[发明专利]尖端带有护罩的轮叶

说明书

技术领域

本申请中所公开的主题涉及涡轮机系统，并且更具体地涉及尖端护罩。

背景技术

燃气涡轮机斗叶或轮叶是设计成将流动气体的热能和动能转化成转子的机械旋转的翼型形状部件。可以通过在翼型件的尖端处设置密封件以阻止将通过其它方式绕过翼型件并且因此不会在转子上做任何功的空气流过翼型件的尖端上方来增强涡轮机性能。因此，这种尖端密封件减小斗叶与周围的固定外壳之间的间隙。

典型地，尖端护罩设置于翼型件的尖端并且相邻的涡轮机斗叶在冷组装条件下对准。然而，在热操作条件下，尖端护罩趋向于具有某种程度的失准。两个相邻的护罩之间的径向失准将造成主流动路径中的阻塞，从而导致低效率和可能的分离。切向失准将导致泄漏空气的区域，所述空气因此并不在转子上做功。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种尖端具有护罩的轮叶包括可围绕轴向中心线旋转的翼型件。还包括连接在翼型件的径向外部尖端处的尖端护罩，其中尖端护罩包括关于由翼型件的径向外部尖端所限定的切向轴线成角度的至少一个部分。

根据本发明的另一个方面，一种尖端具有护罩的轮叶包括翼型件，翼型件远离轴向中心线延伸并且可围绕轴向中心线旋转。还包括设置在翼型件的尖端处的尖端护罩，其中尖端护罩关于/相对切向轴线倾斜、并且围绕径向轴线扭转。

根据本发明的又一个方面，一种具有至少一行沿周向对准的尖端具有护罩的轮叶的涡轮机系统包括具有第一翼型件的第一涡轮机斗叶。还包括设置在第一翼型件的外部尖端处的第一尖端护罩，其中第一尖端护罩关于/相对由第一翼型件的外部尖端所限定的切向轴线成角度倾斜。还包括第二涡轮机斗叶，第二涡轮机斗叶具有布置成邻近第一翼型件的第二翼型件。还包括设置在第二翼型件的外部尖端处的第二尖端护罩，其中在涡轮机系统的稳态操作期间，第二尖端护罩成角度倾斜，以与第一尖端护罩相对应。

通过下文结合附图的描述，这些和其它的优点以及特征将变得更加显而易见。

附图说明

被认为是本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并且明确要求保护。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中：

图1是涡轮机斗叶的透视图；

图2是第一尖端护罩和相邻的第二尖端护罩的俯视平面图；

图3是第一尖端护罩的后部和第二尖端护罩的前部的侧立视图；以及

图4是第一尖端护罩的后部和第二尖端护罩的前部的后立视图。

参照附图通过示例的详细的描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。

具体实施方式

参照图1和图2，示出了燃气涡轮机斗叶10并且燃气涡轮机斗叶10包括翼型件12。翼型件12拦截由涡轮机系统内的上游部件(例如压缩机和燃烧器(均未示出))产生、并且从所述上游部件输送的气体流。翼型件12用作风车叶片，以将气体流的能量转化成切向运动，从而接着使燃气涡轮机斗叶10连接至其上的转子旋转。接近翼型件12的外部尖端14布置有尖端护罩16。尖端护罩16包括密封件轨道18，密封件轨道18大体沿翼型件12的外部尖端14延伸，并且因此沿尖端护罩16延伸。

涡轮机系统包括多行沿周向对准的涡轮机斗叶10。密封件轨道18围绕所述多行中的至少一行沿周向延伸足够多地超过翼型件12，以与设置在相邻的翼型件12的外部尖端14处的密封件导轨18相对配合，由此阻止流绕过所述行以使得空气流必须导向翼型件12的长度，从而保证转子更高效的旋转。

翼型件12围绕涡轮机系统的轴向中心线22沿方向20旋转。翼型件12的外部尖端14处的切向轴线24和轴向轴线26相对于外部尖端14的旋转方向20形成。轴向轴线26沿涡轮机系统的轴向方向延伸，并且与轴向中心线22平行。此外，径向轴线27沿翼型件12的纵向方向延伸，并且具体而言是朝向尖端护罩16从轴向中心线22沿径向向外延伸的轴线。

在涡轮机系统操作(例如稳态操作)期间，涡轮机斗叶10和尖端护罩16经受显著的力和热应力，所述显著的力和热应力会导致尖端护罩16的不对称偏转。尖端护罩16的这种不对称偏转造成相邻的尖端护罩16之间的失准，从而造成低效率和/或应力失衡，这会导致材料蠕变。