用于涡轮发动机的转子叶片制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮发动机的转子叶片，具体而言，一种末梢护罩（２００），其包括多个阻尼片（２０４），各个阻尼片（２０４）包括基本非径向对准的表面，该表面构造成可与相邻转子叶片的末梢护罩（２００）发生接触。至少一个阻尼片（２０４）可包括前缘阻尼片（２０４），并且至少一个阻尼片（２０４）可包括后缘阻尼片（２０４）。前缘阻尼片（２０４）可构造成与后缘阻尼片（２０４）相对应。

【技术实现步骤摘要】

本申请一般地涉及与涡轮转子叶片的设计和操作相关的装置、方法和/或系统。更具体地说，但不作为限制，本申请涉及与涡轮叶片末梢护罩相关的装置、方法和/或系统，该护罩具有阻尼特征和其它特征。
技术介绍
在燃气涡轮发动机中，众所周知的是使用压缩机中加压的空气来燃烧燃烧器中的燃料，以产生热的燃烧气体的流，由此此类气体流向下游穿过一个或多个涡轮，从而可从中提取能量。根据这种涡轮，若干排周向间隔开的涡轮转子叶片通常从支撑转子盘径向向外地延伸。各个叶片典型地包括鸠尾榫以及翼型件，鸠尾榫容许叶片在相应的转子盘的鸠尾槽中的组装和拆卸，翼型件从鸠尾榫中径向向外地延伸，并与穿过发动机的工作流体的流动相互作用。翼型件具有通常凹入的压力侧和通常凸起的吸力侧，压力侧和吸力侧轴向地在相应的前缘和后缘之间、且径向地在根部和末梢之间延伸。将会懂得，叶片末梢对于径向外涡轮护罩紧密地间隔开，用于最小化二者之间在涡轮叶片之间向下游流动的燃烧气体。如本领域中的普通技术人员将会懂得的，由于在发动机运行期间的各种刺激源，所以转子叶片常处于振动或共振的状态。振动源通常包括旋转的不平衡、定子叶片刺激、不稳定的压力扰动和燃烧声学音调。合成振动通常导致高循环疲劳损坏的增加，其典型地缩短了转子叶片的寿命，并且当疲劳在运行期间导致叶片故障的情况下可能对涡轮发动机造成灾难性的损伤。振动的大小至少部分地与引入到系统中的阻尼数量相关。引入的阻尼越大，振动响应越低，并且涡轮系统变得越可靠。因此，对用于阻尼并从而减少涡轮发动机的转子叶片在运行期间所经历的振动的改进的装置、系统和方法存在持续性的需求。
技术实现思路
本申请因而描述了一种末梢护罩，其包括多个阻尼片，各个阻尼片包括基本非径向对准的表面，其构造成与相邻的转子叶片的末梢护罩发生接触。至少一个阻尼片包括前缘阻尼片，并且至少一个阻尼片包括后缘阻尼片；而且前缘阻尼片与后缘阻尼片相对应。本申请进一步描述了一种用于涡轮转子叶片的末梢护罩，其包括多个阻尼片，各个阻尼片包括基本非径向对准的接触面，接触面构造成与相邻的转子叶片的末梢护罩发生接触。至少一个阻尼片可包括前缘阻尼片，并且至少一个阻尼片可包括后缘阻尼片。前缘阻尼片和后缘阻尼片可构造成使得当具有相同设计的末梢护罩的一组转子叶片安装在涡轮发动机的转子盘中时，第一转子叶片的前缘阻尼片与直接领先第一转子叶片的第二转子叶片的后缘阻尼片相接合，并且第一转子叶片的后缘阻尼片与直接尾随第一转子叶片的第三转子叶片的前缘阻尼片相接合。前缘阻尼片的径向位置可偏离后缘阻尼片的径向位置，使得在涡轮发动机的运行期间在前缘阻尼片的基本非径向对准的接触面和后缘阻尼片的基本非径向对准的接触面之间保持所需的接触水平。当结合附图和所附权利要求书查看以下优选实施例的详细说明后，本申请的这些-->以及其它特征将变得明显。附图说明通过结合附图仔细地研究以下本专利技术的示例性实施例的更详细的描述，将更完整地理解和领会本专利技术的这些特征和其它特征，其中：图1是其中可使用本专利技术的实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意图；图2是图1的燃气涡轮发动机中的压缩机的截面图；图3是图1的燃气涡轮发动机中的涡轮的截面图；图4是示例性燃气涡轮发动机转子叶片的透视图，其具有传统设计的末梢护罩；图5是一系列安装好的涡轮叶片的外侧图，其具有传统设计的末梢护罩；图6是具有根据本申请的一个示例性实施例的末梢护罩和阻尼片的涡轮发动机转子叶片的前缘的透视图；图7是具有根据本申请的一个示例性实施例的末梢护罩和相应阻尼片的图6的涡轮发动机转子叶片的后缘的透视图；图8是涡轮发动机转子叶片的前缘的透视图，其具有根据本申请的一个示例性实施例的末梢护罩，并且更具体地，具有用于根据本申请的阻尼片的可能的成角度构造；部件列表50燃气涡轮发动机；52压缩机；54涡轮；56燃烧器；60压缩机转子叶片；62压缩机定子叶片；66涡轮转子叶片；68涡轮定子叶片；100末梢掩蔽的涡轮转子叶片；101鸠尾榫；102翼型件；103平台；104末梢护罩；106密封轨道；107切割齿；108接触面；200末梢护罩；202径向对准的接触面；204阻尼片具体实施方式作为初始内容，为了清晰地表达本申请的专利技术，可能需要选择术语，其指向并描述了涡轮发动机的某些部件或机器构件。只要有可能，将以其被接受的含义相一致的意义使用和采用常用的行业术语。然而，其意味着任何此类术语都被给予了广泛的含义，并且不应被狭义地解释而使得本文想要的含义和所附权利要求书的范围被不合理地限制。本领域中的普通技术人员将会懂得，常可能使用若干不同的用语来指代特定的构件。另外，本文可描述为单个部件的事物可能在另一个上下文中包括并指示为由若干个零部件组成，或者本文被描述为包括多个零部件的事物可被塑造成并且在一些情况下指代为单个部件。因此，在理解本文所述的本专利技术的范围时，不仅应注意所提供的术语和描述，而且还应注意本文提供的构件的结构、构造、功能和/或用途。另外，本文可以有规律地使用若干个描述性的用语，并且其在这点上可有助于限定这些用语。如下是这些用语和指定它们在本文的用途的定义。在没有进一步特别指定的情况下，用语“转子叶片”是指压缩机52或涡轮54的旋转叶片，其包括压缩机转子叶片60和涡轮转子叶片66两者。在没有进一步特别指定的情况下，用语“定子叶片”是指压缩机52或涡轮54的固定叶片，其包括压缩机定子叶片62和涡轮定子叶片68两者。用语“叶片”在本文将用于指任一类型的叶片。因而，在没有进一步特别指定的情况下，用语“叶片”包含所有类型的涡轮发动机叶片，包括压缩机转子叶片60、压缩机定子叶片62、涡轮转子叶片66-->和涡轮定子叶片68。此外，如本文使用，“下游”和“上游”是指示相对于穿过涡轮的工作流体流的方向的用语。因此用语“下游”指通常与工作流体流的方向相对应的方向，并且用语“上游”通常指与工作流体流的方向相反的方向。用语“后”和“前”通常指相对于旋转部件的旋转方向的相对位置。因此，旋转部件的“前缘”是指定部件旋转的方向的前缘或前面边缘，而旋转部件的“后缘”是指定部件旋转的方向的后缘或后面边缘。用语“径向”指垂直于轴线的运动或位置。常需要描述相对于轴线处于不同的径向位置的部件。在这种情况下，如果第一构件居于比第二构件更靠近轴线的位置，那么本文可表述为第一构件相对第二构件“径向向内”或处于第二构件的“内侧”。另一方面，如果第一构件居于比第二构件更远离轴线的位置，那么这里可表述为第一构件相对第二构件“径向向外”或处于第二构件的“外侧”。用语“轴向”指平行于轴线的运动或位置。最后，用语“周向”指围绕轴线的运动或位置。作为背景，现在参照附图，图1至图3显示了其中可使用本申请的实施例的示例性燃气涡轮发动机。本领域技术人员将会懂得，本专利技术并不局限于此类用途。如上所述，本专利技术可用在燃气涡轮发动机中，例如发电和飞机中所使用的发动机、蒸汽涡轮发动机以及其它类型的旋转式发动机。图1是燃气涡轮发动机50的示意图。总的说来，燃气涡轮发动机通过从加压的热气体流中提取能量而运转，热气体流通过燃料在压缩空气流中的燃烧而产生。如图1中所示，燃气涡轮发动机50可构造有轴向压缩机52和燃烧器56，轴向压缩机52通过公共轴或转子而机械地联接在下游涡轮部分或涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
在用于涡轮发动机的末梢掩蔽的转子叶片中，末梢护罩（２００）包括：　　多个阻尼片（２０４），各个阻尼片（２０４）包括基本非径向对准的表面，该表面构造成与相邻转子叶片的末梢护罩（２００）发生接触；　　其中：　　至少一个阻尼片（２０４）包括前缘阻尼片（２０４），并且至少一个阻尼片（２０４）包括后缘阻尼片（２０４）；且　　所述前缘阻尼片（２０４）与所述后缘阻尼片（２０４）相对应。

【技术特征摘要】
US 2009-7-31 12/5333781.在用于涡轮发动机的末梢掩蔽的转子叶片中，末梢护罩(200)包括：多个阻尼片(204)，各个阻尼片(204)包括基本非径向对准的表面，该表面构造成与相邻转子叶片的末梢护罩(200)发生接触；其中：至少一个阻尼片(204)包括前缘阻尼片(204)，并且至少一个阻尼片(204)包括后缘阻尼片(204)；且所述前缘阻尼片(204)与所述后缘阻尼片(204)相对应。2.根据权利要求1所述的末梢护罩(200)，其特征在于，与所述后缘阻尼片(204)相对应的所述前缘阻尼片(204)包括所述前缘阻尼片(204)和所述后缘阻尼片(204)构造成使得当具有相同设计的末梢护罩(200)的一组转子叶片安装在所述涡轮发动机的转子盘中时：第一转子叶片的前缘阻尼片(204)相对于直接领先所述第一转子叶片的第二转子叶片的后缘阻尼片(204)居于期望的位置；且所述第一转子叶片的后缘阻尼片(204)相对于直接尾随所述第一转子叶片的第三转子叶片的前缘阻尼片(204)居于期望的位置。3.根据权利要求1所述的末梢护罩(200)，其特征在于，所述前缘阻尼片(204)的径向位置偏离所述后缘阻尼片(204)的径向位置，使得在涡轮发动机的运行期间，所述前缘阻尼片(204)和所述后缘阻尼片(204)之间基本上保持期望的接触水平；且其中期望的接触水平包括如下其中一种：在对于所述涡轮发动机的起动阶段期间的基本局部接触和之后的基本恒定接触；在对于所述涡轮发动机的起动阶段期间的基本局部接触和之后的基本局部接触；在对于所述涡轮发动机的起动阶段期间的基本没有接触和之后的基本恒定接触；和在对于所述涡轮发动机的起动阶段期间的基本没有接触和之后的基本局部接触。4.根据权利要求1所述的末梢护罩(200)，其特征在于，所述末梢护罩(200)还包括一个或多个径向对准的接触面(202)；其中：所述径向对准的接触面(202)包括在径向方向上基本对准并且构造成与相邻转子叶片的末梢护罩(200)发生接触的表面；位于所述末梢护罩(200)的前缘上的所述径向对准的接触面(202)各对应于所述末梢护罩(200)的后缘上的径向对准的接触面；以及所述径向对准的接触面(202)包括与径向基线形成大约...

【专利技术属性】
技术研发人员：MR皮尔萨尔，BD波特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]