[發明專利]用于渦輪發動機的轉子葉片

無效

• 申請號: 201010200444.1
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101988392A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: M·R·皮爾薩爾;B·D·波特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本申請一般地涉及與渦輪轉子葉片的設計和操作相關的裝置、方法和/或系統。更具體地說，但不作為限制，本申請涉及與渦輪葉片末梢護罩相關的裝置、方法和/或系統，該護罩具有阻尼特征和其它特征。

背景技術

在燃氣渦輪發動機中，眾所周知的是使用壓縮機中加壓的空氣來燃燒燃燒器中的燃料，以產生熱的燃燒氣體的流，由此此類氣體流向下游穿過一個或多個渦輪，從而可從中提取能量。根據這種渦輪，若干排周向間隔開的渦輪轉子葉片通常從支撐轉子盤徑向向外地延伸。各個葉片典型地包括鳩尾榫以及翼型件，鳩尾榫容許葉片在相應的轉子盤的鳩尾槽中的組裝和拆卸，翼型件從鳩尾榫中徑向向外地延伸，并與穿過發動機的工作流體的流動相互作用。翼型件具有通常凹入的壓力側和通常凸起的吸力側，壓力側和吸力側軸向地在相應的前緣和后緣之間、且徑向地在根部和末梢之間延伸。將會懂得，葉片末梢對于徑向外渦輪護罩緊密地間隔開，用于最小化二者之間在渦輪葉片之間向下游流動的燃燒氣體。

如本領域中的普通技術人員將會懂得的，由于在發動機運行期間的各種刺激源，所以轉子葉片常處于振動或共振的狀態。振動源通常包括旋轉的不平衡、定子葉片刺激、不穩定的壓力擾動和燃燒聲學音調。合成振動通常導致高循環疲勞損壞的增加，其典型地縮短了轉子葉片的壽命，并且當疲勞在運行期間導致葉片故障的情況下可能對渦輪發動機造成災難性的損傷。振動的大小至少部分地與引入到系統中的阻尼數量相關。引入的阻尼越大，振動響應越低，并且渦輪系統變得越可靠。因此，對用于阻尼并從而減少渦輪發動機的轉子葉片在運行期間所經歷的振動的改進的裝置、系統和方法存在持續性的需求。

發明內容

本申請因而描述了一種末梢護罩，其包括多個阻尼片，各個阻尼片包括基本非徑向對準的表面，其構造成與相鄰的轉子葉片的末梢護罩發生接觸。至少一個阻尼片包括前緣阻尼片，并且至少一個阻尼片包括后緣阻尼片；而且前緣阻尼片與后緣阻尼片相對應。

本申請進一步描述了一種用于渦輪轉子葉片的末梢護罩，其包括多個阻尼片，各個阻尼片包括基本非徑向對準的接觸面，接觸面構造成與相鄰的轉子葉片的末梢護罩發生接觸。至少一個阻尼片可包括前緣阻尼片，并且至少一個阻尼片可包括后緣阻尼片。前緣阻尼片和后緣阻尼片可構造成使得當具有相同設計的末梢護罩的一組轉子葉片安裝在渦輪發動機的轉子盤中時，第一轉子葉片的前緣阻尼片與直接領先第一轉子葉片的第二轉子葉片的后緣阻尼片相接合，并且第一轉子葉片的后緣阻尼片與直接尾隨第一轉子葉片的第三轉子葉片的前緣阻尼片相接合。前緣阻尼片的徑向位置可偏離后緣阻尼片的徑向位置，使得在渦輪發動機的運行期間在前緣阻尼片的基本非徑向對準的接觸面和后緣阻尼片的基本非徑向對準的接觸面之間保持所需的接觸水平。

當結合附圖和所附權利要求書查看以下優選實施例的詳細說明后，本申請的這些以及其它特征將變得明顯。

附圖說明

通過結合附圖仔細地研究以下本發明的示例性實施例的更詳細的描述，將更完整地理解和領會本發明的這些特征和其它特征，其中：

圖1是其中可使用本發明的實施例的示例性燃氣渦輪發動機的示意圖；

圖2是圖1的燃氣渦輪發動機中的壓縮機的截面圖；

圖3是圖1的燃氣渦輪發動機中的渦輪的截面圖；

圖4是示例性燃氣渦輪發動機轉子葉片的透視圖，其具有傳統設計的末梢護罩；

圖5是一系列安裝好的渦輪葉片的外側圖，其具有傳統設計的末梢護罩；

圖6是具有根據本申請的一個示例性實施例的末梢護罩和阻尼片的渦輪發動機轉子葉片的前緣的透視圖；

圖7是具有根據本申請的一個示例性實施例的末梢護罩和相應阻尼片的圖6的渦輪發動機轉子葉片的后緣的透視圖；

圖8是渦輪發動機轉子葉片的前緣的透視圖，其具有根據本申請的一個示例性實施例的末梢護罩，并且更具體地，具有用于根據本申請的阻尼片的可能的成角度構造；

部件列表

50燃氣渦輪發動機；52壓縮機；54渦輪；56燃燒器；60壓縮機轉子葉片；62壓縮機定子葉片；66渦輪轉子葉片；68渦輪定子葉片；100末梢掩蔽的渦輪轉子葉片；101鳩尾榫；102翼型件；103平臺；104末梢護罩；106密封軌道；107切割齒；108接觸面；200末梢護罩；202徑向對準的接觸面；204阻尼片

具體實施方式