、前記部品間に広がる隙間を封止するためのシール組立体(10)を形成する方法であって、前記方法が、
多孔性の金属製支持構造(14)の少なくとも一部分と金属製シム(12)を接合する工程と;
セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料(16)を前記多孔性の金属製支持構造(14)に塗布し、その結果、前記コーティング材料が、前記金属製シム(12)の前記支持面側(24)および前記支持構造(14)を覆い、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置する部分を含む、工程と;
前記セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料(16)の密度を高めて、前記金属製支持構造(14)によって前記金属製シム(12)に機械的に固定されたセラミック、ガラスまたはエナメルコーティングを形成する工程とを含む、方法。
A method of forming a seal assembly (10) for use in a seal slot at least partially formed by adjacent turbomachine components to seal a gap extending between the components, the method comprising: ,
Joining at least a portion of the porous metal support structure (14) and the metal shim (12);
A ceramic, glass or enamel coating material (16) is applied to the porous metal support structure (14) so that the coating material is supported on the support surface side (24) of the metal shim (12) and Covering the support structure (14) and including a portion located between the support surface (24) of the metal shim (12) and a portion of the metal support structure (14);
Increasing the density of the ceramic, glass or enamel coating material (16) to form a ceramic, glass or enamel coating mechanically secured to the metal shim (12) by the metal support structure (14); Including a method.
前記金属製支持構造(14)の少なくとも一部分と前記金属製シム(12)の前記支持面(24)との接合に、前記金属製支持構造(14)の少なくとも一部分と前記金属製シム(12)の前記支持面(24)との拡散接合が含まれる、請求項14に記載の方法。   At least a part of the metal support structure (14) and the metal shim (12) are joined to at least a part of the metal support structure (14) and the support surface (24) of the metal shim (12). The method of claim 14, comprising diffusion bonding with the support surface (24). セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料(16)を前記多孔性の金属製支持構造(14)に塗布することが、スクリーン印刷またはタオルで拭くことによって高粘度キャスタブルセラミック組成物を塗布することを含む、請求項14に記載の方法。   Applying a ceramic, glass or enamel coating material (16) to the porous metal support structure (14) comprises applying a high viscosity castable ceramic composition by screen printing or wiping with a towel. Item 15. The method according to Item 14. 前記支持構造(14)に塗布した前記セラミック組成物の一部分をドクターブレードによって除去することをさらに含み、前記セラミック組成物の密度を高めることが、前記塗布されたセラミック組成物を硬化させることおよび熱処理することを含む、請求項16に記載の方法。   The method further comprises removing a portion of the ceramic composition applied to the support structure (14) with a doctor blade, wherein increasing the density of the ceramic composition cures and heat treats the applied ceramic composition. The method of claim 16, comprising: セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング材料(16)を前記多孔性の金属製支持構造(14)に塗布することが、塗装可能な形態のガラスまたはエナメル系組成物を、塗装、ディップコーティングまたはスプレーコーティングによって塗布することを含む、請求項14に記載の方法。   Applying a ceramic, glass or enamel coating material (16) to the porous metal support structure (14) may apply a paintable glass or enamel composition by painting, dip coating or spray coating. 15. The method of claim 14, comprising: 前記ガラスまたはエナメル系組成物の密度を高めることが、前記塗布されたガラスまたはエナメル系組成物を乾燥させることおよび熱処理することを含む、請求項18に記載の方法。   The method of claim 18, wherein increasing the density of the glass or enamel composition comprises drying and heat treating the applied glass or enamel composition. 第1のタービン部品(142)および前記第1のタービン部品(142)に隣接する第2のタービン部品(144)であって、前記第1および第2のタービン部品(142、144)が、前記タービン部品(142、144)間の隙間に広がるシールスロットの少なくとも一部分を形成する、第1および第2のタービン部品(142、144)と;
前記第1および第2のタービン部品(142、144)の前記シールスロット内に位置し、それらの間の前記隙間に広がるシールとを含む、ターボ機械であって、前記シールが、
シール面(22)および支持面(24)を含む金属製シム(12)と;
前記金属製シム(12)の前記支持面(24)に接合された多孔性の金属製支持構造(14)と;
前記金属製支持構造(14)の上および内部に施されたセラミック、ガラスまたはエナメルコーティング(16)とを含み、その結果、前記コーティング(16)が前記金属製シム(12)の前記支持面側(24)および前記支持構造(14)を実質的に覆い、前記コーティングの部分が、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置する、ターボ機械。
A first turbine component (142) and a second turbine component (144) adjacent to the first turbine component (142), wherein the first and second turbine components (142, 144) are First and second turbine components (142, 144) forming at least a portion of a seal slot extending into a gap between the turbine components (142, 144);
A turbomachine comprising: a seal located in the seal slot of the first and second turbine components (142, 144) and extending into the gap therebetween;
A metal shim (12) including a sealing surface (22) and a support surface (24);
A porous metal support structure (14) joined to the support surface (24) of the metal shim (12);
A ceramic, glass or enamel coating (16) applied on and within the metal support structure (14), so that the coating (16) is on the support surface side of the metal shim (12) (24) and the support structure (14) substantially, wherein the portion of the coating is between the support surface (24) of the metal shim (12) and the portion of the metal support structure (14). Located in the turbomachinery.
前記シール(10)の前記セラミック、ガラスまたはエナメルコーティング(16)が、前記第1のタービン部品の第1の側面および前記第2のタービン部品の第1の側面によって集合的に形成される前記シールスロットの第1の側面に位置する、請求項20に記載のターボ機械。   The seal wherein the ceramic, glass or enamel coating (16) of the seal (10) is collectively formed by a first side of the first turbine part and a first side of the second turbine part. The turbomachine according to claim 20, wherein the turbomachine is located on a first side of the slot. 前記金属製シム(12)が実質的に固体の金属製シム(12)であり、前記多孔性の金属製支持構造(14)が金属製メッシュ構造である、請求項20に記載のターボ機械。   The turbomachine according to claim 20, wherein the metallic shim (12) is a substantially solid metallic shim (12) and the porous metallic support structure (14) is a metallic mesh structure. 前記コーティング(16)の部分が、前記支持面(24)に対して実質的に垂直に広がる方向に、前記金属製シム(12)の前記支持面(24)と前記金属製支持構造(14)の部分との間に位置して、前記金属製支持構造(14)を介して前記コーティング(16)と前記金属製シム(12)とを機械的に連結する、請求項20に記載のターボ機械。   The support surface (24) of the metal shim (12) and the metal support structure (14) in a direction in which a portion of the coating (16) extends substantially perpendicular to the support surface (24). The turbomachine according to claim 20, wherein the turbomachine is mechanically connected between the coating (16) and the metal shim (12) via the metal support structure (14), between the metal support structure (14) and the metal shim (12). .
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