气体轴承密封件的制作方法

本主题大体上涉及气体轴承，或者更具体而言，涉及并入到用于在涡轮机中使用的密封件中的气体轴承。

背景技术：

燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流连通的风扇和芯部。此外，燃气涡轮发动机的芯部大体上包括成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段以及排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，其中一个或更多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并且在燃烧区段内焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体的流驱动涡轮区段，并且接着发送穿过排气区段例如至大气。

常规燃气涡轮发动机包括具有轴、压缩机叶轮、涡轮、联接件、密封组件，以及在给定操作条件下最佳操作所需的其它元件的转子组件。这些转子组件具有由于重力而生成恒定静力的质量，并且还由于例如在操作期间转子组件中的不平衡而生成动态力。此类燃气涡轮发动机包括轴承，以在容许转子组件的旋转的同时维持和支承这些力。

对于至少一些燃气涡轮发动机而言，这些轴承位于高压区域必须从相邻的低压区域封闭的位置。典型地，多层机械密封件提供成实现期望的密封，并且还收集/隔离轴承典型所需的一定量的油润滑。然而，此类构造可导致过度复杂的燃气涡轮发动机。因此，能够简化燃气涡轮发动机内的密封功能和轴承功能的构件将为有用的。具体而言，能够执行密封功能以及轴承/润滑功能的构件将为特别有用的。

技术实现要素：

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供一种涡轮机。涡轮机限定轴向方向和径向方向。涡轮机包括压缩机区段、涡轮区段，以及附接于压缩机区段和涡轮区段中的至少一个的一部分并且能够与其一起旋转的旋转构件。涡轮机还包括包含气体轴承的密封件，气体轴承限定沿着径向方向的内表面、高压端部以及低压端部。气体轴承支承旋转构件并且防止在旋转构件与气体轴承的内表面之间从高压端部至低压端部的气流。

在本公开的另一示例性实施例中，提供一种用于限定轴向方向和径向方向的涡轮机的密封件。涡轮机包括压缩机区段、涡轮区段，以及附接于压缩机区段和涡轮区段中的至少一个的一部分并且能够与其一起旋转的旋转构件。密封件包括限定沿着径向方向的内表面、高压端部以及低压端部的气体轴承。气体轴承支承旋转构件并且防止在旋转构件与气体轴承的内表面之间从轴承的高压端部至轴承的低压端部的气流。

技术方案1.一种涡轮机，其限定轴向方向和径向方向，所述涡轮机包括：

压缩机区段和涡轮区段；

旋转构件，其附接于所述压缩机区段和所述涡轮区段中的至少一个的一部分并且能够与其一起旋转；以及

密封件，其包括气体轴承，所述气体轴承限定沿着所述径向方向的内表面、高压端部以及低压端部，所述气体轴承支承所述旋转构件并且防止在所述旋转构件与所述气体轴承的所述内表面之间从所述高压端部至所述低压端部的气流。

技术方案2.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述高压端部沿着所述轴向方向限定在所述轴承的第一端部处，并且其中所述低压端部沿着所述轴向方向限定在所述轴承的第二端部处。

技术方案3.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述气体轴承包括轴承垫和用于支承所述轴承垫的多个支承部件，其中所述多个支承部件沿着所述轴向方向非对称地构造。

技术方案4.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述气体轴承包括轴承垫和用于完全地支承所述轴承垫的支承部件，其中所述轴承垫沿着所述轴向方向限定中心，并且其中所述支承部件沿着所述轴向方向离心定位。

技术方案5.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述气体轴承包括轴承垫，其中所述轴承垫限定多个空气分布孔，并且其中所述多个空气分布孔沿着所述轴向方向非对称地构造。

技术方案6.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述密封件还包括在所述轴承的所述高压端部处朝向所述旋转构件延伸的机械密封组件。

技术方案7.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述密封件还包括机械密封组件，其中所述机械密封组件包括在所述轴承的所述低压端部处朝向所述旋转构件延伸的第一密封部件，和在所述轴承的所述高压端部处朝向所述旋转构件延伸的第二密封部件。

技术方案8.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述密封件限定围绕所述轴承垫且在所述第一密封部件与所述第二密封部件之间的轴承腔，其中所述轴承腔限定压力，其中所述轴承腔的所述压力小于在所述轴承的所述低压端部处在所述密封件外部的压力，并且也小于在所述轴承的所述高压端部处在所述密封件外部的压力。

技术方案9.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述密封件限定围绕所述轴承垫且在所述第一密封部件与所述第二密封部件之间的轴承腔，其中所述轴承腔限定压力，其中所述轴承腔的所述压力大于在所述轴承的所述低压端部处在所述密封件外部的压力，并且也大于在所述轴承的所述高压端部处在所述密封件外部的压力。

技术方案10.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述密封件限定围绕所述轴承垫且在所述第一密封部件与所述第二密封部件之间的轴承腔，其中所述轴承腔限定压力，其中所述轴承腔的所述压力大于在所述轴承的所述低压端部处在所述密封件外部的压力，并且小于在所述轴承的所述高压端部处在所述密封件外部的压力。

技术方案11.根据技术方案7所述的涡轮机，其特征在于，所述轴承包括轴承垫，其中所述轴承垫限定关于所述旋转构件的空隙，其中所述第一密封部件限定关于所述旋转部件的空隙，其中所述第二密封部件限定关于所述旋转部件的空隙，并且其中所述轴承垫、第一密封部件以及第二密封部件关于所述旋转构件的所述空隙全部大致相等。

技术方案12.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述密封件限定用于将工作气体提供至所述轴承的气体入口，并且其中所述工作气体在大于在所述轴承的所述低压端部处在所述密封件外部的压力并且也大于在所述轴承的所述高压端部处在所述密封件外部的压力的压力处提供至所述轴承。

技术方案13.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述压缩机区段和所述涡轮区段部分地限定芯部空气流动路径，其中所述密封件沿着所述径向方向位于所述芯部空气流动路径内侧并且与其分离。

技术方案14.根据技术方案13所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机限定高压腔和低压腔，其中所述轴承的所述高压端部暴露于所述高压腔，并且其中所述轴承的所述低压端部暴露于所述低压腔。

技术方案15.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述压缩机区段和所述涡轮区段部分地限定芯部空气流动路径，其中所述密封件构造为所述涡轮机的喷嘴级的基部，所述喷嘴级还包括从所述基部延伸到所述芯部空气流动路径中并且沿着所述涡轮机的周向方向间隔的多个喷嘴。

技术方案16.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述压缩机区段包括包含一个或更多个压缩机级的压缩机，并且其中所述喷嘴级定位成邻近于所述一个或更多个压缩机级。

技术方案17.根据技术方案15所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮区段包括包含一个或更多个涡轮级的涡轮，并且其中所述喷嘴级定位成邻近于所述一个或更多个涡轮级。

技术方案18.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述气体轴承包括限定内表面的多个轴承垫，并且其中所述多个轴承垫均提供穿过所述内表面的工作气体的流，以向所述旋转构件提供低摩擦支承。

技术方案19.一种用于涡轮机的密封件，所述涡轮机限定轴向方向和径向方向并且包括压缩机区段、涡轮区段，以及附接于所述压缩机区段和所述涡轮区段中的至少一个的一部分并且能够与其一起旋转的旋转构件，所述密封件包括：

气体轴承，其限定沿着所述径向方向的内表面、高压端部以及低压端部，所述气体轴承支承所述旋转构件并且防止在所述旋转构件与所述轴承的所述内表面之间从所述轴承的所述高压端部至所述轴承的所述低压端部的气流。

技术方案20.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述高压端部沿着所述轴向方向限定在所述密封件的第一端部处，并且其中所述低压端部沿着所述轴向方向限定在所述密封件的第二端部处。

技术方案21.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述气体轴承包括轴承垫和用于支承所述轴承垫的多个支承部件，其中所述多个支承部件沿着所述轴向方向非对称地构造。

技术方案22.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述气体轴承包括轴承垫和用于完全地支承所述轴承垫的支承部件，其中所述轴承垫沿着所述轴向方向限定中心，并且其中所述支承部件沿着所述轴向方向离心定位。

技术方案23.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述气体轴承包括轴承垫，其中所述轴承垫限定多个空气分布孔，并且其中所述多个空气分布孔沿着所述轴向方向非对称地构造。

技术方案24.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述密封件还包括在所述轴承的所述高压端部处朝向所述旋转构件延伸的机械密封组件。

技术方案25.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述机械密封组件包括在所述轴承的所述低压端部处朝向所述旋转构件延伸的第一迷宫式齿密封件，和在所述轴承的所述高压端部处朝向所述旋转构件延伸的第二迷宫式齿密封件。

技术方案26.根据技术方案19所述的密封件，其特征在于，所述压缩机区段和所述涡轮区段部分地限定芯部空气流动路径，其中所述密封件构造为所述涡轮机的喷嘴级的基部，所述喷嘴级还包括从所述基部延伸到所述芯部空气流动路径中并且沿着所述涡轮机的周向方向间隔的多个喷嘴。

本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：

图1为根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图。

图2为根据本公开的示例性实施例的密封件的侧视图。

图3为图2的示例性密封件的轴向视图。

图4为沿图3中的线4-4截取的图2的示例性密封件的侧视示意性截面视图。

图5为根据本公开的另一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图6为根据本公开的又一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图7为根据本公开的再一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图8为根据本公开的又一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图9为根据本公开的再一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图10为根据本公开的又一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图11为根据本公开的再一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图12为根据本公开的又一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图13为根据本公开的再一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图14为根据本公开的又一示例性实施例的密封件的侧视示意性截面视图。

图15为根据本公开的示例性实施例的喷嘴区段的透视图。

图16为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的压缩机区段的侧视示意图。

图17为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的涡轮区段的侧视示意图。

部件列表

10涡扇喷气发动机

12纵向或轴向中心线

14风扇区段

16芯部涡轮发动机

18外壳

20入口

22低压压缩机

24高压压缩机

26燃烧区段

28高压涡轮

30低压涡轮

32喷气排气区段

34高压轴/转轴

36低压轴/转轴

38风扇

40叶片

42盘

44促动部件

46功率齿轮箱

48机舱

50风扇壳或机舱

52出口导叶

54下游区段

56旁通气流通路

58空气

60入口

62空气的第一部分

64空气的第二部分

66燃烧气体

68定子导叶

70涡轮转子叶片

72定子导叶

74涡轮转子叶片

76风扇喷嘴排气区段

78热气体路径

98密封件

100轴承组件

102中心轴线

104轴向开口

105阻尼器组件

106轴承垫

108内表面

109高压端部

110低压端部

111外壁

112气体入口

114供应通道

116柱

118垫的中心

120分布孔

122轴承区段

124第一流体阻尼器腔

126第二流体阻尼器腔

128外壁

130内壁

132外周边

134壳体的本体

136外壁的半刚性部分

138外壁的刚性部分

140内壁的半刚性部分

142内通道

144外通道

145旋转构件

146密封件的壳体

148柱塞

150通道

152支承部件

154机械密封组件

156延伸部

158密封齿

160末端

162第一迷宫式齿密封件

164第二迷宫式齿密封件

166末端

168第一空隙

170第二空隙

172轴承垫空隙

174轴承腔

176第一加压通道

178第二加压通道

180第一压力位置

182第二压力位置

184第一平台

186第二平台

188第一半径

190第二半径

192支承表面

194半径

200喷嘴级

202基部

204喷嘴

206外环

208压缩机级

210压缩机转子叶片

212压缩机转子

214旋转构件

216压缩机连接器

218风扇轴

220涡轮级

222涡轮转子叶片

224涡轮转子

226涡轮连接器

228定子导叶的级

230定子导叶

232密封件

234入口导叶。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的本实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的标号用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中使用的，用语"第一"、"第二"和"第三"可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语"上游"和"下游"是指关于流体通道中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，而"下游"是指流体流至的方向。

本公开大体上涉及密封件，其包括用于在涡轮机中使用的气体轴承。然而，气体轴承的一个特性为与飞行器发动机和其它涡轮机中的常规需油滚动元件轴承相比的、较低的负载能力。因此，本公开的发明者发现，为了维持与滚动元件轴承相同的负载，利用气体轴承的涡轮机需要利用更多的气体轴承来支承相同的轴，以使每个轴承的独立负载在包括在其中的气体轴承的可允许负载能力内。

增大气体轴承的数量的一个可能性在于增大支承的轴的轴向长度。然而，本公开的发明者发现，在不增大轴的轴向长度的情况下增大支承特定轴的气体轴承的数量可为有益的。

值得注意地，常规飞行器发动机将轴承组件与涡轮机级(像压缩机和涡轮)隔离。这至少部分是由于常规轴承系统将油用于操作(例如，用于润滑)的需求。常规轴承因此需要从发动机的其它区域密封。然而，当实施根据本文中描述的实施例中的一个或更多个的气体轴承时，轴承中的润滑流体与涡轮机的工作流体相同。本公开的发明者发现，此类轴承可因此允许创新的涡轮机架构。

具体而言，本公开的发明者发现，在某些实施例中，气体轴承可集成到涡轮机级的级间位置中，作用为支承构件的气体轴承并且作用为密封此类位置的密封件。因此，该集成可允许包括气体轴承的密封件的利用，而不影响被支承的轴的轴向长度和作为整体的涡轮机。

现在参照附图，其中相同数字在整个附图中表示相同元件，图1为根据本公开的示例性实施例的涡轮机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例而言，涡轮机构造为燃气涡轮发动机，更精确地说构造为高旁通涡扇喷气发动机12，其在本文中被称为“涡扇发动机12”。如图1中示出的，涡扇发动机12限定轴向方向a1(平行于出于参考提供的纵向中心线13延伸)、径向方向r1，以及绕着轴向方向a1延伸的周向方向(未示出)。大体上，涡扇12包括风扇区段14以及设置在风扇区段14下游的芯部涡轮发动机16。

描绘的示例性芯部涡轮发动机16大体上包括大致管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围并且芯部涡轮发动机16包括成串流关系的包括增压器或低压(lp)压缩机22和高压(hp)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(hp)涡轮28和低压(lp)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(hp)轴或转轴34将hp涡轮28传动地连接于hp压缩机24。低压(lp)轴或转轴36将lp涡轮30传动地连接于lp压缩机22。因此，lp轴36和hp轴34均为旋转构件，其在涡扇发动机12的操作期间绕着轴向方向a1旋转。

仍然参照图1的实施例，风扇区段14包括可变节距风扇38，其具有以间隔开的方式联接于盘42的多个风扇叶片40。如描绘的，风扇叶片40大体上沿着径向方向r从盘42向外延伸。各个风扇叶片40能够借助风扇叶片40操作性地联接于适合的节距变化机构44绕着节距轴线p关于盘42旋转，适合的节距变化机构44构造成一致地共同地改变风扇叶片40的节距。风扇叶片40、盘42以及节距变化机构44能够由横跨功率齿轮箱46的lp轴36绕着纵向轴线12一起旋转。功率齿轮箱46包括多个齿轮，用于将风扇38关于lp轴36的旋转速度调节成更有效的旋转风扇速度。更具体而言，风扇区段包括能够由横跨功率齿轮箱46的lp轴36旋转的风扇轴。因此，风扇轴也可认为是旋转构件，并且类似地由一个或更多个轴承支承。

仍然参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转前毂48覆盖，可旋转前毂48空气动力学地定轮廓成促进气流穿过多个风扇叶片40。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其沿周向包绕风扇38和/或芯部涡轮发动机16的至少一部分。示例性机舱50由多个周向间隔的出口导叶52关于芯部涡轮发动机16支承。此外，机舱50的下游区段54在芯部涡轮发动机16的外部分之上延伸，以便在其间限定旁通气流通路56。

在涡扇发动机12的操作期间，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关联入口60进入涡扇12。在一定量的空气58横跨风扇叶片40经过时，如由箭头62指示的空气58的第一部分指引或发送到旁通气流通路56中，并且如由箭头64指示的空气58的第二部分指引或发送到芯部空气流动路径37中，或更具体而言，到lp压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常被称为旁通比。空气的第二部分64的压力接着在其发送穿过高压(hp)压缩机24并且到燃烧区段26中时增加，其中空气的第二部分64与燃料混合并且焚烧以提供燃烧气体66。

燃烧气体66发送穿过hp涡轮28，其中来自燃烧气体66的热和/或动能的一部分经由hp涡轮定子导叶68(联接于外壳18)和hp涡轮转子叶片70(联接于hp轴或转轴34)的连续级抽取，因此引起hp轴或转轴34旋转，由此支持hp压缩机24的操作。燃烧气体66接着发送穿过lp涡轮30，其中热和动能的第二部分经由lp涡轮定子导叶72(联接于外壳18)和lp涡轮转子叶片74(联接于lp轴或转轴36)的连续级从燃烧气体66抽取，因此引起lp轴或转轴36旋转，由此支持lp压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

燃烧气体66随后发送穿过芯部涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，空气的第一部分62的压力在空气的第一部分62在其从涡扇12的风扇喷嘴排气区段76排出之前发送穿过旁通气流通路56时显著地增大，也提供推进推力。hp涡轮28、lp涡轮30以及喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，用于将燃烧气体66发送穿过芯部涡轮发动机16。

然而，应当认识到的是，图1中描绘的示例性涡扇发动机12仅经由实例提供，并且在其它示例性实施例中，涡扇发动机12可具有任何其它适合的构造。还应当认识到的是，在再一些示例性实施例中，本公开的方面可并入到任何其它适合的燃气涡轮发动机中。例如，在其它示例性实施例中，本公开的方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机或涡轮喷气发动机中。此外，在再一些实施例中，本公开的方面可并入到包括而不限于蒸汽涡轮、离心式压缩机和/或涡轮增压器的任何其它适合的涡轮机中。

现在参照图2至图4，描绘了根据本公开的示例性实施例的密封件98。具体而言，图2提供根据本公开的示例性实施例的密封件98的侧视图；图3提供图2的示例性密封件98的轴向视图；并且图4提供沿图3中的线4-4截取的图2的示例性密封件98的示意性截面视图。在某些示例性实施例中，示例性密封件98可并入到以上参照图1描述的示例性涡扇发动机12中。

如示出的，示例性密封件98大体上包括轴承100，描绘的示例性轴承100大体上限定轴向方向a2(以及大体上沿着轴向方向a2延伸的中心轴线102)、径向方向r2以及周向方向c2(图3)。轴承100限定轴向开口104并且构造成在轴线开口104内支承例如涡扇发动机12的旋转构件145(见图4)。轴承100大体上包括均限定用于支承旋转构件145的内表面108的一个或更多个轴承垫106，以及附接于轴承垫106或者与其集成形成的一个或更多个阻尼器组件105。此外，示例性密封件98包括包绕轴承100的外壁111、附接于轴承100的阻尼器组件105或者与其集成形成的外壁。

轴承100构造为“气体”轴承，或无油/少油轴承，并且因此轴承100大体上构造成在操作期间向一个或更多个轴承垫106的内表面108提供工作气体(例如，空气、压缩空气以及燃烧气体等)的流，以产生与旋转构件145的分离并且提供用于支承此类旋转构件145的低摩擦器件(未描绘)。

密封件98大体上包括沿着轴向方向a2的第一端部，和沿着轴向方向a2的第二相对端部。此外，如将在下面更详细地论述的，描绘的示例性轴承100限定在密封件98的第一端部近侧的高压端部109和在密封件98的第二端部近侧的低压端部110。还如描绘的，密封件98包括沿着轴向方向a2的第一端部处的气体入口112，和从气体入口112延伸至柱116的供应通道114(图4)。柱116构造成向轴承垫106提供来自供应通道114的工作气体的流，如将在下面更详细地论述的。

此外，对于描绘的示例性实施例而言，柱116构造为大致完全地支承轴承垫106的支承部件。具体而言，如描绘的，柱116朝向轴承垫106延伸并且支承轴承垫106。此外，对于描绘的实施例而言，柱116近似位于轴承垫106的中心处。更具体而言，描绘的轴承垫106沿着轴向方向a2以及沿着周向方向c2限定中心118，并且柱116在轴承垫106的中心118近侧至少部分地附接于轴承垫106或者与其集成形成。然而，在其它实施例中，柱116可替代地与轴承垫106偏离中心定位(见例如图5)。

在某些实施例中，轴承垫106可构造成使工作气体分散和/或扩散，以在轴承100的操作期间支承和/或润滑旋转构件145。以此类方式，轴承100可提供流体静力加压顺从轴承垫106。例如，描绘的示例性轴承垫106包括多个气体分布孔120，其横跨轴承垫106设置，以在轴向开口104内提供均匀分布的压力场，用于支承和/或润滑旋转部件145。

描绘的示例性多个气体分布孔120沿轴向方向a2大致均匀地间隔。然而，如将在下面论述的，在其它实施例中，多个气体分布孔120可以以其它适合的方式布置。此外，在某些实施例中，多个气体分布孔120可大体上具有在大约2密耳(大约50微米)与大约100密耳(大约2540微米)之间的，以及更具体而言在大约5密耳(大约127微米)与大约20密耳(大约508微米)之间的范围中的直径。作为备选，或者此外，在一些实施例中，各个轴承垫106可具有足够高的气体渗透性，以容许从柱116接收的工作气体在轴向开口104内生成足够的压力，以提供旋转构件145的支承和/或润滑。

此外，如描绘的，轴承100包括沿着轴承100的周向方向c2间隔的多个区段122。各个区段122可大体上包括轴承垫106(例如，以上面描述的相同方式构造)和阻尼器组件105。因此，如可在例如图3中最清楚地看见的，轴承100包括沿着周向方向c2大致均匀间隔的多个轴承垫106。轴承垫106中的各个限定相应的内表面108，多个轴承垫106的内表面108一起限定沿着周向方向c2的基本上环形的支承表面和沿着轴向方向a2(见例如图4)的线性支承表面，用于支承旋转构件145。

轴承垫106可由适合于耐受轴承100的工作条件的任何材料制作。此外，在一些实施例中，轴承垫106可由具有足够低的孔隙度的材料制作，以防止在例如涡轮机的操作期间在轴承垫106与旋转构件145之间产生的薄气膜中的不稳定性。例如，在一些实施例中，轴承垫106可由如碳石墨的多孔碳、烧结多孔陶瓷以及如钴、镍或铁基合金的烧结多孔金属制作。

此外，在一些实施例中，各个区段122的轴承垫106和阻尼器组件105可由单个连续的材料集成地形成。例如，在一些实施例中，轴承垫106中的各个可与轴承100的相应区段122的阻尼器组件105集成地形成，使得相应区段122的轴承垫106和阻尼器组件105制作成形成单个集成部分。此外，在某些实施例中，形成两个或更多个区段122的多个轴承垫106和阻尼器组件105可集成地形成，或者更进一步，形成轴承100的多个轴承垫106和相应的阻尼器组件105中的各个可集成地形成。

轴承垫106和阻尼器组件105可经由适合于便于形成下面描绘和描述的集成部分的任何技术制作。例如，在一些实施例中，轴承垫106和阻尼器组件105可使用添加制造过程(也称为快速原型、快速制造以及3d印刷)制作，如选择性激光烧结(sls)、直接金属激光烧结(dmls)、电子束熔化(ebm)、扩散粘结，或选择性热烧结(shs)。然而，应当认识到的是，在其它实施例中，包括轴承垫106和相应的阻尼器组件105的轴承100区段122中的一个或更多个可由单个连续的材料集成地形成，并且以任何其它适合的方式(如，通过机械紧固器件)连结于单独形成的相邻轴承100区段122。

具体参照图4，如上面提到的，轴承100区段122中的各个包括阻尼器组件105。更具体而言，对于描绘的实施例而言，阻尼器组件105至少部分地限定第一流体阻尼器腔124和第二流体阻尼器腔126。第一流体阻尼器腔124定位成邻近于轴承垫106，并且第二流体阻尼器腔126与第一流体阻尼器腔124间隔，或者更具体而言，沿着径向方向r2与第一流体阻尼器腔124间隔。

对于描绘的实施例而言，用于各个轴承100区段122的阻尼器组件105大体上包括第一外壁128和第二内壁130。对于描绘的实施例而言，内壁130和外壁128分别构造为蛇形内壁130和蛇形外壁128(即，沿多种方向延伸的壁)。例如，轴承垫106大体上限定外周边132。蛇形外壁128在轴承垫106的外周边132近侧(更精确地说，在轴承垫106的外周边132处)附接于轴承垫106或者与其集成形成，大体上沿着轴向方向a2朝向轴承垫106的中心118延伸，并且随后沿着轴向方向a2远离轴承垫106的中心118向后延伸，与密封件98的壳体113的本体134连接。类似地，对于描绘的实施例而言，内壁130在轴承垫106的中心118近侧(更精确地说，在轴承垫106的中心118处)附接于轴承垫106或者与其集成形成，大体上沿着径向方向r2远离轴承垫106延伸，并且随后沿着轴向方向a2远离轴承垫106的中心118延伸，也与壳体113的本体134连接。

此外，如示意性地描绘的，外壁128大体上包括半刚性部分136和刚性部分138，并且类似地，内壁130包括半刚性部分140。如描绘的，外壁128至少部分地限定第一流体阻尼器腔124并且至少部分地限定第二流体阻尼器腔126。此外，轴承垫106至少部分地限定第一流体阻尼器腔124，并且内壁130至少部分地限定第二流体阻尼器腔126。更具体而言，对于描绘的实施例而言，外壁128的半刚性部分136和轴承垫106一起限定第一流体阻尼器腔124，并且外壁128的刚性部分138和内壁130的半刚性部分140一起限定第二流体阻尼器腔126。

应当认识到的是，如本文中使用的，用语“半刚性”和“刚性”为相对用语。因此，描述为半刚性的轴承100的构件可构造成在描述为刚性的轴承100的构件之前弯曲、挠曲或屈服。此外，描述为“半刚性”的轴承100的构件在本文中是指构造成在轴承100的正常操作期间弯曲、挠曲或屈服，同时招致很少或没有损坏的构件。

此外，对于描绘的实施例而言，第一流体阻尼器腔124通过柱116的一部分与第二流体阻尼器腔126流连通。具体而言，描绘的示例性柱116构造为由内壁130的一部分和外壁128的一部分形成的双壁柱116。因此，柱116由外壁128的刚性部分138和内壁130的半刚性部分140支承在径向外端部处。此外，在径向内端部处，由内壁130形成的柱116的部分附接于轴承垫106(更精确地说，与轴承垫106集成形成)，并且由外壁128形成的柱116的部分通过外壁128的半刚性部分136附接于轴承垫106。

此外，内壁130限定用于向轴承垫106提供工作气体的内通道142，并且外壁128和内壁130一起限定外通道144。如将认识到的，对于描绘的实施例而言，外通道144与内通道142同心，并且限定围绕内通道142的大致环形的形状。此外，对于描绘的实施例而言，外通道144构造为空隙间隙，使得第一流体阻尼器腔124和第二流体阻尼器腔126通过外通道144限制性流连通。

此外，第一流体阻尼器腔124、第二阻尼器腔126以及外通道144全部密封在一起，并且一起限定固定的体积。在操作期间，第一流体阻尼器腔124和第二阻尼器腔126以及外通道144均完全填充有阻尼流体。阻尼流体可为例如油，如传热油，或者作为备选可为任何其它适合的流体，如任何适合的不可压缩液体。轴承100构造成响应于作用在轴承垫106上的力，将阻尼器流体从第一流体阻尼器腔124传递穿过外通道144/间隙空隙，并且传递至第二流体阻尼器腔126。

当力作用在轴承垫106上时，如当由轴承100支承的旋转构件145大体上沿着径向方向r2压在轴承垫106上时，形成阻尼器组件105的壳体113的部分允许轴承垫106沿着径向方向r2移动，吸收此类力。更具体而言，在支承轴承垫106的柱116向上(或沿径向向外)移动时，外壁128的半刚性部分136部分地变形(减小了第一流体阻尼器腔124的体积)，第一流体阻尼器腔124内的阻尼流体的一部分被迫穿过柱116的外通道144(构造为空隙间隙)，并且流动到第二流体阻尼器腔126中。同时，外壁128的刚性部分138保持大致静止，并且内壁130的半刚性部分140部分地变形，以增大第二流体阻尼器腔126的体积，并且从第一流体阻尼器腔124接受通过柱116的外通道144提供的阻尼流体的部分。此类移动吸收施加在轴承垫106上的力，并且阻尼此类移动。例如，外通道144/空隙间隙的相对紧密的空隙抵抗轴承垫106沿着径向方向r2的相对快速的移动。在缺少施加在轴承垫106上的力的情况下，传递至第二流体阻尼器腔126的阻尼流体可沿流动方向倒退，并且通过柱116的外通道144向后流动至第一流体阻尼器腔124。

此外，一旦安装在燃气涡轮发动机中，则密封件98(包括轴承100)可用于在第一端部(和轴承100的高压端部109)与第二端部(和轴承100的低压端部110)之间、在旋转构件145与轴承100的内表面108之间附加地提供大致气密的密封。然而，顾名思义，密封件98的第一端部(和轴承100的高压端部109)处的空气压力可大于密封件98的第二端部(和轴承100的低压端部110)处的空气压力。当该压差大于某一阈值时，压差可使均匀支承的轴承垫106(如图4中描绘的轴承垫)关于轴向方向a2倾斜，并且在轴承100的低压端部110处潜在地摩擦抵靠旋转构件145。因此，在某些实施例中，对于密封件98而言可为有益的是，包括用于抵消从密封件98的高压端部109至密封件98的低压端部110的压差的一个或更多个特征。

例如，现在参照图5，描绘了根据本公开的另一示例性实施例的密封件98。密封件98可以以与以上参照图4描述的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。因此，密封件98大体上限定沿着轴向方向a2的第一端部和沿着轴向方向a2的第二端部。密封件98还包括轴承100，其中轴承100限定密封件98的第一端部处的高压端部109和密封件98的第二端部的低压端部110。如将认识到的，一旦安装在燃气涡轮发动机中，轴承100的高压端部109将暴露于大于低压端部110将暴露于其的压力的压力。

轴承100包括轴承垫106以及阻尼器组件105。轴承垫106限定内表面108并且包括横跨轴承垫106设置的多个气体分布孔120，以在轴向开口104内提供均匀分布的压力场，用于支承和/或润滑旋转构件145。

此外，阻尼器组件105包括支承部件，其对于描绘的实施例而言构造为柱116，柱116朝向轴承垫106延伸用于大致完全地支承轴承垫106。然而，对于描绘的实施例而言，柱116不沿着轴向方向a2位于轴承垫106的中心118处，并且替代地沿着轴向方向a2偏离中心定位。更具体而言，对于描绘的实施例而言，柱116沿着轴向方向a2定位成比轴承100的低压端部110更接近轴承100的高压端部109。此类构造可允许密封件98的轴承100适应高压端部109与低压端部110之间的压差。更具体而言，通过使柱116偏离中心/更接近轴承100的高压端部109定位，与在低压端部110处相比，柱116可在高压端部109处提供更大的支承。此类构造可确保在燃气涡轮发动机的操作期间，轴承垫106不朝向旋转构件145倾斜并且在低压端部110处潜在地摩擦抵靠旋转构件145。

然而，应当认识到的是，在其它示例性实施例中，包括轴承100的密封件98可具有用于执行密封和润滑功能的任何其它适合的构造，并且还可具有用于适应密封件98的轴承100的高压端部109与密封件98的轴承100的低压端部110之间的压差的任何其它适合的构造。

例如，现在参照图6，提供了根据本公开的另一示例性实施例的密封件98。图6的示例性密封件98可以以与以上描述的示例性密封件98相似的方式构造，并且因此相似数字可指相似部分。

例如，描绘的示例性密封件98限定沿着轴向方向a2的第一端部和沿着轴向方向a2的第二端部。此外，示例性密封件98包括具有轴承垫106和阻尼器组件105的轴承100。轴承100附加地限定高压端部109和低压端部110。然而，对于描绘的实施例而言，阻尼器组件105不包括集成在其中的支承部件，并且替代地，轴承100包括在轴承100的高压端部109近侧和在轴承100的低压端部110近侧布置的多个附加的单独的支承部件152。阻尼器组件105可用于阻尼轴承垫106关于密封件98的本体部分的移动，然而支承部件105可用于沿着径向方向r支承作用在密封件98的轴承垫106上的力。

具体而言，描绘的示例性密封件98的轴承100的阻尼器组件105大体上包括壳体146，其至少部分地限定第一流体阻尼器腔124和第二流体阻尼器腔126。第一流体阻尼器腔124沿着径向方向r2与第二流体阻尼器腔126间隔。此外，阻尼器组件105包括柱147，其延伸至轴承垫106用于在操作期间向轴承垫106提供工作气体流。柱147还包括暴露于第一流体阻尼器腔124和第二流体阻尼器腔126的柱塞148。第一流体阻尼器腔124通过通道150与第二流体阻尼器腔126流体连通，通道150限定在柱塞148的外端部与密封件98的壳体146之间。通道150构造为空隙间隙，以抵抗第一流体阻尼器腔124和第二流体阻尼腔126之间的流体传递，提供阻尼功能。

仍参照图6，描绘的示例性密封件98还构造用于抵消轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差。具体而言，对于描绘的实施例而言，轴承垫106包括沿着轴承垫106的内表面108布置的多个气体分布孔120。然而，对于描绘的实施例而言，多个气体分布孔120沿着轴向方向a2非对称地构造。具体而言，对于描绘的实施例而言，多个气体分布孔120沿着轴向方向a2非对称地构造，以在内表面108的低压半部(沿着轴向方向a2从轴承垫106的中心118至轴承100的低压端部110限定)处提供更大量的工作气体，与在内表面108的高压半部(沿着轴向方向a2从轴承垫106的中心118至轴承100的高压端部109限定)处提供的工作气体的量相比。特别是对于描绘的实施例而言，轴承100包括轴承垫106的低压半部上的更大量的气体分布孔120，与轴承垫106的高压半部上的气体分布孔120的数量相比。然而，在其它实施例中，此外或作为备选，轴承垫106可限定轴承垫106的低压半部上的更大的气体分布孔120，与轴承垫106的高压半部上的气体分布孔120的大小相比。

分布在轴承垫106的低压半部处的增大量的工作气体可在操作期间在轴承100的低压端部110处沿着径向方向r2提供增大的阻力。因此，轴承100的高压端部109与低压端部110之间的压差可由非对称分布的气体分布孔120抵消，以防止轴承垫106朝向旋转构件145倾斜并且/或者在低压端部110处摩擦抵靠旋转构件145。

然而，在其它实施例中，压差可以以任何其它适合的方式抵消。例如，现在参照图7，提供根据再一示例性实施例的密封件98。图7的示例性密封件98可以以与图6的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。例如，如描绘的，密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106、阻尼器组件105以及多个支承部件152。在某些实施例中，支承部件152中的一个或更多个可构造为独立式弹簧，或者作为备选可为集成到轴承100的壳体中的弹簧部分。

为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，轴承100的多个支承部件152沿着轴向方向a2非对称地构造。具体而言，密封件98包括在轴承100的高压端部109近侧的更多的支承(即，更大的阻力和刚度)，与在轴承100的低压端部110近侧提供的支承的量相比。与轴承100的低压端部110相比在轴承100的高压端部109处提供的附加的支承的量可由在操作期间轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的预期的压差驱使。例如，对于某些实施例而言，轴承100可包括高压端部109处的至少大约10%的附加支承(例如，阻力和刚度)，与在低压端部110处相比。然而，在其它实施例中，轴承100还可包括轴承100的高压端部109处的至少大约15%的附加支承、至少大约25%的附加支承或至少大约50%的附加支承，与轴承100的低压端部110相比。在轴承100的高压端部109处提供的附加支承可允许密封件98适应密封件98的第一端部/轴承100的高压端部109与密封件98的第二端部/轴承100的低压端部110之间的压差。

此外，在再一些示例性实施例中，压差可以以任何其它适合的方式抵消。例如，现在参照图8，提供根据又一示例性实施例的密封件98。图8的示例性密封件98可以以与图6的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。

密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106、阻尼器组件105以及多个支承部件152。为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，密封件98还包括附接于轴承100的轴承垫106或与其集成形成的机械密封组件154。描绘的示例性机械密封组件154包括延伸部156，延伸部156在密封件98的高压端部109处附接于轴承垫106或与其集成形成，并且大体上远离轴承垫106沿着轴向方向a2延伸。描绘的示例性机械密封组件154还包括密封齿158，其大体上朝向密封件98的中心轴线和朝向旋转部件145从延伸部156沿着径向方向r2延伸。尽管未描绘，但密封齿158可附加地沿着密封件98的周向方向c2大致连续地延伸。密封齿158包括末端160，其对于描绘的实施例而言，沿着径向方向r2定位成比轴承垫106的内表面108更接近旋转部件145。密封齿158可与旋转构件145形成部分密封。因此，密封齿158可防护轴承100的轴承垫106免于轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，使得压差的影响最小化。

此外，仍在其它示例性实施例中，机械密封组件154可以以任何其它适合的方式构造。例如，现在参照图9，提供根据又一示例性实施例的密封件98。图9的示例性密封件98可以以与图2至图4的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。

密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106和阻尼器组件105。为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，密封件98还包括附接于密封件98的壳体113或与其集成形成的示例性机械密封组件154。描绘的示例性机械密封组件154包括多个迷宫式齿密封件。具体而言，机械密封组件154包括第一密封部件和第二密封部件。对于描绘的实施例而言，第一密封部件构造为在低压端部110处附接于壳体113或与其集成形成的第一迷宫式齿密封件162，并且第二密封部件构造为在高压端部109处附接于壳体113或与其集成形成的第二迷宫式齿密封件164。第一迷宫式齿密封件162和第二迷宫式齿密封件164大体上朝向旋转构件145和朝向密封件98的中心轴线沿着径向方向r2延伸。

对于描绘的实施例而言，第一迷宫式齿密封件162和第二迷宫式齿密封件164均限定径向内末端166。迷宫式齿密封件附加地限定关于旋转构件145的空隙。具体而言，第一迷宫式齿密封件162沿着径向方向r2限定关于旋转构件145的第一空隙168，并且第二迷宫式齿密封件164沿着径向方向r2限定关于旋转构件145的第二空隙170。对于描绘的示例性实施例而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168等于第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170。值得注意地，对于描绘的实施例而言，轴承垫106在内表面108与旋转构件145之间沿着径向方向r2附加地限定轴承垫空隙172。对于描绘的实施例而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168等于轴承垫106的轴承垫空隙172，其因此也等于第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170。

值得注意地，密封件98附加地限定轴承腔174和一个或更多个加压通道。轴承腔174围绕轴承垫106限定在第一迷宫式齿密封件154和第二迷宫式齿密封件156之间。此外，描绘的加压通道包括第一加压通道176和第二加压通道178。第一加压通道176延伸穿过密封件98的壳体113，并且与轴承腔174气流连通，并且位于低压端部110近侧。第二加压通道178也延伸穿过密封件98的壳体113，并且与轴承腔174气流连通，并且位于高压端部109近侧。

在描绘的示例性密封件98的操作期间，示例性密封件98限定轴承腔174中的压力pa、在低压端部110处的密封件98外部的位置(即，第一压力位置180)处的压力pb，以及在高压端部109处的密封件外部的位置(即，第二压力位置182)处的压力pc。此外，提供至轴承100的工作气体限定压力pd。如描绘的，工作气体通过由密封件98限定的气体入口112提供至轴承100。密封件98作用为第一压力位置180与第二压力位置182之间、轴承垫106与旋转构件145之间的密封件。轴承腔174通过第一加压通道176和第二加压通道178维持在压力pa处，第一加压通道176和第二加压通道178可与维持在压力pa处的燃气涡轮发动机内的位置气流连通。值得注意地，为了维持穿过轴承100的期望的气流，提供至轴承100的工作气体的压力pd可大于轴承腔174的压力pa。此外，对于描绘的实施例而言，第二压力位置182的压力pc大于第一压力位置180的压力pb。包括机械密封组件允许轴承腔174的压力pa小于第一压力位置180的压力pb和第二压力位置182的压力pc。最后，提供至轴承100的工作气体的压力pd可等于或大于第二压力位置182的压力pc。总而言之，描绘的压力可限定以下量级顺序：pa<pb<pc≤pd。

应当认识到的是，在某些示例性实施例中，如将在下面更详细地论述的，图9的示例性密封件98可并入到燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段内的喷嘴级中(见图14至图16)。例如，在某些示例性实施例中，密封件98可并入到压缩机的压缩机导叶级(如hp压缩机的第三级压缩机导叶)中。关于此类示例性实施例，压力pc,pd可等于压缩机的第三级压力，压力pb可等于压缩机的第二级压力，并且压力pa可等于压缩机的第一级压力。

然而，在其它示例性实施例中，以上参照图9描述的密封件98可限定任何其它适合的气流构造。例如，现在参照图10，提供根据又一示例性实施例的密封件98。图10的示例性密封件98以与图9的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。例如，示例性密封件98限定第一压力位置180处的压力pb和第二压力位置182处的压力pc。然而，对于描绘的实施例而言，示例性密封件98的轴承腔174限定压力pd，并且工作气体在压力pe处提供至轴承100。提供至轴承100的工作气体的压力pe可大于由轴承腔174限定的压力pd，使得密封件98限定穿过轴承100的压力变化。值得注意地，轴承腔174通过加压通道176,178维持在压力pd处，加压通道176,178在压力pd处将气流提供至轴承腔174。压力pe,pd可大于压力pb,pc，使得穿过轴承100和至轴承腔174的气流在旋转构件145与第一迷宫齿密封件154和第二迷宫齿密封件156之间泄漏出至第一压力位置180和第二压力位置182。总而言之，描绘的压力可限定以下量级顺序：pb<pc<pd<pe。

如同图9的示例性实施例一样，图10中描绘的示例性密封件98可集成到燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段内的喷嘴级中(见图14至图16)。例如，在某些示例性实施例中，密封件98可并入到压缩机的压缩机导叶级(如第三级压缩机导叶)中。关于此类示例性实施例，压力pb可等于压缩机的第二级压力，压力pc可等于压缩机的第三级压力，压力pd可等于压缩机的第四级压力，并且压力pe可等于压缩机的第五级压力。

现在参照图11，提供根据本公开的再一示例性实施例的密封件98。图11的示例性密封件98可以以与图9的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。

例如，密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106和阻尼器组件105。为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，密封件98还包括附接于密封件98的壳体113或与其集成形成的示例性机械密封组件154。描绘的示例性机械密封组件154包括多个迷宫式齿密封件。具体而言，机械密封组件154包括在低压端部110处附接于壳体113或与其集成形成的第一迷宫式齿密封件162，和在高压端部109处附接于壳体113或与其集成形成的第二迷宫式齿密封件164。第一迷宫式齿密封件162和第二迷宫式齿密封件164大体上朝向旋转构件145和朝向密封件98的中心轴线沿着径向方向r2延伸。

值得注意地，密封件98将轴承腔174围绕轴承垫106附加地限定在第一迷宫式齿密封件154和第二迷宫式齿密封件156之间。然而，对于描绘的实施例而言，密封件98的壳体113不限定任何加压通道。因此，在描绘的示例性密封件98的操作期间，示例性密封件98限定第一压力位置180处的压力pa、第二压力位置182处的压力pc以及轴承腔174内的压力pb。此外，提供至轴承100的工作气体限定压力pd。密封件98作用为第一压力位置180与第二压力位置182之间的密封件98。轴承腔174维持在压力pb处，其可小于第二压力位置182处的压力pc并且大于第一压力位置180处的压力pa。穿过轴承100和在轴承腔174内的气流可在第一迷宫式齿密封件162与旋转构件145之间泄漏至第一压力位置180。总而言之，描绘的压力可限定以下量级顺序：pa<pb<pc<pd。

如同上面的实施例一样，图11的示例性密封件98可并入到燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或涡轮区段内的喷嘴级中(见图14至图16)。例如，在某些示例性实施例中，密封件98可并入到压缩机的压缩机导叶级(如第三级压缩机导叶)中。关于此类示例性实施例，压力pd可等于压缩机的第四级压力，压力pc可等于压缩机的第三级压力，并且压力pa可等于压缩机的第二级压力。

现在参照图12，提供根据本公开的又一示例性实施例的密封件98。图12的示例性密封件98可以以与图9的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。

例如，密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106和阻尼器组件105。为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，密封件98还包括附接于密封件98的壳体113或与其集成形成的示例性机械密封组件154。描绘的示例性机械密封组件154包括多个迷宫式齿密封件。具体而言，机械密封组件154包括在低压端部110处附接于壳体113或与其集成形成的第一迷宫式齿密封件162，和在高压端部109处附接于壳体113或与其集成形成的第二迷宫式齿密封件164。第一迷宫式齿密封件154和第二迷宫式齿密封件156大体上朝向旋转构件145和朝向密封件98的中心轴线沿着径向方向r2延伸。

对于描绘的实施例而言，第一迷宫式齿密封件154和第二迷宫式齿密封件156均限定径向内末端166。迷宫式齿密封件附加地限定关于旋转构件145的空隙。具体而言，第一迷宫式齿密封件162沿着径向方向r2限定关于旋转构件145的第一空隙168，并且第二迷宫式齿密封件164沿着径向方向r2限定关于旋转构件145的第二空隙170。对于描绘的示例性实施例而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168不同于第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170。更具体而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168大于第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170。值得注意地，对于描绘的实施例而言，轴承垫106在内表面108与旋转构件145之间沿着径向方向r2附加地限定轴承垫空隙172。对于描绘的实施例而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168大于轴承垫106的轴承垫空隙172，其大于第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170。此类构造可防止来自轴承100的高压端部109的高压气流在轴承垫106与旋转构件145之间抛出，产生非合乎需要的量的倾斜或其它非对称。

现在参照图13，提供根据本公开的再一示例性实施例的密封件98。图13的示例性密封件98可以以与图9的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。

例如，密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106和阻尼器组件105。为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，密封件98还包括附接于密封件98的壳体113或与其集成形成的示例性机械密封组件154。描绘的示例性机械密封组件154包括多个迷宫式齿密封件。具体而言，机械密封组件154包括在低压端部110处附接于壳体113或与其集成形成的第一迷宫式齿密封件162，和在高压端部109处附接于壳体113或与其集成形成的第二迷宫式齿密封件164。第一迷宫式齿密封件154和第二迷宫式齿密封件156大体上朝向旋转构件145和朝向密封件98的中心轴线沿着径向方向r2延伸。

对于描绘的实施例而言，第一迷宫式齿密封件154和第二迷宫式齿密封件156附加地限定关于旋转构件145的空隙。具体而言，第一迷宫式齿密封件162沿着径向方向r2限定关于旋转构件145的第一空隙168，并且第二迷宫式齿密封件164沿着径向方向r2限定关于旋转构件145的第二空隙170。对于描绘的示例性实施例而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168等于第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170。值得注意地，对于描绘的实施例而言，轴承垫106在内表面108与旋转构件145之间沿着径向方向r2附加地限定轴承垫空隙172。对于描绘的实施例而言，第一迷宫式齿密封件162的第一空隙168和第二迷宫式齿密封件164的第二空隙170大致等于轴承垫106的轴承垫空隙172。

然而，对于描绘的实施例而言，旋转构件145包括用于密封件162,164的平台(land)，其定位在不同径向位置处。具体而言，旋转构件145限定用于与第一迷宫式齿密封件162对接的第一平台184，和用于与第二迷宫式齿密封件164对接的第二平台186。旋转构件145的第一平台184沿着径向方向r2限定第一半径188，并且类似地，旋转构件145的第二平台186沿着径向方向r2限定第二半径190。对于描绘的实施例而言，第一平台184的第一半径188大于第二平台186的第二半径190。

此外，对于描绘的实施例而言，旋转构件145包括位于构造成由轴承100支承的轴承100的轴承垫106内侧的支承表面192。支承表面192沿着径向方向r2附加地限定半径194。对于描绘的实施例而言，第一平台184的第一半径188大于支承表面192的半径194，并且进一步对于描绘的实施例而言，第二平台186的第二半径190小于支承表面192的半径194。此类构造可确保，如果轴承腔174外部(例如，在第一压力位置180处或在第二压力位置182处)的空气压力大于轴承腔174内的空气压力，则相应的迷宫式齿密封件162,164与旋转构件145的平台184,186之间的此类气流不在轴承垫106与旋转构件的支承表面192之间直接地流动，这可另外在轴承垫106的一侧上增大轴承垫106与旋转构件145的支承表面192之间的间隙。

应当认识到的是，对于本文中的论述而言，关于例如半径、空隙等的“大于”和“小于”的使用可指相对于较小测量结果至少大约百分之五(5％)不同的相对测量结果。例如，在某些实施例中，此类相对用语的使用可指相对于较小测量结果至少大约百分之十(10％)不同、至少大约百分之十五(15％)不同或至少大约百分之二十(20％)不同的测量结果。

现在参照图14，提供根据本公开的又一示例性实施例的密封件98。图14的示例性密封件98可以以与图9的示例性密封件98大致相同的方式构造，并且因此相同或相似数字可指相同或相似部分。

例如，密封件98包括限定高压端部109和低压端部110的轴承100。轴承100附加地包括轴承垫106和阻尼器组件105。为了适应轴承100的高压端部109与轴承100的低压端部110之间的压差，密封件98还包括附接于密封件98的壳体113或与其集成形成的示例性机械密封组件154。

然而，对于描绘的示例性实施例而言，示例性机械密封组件154包括附接于壳体113或与其集成形成的一个或更多个密封垫。此外，对于描绘的实施例而言，旋转构件145包括多个迷宫式齿密封件，并且一个或更多个密封垫构造成与多个迷宫式齿密封件形成密封。具体而言，机械密封组件154包括在低压端部110处附接于壳体113或与其集成形成的第一密封垫196，和在高压端部109处附接于壳体113或与其集成形成的第二密封垫197。第一密封垫196和第二密封垫197大体上沿着轴向方向a2延伸。此外，旋转构件包括在与第一密封垫196互补的位置处附接于旋转构件145或与其集成形成的第一迷宫式齿密封件198，和在与第二密封垫197互补的位置处附接于旋转构件145或与其集成形成的第二迷宫式齿密封件199。第一密封垫196和第一迷宫式齿密封件198可一起允许轴承腔174维持在不同于第一压力位置180处的压力的压力处，并且类似地，第二密封垫197和第二迷宫式齿密封件199可一起允许轴承腔174维持在不同于第二压力位置182处的压力的压力处。

根据本公开的一个或更多个实施例的密封件98可允许密封件98执行支承和/或润滑旋转构件145(作为“轴承”)以及从低压端部110封闭高压端部109(作为“密封”)的双重功能。具体而言，根据本公开的一个或更多个实施例的密封件98可允许密封件98从低压端部110封闭高压端部109，同时适应其间的压差。包括根据一个或更多个以上实施例的密封件98可导致用于燃气涡轮发动机的较不复杂设计。

此外，如在下面更详细地论述的，根据本公开的示例性实施例的密封件98可并入到例如以上参照图1描述的示例性涡扇发动机12中。此外，根据本公开的示例性实施例的密封件98可与另一构件组合，并且并入到例如以上参照图1描述的示例性涡扇发动机12中。例如，现在参照图14，根据本公开的示例性实施例的密封件98描绘成集成到喷嘴级200(如涡轮喷嘴级或压缩机喷嘴级)中。描绘的示例性喷嘴级200包括基部202、多个喷嘴204以及外环206。多个喷嘴204从基部202延伸至外环206并且沿着周向方向(未示出)间隔。如在下面更详细地论述的，多个喷嘴204可在安装在燃气涡轮发动机中时，定位在燃气涡轮发动机的芯部空气流动路径37中(见图15和图16)。

基部202包括集成在其中的密封件98。密封件98可以以与以上参照图2至图13描述的示例性密封件98中的一个或更多个相同的方式构造，并且因此相同数字可指相同部分或构件。例如，集成到基部202中的密封件98包括限定内表面108的轴承100。如在下面更详细地论述的，集成到描绘的喷嘴级200的基部202中的密封件98可用作用于旋转构件214的轴承100以及用于旋转构件214的密封件98两者。

现在参照图15，提供了包括根据本公开的示例性实施例的一个或更多个密封件98的燃气涡轮发动机的压缩机区段的示意性侧视图。图15中描绘的示例性压缩机区段可以以与以上参照图1描述的示例性涡扇发动机12的压缩机区段大致相同的方式构造。因此，相同或相似数字可指相同或相似部分。

如示出的，压缩机区段大体上包括压缩机，其具有一个或更多个压缩机级208并且至少部分地限定芯部空气流动路径37。更具体而言，对于描绘的实施例而言，压缩机为具有三个压缩机级208的低压(lp)压缩机22。各个压缩机级208包括多个压缩机转子叶片210，其在芯部空气流动路径37内沿着周向方向c1(即，绕着轴向方向a1延伸的方向；未示出)间隔。此外，压缩机转子叶片210中的各个沿着径向方向r1在内端部处附接于相应的压缩机转子212。

涡扇发动机12在压缩机区段内附加地包括附接于压缩机区段的一部分并且能够与其一起旋转的旋转构件214。旋转构件214附接压缩机转子212的各种级，并且在操作期间驱动/旋转lp压缩机22。更具体而言，旋转构件214包括轴，对于描绘的实施例而言，该轴构造为lp轴36，和多个压缩机连接器216，其在各种压缩机级208之间延伸并且连接各种压缩机级208。值得注意地，lp轴36还通过功率齿轮箱46连接于位于涡扇发动机12的风扇区段14内的风扇轴218。如同以上描述的lp压缩机22一样，图15中描绘的lp压缩机22可渐进地压缩穿过芯部空气流动路径37的一部分的气流。

对于描绘的实施例而言，包括lp轴36和压缩机连接器216的压缩机区段的旋转构件214由根据本公开的示例性实施例的一个或更多个密封件98支承。具体而言，描绘的示例性压缩机区段包括第一密封件98a，其沿着径向方向r1位于芯部空气流动路径37内侧并且与芯部空气流动路径37分离。第一密封件98a刚性地附接于压缩机区段的静止构件215，并且直接地支承旋转构件214，或更具体地，lp轴36。值得注意地，压缩机区段限定第一(低压)空气腔234和第二(高压)空气腔236。第二空气腔236可限定比第一空气腔234更高的压力。因此，暴露于第二空气腔236的第一密封件98的轴承100的一部分可为轴承100的高压端部109，并且暴露于第一空气腔234的第一密封件98的轴承100的一部分可为轴承100的低压端部110。例如，在某些实施例中，第二空气腔236可构造成将加压的冷却空气的流提供至燃气涡轮发动机的某些下游位置。

仍参照图15，描绘的示例性压缩机区段附加地包括集成到喷嘴级200中的根据本公开的示例性实施例的一个或更多个密封件98。具体而言，描绘的示例性压缩机区段包括两个喷嘴级200，各个喷嘴级200位于lp压缩机22的两个连续压缩机级208之间。此外，两个喷嘴级200中的各个支承旋转构件214，更精确地说，支承旋转构件214的压缩机连接器216，其连接lp压缩机22的两个压缩机级208，各个相应的喷嘴级200位于两个压缩机级208之间。

图15中描绘的各个喷嘴级200可以以类似于以上参照图14描述的示例性喷嘴级200的方式构造。例如，描绘的各个喷嘴级200大体上包括基部202、多个喷嘴204以及外环206。此外，多个喷嘴204沿着周向方向c1间隔，并且从基部202延伸穿过芯部空气流动路径37至外环206。关于此类构造，多个喷嘴204还可被称为压缩机定子导叶。

此外，基部202包括具有并入在其中的轴承100的密封件98(也见图14)。例如，如以上论述的，包括在基部202内的密封件98的轴承100可具有限定内表面108的多个轴承垫106，用于支承旋转构件214(也见图14)。在操作期间，气体轴承100可提供穿过内表面108的工作气体的流，以向旋转构件214提供低摩擦支承。更具体而言，喷嘴级200可构造成使得内表面108定位为成与旋转构件214的紧密空隙关系，使得提供穿过内表面108的气流在内表面108与旋转构件214之间产生薄流体膜。

此外，对于描绘的示例性密封件98中的各个而言，工作气体提供穿过内表面108，以在操作期间支承旋转构件214。关于此类构造，防止气流在旋转构件214与轴承100的内表面108之间从密封件98的高压端部109流动至密封件98的低压端部110。

具体参照并入在喷嘴级200中的密封件98，防止来自芯部空气流动路径37的气流在旋转构件214与轴承100的内表面108之间从密封件98的高压端部109流动至密封件98的低压端部110。更具体而言，如应当认识到的，在压缩机区段内，下游位置处的气流大体上限定比上游位置处的气流更高的压力。因此，下游空气可试图围绕喷嘴级200的密封件98(即，在密封件98与旋转构件214之间)从各个高压端部109至相应的低压端部110向上游流动。此类流可降低lp压缩机22的效率。然而，假定集成在喷嘴级200中的密封件98构造成使得气体轴承100中的各个的内表面108定位为成与旋转构件214的紧密空隙关系，并且进一步假定工作气体的流在操作期间提供穿过气体轴承100的内表面108(工作气体的流被迫从气体轴承100的内表面108与旋转构件214之间向外)，防止芯部空气流动路径37中的气流在旋转构件214与轴承100的内表面108之间从各个高压端部109流动至相应的低压端部110。

现在参照图16，提供了根据本公开的示例性实施例的包括一个或更多个喷嘴级200的燃气涡轮发动机的涡轮区段的示意性侧视图。图16中描绘的示例性涡轮区段可以以与以上参照图1描述的示例性涡扇发动机12的涡轮区段大致相同的方式构造。因此，相同或相似数字可指相同或相似部分。

类似于以上参照图15描述的示例性压缩机区段，描绘的示例性涡轮区段大体上包括具有一个或更多个涡轮级220的涡轮。涡轮区段至少部分地限定芯部空气流动路径37，并且还限定轴向方向a1、径向方向r1以及周向方向c1(即，绕着轴向方向a1延伸的方向；未描绘)。更具体而言，对于描绘的实施例而言，涡轮为具有至少七个涡轮级220的低压(lp)涡轮30。然而，在其它实施例中，lp涡轮30可具有任何其它适合数量的涡轮级220。各个涡轮级220包括多个涡轮转子叶片222，其在芯部空气流动路径37中沿着周向方向c1间隔。此外，涡轮转子叶片222中的各个附接于相应的涡轮转子224。燃气涡轮发动机还在涡轮区段内包括附接于涡轮区段的一部分并且能够与其一起旋转的旋转构件214。更具体而言，旋转构件214通过涡轮连接器226附接涡轮转子224的各种级，并且将从气流抽取的旋转能量通过lp涡轮30给予至输出轴，对于描绘的实施例而言，该输出轴构造为lp轴36。在某些实施例中，lp轴36可将lp涡轮30连接于例如以上参照图15描述的lp压缩机22。

此外，如同以上参照图15描述的示例性压缩机区段一样，对于描绘的示例性lp涡轮30而言，包括lp轴36和涡轮连接器226的旋转构件214由根据本公开的示例性实施例的一个或更多个密封件98支承。具体而言，描绘的示例性涡轮区段包括三个密封件98，各个密封件98集成到相应的喷嘴级200中。描绘的示例性喷嘴级200均位于lp涡轮30的两个连续的涡轮级220之间。

值得注意地，描绘的示例性涡轮区段附加地包括涡轮定子导叶230的多个级228，其定位在不包括涡轮喷嘴级200的连续涡轮级220之间。旋转构件214和涡轮定子导叶230的各个级228一起包括多个密封件98,232，用于防止相对高压力处的空气围绕定子导叶230的径向内端部向下游流动至芯部空气流动路径37中的较低压力位置。

仍参照图16，具有集成在其中的示例性密封件98的描绘的各个喷嘴级200也可以以类似于以上参照图14描述的示例性喷嘴级200的方式构造。因此，描绘的各个喷嘴级200也可构造用于支承旋转构件214，并且防止在旋转构件214与密封件98的轴承100的内表面108之间，从密封件98的轴承100的高压端部109至密封件98的轴承100的低压端部110的气流(也见图14)。关于此类构造，图16中描绘的示例性喷嘴级200可用作用于支承旋转构件214的轴承100和喷嘴级200与旋转构件214之间的密封件98两者。

在某些示例性实施例中，燃气涡轮发动机可包括类似于图15中描绘的示例性压缩机区段的压缩机区段，和类似于图16中描绘的示例性涡轮区段的涡轮区段。因此，关于此类构造，旋转构件214可由位于压缩机区段内的多个喷嘴级200和位于涡轮区段内的多个喷嘴级200支承。例如，将lp涡轮30传动地连接于lp压缩机22的lp轴36可由lp压缩机22内的一个或更多个喷嘴级200和lp涡轮30内的一个或更多个喷嘴级200支承。旋转构件214可以以此类方式完全地支承。

然而，应当认识到的是，在其它实施例中，燃气涡轮发动机可以以任何其它适合的方式构造。例如，在其它实施例中，除了本文中描述的一个或更多个喷嘴级200之外，可使用一个或更多个油润滑轴承100。此外，或者作为备选，燃气涡轮发动机可包括不集成到喷嘴级200中的一个或更多个气体轴承100，其用于进一步支承燃气涡轮发动机的旋转构件214。此外，在再一些实施例中，压缩机区段和/或涡轮区段可包括任何适合数量的喷嘴级200，并且不限于并入在本文中描述的示例性压缩机和涡轮区段中的大量喷嘴级200。

该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。