[发明专利]用于涡轮机转子轮叶的减振器

说明书

一种涡轮机转子，包括带有轮叶的圆盘，每个轮叶包括叶片，叶片通过平台连接到根部，轮叶的平台与圆盘之间限定有凹室，并且所述凹室中的至少一些中安装有减振器，每个减振器包括第一结构部分(102)和第二质量部分(104)，该第一结构部分构造成与需要减弱振动的平台接触，并且该第二质量部分构造成执行减弱这些振动的功能，其特征在于，第二质量部分为粉末的形式，并且第一结构部分为容纳所述粉末的盒子的形式。

技术领域

本发明特别是涉及一种减振器，尤其是用于涡轮机转子轮叶的减振器。本发明特别是适用于涡轮机的涡轮转子，但是也可以适用于具有附接轮叶的风扇或低压压缩机。

背景技术

涡轮机包括用于驱动压缩机的至少一个涡轮，该至少一个涡轮将压缩空气输送到燃烧室的入口。构成涡轮级的转子轮叶通过与燃烧后离开燃烧室的热气体接触而显著升温。然后，热气体在由环形管引导的导管中流通，并驱动布置在该导管中的涡轮转子的轮叶旋转。

因此，轮叶和其上布置有该轮叶的圆盘的外周需要高能冷却。冷却空气来自外部和/或来自与涡轮级相关联的压缩机级的一小部分空气。围绕圆盘的空气流通也会使圆盘的表面冷却。

附接轮叶通常包括叶片，叶片通过平台连接到根部，该根部例如是冷杉树型或燕尾型的，并且旨在通过装配接合在圆盘外周上的互补形插孔中。轮叶的平台形成空气导管在转子处的内部子午线。

前述气流的存在和轮叶旋转的动态激励会产生振动现象。为了限制这些振动，轮叶装有摩擦型减振器，这些减振器支撑在轮叶的平台下方。

这些减振器通常为具有或多或少显著的下降边缘的小的冲压片材的形式，并且由叶片运动产生的能量和平台的振动通过这些片材抵靠平台的摩擦而耗散。在它们的运动中，片材通过离心力被压靠在平台上，摩擦现象在滑动阶段和粘附到平台的阶段之间交替发生。减振器和平台之间的装配性越好，减振就越好。这种弹性摩擦减振器例如在文献FR-A1-2 503 247中有所描述。

根据叶片的振动条件和叶片可能经历的动态激励，尤其是关于其共振速度来在0.2mm至1mm的范围内选择片材的厚度。考虑到涡轮的共振类型以及涡轮的转速范围和其他设计标准(几何形状、材料等)，将最佳质量定义成减弱每种振动环境的精确共振。特别地，在为慢速涡轮或低压空气流的情况下，最佳质量显著高于快速涡轮的最佳质量。

因此，在机械负荷低的具有多级自由涡轮的强大涡轮机中，所谓的慢速涡轮(低于30,000rpm)的速度显著低于单级涡轮的较快速度(约35rpm至45,000rpm)。此外，双级涡轮具有更细长和更多的叶片(例如40个至60个叶片)，并因此这些叶片之间的平台间空间较小。

因此，越来越难以用该技术获得最佳质量并因此难以控制摩擦力。此外，当凹腔允许时，使用较厚(例如，大于1mm)的片材来获得高度理想的质量会妨碍能量耗散和片材的柔韧性，即片材在离心场下变形的能力，并因此是片材的摩擦质量和振动耗散。在平台下方形成非常局部的磨损点则证实了减振器与平台之间的接触面积分布不均。

在这些条件下，在最佳质量方面(在振动环境下定义)和减振器的柔韧性及其摩擦质量方面之间会出现不兼容，对于慢速涡轮而言，该最佳质量倾向于以一般方式增加。实际上，在为慢速涡轮的情况下，使用越来越厚的片材，并将其容纳在平台之间的缩小空间中，会导致减振器的柔韧性以及对叶片/减振器接触的适应性降低，并因此导致诱导减振降低。

因此，申请人寻求通过提供具有最佳质量的减振器来消除这种不兼容，该减振器能够根据涡轮的振动环境，特别是针于慢速涡轮来减弱共振，同时提高对减振器的凹室的承载表面适应的灵活性。为此目的，本发明提供了将质量和灵活性的功能分开。