[发明专利]涡轮机叶片尖端罩

说明书

技术领域

本发明一般地涉及燃气涡轮机，且更特定地涉及其内带有腔以降低 尖端罩的总质量的涡轮机叶片尖端罩。

背景技术

燃气涡轮机叶片经常可以包括接附有整体式尖端罩的翼片。尖端罩 接附到翼片的外边缘且提供了大体上垂直于翼片表面走向的表面区。尖 端罩的表面区帮助将涡轮机排气保持在翼片上，使得可以将来自涡轮机 排气的更大的能量百分比转化为机械能以增加总效率。尖端罩也提供了 防止空气动力学衰减和叠瓦作用(shingling)(磨损)。然而，相对地 高的温度环境和由悬置的材料和尖端罩上的离心载荷导致的弯曲应力 有助于促进尖端罩内的蠕变(变形)。这些弯曲应力可能导致局部的高 应力集中，例如在已知为“Z形凹槽”和其他处的罩区内的高应力集中。

因此，希望改进涡轮机叶片尖端罩，其降低蠕变，从而优化最大轮 叶寿命，同时保证轮叶具有可接受的性能和可制造性。应改进总轮叶寿 命而不牺牲总涡轮机效率和成本。

发明内容

本申请因此描述了涡轮机叶片尖端罩。尖端罩可以包括平台、多个 定位在平台内的Z形凹槽、多个定位在平台上的密封条和多个定位在平 台内且邻近密封条和Z形凹槽的腔。

密封条可以包括压力侧密封条和吸力侧密封条。腔可以具有至少大 约1.72毫米的厚度且可以定位为距Z形凹槽至少大约2.0毫米。腔可以 包括定位为邻近压力侧密封条的压力侧腔和定位为邻近吸力侧密封条 的吸力侧腔。Z形凹槽可以包括第一侧Z形凹槽和第二侧Z形凹槽。压 力侧腔可以包括大约22.32毫米的长度、邻近第一侧Z形凹槽的大约5.97 毫米的宽度和与第一侧Z形凹槽相对的大约3.46毫米的宽度。吸力侧腔 160可以包括大约21.5毫米的长度、邻近第二侧Z形凹槽的大约3.97 毫米的宽度和与第二侧Z形凹槽相对的大约3.03毫米的宽度。腔可以具 有到处均匀的深度。尖端罩可以根据熔模铸造过程或机加工过程制造。

本申请进一步描述了涡轮机尖端罩。尖端罩可以包括平台、多个定 位在平台内的Z形凹槽、多个定位在平台上的密封条和多个定位在平台 内、邻近密封条且距Z形凹槽至少大约2.0毫米的腔。

密封条可以包括压力侧密封条和吸力侧密封条。腔可以具有至少大 约1.72毫米的厚度。腔可以包括定位为邻近压力侧密封条的压力侧腔和 定位为邻近吸力侧密封条的吸力侧腔。Z形凹槽可以包括第一侧Z形凹 槽和第二侧Z形凹槽。压力侧腔可以包括大约22.32毫米的长度、邻近 第一侧Z形凹槽的大约5.97毫米的宽度和与第一侧Z形凹槽相对的大 约3.46毫米的宽度。吸力侧腔160可以包括大约21.5毫米的长度、邻 近第二侧Z形凹槽的大约3.97毫米的宽度和与第二侧Z形凹槽相对的 大约3.03毫米的宽度。腔可以具有到处均匀的深度。

结合附图参考如下的详细描述和数个附带的权利要求，对于本领域 技术人员本申请的这些和其他特征变得显见。

附图说明

图1是其上带有尖端罩的已知的涡轮机叶片的透视图。

图2是本文中描述的尖端罩的顶透视图。

图3是图2的尖端罩的侧透视图。

具体实施方式

现在参考附图，其中在数个视图中相同的数字代表相同的元件。图 1示出了多个已知的涡轮机叶片10。如所示出，涡轮机叶片10安装在 涡轮机盘20上以运行速度旋转。每个涡轮机叶片10可以包括接附到盘 20的根部分30。每个叶片10进一步包括平台部分40和翼片部分50。 尖端罩60定位在翼片部分50顶上。尖端罩60基本上垂直于翼片50定 位。尖端罩60包括带有多个定位在其上的密封条80的平台70。密封条 80一般地延伸尖端罩60的长度。尖端罩60的侧(在翼片50的两侧上) 可以具有定位在其内的“Z”形凹槽90。如其名称所暗示，Z形凹槽90 基本上具有“Z”形形状。Z形凹槽90允许多个叶片10互锁。

图2和图3示出了如在本文中描述的尖端罩100。类似于以上描述 的尖端罩60，尖端罩100包括平台110，一对定位在平台上的密封条- 压力侧密封条120和吸力侧密封条130，和一对Z形凹槽-第一侧Z形 凹槽140和第二侧Z形凹槽150。压力侧密封条120可以距y-z平面为 大约8.51毫米。吸力侧密封条130可以距y-z平面为大约7.75毫米。尖 端罩100可以在密封条120和130之间具有大约16.64毫米的距离。在 此可以使用其他结构、形状、距离和尺寸。