[發明專利]渦輪發動機的旋轉部件

有效

• 申請號: 201210029301.8
• 申請日: 2012-02-02
• 公開（公告）號: CN102628375A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: P·K·馬萊亞;S·德瓦拉詹;A·K·霍薩爾;Y·A·庫馬
• 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: 李強;曹若

技術領域

本發明涉及一種渦輪發動機的旋轉部件，確切地說，涉及一種具有鋸痕(saw?cut)設計以提高耐久性的葉輪。

背景技術

燃氣渦輪發動機中，將高能高溫流體提供給渦輪機，在渦輪機中，流體膨脹以產生機械能和電能。圍繞公共旋轉軸旋轉的各種旋轉部件可促進此流體膨脹。

例如，旋轉部件包括圍繞旋轉軸旋轉的葉輪，所述葉輪的表面上具有葉輪輪葉。葉輪輪葉引導二次流從渦輪機外直徑流到渦輪機內直徑。然而，在渦輪機瞬態運作期間，葉輪輪葉處于使其受熱和冷卻均相對較快的暴露條件下。這會在葉輪上造成較高的熱梯度，從而導致在葉輪的內直徑處形成較高的熱應力(包括啟動期間受到的壓應力以及關機期間受到的張應力)。速度和燃氣負荷所造成的這些機械應力以及熱應力會在常見位置相互作用，而且會造成損壞，從而減少葉輪的疲勞壽命。

發明內容

根據本發明的一方面，提供一種渦輪發動機的旋轉部件，且所述旋轉部件包括：具有獲得流體流供應的表面的輪；以及多片葉輪輪葉，其形成多個槽，所述流體流可沿著所述槽從輪表面的外直徑流到內直徑，所述多片葉輪輪葉中的至少一片輪葉包括徑向向內的輪葉表面，所述輪葉表面經成形以界定一個缺口部分。

所述輪葉表面包括相對平坦的周向表面。所述周向表面包括第一表面、第二表面，以及位于所述第一表面與所述第二表面之間的肩狀表面，所述第一表面水平，且所述第二表面傾斜。與所述第一表面相比，所述第二表面更長且更接近所述輪表面；所述肩狀表面有角或彎曲。；所述缺口部分軸向接近于所述輪表面。

根據本發明的另一方面，提供一種渦輪發動機的旋轉部件，且所述旋轉部件包括：可圍繞旋轉軸旋轉的輪，其具有獲得流體流供應的表面；以及多片葉輪輪葉，其從輪表面軸向伸出，以在所述多片葉輪輪葉中的相鄰輪葉之間形成多個槽，所述流體流沿著所述槽從所述輪表面的外直徑流到內直徑，所述多片葉輪輪葉中的至少一片輪葉包括內直徑部分，在所述內直徑部分處，輪葉表面徑向向內，所述輪葉表面經成形經界定缺口部分。

所述輪的中心區域處設有孔，且所述輪包括設置成圍繞所述孔的曲面。所述相應內直徑部分接近于所述孔，從而在所述相應輪葉表面與所述曲面之間形成彎曲接口。所述輪葉表面包括相對平坦的周向表面；所述周向表面包括第一表面、第二表面，以及位于所述第一表面與所述第二表面之間的肩狀表面。所述第一表面水平，且所述第二表面傾斜；與所述第一表面相比，所述第二表面更長且更接近所述輪表面；所述肩狀表面有角或彎曲。所述缺口部分軸向接近于所述輪表面。

根據本發明的又一方面，提供一種形成渦輪發動機的旋轉部件的方法，且所述方法包括：制作具有獲得流體流供應的表面的輪；以及在輪表面上形成多個槽，二次流沿著所述槽從所述輪表面的外直徑流到內直徑；以及在多片葉輪輪葉中的至少一片輪葉的徑向向內輪葉表面加工出缺口部分。

所述加工步驟包括加工出接近于所述輪表面的所述缺口部分。

通過以下說明并結合附圖可以更加清楚地了解到這些以及其他優點和特征。

附圖說明

本說明書中的權利要求書詳細指出并明確主張了本發明。通過以下說明并結合附圖可以清楚地了解本發明的上述及其他特征和優點，其中：

圖1為渦輪發動機的葉輪的透視圖；

圖2為圖1所示葉輪的徑向向內區域的放大透視圖；以及

圖3為圖2所示的徑向向內區域的側視圖。

具體實施方式部分參考附圖以實例的方式解釋本發明的各實施例及優點和特征。

元件符號列表：