[发明专利]用于涡轮发动机的转子叶片

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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发明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发明的这些特征和其它特征，其中：

图1是其中可使用本发明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