[發明專利]渦輪葉片及相應的維修方法

有效

• 申請號: 201880052894.5
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN111315962B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: A.阿克圖爾克;T.海恩茲;K.莫罕;D.蒙克;J.L.羅德里格斯
• 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
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;劉茜

一種渦輪葉片末梢（30）包括末梢蓋（32），其設置在葉片翼型件（10）之上，并且具有壓力側邊緣（44）和吸力側邊緣（46）。凹口（50）由與所述末梢蓋（32）的所述吸力側邊緣（46）相鄰的徑向向內的臺階形成。所述凹口（50）由徑向延伸的臺階壁（52）和徑向面向外的平臺（54）限定。所述臺階壁（52）從所述末梢蓋（32）的所述吸力側邊緣（46）徑向向內延伸到所述平臺（54），由此所述平臺（54）相對于所述末梢蓋（32）的徑向外表面（32b）徑向向內定位。所述凹口（50）在從所述前緣（18）到所述后緣（20）的方向上沿所述吸力側壁（16）的至少一部分延伸。在另一方面，提供了一種用于維修葉片（1）的方法，所述方法包括加工如上所述的吸力側凹口（50）。

技術領域

本發明涉及用于燃氣渦輪發動機的渦輪葉片，并且特別是涉及渦輪葉片末梢（blade tip）。

背景技術

在例如燃氣渦輪發動機之類的渦輪機中，空氣在壓縮機部段中被加壓，并且隨后與燃料混合并在燃燒器部段中燃燒，以產生熱燃燒氣體。該熱燃燒氣體在發動機的渦輪部段內膨脹，在那里能量被提取以為壓縮機部段供能并產生有用功，例如使發電機轉動來發電。該熱燃燒氣體行進通過渦輪部段內的一系列渦輪級。一個渦輪級可包括一排靜止的翼型件，即靜葉，繼之以一排旋轉的翼型件，即渦輪葉片，其中，這些渦輪葉片從該熱燃燒氣體提取能量，以便提供輸出功率。

通常，渦輪葉片由處于一端處的根部以及細長部分形成，該細長部分形成從耦接到該根部的平臺向外延伸的翼型件。該翼型件包括處于徑向向外端部處的末梢、前緣和后緣。渦輪葉片的末梢通常具有末梢特征，以減小渦輪的氣體路徑中的環段和葉片之間的間隙的尺寸，以防止末梢流泄漏，該末梢流泄漏減少了渦輪葉片所產生的扭矩的量。所述末梢特征通常被稱為凹槽末梢（squealer tip），并且經常被結合到葉片的末梢上，以幫助減少渦輪級之間的壓力損失。這些特征被設計成最小化葉片末梢和環段之間的泄漏。

發明內容

簡言之，本發明的各方面提供了一種渦輪葉片，其具有用于控制泄漏流的改進的葉片末梢設計。

根據本發明的第一方面，提供了一種渦輪葉片。所述渦輪葉片包括翼型件，所述翼型件包括外壁，所述外壁由在前緣和后緣處聯接的壓力側壁和吸力側壁形成。所述葉片包括處于第一徑向端部處的葉片末梢和處于與所述第一徑向端部相對的第二徑向端部處的葉片根部，所述葉片根部用于支撐所述葉片并且用于將所述葉片耦接到盤。所述葉片末梢包括設置在所述翼型件的所述外壁之上的末梢蓋。所述末梢蓋包括壓力側邊緣和吸力側邊緣，以及由與所述末梢蓋的所述吸力側邊緣相鄰的徑向向內的臺階形成的凹口。所述凹口由徑向延伸的臺階壁和徑向面向外的平臺限定。所述臺階壁從所述末梢蓋的所述吸力側邊緣徑向向內延伸到所述平臺，由此所述平臺相對于所述末梢蓋的徑向外表面徑向向內定位。所述凹口在從所述前緣到所述后緣的方向上沿所述吸力側壁的至少一部分延伸。

根據本發明的第二方面，提供了一種用于維修渦輪葉片以改善泄漏流控制的方法。所述渦輪葉片包括翼型件，所述翼型件包括外壁，所述外壁由在前緣和后緣處聯接的壓力側壁和吸力側壁形成。所述葉片包括處于第一徑向端部處的葉片末梢和處于與所述第一徑向端部相對的第二徑向端部處的葉片根部，所述葉片根部用于支撐所述葉片并且用于將所述葉片耦接到盤。所述葉片末梢包括末梢蓋，其設置在所述翼型件的所述外壁之上，并且具有壓力側邊緣和吸力側邊緣。用于維修渦輪葉片的所述方法包括加工凹口，所述凹口形成與所述末梢蓋的所述吸力側邊緣相鄰的徑向向內的臺階。所述凹口由徑向延伸的臺階壁和徑向面向外的平臺限定。所述臺階壁從所述末梢蓋的所述吸力側邊緣徑向向內延伸到所述平臺，由此所述平臺相對于所述末梢蓋的徑向外表面徑向向內定位。所述凹口在從所述前緣到所述后緣的方向上沿所述吸力側壁的至少一部分延伸。

附圖說明

借助于附圖更詳細地示出了本發明。附圖示出了特定構造并且不限制本發明的范圍。

圖1是具有已知類型的凹槽末梢的渦輪葉片的透視圖；

圖2是沿圖1的剖面II-II的示意性剖視圖；