具有单独的缘板支撑系统的模块化涡轮机叶片技术方案

公开了一种模块化涡轮机叶片组件（10），所述模块化涡轮机叶片组件可在燃气涡轮发动机（12）中使用并由翼型件（28）和独立的模块化缘板（16）形成，所述模块化缘板由从模块化缘板（16）径向向内延伸至盘的一个或更多个挂钩臂支撑件（14）支撑。挂钩臂支撑件可以支撑模块化缘板，而单独的燕尾形附接部支撑大体中空的翼型件。挂钩臂支撑件（14）可以由设计以降低从在两个臂（20、22）的远端（26）处的销接收孔（24）到缘板（16）的应力的至少两个臂（20、22）形成。独立臂（20、22）使由在支撑件中的离心负载造成的应力集中最小化。臂（20、22）可以互相独立修改，例如厚度和支撑角度。挂钩臂支撑件（14）允许使用用于模块化涡轮机叶片（10）的模块化缘板系统。

Modular turbine blade with separate edge plate support system

Disclosed is a modular turbine blade assembly (10), turbine blade components of the modular in gas turbine engine (12) in use by the airfoil (28) and independent module board (16) formed, begging the module from the module board board begging alms (16) a radially inward one or more hook arm extends to the support plate (14) support. The hook arm support can support module and alms board, separate dovetail attachment part support generally hollow airfoil. The hook arm support (14) may be formed by reducing at least two arms (20, 22) of the stress from the pin receiving holes (24) at the distal end (26) of the distal end of the two arm (20) to the edge plate (2). The independent arm (20, 22) minimizes the stress concentration caused by the centrifugal load in the support. The arms (20, 22) can be independently modified, such as thickness and support angle. The hook arm support member (14) allows for modular turbine blades (10) of the module alms board system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对于联邦政府资助的研究或开发的声明本专利技术的开发由美国能源部先进涡轮机开发计划合同No.DEFC26-05NT42644部分支持。相应地，美国政府在本专利技术中可以具有某些权利。
本专利技术总体上涉及涡轮机翼型件，且更具体地涉及在燃气涡轮发动机中的涡轮机翼型件中的支撑系统。
技术介绍
典型地，燃气涡轮发动机包括用于压缩空气的压缩机、用于混合已压缩空气和燃料并点燃混合物的燃烧器和用于产生动力的涡轮机叶片组件。燃烧器通常在可以超过2240华氏度的高温下运行。典型的涡轮机燃烧器的构造将涡轮机叶片组件暴露于这些高温。因此，涡轮机叶片必须由能够经受此种高温的材料制成。此外，涡轮机叶片通常包含冷却系统，用于延长叶片的寿命并减少由过高温度造成的失效的可能性。典型地，涡轮机叶片由在一个端部处具有缘板（platform）的叶根部分和形成从联接到叶根部分的缘板向外延伸的叶片的细长部分形成。叶片通常由与叶根部分相对的叶尖、前缘和后缘组成。大多数涡轮机叶片的内部方面典型地包含形成冷却系统的冷却通道的复杂迷宫。涡轮机翼型件经常经由具有从其延伸用于附接到转子的多个燕尾形突出部的叶根支撑。支撑和连接系统的可替代构造已经被使用。
技术实现思路
公开了模块化涡轮机叶片组件，所述模块化涡轮机叶片组件可在燃气涡轮发动机中使用并由翼型件和独立的模块化缘板形成，所述模块化缘板由从模块化缘板径向向内延伸至盘的一个或更多个挂钩臂支撑件（clevisarmsupport）支撑。挂钩臂支撑件可以支撑模块化缘板，而单独的燕尾形附接部支撑大体中空的翼型件。挂钩臂支撑件可以由一个或更多个臂（例如但不限于两个臂，第一臂和第二臂）形成，可以独立修改所述第一臂和第二臂，以在两个臂的远端处降低附接部装置处的应力。在至少一个实施例中，附接部装置可以是销接收孔。独立臂可以形成轮廓，用于在叶片之间装配，且所述独立臂可以被设计，以使沿着挂钩臂特征的应力最小化。在附接部的位置，一个或更多个销接收孔可以包括在两个臂的远端处。用于燃气涡轮发动机的模块化涡轮机叶片可以由大体细长的中空翼型件形成，所述大体细长的中空翼型件由外部壁形成并具有前缘、后缘、压力侧、吸力侧和在翼型件的第一端部处的叶尖。挂钩臂支撑件可以支撑模块化缘板，而单独的燕尾形附接部支撑大体中空的翼型件。模块化涡轮机叶片还可以包括经由从模块化缘板径向向内延伸的挂钩臂支撑件附接到盘的一个或更多个模块化缘板。挂钩臂支撑件可以由第一臂和第二臂形成，所述第一臂和第二臂从模块化缘板延伸、在模块化缘板的径向内部互相接触。横向构件可以在第一和第二臂之间延伸，在横向构件的径向内部在第一和第二臂之间形成附接部装置（例如但不限于销接收孔），并在横向构件、第一臂、第二臂和模块化缘板之间形成空隙。在至少一个实施例中，第一臂、第二臂和横向构件的内表面可以是平面内表面。第一和第二臂可以在两个臂的远端处降低销接收孔处的应力。挂钩臂支撑件可以以多种方式降低应力。特别地，第一和第二臂可以是互相非正交且不平行的。第一臂可以相对于至少一个挂钩臂支撑件的纵向轴线定位在不同于第二臂的角度。形成横向构件、第一臂和第二臂的两个或更多个边的一个或更多个交叉部可以倒圆角。在另一个实施例中，形成横向构件、第一臂和第二臂的两个或更多个边的每个交叉部可以倒圆角。第一臂的厚度可以与第二臂的厚度不同。第一臂可以具有带有大于长度的宽度的横截面区域，第二臂可以具有带有大于长度的宽度的横截面区域。第一和第二臂离大体细长的中空翼型件最近的第一端部可能比第一和第二臂在横向构件处的第二端部分隔更远。横向构件的远端可以从与第一臂对齐的第一边弯曲到与第二臂对齐的第二边。在装配期间，中心连杆可以销接在缘板处并可以围绕翼型件旋转和在所述翼型件之间旋转到盘中，这有助于促进与销、销接收孔和盘孔的安装和对齐。在操作期间，第一和第二挂钩臂及销固有地提供通过销接收孔沿着销轴线旋转的能力，从而抵靠大体细长的中空翼型件的压力侧装载模块化缘板，用于密封和振动抑制。对于维修或装配或两者，模块化涡轮机叶片组件提供了构造，所述构造使当叶片在涡轮发动机中保持附接在合适的位置时移开或更换缘板或两者的选项是可能的。所述特征是非常有益的，因为模块化涡轮机叶片组件相比于在维修间隔期间修理和更换全部叶片提供了较低花费的更换。模块化缘板的优点是通过使悬挂特征最小化改进翼型件的铸造性的能力，其对于单晶翼型件是首要的。缘板能够使用较没有挑战性的方法，例如定向性/非定向性凝固或单晶（如果必要）。模块化涡轮机叶片组件的另一个优点是销和挂钩孔布置提供了被定尺寸以实现足够的销和挂钩臂支承区域同时使在孔中的应力最小化的能力。模块化涡轮机叶片组件的特征在制造过程期间能够易于控制，从而在销和挂钩臂中的孔之间产生紧密的公差。所述挂钩臂支撑件的又一个优点是挂钩臂支撑件可以由至少两个臂（第一和第二臂）形成，可以独立修改所述第一臂和第二臂，以在两个臂的远端处降低销接收孔处的应力。挂钩臂支撑件的另一个优点是独立的臂使由离心负载通过支撑件造成的应力集中最小化。挂钩臂支撑件的又一个优点是支撑件允许通过使用挂钩臂支撑件的第一和第二臂相对于常规附接部实现质量减少。在下文中更加详细地描述这些和其他实施例。附图说明包含于说明书中并形成说明书一部分的附图示出了当前公开专利技术的实施例，并与说明书一起公开了本专利技术的原理。图1是具有根据本专利技术的特征的模块化涡轮机叶片的透视图。图2是模块化涡轮机叶片的挂钩臂支撑件的透视图。图3是模块化涡轮机叶片的挂钩臂支撑件的透视图。具体实施方式如图1-3所示，公开了模块化涡轮机叶片组件10，所述模块化涡轮机叶片组件可在燃气涡轮发动机12中使用并由翼型件28和独立的模块化缘板16形成，所述模块化缘板由从模块化缘板16径向向内延伸至盘的一个或更多个挂钩臂支撑件14支撑。挂钩臂支撑件14可以支撑模块化缘板16，而单独的燕尾形附接部支撑大体中空的翼型件28。挂钩臂支撑件14可以由一个或更多个臂（例如但不限于两个臂，第一臂20和第二臂22）形成，可以独立修改所述第一臂和第二臂，以在两个臂20、22的远端26处降低附接部装置24处的应力。独立臂20、22可以形成轮廓，用于在叶片28之间装配，且所述独立臂可以被设计，以使沿着挂钩臂20、22特征的应力最小化。独立臂20、22使由离心负载通过支撑件14造成的应力集中最小化。臂20、22可以通过修改要素（例如厚度和支撑角度）互相独立地修改。通过将翼型件28附接到与模块化缘板16分离的盘，可以在不移开翼型件28的情况下移开和更换模块化缘板16。在至少一个实施例中，如图1所示，模块化涡轮机叶片10可以由大体细长的中空翼型件28形成，所述大体细长的中空翼型件由外部壁30形成并具有前缘32、后缘34、压力侧36、吸力侧38和在翼型件28的第一端部42处的叶尖40。挂钩臂支撑件14可以支撑模块化缘板16，而单独的燕尾形附接部支撑大体中空的翼型件28。模块化缘板16可以定位在与第一端部42相对的第二端部46处，且可以由从模块化缘板16径向向内延伸的一个或更多个挂钩臂支撑件14支撑，如图1-3中所示。在至少一个实施例中，如图2所示，每个挂钩臂支撑件14可以包括定尺寸以支撑附接部装置24的第一臂20，所述附接部装置在至少一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机（12）的模块化涡轮机叶片（10），其特征在于：由外部壁（30）形成的大体细长的中空翼型件（28），并具有前缘（32）、后缘（34）、压力侧（36）、吸力侧（38）和在翼型件（28）的第一端部处的叶尖（40）；和经由从模块化缘板（16）径向向内延伸的至少一个挂钩臂支撑件（14）附接到盘的模块化缘板（16），其中，至少一个挂钩臂支撑件（14）由第一臂（20）和第二臂（22）形成，所述第一臂和第二臂从模块化缘板（16）延伸、在模块化缘板（16）的径向内部互相接触，其中，横向构件（48）在第一和第二臂（20、22）之间延伸，在横向构件（48）的径向内部在第一和第二臂（20、22）之间形成附接部装置（24），在横向构件（48）、第一臂（20）、第二臂（22）和模块化缘板（16）之间形成空隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃气涡轮发动机（12）的模块化涡轮机叶片（10），其特征在于：由外部壁（30）形成的大体细长的中空翼型件（28），并具有前缘（32）、后缘（34）、压力侧（36）、吸力侧（38）和在翼型件（28）的第一端部处的叶尖（40）；和经由从模块化缘板（16）径向向内延伸的至少一个挂钩臂支撑件（14）附接到盘的模块化缘板（16），其中，至少一个挂钩臂支撑件（14）由第一臂（20）和第二臂（22）形成，所述第一臂和第二臂从模块化缘板（16）延伸、在模块化缘板（16）的径向内部互相接触，其中，横向构件（48）在第一和第二臂（20、22）之间延伸，在横向构件（48）的径向内部在第一和第二臂（20、22）之间形成附接部装置（24），在横向构件（48）、第一臂（20）、第二臂（22）和模块化缘板（16）之间形成空隙。2.如权利要求1所述的模块化涡轮机叶片（10），其特征在于：附接部装置（24）是销接收孔（24）。3.如权利要求1所述的模块化涡轮机叶片（10），其特征在于：将形成横向构件（48）、第一臂（20）和第二臂（22）的两个或更多个边（56）的至少一个交叉部（54）倒圆角。4.如权利要求1所述的模块化涡轮机叶片（10），其特征在于：第一臂（20）、第二臂（22）和横向构件（48）的内表面是平面内表面。5.如权利要求1所述的模块化涡轮机叶片（10），其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：SR小米勒，D恩格，CX坎贝尔，
申请(专利权)人：西门子能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US