改进的转子叶片阻尼结构制造技术

本发明专利技术题为“改进的转子叶片阻尼结构”。本发明专利技术提供了转子叶片(30)和涡轮机。转子叶片(30)包括具有柄部(38)、平台(42)和从柄部(38)径向向外延伸的翼型件(36)的主体(35)。主体(35)还包括压力侧冲击面(56)和吸力侧冲击面(58)。压力侧冲击面(56)和吸力侧冲击面(58)中的每一者均包括阻尼器刃带(90)、(120)并限定狭槽(70)。阻尼器刃带(90)、(120)从狭槽(70)径向向内设置。向向内设置。向向内设置。

【技术实现步骤摘要】
改进的转子叶片阻尼结构


[0001]本公开整体涉及用于涡轮机的转子叶片，并且更具体地，涉及改进的转子叶片阻尼结构。

技术介绍

[0002]涡轮机用于各种工业和应用中以用于能量传递目的。例如，气体涡轮引擎通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入气体涡轮引擎的工作流体的压力，并且将该压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料(例如，天然气)在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段，在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如，涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后燃烧气体经由排气区段离开气体涡轮。
[0003]压缩机区段和涡轮区段一般包括通常按多个级布置的多个转子叶片。在引擎运行期间，可能将振动引入转子叶片中。例如，被压缩的工作流体或热燃烧气体或蒸汽的流动波动可导致转子叶片振动。涡轮机设计者的一个基本设计考虑是避免或最小化与转子叶片的自然频率的谐振和由强制响应和/或气动弹性不稳定性产生的动态应力，从而控制转子叶片的高周疲劳。
[0004]例如，为了改进转子叶片的高周疲劳寿命，通常在平台下方和/或之间提供振动阻尼器，以在操作期间摩擦地耗散振动能量并减小振动的对应振幅。
[0005]在已知的转子叶片平台中使用振动阻尼器存在问题。转子叶片平台的设计直接影响振动阻尼器在操作期间的效果。例如，一个已知问题是保持结构完整性所需的已知叶片平台的刚度导致较低的振动阻尼效果。许多已知的叶片平台的另一个问题是平台本身上安装振动阻尼器的空间有限。例如，在叶片平台上使用振动阻尼器可由于缺乏空间而限制或抑制防漏密封件的使用。
[0006]因此，本领域需要改进的转子叶片平台设计。具体地，期望提供减小的硬度同时仍为叶片提供所需结构完整性的平台。此外，期望允许使用振动阻尼器和平台密封件两者的转子叶片平台设计。

技术实现思路

[0007]根据本公开的转子叶片和涡轮机的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本技术的实践来学习。
[0008]根据一个实施方案，提供了一种用于涡轮机的转子叶片。该转子叶片包括具有柄部、平台和从该柄部径向向外延伸的翼型件的主体。该主体还包括压力侧冲击面和吸力侧冲击面。压力侧冲击面和吸力侧冲击面中的每一者均包括阻尼器刃带并限定狭槽。在压力侧冲击面和吸力侧冲击面两者中，阻尼器刃带从狭槽径向向内设置。
[0009]根据另一个实施方案，提供了一种涡轮机。涡轮机包括压缩机区段、燃烧器区段和
涡轮区段。该涡轮机还包括设置在压缩机区段或涡轮区段中的至少一者中的多个转子叶片。该述多个转子叶片中的每个转子叶片包括具有柄部、平台和从该柄部径向向外延伸的翼型件的主体。该主体包括压力侧冲击面和吸力侧冲击面。压力侧冲击面和吸力侧冲击面中的每一者均包括阻尼器刃带并限定狭槽。在压力侧冲击面和吸力侧冲击面两者中，阻尼器刃带从狭槽径向向内设置。
[0010]参照以下描述和所附权利要求书，本专利技术的转子叶片和涡轮机的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本技术的实施方案，并与描述一起用于解释本技术的原理。
附图说明
[0011]本说明书中参考附图阐述了涉及本领域的普通技术人员的本专利技术的阻尼器堆叠、转子叶片和涡轮机的完整且能够实现的公开内容，包括制造和使用本专利技术的系统和方法的最佳模式，其中：
[0012]图1示出了根据本公开的实施方案的涡轮机的示意图；
[0013]图2示出了根据本公开的实施方案的转子叶片的压力侧透视图；
[0014]图3示出了根据本公开的实施方案的转子叶片和阻尼器销的吸力侧透视图；
[0015]图4是根据本公开的实施方案的示出相邻转子叶片的侧视图；
[0016]图5示出了根据本公开的实施方案的转子叶片的放大压力侧透视图；
[0017]图6示出了根据本公开的其他实施方案的转子叶片的放大压力侧透视图；
[0018]图7示出了根据本公开的又一实施方案的转子叶片的放大压力侧透视图；并且
[0019]图8是示出根据本公开的实施方案的两个相邻转子叶片的阻尼器刃带的放大截面图。
具体实施方式
[0020]现在将详细参考本专利技术的转子叶片和涡轮机的实施方案，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例是通过解释本专利技术技术的方式提供的，而不是对本技术的限制。事实上，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离受权利要求书保护的本专利技术技术的范围或实质的情况下，可以在本专利技术技术中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施方案，以产生又一个实施方案。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变化。
[0021]具体实施方式使用数字和字母名称指代附图中的特征结构。附图和说明书中的相似或类似的名称已经用于指代本专利技术的相似或类似的部件。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0022]如本文所用，术语“上游”(或“向上”)和“下游”(或“向下”)是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，并且“下游”是指流体向其流动的方向。术语“径向地”是指基本上垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向；术语“轴向地”是指与特定部件的轴向中心线基本上平行和/或同轴对准的相对方向；并且术语“周向地”是指围绕特定部件的轴向中心线延伸的相对方向。
[0023]近似术语，诸如“大体”或“约”包括在大于或小于指定值的百分之十内的值。当在角度或方向的上下文中使用时，此类术语包括在大于或小于所述角度或方向的十度内。例如，“大体竖直”包括沿任何方向(例如，顺时针或逆时针)在竖直的十度内的方向。
[0024]现在参见附图，图1示出了涡轮机的示意图，该涡轮机在所示实施方案中是气体涡轮10。尽管本文示出并描述了工业或陆基气体涡轮，但除非在权利要求书中另外指明，否则本公开不限于陆基和/或工业气体涡轮。例如，如本文所述的本专利技术可用于任何类型的涡轮机，包括但不限于蒸汽涡轮、飞行器气体涡轮或船用气体涡轮。
[0025]如图所示，气体涡轮10通常包括入口区段12、设置在入口区段12下游的压缩机区段14、设置在压缩机区段14下游的燃烧器区段16内的多个燃烧器(未示出)、设置在燃烧器区段16下游的涡轮区段18以及设置在涡轮区段18下游的排气区段20。另外，气体涡轮10可包括联接在压缩机区段14和涡轮区段18之间的一个或多个轴22。
[0026]压缩机区段14一般可包括多个转子盘24(示出了其中一个)以及从每个转子盘24径向向外延伸并且连接到每个转子盘的多个转子叶片26。每个转子盘24继而可联接到或者可形成轴22的延伸穿过压缩机区段14的一部分。
[0027]涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于涡轮机的转子叶片(30)，所述转子叶片(30)包括：主体(35)，所述主体具有柄部(38)、平台(42)和从所述柄部(38)径向向外延伸的翼型件(36)，所述主体(35)包括压力侧冲击面(56)和吸力侧冲击面(58)；其中所述压力侧冲击面(56)和所述吸力侧冲击面(58)中的每一者均包括阻尼器刃带(90)、(120)并限定狭槽(70)；并且其中所述压力侧冲击面(56)的所述阻尼器刃带(90)从所述压力侧冲击面(56)的所述狭槽(70)径向向内设置，并且所述吸力侧冲击面(58)的所述阻尼器刃带(120)从所述吸力侧冲击面(58)的所述狭槽(70)径向向内设置。2.根据权利要求1所述的转子叶片(30)，其中所述压力侧冲击面(56)的所述阻尼器刃带(90)和所述吸力侧冲击面(58)的所述阻尼器刃带(120)均包括第一端(92)、(122)和第二端(94)、(124)，所述第一端(92)、(122)与所述第二端(94)、(124)沿轴向方向间隔开。3.根据权利要求2所述的转子叶片(30)，其中所述吸力侧冲击面(58)还包括径向定位在所述吸力侧冲击面(58)的所述阻尼器刃带(120)的所述第一端(122)和所述第二端(124)的内侧的一个或多个底切(100)、(102)，其中所述一个或多个底切(100)、(102)中的每一者均具有限定于所述圆周方向上的最大底切深度(106)。4.根据权利要求2至3中任一项所述的转子叶片(30)，其中所述压力侧冲击面(56)还包括径向定位在所述压力侧冲击面(56)的所述阻尼器刃带(90)的所述第一端(92)和所述第二端(94)的内侧的一个或多个底切(100)、(102)，其中所述一个或多个底切(100)、(102)中的每一者均具有限定于所述圆周方向上的最大底切深度(106)。5.根据权利要求4所述的转子叶片(30)，其中所述一个或多个底切(100)、(102)中的每一者均是弓形的。6.根据权利要求4至5中任一项所述的转子叶片(30)，其中所述一个或多个底切(100)、(102)中的每一者的所述最大底切深度(106)最高至约1.5英寸。7.根据权利要求4至6中任一项所述的转子叶片(30)，其中所述一个或多个底切(100)、(102)至少部分地限定所述压力侧冲击面(56)的所述狭槽(70)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子叶片(30)，其中所述压力侧冲击面(56)的所述狭槽(70)和所述吸力侧冲击面(58)的所述狭槽(70)均包括前缘段(72)、平台段(74)和后缘段(76)；并且其中所述前缘段(72)沿前缘面(52)限定，所述平台段(74)沿所述平台(42)限定，并且所述后缘段(76)沿后缘面(54)限定。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：