[發明專利]具有凹槽尖端和致密的氧化物彌散強化層的渦輪機葉片

有效

• 申請號: 201880035823.4
• 申請日: 2018-05-01
• 公開（公告）號: CN110662884B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 譚國汶;李經邦;王理申;蕭行健
• 申請（專利權）人: 西門子能源全球兩合公司
• 主分類號: F01D5/20
• 分類號: F01D5/20;F01D5/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張小文;王麗輝

一種用于渦輪發動機的葉片（10），該葉片（10）包括內部冷卻系統（56），該內部冷卻系統由定位在大致長型的翼面（12）內的至少一個腔（58）形成。凹槽尖端（36）和至少一個致密的氧化物彌散強化層（38）從葉片（10）的徑向外尖端帽（70）徑向地延伸，該尖端帽（70）具有尖端帽上表面（50）。

技術領域

本發明涉及用于燃氣渦輪機的渦輪機葉片（blade，或為動葉片），且更具體地，涉及凹槽尖端（squealer tip）和致密的氧化物彌散強化層。

背景技術

在工業燃氣渦輪發動機中，產生了熱壓縮氣體。熱氣流通過渦輪機并膨脹，以產生用于驅動發電機的機械功，以用于發電。渦輪機一般包括多級定子輪葉（stator vane）和轉子葉片（rotor blade），以將來自熱氣流的能量轉換成驅動發動機的轉子軸的機械能。渦輪機入口溫度受渦輪機部件的材料性能和冷卻能力的限制。

燃燒系統從壓縮機接收空氣，并通過混入燃料并燃燒混合物而將空氣提高到高能級，此后燃燒器的產物膨脹通過渦輪機。

燃氣渦輪機正變得更大、更高效且更穩健。正生產大型葉片和靜葉片（vane），尤其是在發動機系統的熱區段中。結果，渦輪機葉片必須由能夠承受這樣的高溫的材料制成。

渦輪機葉片由聯接到轉子盤的根部部分和形成葉片的長型部分形成，該長型部分從在渦輪機葉片的相對端處聯接到根部部分的平臺向外延伸。葉片通常由與根部區段相對的尖端、前緣和后緣組成。在操作期間，能夠在渦輪機葉片的尖端上發生流體尖端流泄漏，這降低了渦輪機的工作效率。

發明內容

在本發明的一個方面中，一種用于渦輪發動機的葉片包括：大致長型的翼面、凹槽尖端以及至少一個致密的氧化物彌散強化層，所述大致長型的翼面包括：連接壓力側和吸力側的前緣、后緣；徑向外尖端帽，其具有在翼面的尖端端部處的尖端帽上表面；根部，其聯接到長型的翼面且大致與尖端端部相對，該根部支撐葉片并且用于將葉片聯接到盤；以及內部冷卻系統，其由定位在大致長型的翼面內的至少一個腔形成；所述凹槽葉頂從尖端帽上表面徑向地延伸并且包括至少第一尖端帽肋和第二尖端帽肋；所述至少一個致密的氧化物彌散強化層沉積在尖端帽上表面上并且從尖端帽上表面徑向向外地延伸。

在本發明的另一個方面中，一種用于渦輪發動機的葉片包括：大致長型的翼面、凹槽尖端，所述大致長型的翼面包括：連接壓力側和吸力側前緣、后緣；徑向外尖端帽，其具有在翼面的尖端端部處的尖端帽上表面；根部，其聯接到長型的翼面且大致與尖端端部相對，該根部支撐葉片并且用于將葉片聯接到盤；以及內部冷卻系統，其由定位在大致長型的翼面內的至少一個腔形成；所述凹槽葉頂從尖端帽上表面徑向地延伸并且包括至少第一尖端帽肋和第二尖端帽肋，其中，凹槽尖端是沉積在尖端帽上表面上并且從尖端帽上表面徑向向外地延伸的至少一個致密的氧化物彌散強化層。

參考以下附圖、描述和權利要求書，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得被更好地理解。

附圖說明

借助于諸圖更詳細地示出了本發明。附圖示出了優選配置，并且不限制本發明的范圍。

圖1是具有一排渦輪機葉片的燃氣渦輪發動機的軸向橫截面視圖，本發明的實施例可以被包含到所述一排渦輪機葉片中；

圖2是葉片和凹槽尖端的現有技術配置的局部橫截面視圖；

圖3是根據本發明的示例性實施例的具有凹槽尖端和至少一個致密的氧化物彌散強化（ODS）層的渦輪機葉片的局部橫截面視圖；

圖4是根據本發明的示例性實施例的具有凹槽尖端和至少一個致密的氧化物彌散強化（ODS）層的渦輪機葉片的局部橫截面視圖；

圖5是根據本發明的示例性實施例的具有凹槽尖端和至少一個致密的氧化物彌散強化（ODS）層的渦輪機葉片的局部橫截面視圖；