本发明专利技术公开了一种涡轮叶片(72)。所述涡轮叶片(72)可以包括平台(68)，从所述平台(68)的一侧延伸的翼面(60)，从所述平台(68)的另一侧延伸的颈部(81)，其中所述颈部(81)包括前支壁(69)和后支壁(67)。所述涡轮叶片(72)可以进一步包括从所述颈部(81)延伸的根部(80)，由多个壁(94、95、96)限定且位于所述前支壁(69)与所述后支壁(67)之间的凹部(82)，及可变半径圆角(108、110)。所述可变半径圆角(108、110)可以设置在所述凹部(82)内且在所述前支壁(69)与所述后支壁(67)之间延伸，其中所述可变半径圆角(108、110)的半径从所述前支壁(69)向所述后支壁(67)增大。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮叶片装置
本专利技术涉及一种燃气涡轮发动机(GTE)的涡轮叶片装置，更具体地，涉及一种在所述涡轮叶片的凹部中具有可变半径圆角的涡轮叶片装置。
技术介绍
GTE通过从燃料在压缩空气流中燃烧产生的热气体流中提取能量而产生动力。一般来说，涡轮发动机具有联接到下游涡轮机的上游空气压缩机，所述上游空气压缩机与所述下游涡轮机之间具有燃烧室(“燃烧器”)。当压缩空气和燃料的混合物在燃烧器中燃烧时释放能量。所产生的热气体被导引到涡轮机的叶片上，从而使涡轮机旋转并产生机械动力。GTE的涡轮叶片和其它部件在运行期间受到高温和高局部应力。经受这些高温和高应力的部件可能会发生机械故障，要么由于塑性变形使得部件横截面变小从而发生部件断裂，要么在裂纹产生和传播的地方破裂直到部件损坏。对于涡轮叶片，高局部应力可能导致平台裂纹和故障。国际公开案第WO2011/085721A2号(“’721公开案”)描述了一种涡轮机叶片。具体来说，’721公开案公开了一种燃气涡轮机的转子叶片，所述转子叶片在至少一个平台突出端附近具有可变过渡半径。
技术实现思路
一方面，公开了一种涡轮叶片。所述涡轮叶片可以包括平台，从平台的一侧延伸的翼面，及从平台的另一侧延伸的颈部，其中所述颈部包括前支壁和后支壁。所述涡轮叶片可以进一步包括从颈部延伸的根部，由多个壁限定且位于前支壁与后支壁之间的凹部，及可变半径圆角。所述可变半径圆角可以设置在所述凹部内，且在前支壁与后支壁之间延伸，其中可变半径圆角的半径从前支壁向后支壁增大。另一方面，公开了一种燃气涡轮发动机。所述燃气涡轮发动机可以包括被配置成压缩气流的压缩机系统，被配置成燃烧空气和燃料的混合物以产生热气流的燃烧器系统，及被配置成利用热气流产生动力的涡轮机系统。所述涡轮机系统可以包括多个涡轮叶片，所述涡轮叶片包括平台，从平台的一侧延伸的翼面，及从平台的另一侧延伸的颈部，其中所述颈部包括前支壁和后支壁。所述涡轮叶片可以进一步包括从颈部延伸的根部，由多个壁限定且位于前支壁与后支壁之间的凹部，及可变半径圆角。所述可变半径圆角可以设置在所述凹部内，且在前支壁与后支壁之间延伸，其中可变半径圆角的半径从前支壁向后支壁增大。再一方面，公开了一种涡轮叶片，且所述涡轮叶片可以包括平台，从平台的一侧延伸的翼面，及从平台的另一侧延伸的颈部，其中所述颈部包括前支壁和后支壁。所述涡轮叶片可以进一步包括从颈部延伸的根部，由多个壁限定且位于前支壁与后支壁之间的凹部，及由材料形成且设置在凹部内的可变半径圆角。所述可变半径圆角可以在前支壁与后支壁之间延伸，形成所述可变半径圆角的材料的量可以在邻近后支壁处比在邻近前支壁处更多。附图说明图1是示例性公开的GTE的说明；图2是GTE的示例性涡轮叶片的第一透视图；图3是图2的涡轮叶片的第二透视图；图4是图2的涡轮叶片的侧视图；图5是沿着图4的线5-5的第一局部横截面视图；图6是沿着图4的线6-6的第二局部横截面视图；及图7是GTE的涡轮叶片的另一实施例的透视图。具体实施方式图1示出了示例性的GTE100。GTE100除其它的系统之外可以具有：压缩机系统10，燃烧器系统20；涡轮机系统70；及沿发动机轴线98布置的排气系统90。压缩机系统10压缩空气并将压缩空气递送到燃烧器系统20的罩壳。然后压缩空气从罩壳被导引进燃烧器50中。液体或气体燃料可以通过燃料喷射器30被导引进燃烧器50中。燃料在燃烧器50中燃烧以产生处于高压和高温状态下的燃烧气体。这些燃烧气体用来在涡轮机系统70中产生机械动力。涡轮机系统70可以进一步包括作为一系列涡轮转子的一部分的多个涡轮叶片72。另外，涡轮机系统70可以包括作为一系列涡轮定子(未示出)的一部分的多个涡轮喷嘴。涡轮叶片72、转子、喷嘴和定子可以包括在一系列涡轮级中，例如第一级73、第二级74和第三级75。虽然图1仅示出了三个级73、74、75，但更多或更少的涡轮级可以构成涡轮机系统70的一部分。在运行中，涡轮机系统70从燃烧气体中获取能量，并通过排气系统90导引废气。图2是图1中所示GTE100的示例性涡轮叶片72的透视图。图2示出了与GTE100分离的涡轮叶片72，并表示出对于当涡轮叶片72处在GTE100的涡轮机系统70中适当位置时的径向方向200、圆周方向300和轴向方向400。轴向方向400可以平行于图1中所示的发动机轴线98。图7也示出了这些方向200、300和400。虽然未示出，但方向200、300、400也适用于图3和图4。图2的涡轮叶片72包括从涡轮叶片平台68沿径向方向200延伸的翼面60。压力侧前支壁69和压力侧后支壁67可以认为从平台68延伸或位于平台68下面。支壁67、69也可称为减震器臂、支撑臂等。被定向以显示压力侧62的图2中的涡轮叶片72进一步包括前边缘64和后边缘66。当涡轮叶片72设置在GTE100的涡轮机系统70中时，比起后边缘66，前边缘64设置在燃烧气体流的更上游处。涡轮叶片72进一步包括从平台68延伸的根部80，其中根部包括前壁91(图4)和后壁92(图2)。在一些实施例中，根部80可以呈现出可以称为枞树形的形状。然而，在其它情况下，可以采用其它根部形状。此外，当涡轮叶片72位于GTE中适当位置时，根部的底部可以是平的并且沿着轴向方向400定向，如图2中所示。然而，在一些情况下(未示出)，根部80可以具有这样的结构，即根部80成一定角度以匹配涡轮转子的槽的角度。这个可被称为“拉刀角”的角度可以是相对于根部80的轴向方向从前壁91到后壁92的角度。轴向方向(未示出)可以沿着根部80垂直于前壁91和后壁92定位。在一些情况下，拉刀角可介于大约0度与大约25度之间，例如12度。当根部80被构造为包括拉刀角时，涡轮叶片72可以沿基本平行于发动机轴线98的方向滑动到涡轮转子的槽中，但因拉刀角而从前壁91到后壁92成角度。如图2中所示，涡轮叶片72包括在本文中称作压力侧凹部的凹部82。压力侧凹部82可以在平台68的下方形成。在一些情况下，形成压力侧凹部82的区域可以是平台68与根部80之间的区域，所述区域可以被称为涡轮叶片72的颈部81或柄部。压力侧凹部82可以由底边缘87、前壁94、后壁95和侧壁96限定(图2-图4)。压力侧凹部82可以包括宽度，其定义为前支壁69与后支壁67之间的距离，或者前壁94与后壁95之间的距离。如图2中所示，压力侧凹部82包括前拐角86，前拐角86可以位于接近或邻近前边缘64处。前拐角86可以称为沿径向在前边缘64的下面。压力侧凹部82的侧壁96包括可变半径圆角108，也称作第一可变半径圆角，其位于根部81与平台68之间，及支壁67、69之间。下文更详细地描述的第一可变半径圆角108在本文中也可称作复合半径圆角、合成半径圆角、可变圆角、复合圆角、合成圆角等。图2示出了位于压力侧凹部82的前壁94处并从其延伸的第一可变半径圆角108。在一些情况下，第一可变半径圆角108可能延伸压力侧凹部82的整个宽度，即，从前壁94到后壁95，及从前支壁69到后支壁67。压力侧凹部82还可包括位于第一可变半径圆角108与底边缘87之间的架84。如图2和图3中所示，架84(也可称作阶梯、凸沿等)可从压力侧凹部82朝着支壁67、69的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涡轮叶片(72)，其包括：平台(68)；翼面(60)，其从所述平台的一侧延伸；颈部(81)，其从所述平台的另一侧延伸，其中所述颈部包括前支壁(69)和后支壁(67)；根部(80)，其从所述颈部延伸；凹部(82)，其由多个壁(94、95、96)限定且位于所述前支壁与所述后支壁之间；及可变半径圆角(108、110)，其设置在所述凹部内且在所述前支壁与所述后支壁之间延伸，其中所述可变半径圆角的半径从所述前支壁向所述后支壁增大。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.30 US 13/6904171.一种涡轮叶片(72)，其包括：平台(68)；翼面(60)，其从所述平台的一侧延伸；颈部(81)，其从所述平台的另一侧延伸，其中所述颈部包括前支壁(69)和后支壁(67)；根部(80)，其从所述颈部延伸；凹部(82)，其由多个壁(94、95、96)限定且位于所述前支壁与所述后支壁之间；及可变半径圆角(108、110)，其设置在所述凹部内且在所述前支壁与所述后支壁之间延伸，其中所述可变半径圆角的半径从所述前支壁向所述后支壁增大。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中所述凹部位于所述涡轮叶片的压力侧(62)上。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中所述半径从所述前支壁向所述后支壁线性增大。4.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中邻近所述前支壁的半径是大约0.25英寸且邻近所述后支壁的半径是大约0.65英寸。5.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其中所述可变半径圆角延伸所述前支壁与所述后支壁之间的整个距离。6.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其进一步包括设置在所述凹部中且在从所述前支壁与所述后支壁之间延伸的架(84)。7.根据权利要求6所述的涡轮叶片，其中所述架(84)设置在所述可变半径圆角与所述根部之间。8.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其进一步包括设置在所述凹部中且在所述前支壁与所述后支壁之间延伸的额外可变半径圆角(108、110)，其中所述额外可变半径圆角的半径从所述前支壁向所述后支壁增大。9.一种燃气涡轮发动机(100)，其采用权利要求1所述的涡轮叶片。10.一种燃气涡轮发动机，其包括：压缩机系统(10)，其被配置成压缩空气流；燃烧器系统(20)，其被配置成燃烧所述空气和燃料的混合物以产生热气体流；及涡轮机系统(70)，其被配置为使用所述热气体流来产生动力，其中所述涡轮机系统包括：多个涡轮叶片，其包括：平台；翼面，...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·J·法尔德，
申请(专利权)人：索拉透平公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。