涡轮燕尾槽隔热罩制造技术

本发明专利技术涉及涡轮燕尾槽隔热罩。具体而言，燃气涡轮发动机叶片组件包括接合至叶片根部的中空翼形件，结合或附连至根部的底部表面的燕尾槽隔热罩，以及从隔热罩通向入口孔口的罩出口，该入口孔口沿径向延伸穿过根部的径向内根部端。隔热罩可具有本体，其带有从隔热罩底部向上延伸的腿部、倾斜开放的上游端和比隔热罩底部长的腿部的自由端。凸缘沿着自由端定位且结合至底部表面。本体、隔热罩底部和/或腿部可为圆形的。盘包括形成于边缘中的多个燕尾槽、通过根部可移除地保持在燕尾槽中的互补的多个涡轮叶片、在边缘中的盘柱之间沿周向延伸的燕尾槽的槽底部。隔热罩底部可与槽底部沿径向间隔开。

Turbine dovetail slot heat shield

The invention relates to a turbine dovetail groove heat shield. Specifically, the gas turbine engine blade assembly includes a hollow wing bonded to the blade root shaped pieces, or a combination of the dovetail groove insulation bottom surface connected to the root of the cover, as well as from the insulation cover outlet orifice of the entrance, the entrance of the radial hole along the radial extending through the roots in root end. The heat shield is provided with a body having a leg extending upwardly from the bottom of the heat shield, an inclined open upper end, and a free end of the leg than the heat shield cover. The flange is positioned along the free end and bonded to the bottom surface. The body, the bottom of the heat shield and / or the legs can be circular. The tray includes a plurality of dovetail grooves formed in the edge, a plurality of complementary turbine blades which can be retained in the dovetail groove by a root, and a groove bottom extending along the circumferential direction between the column plates in the edge. The bottom of the heat shield can be separated from the bottom of the groove along the radial direction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及燃气涡轮发动机涡轮叶片冷却，且更具体而言，冷却涡轮叶片以及用于安装叶片的槽。
技术介绍
燃气涡轮发动机涡轮中的涡轮叶片且特别是高压涡轮叶片常常通过来自发动机的压缩机的加压空气的一部分进行冷却。每个涡轮级包括从支撑转子盘沿径向向外延伸的一排涡轮转子叶片，其中叶片的径向向外的末梢安装在环绕的涡轮罩内。典型地，至少第一涡轮级的涡轮转子叶片由来自压缩机的加压空气的放出部分所冷却。该叶片包括滑入涡轮盘中的轴向槽中并由其固定的根部。该叶片典型地使用从压缩机的末级放出的高压压缩机排出空气(也称为压缩机排出压力或CDP空气)的一部分来冷却。该空气合适地通过中空叶片内的内部冷却通道引导，并且从那里的前缘和后缘在各排薄膜冷却孔中通过叶片排出，并且还典型地包括在翼形件压力侧上的一排后缘出口孔或槽。叶片冷却空气聚积并且从发动机的静止部分输送到支撑叶片的旋转盘。冷却空气行进通过槽并且进入叶片根部，其在那里通过在叶片的翼形件中具有冷却通道的冷却回路分配。典型的涡轮风扇航空发动机初始地以低功率、怠速模式操作，且然后经历功率提高以用于起飞和攀升操作。在期望的飞行高度处达到巡航后，发动机以较低或中等功率设置操作。当飞行器高度下降并且着陆在跑道时发动机也以较低功率操作，随后典型地应用推力反向操作，其中发动机再次以高功率操作。在发动机的其中功率增加或者减小的各种瞬态操作模式中，涡轮叶片相应地加热或冷却。盘的槽底部在发动机操作期间暴露于叶片冷却空气。该冷却空气提高了槽底部的热响应，在槽底部和盘孔之间形成大的热量梯度。该梯度在发动机的加速和减速中产生大的热应力。这些大的热应力减少盘的低周疲劳寿命。因此，期望提供一种燃气涡轮发动机，其具有利用减少根部安装槽的底部中的热量梯度的设计冷却的涡轮叶片。还期望减小由于所述热梯度造成的根部安装槽的底部中的大的热应力。还期望通过减小这些热应力提高盘的低周疲劳寿命。
技术实现思路
一种燃气涡轮发动机叶片组件包括整体接合至叶片根部的中空翼形件，附连至根部的底部表面的燕尾槽隔热罩，以及从燕尾槽隔热罩通向至少一个入口孔口的罩出口，该入口孔口沿径向延伸穿过根部的径向内根部端。隔热罩可结合至底部表面。隔热罩可包括本体，其具有隔热罩底部和从隔热罩底部向上或者径向向外延伸的侧部或腿部。隔热罩可具有倾斜开放的前端或上游端，且腿部的自由端可比隔热罩底部长。轴向延伸的直凸缘可沿着各个腿部的自由端定位，且凸缘可结合至底部表面。隔热罩可具有倾斜开放的前端或上游端和凸缘，且腿部的自由端可比隔热罩底部长。本体可为圆形的。隔热罩底部和/或腿部可为圆形的。燃气涡轮发动机涡轮盘组件可包括盘，其包括从毂沿径向向外延伸至边缘的腹板；边缘中的多个燕尾槽；可移除地保持在该多个燕尾槽中的互补的多个涡轮叶片；燕尾槽的槽底部和燕尾槽在盘组件上的边缘中的盘柱之间沿周向延伸，且每个涡轮叶片包括整体接合至叶片根部的中空翼形件，燕尾槽隔热罩附连至根部的底部表面，以及从燕尾槽隔热罩通向至少一个入口孔口的罩出口，该入口孔口沿径向延伸穿过根部的径向内根部端。燃气涡轮发动机涡轮盘组件可包括隔热罩的隔热罩底部和槽底部的相应槽底部之间的间隙。隔热罩底部可与槽底部的相应槽底部沿径向间隔开，且隔热罩可结合至底部表面。附图说明图1为示出高压涡轮叶片的轴向截面示意图，其中涡轮燕尾槽隔热罩安装在涡轮叶片根部上并布置在涡轮盘中的槽中；图2为示出流过图1中所示的涡轮叶片和根部的冷却空气的放大轴向截面示意图。图3为示出图2中所示的涡轮叶片根部和涡轮燕尾槽隔热罩的透视图。图4为示出安装到图2中所示的涡轮叶片根部的涡轮燕尾槽隔热罩的透视图。图5为示出图4中所示的涡轮燕尾槽隔热罩的透视图。图6为示出图5中所示的涡轮燕尾槽隔热罩的沿径向向内看的截面视图。图7为示出图5中所示的涡轮燕尾槽隔热罩的侧向看的截面视图。图8为示出围绕图2中所示的槽的涡轮燕尾槽隔热罩和盘之间的间隙的前向后看的截面视图。零件清单10 燃气涡轮发动机涡轮叶片组件/涡轮叶片11 冷却空气12 中心线轴线16 中空翼形件18 叶片根部/根部/燕尾根部19 上部凸部/突起部的对20 涡轮喷嘴21 外部带22 燃气涡轮发动机高压涡轮区段23 内部带24 边缘25 腹板26 下部凸部/突起部的对27 平台28 毂29 燕尾槽30 燃气涡轮发动机涡轮盘组件/转子盘/盘32 槽入口35 内根部端36 后端37 底部表面38 定子静叶39 顶部40 燕尾槽隔热罩42 切口或回切44 冷却空气腔或歧管45 前端46 前保持板48 后保持板50 入口孔口52 冷却空气回路60 槽底部62 盘柱70 冷却通道84 引流器86 静叶排88 本体89 中空内部90 隔热罩底部92 侧部或腿部93 罩出口96 凸缘98 自由端100 上游端102 斜面C-间隙W-宽度。具体实施方式图1中示意性地示出了环绕纵向或轴向中心线轴线12的示例性燃气涡轮发动机高压涡轮(HPT)区段22。高压涡轮区段22包括涡轮喷嘴20，其具有适合地安装在外部带21和内部带23之间的一排周向的定子叶片38。单排示例性涡轮叶片10在涡轮喷嘴20之后，其可移除地安装至第一级HP转子盘30的外周或边缘24。该转子盘30包括从毂28沿径向向外延伸至边缘24的腹板25。参见图1-图3，每个涡轮叶片10包括在涡轮叶片10的平台27处整体接合至轴向入口燕尾根部18的中空翼形件16。如图2和图4中所示，叶片燕尾根部18的优选实施例包括上部的一对侧向或者周向相对的凸部或突起部19和下部的一对凸部或突起部26。突起部配置为典型的枞树型配置以用于支撑和径向地保持各个叶片在互补轴向燕尾槽29中，燕尾槽29形成于图1-图4中所示的转子盘30的边缘24中。参看图3，多个入口孔口50沿径向延伸穿过燕尾根部18的径向内根部端35。入口孔口50允许涡轮叶片冷却空气11从燕尾槽29流入到翼形件16中的冷却空气回路52中，如图1-图2中所示的那样。参看图1-图2，环形引流器84将涡轮叶片冷却空气11喷射到旋转转子盘30中，如本领域众所周知的那样。引流器84典型地包括一排静叶86，其对冷却空气11切向地加速、调节和/或加压并将冷却空气11喷射到旋转的第一级转子盘30的燕尾槽29中。冷却空气11流入燕尾槽29，穿过根部端35，且随后沿径向向外穿过翼形件16中的冷却空气回路52中的冷却通道70。随后冷却空气11通过叶片翼形件的压力侧和吸力侧中的成排出口孔以传统方式排出。进一步参看图3，槽底部60和燕尾槽29在转子盘30上的边缘24中的盘柱62之间沿周向延伸。燕尾槽29在燕尾槽入口32和燕尾槽后端36之间沿轴向延伸。燕尾根部18通过安装至转子盘30的前保持盘46和后保持盘48轴向地保持在燕尾槽29中，如图1和图2中所示的那样。参看图1-图3，燕尾槽冷却空气腔或歧管44沿径向位于燕尾根部18的根部端35和转子盘30上的边缘24中的燕尾槽29的槽底部60之间。燕尾根部18的根部端35区分顶部39或者燕尾槽冷却空气腔或歧管44的径向外边界。燕尾根部18的根部端35比沿着燕尾槽29的边缘24的轴向延伸宽度W长，并且沿轴向比槽底部60长。边缘24的轴向前端45中的切口或回切42容纳燕尾根部18的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机涡轮叶片组件(10)，包括：整体接合至叶片根部(18)的中空翼形件(16)，附连至所述根部(18)的底部表面(37)的燕尾槽隔热罩(40)，以及从所述燕尾槽隔热罩(40)通向至少一个入口孔口(50)的罩出口(93)，所述入口孔口沿径向延伸穿过所述根部(18)的径向内根部端(35)。

【技术特征摘要】
2015.05.01 US 14/7020971.一种燃气涡轮发动机涡轮叶片组件(10)，包括：整体接合至叶片根部(18)的中空翼形件(16)，附连至所述根部(18)的底部表面(37)的燕尾槽隔热罩(40)，以及从所述燕尾槽隔热罩(40)通向至少一个入口孔口(50)的罩出口(93)，所述入口孔口沿径向延伸穿过所述根部(18)的径向内根部端(35)。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件还包括结合至所述底部表面(37)的所述隔热罩(40)。3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述组件还包括包含本体(88)的隔热罩(40)，所述本体具有隔热罩底部(90)和从所述隔热罩底部(90)向上或者径向向外延伸的侧部或腿部(92)。4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述组件还包括所述隔热罩(40)的倾斜开放的前端或上游端(100)和比所述隔热罩底部(90)长的所述腿部(92)的自由端(98)。5.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述组件还包括沿着所述腿部(92)中的每一个的自由端(98)定位的沿轴向延伸的直凸缘(96)，且所述凸缘(96)结合至所述底部表面(37)。6.根据权利要求5所述的组件，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·詹里克斯，C·T·舒普，S·J·斯托夫顿，C·J·范德文，C·T·麦克米兰，J·D·比布勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US