[發(fā)明專利]渦輪機(jī)葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310065320.0
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103291373A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.T.博伊爾;T.R.蒂普頓
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);傅永霄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明及相應(yīng)專利大體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，確切地說，涉及一種帶有渦輪機(jī)葉片的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，所述渦輪機(jī)葉片具有帶芯腔（core?cavity）的翼片，所述芯腔具有圍繞平臺的波狀轉(zhuǎn)彎，以減小其中的由熱膨脹引起的應(yīng)力。

背景技術(shù)

已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)通常包括多排周向隔開的噴嘴和葉片。渦輪機(jī)葉片通常包括具有壓力側(cè)和吸入側(cè)的翼片，并且所述翼片從平臺上徑向向上延伸。空心柄部分可以從所述平臺徑向向下延伸，并且可以包括鳩尾榫等部件以將渦輪機(jī)葉片緊固到渦輪機(jī)葉輪上。所述平臺大體上界定了流經(jīng)氣體通路的熱燃燒氣體的內(nèi)部邊界。因此，平臺上的熱燃燒氣體以及機(jī)械負(fù)載可能使所述平臺成為應(yīng)力高度集中的區(qū)域。

具體而言，在翼片和平臺的交叉處經(jīng)常存在大量的熱誘導(dǎo)應(yīng)變。這種熱誘導(dǎo)應(yīng)變可能是由翼片和平臺之間的溫差所引起的。所述熱誘導(dǎo)應(yīng)變可能與該區(qū)域的幾何不連續(xù)性結(jié)合起來，從而形成了具有非常高應(yīng)力的區(qū)域，該區(qū)域可能會縮短部件壽命。迄今為止，人們已試圖通過使葉根轉(zhuǎn)彎（root?turn）、內(nèi)部肋狀物（internal?rib）等幾何不連續(xù)形狀遠(yuǎn)離交叉處來解決這些問題。此外，人們還嘗試了對交叉處周圍的溫度進(jìn)行控制。然而，溫度控制通常需要額外的冷卻流，從而損害了總體的發(fā)動機(jī)效率。因此，這些已知的冷卻布置的制造可能比較困難并且昂貴，而且可能需要使用大量的空氣或其他類型的冷卻流。

因此，需要一種用于與燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)一起使用的改進(jìn)的渦輪機(jī)葉片。優(yōu)選地，這種渦輪機(jī)葉片可以減小翼片與平臺的交叉處的應(yīng)力，而無需大量的制造以及運(yùn)行成本，并且無需損失大量的冷卻介質(zhì)，就能提供高效的運(yùn)行以及延長的部件壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明及相應(yīng)專利在此提供一種渦輪機(jī)葉片。所述渦輪機(jī)葉片可以包括平臺、在其交叉處從所述平臺延伸的翼片，以及在所述平臺和所述翼片內(nèi)延伸的芯腔。所述芯腔可以包括圍繞交叉處的波狀轉(zhuǎn)彎，以降低其中的熱應(yīng)力。

本發(fā)明及相應(yīng)專利進(jìn)一步提供了一種渦輪機(jī)葉片。所述渦輪機(jī)葉片可以包括平臺、在其交叉處從所述平臺延伸的翼片，以及在所述平臺和所述翼片內(nèi)延伸的后緣芯腔。后緣芯腔可以包括帶有圍繞交叉處的波狀轉(zhuǎn)彎的冷卻導(dǎo)管，以降低其中的熱應(yīng)力。

本發(fā)明及相應(yīng)專利進(jìn)一步提供了一種渦輪機(jī)葉片。所述渦輪機(jī)葉片可以包括平臺、在其交叉處從所述平臺延伸的翼片、在所述平臺和所述翼片內(nèi)延伸的后緣芯腔，以及流經(jīng)其中的冷卻介質(zhì)。后緣芯腔可以包括圍繞交叉處的波狀轉(zhuǎn)彎，所述波狀轉(zhuǎn)彎具有厚度減小的區(qū)域，以降低其中的熱應(yīng)力。

通過結(jié)合若干附圖和所附權(quán)利要求書來閱讀以下詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚地了解本發(fā)明及相應(yīng)專利的這些和其他特征以及改進(jìn)。

附圖說明

圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的示意圖，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)具有壓縮機(jī)、燃燒室和渦輪機(jī)。

圖2是已知渦輪機(jī)葉片的透視圖。

圖3是本發(fā)明中所描述的渦輪機(jī)葉片的核心主體的平面?zhèn)纫晥D。

圖4是本發(fā)明中所描述的后緣芯腔的展開圖。

圖5是圖4的后緣芯腔的一部分的截面圖。

圖6是圖4的后緣芯腔的一部分的進(jìn)一步的截面圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參閱附圖，在附圖中，相同數(shù)字指示各個(gè)視圖中的相同元件，圖1所示為本發(fā)明中可能使用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10的示意圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10可以包括壓縮機(jī)15。壓縮機(jī)15對進(jìn)入空氣流20進(jìn)行壓縮。壓縮機(jī)15將經(jīng)壓縮的空氣流20輸送到燃燒室25。燃燒室25將經(jīng)壓縮的空氣流20與增壓的燃料流30混合，然后點(diǎn)燃所述混合物以產(chǎn)生燃燒氣體流35。盡管只圖示了單個(gè)燃燒室25，但燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10可以包括任何數(shù)量的燃燒室25。燃燒氣體流35隨后輸送到渦輪機(jī)40。燃燒氣體流35驅(qū)動渦輪機(jī)40，從而產(chǎn)生機(jī)械功。在渦輪機(jī)40中產(chǎn)生的機(jī)械功經(jīng)由軸45驅(qū)動壓縮機(jī)15，以及諸如發(fā)電機(jī)等外部負(fù)載50。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10可以使用天然氣、各種類型的合成氣，和/或其他類型的燃料。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10可以為位于美國紐約州斯卡奈塔第（Schenectady,New?York）的通用電氣公司（General?ElectricCompany）所提供的多種不同燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中的任意一種，包括但不限于，7或9系列重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)以及同類燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10可以具有不同配置，并且可以使用其他類型的部件。本發(fā)明中還可以使用其他類型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。本發(fā)明中也可以同時(shí)使用多個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)、其他類型的渦輪機(jī)以及其他類型的發(fā)電設(shè)備。