包括具有转子组件的流动路径的燃气轮机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有包括转子组件的流动路径的燃气轮机，该转子组件包括：支承第一转子叶片的第一转子叶轮，第一转子叶片具有限定流动路径的内部边界的第一轴向部分的平台；支承第二转子叶片的第二转子叶轮，第二转子叶片具有限定流动路径的内部边界的第二轴向部分的平台；以及包括外侧表面的环形填充物，外侧表面限定流动路径的内部边界的第三轴向截面的至少一部分，该第三轴向截面存在于流动路径的内部边界的第一轴向部分与第二轴向部分之间。第一转子叶轮可以包括轴向连接器，轴向连接器用于轴向地接合形成在第一转子叶片的径向最内部面上的匹配表面和形成在环形填充物的径向最内部面上的匹配表面。

【技术实现步骤摘要】

本技术大致涉及燃气涡轮发动机(或“燃气轮机”)，并且更具体地，而非限制方式地涉及燃气轮机内的流动路径边界组件。
技术介绍
燃气轮机广泛应用于比如为动力产生的领域中。传统的燃气涡轮机例如包括压缩机、燃烧器和涡轮。燃气轮机还可以包括转子，转子具有安装至压缩机及其涡轮部分中的转子叶轮上的各种转子叶片。每个转子叶片包括加压空气或流体流动通过的翼型和位于翼型的基部处的内部侧壁或平台，内部侧壁或平台限定用于空气或流体流动通过其的径向边界。在一些涡轮发动机构造中，叶片加载在形成于转子叶轮中的槽内。叶片必须被保持在槽中，以便在涡轮的运转期间防止叶片的任何径向或轴向运动。一般地，叶片上的燕尾固定件和叶轮中的互补的燕尾槽用来防止径向运动。保持系统可以用于确保旋转叶片保持联接至转子。但是，在这些保持系统包括复杂布置，生产和维护成本可能很快地增加。此外，相邻的叶片之间的通路需要光滑表面用于形成环形的径向内界面，以便确保在运转期间清洁的空气流过级。非优选的是使叶片或转子叶轮适应该表面而通常将所谓的“环形填充物”设置成桥接相邻的转子叶片之间的环形间隙。为这种环形填充物提供用于将该环形填充物可移除地附接至转子盘的特征是已知的。因此，环形填充物通常由相对重量轻的材料制造，并且如果发生破坏，可以独立于叶片地进行更换。作为旋转部件，更轻重量的填充物将在发动机运转期间具有更低的内部力，并且还减小了传输至转子盘的力。另外，更小的部件质量对于减小发动机的总重量是有益的，并且有助于提高发动机效率。然而，环形填充物仍然必须是坚固的部件以满足运转需要并且在各种操作极端条件下正确起作用。存在用于安装环形填充物的多种方法。然而，如将要理解的，存在许多对恒定目标作出优化的有竞争性的和可变的设计方案。例如，接合特征必须能够承受相当大的磨损和腐蚀，包括由摩擦引起的极端的机械和热应力以及与发动机的流动路径相关的热循环。另外在发动机运转期间，环形间隙的环向距离可以根据叶片的振动、扭转以及相邻叶片之间的相对运动而改变。在极端条件下，环形填充物可能遭受转子叶片之间的力和相对运动，这将会缩短转子叶轮的寿命并且需要对组件在使用期内的定期检查。此外，用于转子叶轮的传统的制造工艺限制用于连接器的构造的类型。如将能理解的，对转子叶轮上的附加特征或重量的需求引起对控制部件中的应力的设计和制造考虑，并且增加复杂性的任何特征对于制造来说可能需要所禁止的过高成本。因此，本领域需要一种用于环形填充物和转子叶片组件的改进的保持装置和组件。例如，阻止叶片和/或环形填充物部件相对于转子叶轮和其他支承结构的轴向运动的轴向保持装置将是有利的。此外，提供对叶片、环形填充物和/或其他相关部件的有效的和成本有效的更换，以及减少或消除对替换转子叶轮和其他支承结构的需要的保持装置将是所期望的。
技术实现思路
本申请因此公开了一种包括具有转子组件的流动路径的燃气轮机，所述转子组件包括：支承转子叶片的转子叶轮，所述转子叶片包括限定所述流动路径的内部边界的轴向部分的平台；靠近所述转子叶片定位的环形填充物，所述环形填充物包括限定所述流动路径的内部边界的相邻轴向部分的外侧表面，其中，所述转子叶轮包括连接器，所述连接器用于轴向地接合形成在所述转子叶片的径向最内部面上的匹配表面和形成在所述环形填充物的径向最内部面上的匹配表面；以及形成在所述环形填充物与所述转子叶轮之间的轴向保持器，用于轴向地保持所述转子组件阻止沿向前轴线方向和向后轴线方向中至少一者的运动；其中，所述轴向保持器包括形成在所述环形填充物上的细长形径向突出肋状物，所述细长形径向突出肋状物接合形成在所述转子叶轮上的匹配槽。其中，所述肋状物和所述匹配槽包括相应的横截面形状；以及所述肋 状物和匹配槽包括轴向定向。其中，所述连接器包括穿过所述转子叶轮形成的轴向接合燕尾槽；以及所述转子叶片和所述环形填充物中的每一个上的匹配表面包括构造成用于滑动地接合所述燕尾槽的轴向接合燕尾。其中，所述燕尾和燕尾槽包括用于防止两者之间的相对径向运动的多个相应的压力面；以及其中，所述转子叶片和所述环形填充物的燕尾在安装时包括共用轴线；以及其中，所述燕尾和燕尾槽包括以下结构之一：相对于所述燃气轮机的中心轴线的平行结构；以及相对于所述燃气轮机的中心轴线的切向倾斜结构。其中，所述燕尾槽在形成在所述转子叶轮的每个轴向面上的燕尾开口之间延伸并且延伸到所述转子叶轮的边缘内；以及其中，所述转子叶片和所述环形填充物中的每一个的燕尾的截面对应于形成在所述转子叶轮的轴向面上的所述燕尾开口。其中，所述匹配槽基本轴向地延伸跨过所述燕尾槽的底面。其中，所述燕尾槽的所述底面包括所述燕尾槽的最内部径向表面。其中，所述匹配槽包括基本恒定的横截面形状并且从所述转子叶轮的前部轴向面延伸，以及在定位在所述转子叶轮的后部部分内的终止面处终止。其中，所述槽的所述终止面靠近所述转子叶轮的尾部轴向面定位。其中，所述环形填充物上的所述肋状物构造成包括接触面；以及其中，所述肋状物的所述接触面和所述匹配槽的所述终止面构造成径向地重叠。其中，所述终止面和所述接触面配合以便在所述环形填充物一旦沿着所述燕尾槽滑动时阻止所述环形填充物沿向后轴线方向的连续轴向运动，以便获得安装位置。其中，所述匹配槽包括基本恒定的横截面形状并且从所述转子叶轮的尾部轴向面延伸，以及在定位在所述转子叶轮的前部部分内的终止面处终 止。其中，所述匹配槽的所述终止面靠近所述转子叶轮的前部轴向面定位。其中，所述环形填充物上的所述肋状物构造成包括接触面；以及其中，所述肋状物的所述接触面和所述匹配槽的所述终止面构造成径向地重叠。其中，所述终止面和所述接触面配合以便在所述环形填充物一旦沿着所述燕尾槽滑动时阻止所述环形填充物沿向前轴线方向的连续轴向运动，以便获得安装位置。其中，所述肋状物从所述环形填充物的所述燕尾的最内部表面径向向内突出；以及其中，所述肋状物朝向所述环形填充物的所述燕尾的前端端部定位。其中，所述肋状物构造成在前部端部与尾部端部之间延伸；其中，所述前部端部靠近所述环形填充物的所述燕尾的前部面定位；以及其中，所述尾部端部包括所述肋状物的接触面并且靠近所述环形填充物的所述燕尾的轴向中点定位。其中，所述转子叶轮包括第一转子叶轮，所述转子叶片包括第一转子叶片，所述轴向部分包括所述流动路径的所述内部边界的第一轴向部分；其中，第二转子叶轮支承第二转子叶片，所述第二转子叶片包括限定所述流动路径的所述内部边界的第二轴向部分的平台；其中，相邻的轴向部分包括所述流动路径的所述内部边界的第三轴向部分，所述第三轴向部分定位在所述第一轴向部分与所述第二轴向部分之间；以及其中，在所述燃气轮机的运转期间，工作流体的相对的预期流向通过流动路径，所述第一轴向部分包括上游轴向部分，所述第二轴向部分包括所述流动路径的所述内部边界的下游轴向部分，所述第三轴向部分包括布置在所述第一轴向部分与所述第二轴向部分之间的流动路径的内部边界的中部轴向部分。其中，所述燃气轮机包括操作地连接至涡轮的压缩机，所述流动路径包括压缩机流动路径；以及其中，所述第一转子叶片和所述环形填充物包括彼此相对独立的非整体式成形的部件。其中，所述燕尾和燕尾槽包括用于防止两者之间的相对径向运动的多个相应的压力面；其中，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括具有转子组件的流动路径的燃气轮机，所述转子组件包括：支承转子叶片的转子叶轮，所述转子叶片包括限定所述流动路径的内部边界的轴向部分的平台；靠近所述转子叶片定位的环形填充物，所述环形填充物包括限定所述流动路径的内部边界的相邻轴向部分的外侧表面，其中，所述转子叶轮包括连接器，所述连接器用于轴向地接合形成在所述转子叶片的径向最内部面上的匹配表面和形成在所述环形填充物的径向最内部面上的匹配表面；以及形成在所述环形填充物与所述转子叶轮之间的轴向保持器，用于轴向地保持所述转子组件阻止沿向前轴线方向和向后轴线方向中至少一者的运动；其中，所述轴向保持器包括形成在所述环形填充物上的细长形径向突出肋状物，所述细长形径向突出肋状物接合形成在所述转子叶轮上的匹配槽。

【技术特征摘要】
2014.12.31 US 14/5877681.一种包括具有转子组件的流动路径的燃气轮机，所述转子组件包括：支承转子叶片的转子叶轮，所述转子叶片包括限定所述流动路径的内部边界的轴向部分的平台；靠近所述转子叶片定位的环形填充物，所述环形填充物包括限定所述流动路径的内部边界的相邻轴向部分的外侧表面，其中，所述转子叶轮包括连接器，所述连接器用于轴向地接合形成在所述转子叶片的径向最内部面上的匹配表面和形成在所述环形填充物的径向最内部面上的匹配表面；以及形成在所述环形填充物与所述转子叶轮之间的轴向保持器，用于轴向地保持所述转子组件阻止沿向前轴线方向和向后轴线方向中至少一者的运动；其中，所述轴向保持器包括形成在所述环形填充物上的细长形径向突出肋状物，所述细长形径向突出肋状物接合形成在所述转子叶轮上的匹配槽。2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述肋状物和所述匹配槽包括相应的横截面形状；以及其中，所述肋状物和匹配槽包括轴向取向。3.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述连接器包括穿过所述转子叶轮形成的轴向接合燕尾槽；以及其中，所述转子叶片和所述环形填充物中的每一个上的匹配表面包括构造成用于滑动地接合所述燕尾槽的轴向接合燕尾。4.根据权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于，所述燕尾和燕尾槽包括用于防止两者之间的相对径向运动的多个相应的压力面；以及其中，所述转子叶片和所述环形填充物的燕尾在安装时包括共用轴线；以及其中，所述燕尾和燕尾槽包括以下结构之一：相对于所述燃气轮机的中心轴线的平行结构；以及相对于所述燃气轮机的中心轴线的切向倾斜结构。5.根据权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于，所述燕尾槽在形成在所述转子叶轮的每个轴向面上的燕尾开口之间延伸并且延伸到所述转子叶轮的边缘内；以及其中，所述转子叶片和所述环形填充物中的每一个的燕尾的截面对应于形成在所述转子叶轮的轴向面上的所述燕尾开口；所述匹配槽基本轴向地延伸跨过所述燕尾槽的底面；所述燕尾槽的所述底面包括所述燕尾槽的最内部径向表面；所述匹配槽包括基本恒定的横截面形状并且从所述转子叶轮的前部轴向面延伸，以及在定位在所述转子叶轮的后部部分内的终止面处终止；所述槽的所述终止面靠近所述转子叶轮的尾部轴向面定位。6.根据权利要求5所述的燃气轮机，其特征在于，所述环形填充物上的所述肋状物构造成包括接触面；以及其中，所述肋状物的所述接触面和所述匹配槽的所述终止面构造成径向地重叠。7.根据权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，所述终止面和所述接触面配合以便在所述环形填充物一旦沿着所述燕尾槽滑动时阻止所述环形填充物沿向后轴线方向的连续轴向运动，以便获得安...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ希利，BJ利里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US