涡轮叶片的外展支壁制造技术

提出一种具有外展支壁的涡轮叶片结构。这种涡轮叶片可用于燃气涡轮发动机，其包括支壁以增强翼片和锯齿状根部圆整之间的叶片面积。支壁底部是外展的，以减少由于支壁在非常靠近固定根部处突然终止造成的应力集中。通过应用外展支壁，叶片能够在更长期间承受燃气涡轮发动机涡轮的操作条件。涡轮叶片还可包括固定根部，其带有组合半径圆整，进一步使叶片耐受操作应力。

【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，具体涉及燃气涡轮发动机的涡轮叶片的结构。
技术介绍
燃气涡轮发动机是一种熟悉的装置，可产生动力和推力。飞机利用了燃气涡轮发动机的这两种能力，较大的燃气涡轮发动机安装到机翼或飞机的其他部分产生飞行所需的推力。燃气涡轮发动机还用于产生动力，称作辅助动力单元(APUs)的燃气涡轮发动机一般安装到飞机的尾端。在以地面为基的应用上，燃气涡轮发动机可用来产生动力。对于典型的燃气涡轮发动机，其包括位于壳体内的三个主要部分。在称为压缩机的第一部分，多个固定到中心轴组件的叶片在从壳体沿径向向内延伸的多个机叶之间转动，机叶和叶片的形状和角度设置成可极大地压缩进入的空气，这通过一系列阶段来实现，最终将受到很大压缩的热空气引入发动机的第二部分，其称为燃烧室。在燃烧室内，压缩热空气与燃料混合，点火，产生的热空气直接向后通过壳体，到达发动机的第三部分，其称作涡轮部分。涡轮部分，类似于压缩机部分，包括多个从中心轴组件延伸的叶片，与从壳体沿径向向内延伸的多个机片互相接合。热燃烧空气使得涡轮叶片以非常高的速度转动，排气通过发动机，从而产生飞行所需的推力。相对地，燃气涡轮发动机工作产生的旋转能量可转换为电能，如同APU或陆基涡轮发动机(LGT)，其中能量可在机舱使用，进行驾驶舱内的工作和仪表照明，空调，机舱照明等。此外，当涡轮部分叶片安装到压缩机部分叶片的同一轴组件时，这些过程是连续进行的，其中燃烧气体使得涡轮叶片和压缩机叶片同时转动。所有这些发动机技术已经成功使用，并继续在使用。但是还在多个领域继续寻求改进。一个领域是涡轮叶片的结构。对于所属领域的技术人员，希望叶片具有最小的重量，同时满足应用场合的空气动力学要求。叶片用具有足够强度的材料制造，以耐受发动机具有的非常高的温度和转动速度。此外，涡轮叶片要在特有的压力下工作，涡轮叶片要承受由于应力循环导致的非常高的应力和疲劳水平，尤其在叶片的锯齿状固定根部和翼片本身之间的连接处。因此，如果能对该连接处进行设计改进将带来很大的好处。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提出了一种涡轮叶片，其包括平台，翼片，颈部，叶片根部和外展支壁。平台包括流道侧，底侧，前沿和后沿。翼片从所述平台流道侧延伸。颈部从所述平台底侧延伸。叶片根部从颈部延伸。外展支壁形成部分的颈部，在平台底侧和叶片根部之间延伸。外展支壁是平台和叶片根部之间加厚的导轨，位于颈部的前沿和/或后沿。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制造涡轮叶片的方法。这种方法包括制造平台，平台包括流道侧，底侧，前沿和后沿，翼片从平台流道侧延伸，颈部从所述平台底侧延伸，叶片根部从颈部延伸，颈部形成外展支壁，位于平台底侧和叶片根部之间。根据本专利技术的又一方面，提供了一种燃气涡轮发动机，包括压缩机部分，燃烧室，位于所述压缩机部分的下游；和涡轮部分，位于所述燃烧室的下游。所述涡轮具有中心旋转轴，从旋转轴延伸多个涡轮叶片，各涡轮叶片包括平台，平台具有流道侧，底侧，前沿和后沿。翼片从所述平台流道侧延伸，颈部从平台底侧延伸，叶片根部从颈部延伸，在颈部形成的外展支壁，在平台底侧和叶片根部之间延伸。通过阅读下面的详细介绍并结合参考附图，更容易了解本专利技术的这些和其他方面和特征。附图说明图1是根据公开内容的燃气涡轮发动机的截面图；图2是根据公开内容的涡轮叶片的平面图；图3是图2所示涡轮叶片的放大平面图；图4是带有剖视内部通道的图2所示涡轮叶片的放大平面图；图5是根据公开内容的锯齿状根部圆整的示意图；图6是根据公开内容的外展支壁的截面图；图7是带有所显示的应力集中的锯齿状圆整的平面图；图8是图7的圆整的侧视图。下面公开的结构可以进行各种改进和采用另外的结构，其中某些实施例已经在附图显示，并将在下面进行详细介绍。应当知道，本专利技术不限于公开的特定形式，而是相反地，本专利技术将覆盖所有的改进、可选择的结构和等效体系，这些都属于所附权利要求限定的本专利技术范围和精神。具体实施例方式现在参考附图，先具体参考图1，根据本专利技术公开内容的燃气涡轮发动机用标记20来表示。尽管本专利技术的内容可结合各种类型和设计的燃气涡轮发动机，所显示的发动机20是一般的通用发动机的实施例，可有效地应用本专利技术的涡轮叶片。如图所示，发动机20包括外壳或鼓风机罩22，其中设置压缩机部分24，燃烧室部分26，其位于压缩机部分24的下游，和涡轮部分28，位于燃烧室部分26的下游。所属领域的技术人员很容易理解，压缩机部分24能够通过一系列阶段30极大地压缩进入的空气，将高度压缩的空气引入到燃烧室部分26。在燃烧室部分26，燃料引入进行燃烧，形成的非常热的燃烧气体引导到涡轮部分28，使得叶片32以非常高的速度转动。空气从喷嘴33进入发动机20，以非常高的速度在出口34离开发动机20，从而向发动机20的特定应用提供能量或推力。更具体地，发动机20包括中心转子或轴组件36，其延伸并互相连接压缩机部分24和涡轮部分28。多个叶片32从压缩机部分24延伸，多个叶片39从涡轮部分28延伸，都是沿径向向外的形式。此外，叶片32，39互相接合多个机片40，41，其分别从压缩机部分24和涡轮部分28沿径向向内延伸。叶片32和机片40的位置和接近使得空气在压缩机部分24受到压缩；叶片39和机片41的位置和接近使得涡轮部分28产生希望的推力。此外，由于叶片32，39通过轴组件36互相连接，这个过程是永久的和互相连接的，热燃烧空气使得涡轮叶片39转动，又使得压缩机叶片32转动，从而抽吸更多的空气进行压缩和燃烧。现在参考图2和图4，其中进一步详细显示了涡轮叶片39。叶片39包括从平台44延伸的翼片42，平台从颈部46延伸，颈部从固定根部48延伸。所属领域的技术人员容易理解，固定根部48包括多个锯齿状部分50，可与设置在发动机20的轴组件36的开口(未显示)滑动地互相配合，以便固定叶片39于轴组件，并能够抵抗叶片39以操作速度转动时产生的非常大的离心力。翼片42可形成各种不同的形状、方位，凹进部分，和凸出部分，以便优化发动机的操作。从图2可注意到翼片42包括前沿52，凹进的内部54，后沿56，和外层58。图2和图4的翼片42显示出凹进部分或压力侧。现在参考平台44，显示出其正交于翼片42，也包括前沿60和后沿62。颈部46从平台44沿与翼片42相反的方向延伸。颈部46包括分别位于前沿51，后沿49的支壁轨47a，47b。如本文的进一步详细介绍，支壁轨47a，47b可增强叶片39的结构强度和刚性。支壁轨还提供了叶片与叶片的密封能力。多个凸出部64，称为反射翼，从支壁轨47a，47b向外延伸，第一翼64a沿前沿方向在平台44的附近延伸；第二翼64b沿相同方向延伸，但靠近固定根部48；第三翼64c沿后沿方向延伸，与第一翼64a对齐。反射翼64与其他叶片39(未显示)形成连续的环，与相邻的不转动的机片41形成的相配合的环(未显示)结合，形成不严密的密封，定量供给沿前沿51和后沿49径向向外流动的冷却空气。现在参考图3和图6，详细显示了颈部46的带有外展底部66的支壁轨。如图所示，颈部46的结构基本是线性的，平行于空气翼片42延伸，可注意到外展支壁66设置在颈部46的最底部分，靠近固定根部48。外展支壁66形成基本为三角形的加强区，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮叶片，包括：平台，具有流道侧，底侧，前沿和后沿；翼片，从所述平台第一侧延伸；颈部，从所述平台第二侧延伸；叶片根部，从所述颈部延伸；和外展支壁，形成部分的颈部，在所述平台第二侧和所述叶片根部之间 延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A彻罗利斯，WA克拉斯，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]