[發(fā)明專利]渦輪葉片裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380060713.0
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN104822902A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·J·法爾德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索拉透平公司
• 主分類號(hào): F01D5/14
• 分類號(hào): F01D5/14;F01D5/30
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(GTE)的渦輪葉片裝置，更具體地，涉及一種在所述渦輪葉片的凹部中具有可變半徑圓角的渦輪葉片裝置。

背景技術(shù)

GTE通過從燃料在壓縮空氣流中燃燒產(chǎn)生的熱氣體流中提取能量而產(chǎn)生動(dòng)力。一般來說，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有聯(lián)接到下游渦輪機(jī)的上游空氣壓縮機(jī)，所述上游空氣壓縮機(jī)與所述下游渦輪機(jī)之間具有燃燒室(“燃燒器”)。當(dāng)壓縮空氣和燃料的混合物在燃燒器中燃燒時(shí)釋放能量。所產(chǎn)生的熱氣體被導(dǎo)引到渦輪機(jī)的葉片上，從而使渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。

GTE的渦輪葉片和其它部件在運(yùn)行期間受到高溫和高局部應(yīng)力。經(jīng)受這些高溫和高應(yīng)力的部件可能會(huì)發(fā)生機(jī)械故障，要么由于塑性變形使得部件橫截面變小從而發(fā)生部件斷裂，要么在裂紋產(chǎn)生和傳播的地方破裂直到部件損壞。對(duì)于渦輪葉片，高局部應(yīng)力可能導(dǎo)致平臺(tái)裂紋和故障。

國際公開案第WO?2011/085721?A2號(hào)(“’721公開案”)描述了一種渦輪機(jī)葉片。具體來說，’721公開案公開了一種燃?xì)鉁u輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片在至少一個(gè)平臺(tái)突出端附近具有可變過渡半徑。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，公開了一種渦輪葉片。所述渦輪葉片可以包括平臺(tái)，從平臺(tái)的一側(cè)延伸的翼面，及從平臺(tái)的另一側(cè)延伸的頸部，其中所述頸部包括前支壁和后支壁。所述渦輪葉片可以進(jìn)一步包括從頸部延伸的根部，由多個(gè)壁限定且位于前支壁與后支壁之間的凹部，及可變半徑圓角。所述可變半徑圓角可以設(shè)置在所述凹部內(nèi)，且在前支壁與后支壁之間延伸，其中可變半徑圓角的半徑從前支壁向后支壁增大。

另一方面，公開了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括被配置成壓縮氣流的壓縮機(jī)系統(tǒng)，被配置成燃燒空氣和燃料的混合物以產(chǎn)生熱氣流的燃燒器系統(tǒng)，及被配置成利用熱氣流產(chǎn)生動(dòng)力的渦輪機(jī)系統(tǒng)。所述渦輪機(jī)系統(tǒng)可以包括多個(gè)渦輪葉片，所述渦輪葉片包括平臺(tái)，從平臺(tái)的一側(cè)延伸的翼面，及從平臺(tái)的另一側(cè)延伸的頸部，其中所述頸部包括前支壁和后支壁。所述渦輪葉片可以進(jìn)一步包括從頸部延伸的根部，由多個(gè)壁限定且位于前支壁與后支壁之間的凹部，及可變半徑圓角。所述可變半徑圓角可以設(shè)置在所述凹部內(nèi)，且在前支壁與后支壁之間延伸，其中可變半徑圓角的半徑從前支壁向后支壁增大。

再一方面，公開了一種渦輪葉片，且所述渦輪葉片可以包括平臺(tái)，從平臺(tái)的一側(cè)延伸的翼面，及從平臺(tái)的另一側(cè)延伸的頸部，其中所述頸部包括前支壁和后支壁。所述渦輪葉片可以進(jìn)一步包括從頸部延伸的根部，由多個(gè)壁限定且位于前支壁與后支壁之間的凹部，及由材料形成且設(shè)置在凹部內(nèi)的可變半徑圓角。所述可變半徑圓角可以在前支壁與后支壁之間延伸，形成所述可變半徑圓角的材料的量可以在鄰近后支壁處比在鄰近前支壁處更多。

附圖說明

圖1是示例性公開的GTE的說明；

圖2是GTE的示例性渦輪葉片的第一透視圖；

圖3是圖2的渦輪葉片的第二透視圖；

圖4是圖2的渦輪葉片的側(cè)視圖；

圖5是沿著圖4的線5-5的第一局部橫截面視圖；

圖6是沿著圖4的線6-6的第二局部橫截面視圖；及

圖7是GTE的渦輪葉片的另一實(shí)施例的透視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了示例性的GTE?100。GTE?100除其它的系統(tǒng)之外可以具有：壓縮機(jī)系統(tǒng)10，燃燒器系統(tǒng)20；渦輪機(jī)系統(tǒng)70；及沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸線98布置的排氣系統(tǒng)90。壓縮機(jī)系統(tǒng)10壓縮空氣并將壓縮空氣遞送到燃燒器系統(tǒng)20的罩殼。然后壓縮空氣從罩殼被導(dǎo)引進(jìn)燃燒器50中。液體或氣體燃料可以通過燃料噴射器30被導(dǎo)引進(jìn)燃燒器50中。燃料在燃燒器50中燃燒以產(chǎn)生處于高壓和高溫狀態(tài)下的燃燒氣體。這些燃燒氣體用來在渦輪機(jī)系統(tǒng)70中產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。渦輪機(jī)系統(tǒng)70可以進(jìn)一步包括作為一系列渦輪轉(zhuǎn)子的一部分的多個(gè)渦輪葉片72。另外，渦輪機(jī)系統(tǒng)70可以包括作為一系列渦輪定子(未示出)的一部分的多個(gè)渦輪噴嘴。渦輪葉片72、轉(zhuǎn)子、噴嘴和定子可以包括在一系列渦輪級(jí)中，例如第一級(jí)73、第二級(jí)74和第三級(jí)75。雖然圖1僅示出了三個(gè)級(jí)73、74、75，但更多或更少的渦輪級(jí)可以構(gòu)成渦輪機(jī)系統(tǒng)70的一部分。在運(yùn)行中，渦輪機(jī)系統(tǒng)70從燃燒氣體中獲取能量，并通過排氣系統(tǒng)90導(dǎo)引廢氣。