專利名稱：用在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中的渦輪輪葉及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域總體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，并且尤其是涉及隨燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)使用的渦輪輪葉。
背景技術(shù)：
至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)包括燃燒器，在燃燒器下游連接的壓縮機(jī)，渦輪和可旋轉(zhuǎn)地連接在壓縮機(jī)和渦輪之間的轉(zhuǎn)子組件。一些已知的轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子軸，與轉(zhuǎn)子軸連接的至少一個轉(zhuǎn)子盤，和從每個轉(zhuǎn)子盤向外伸展的多個周向間隔的渦輪輪葉。各個渦輪輪葉包括從平臺朝著渦輪殼體徑向向外延伸的翼面。在至少一些已知的渦輪的操作過程中，壓縮機(jī)壓縮空氣，其隨后與先前通入到燃燒器的燃料混合。混合物然后點(diǎn)燃產(chǎn)生熱燃燒氣體，之后其被通入到渦輪。旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片或輪葉引導(dǎo)高溫流體例如燃燒氣體通過渦輪。渦輪從燃燒氣體提取能量用于驅(qū)動壓縮機(jī)，也產(chǎn)生有效功以驅(qū)動負(fù)載，例如發(fā)電機(jī)，或者推進(jìn)飛行器飛行。至少一些已知的渦輪輪葉包括從翼面的外部末端伸出的護(hù)罩，以減少在翼面和渦輪殼體之間的氣流。通過渦輪引導(dǎo)的至少一部分燃燒氣體不期望地作為尖端間隙損失導(dǎo)入在尖端護(hù)罩和翼面之間。這樣的尖端間隙損失在渦輪級的總損失中占大約20-25%。已知的尖端護(hù)罩包括腔體，該腔體限定在渦輪輪葉的前緣和渦輪殼體之間。腔體捕獲燃燒氣體并導(dǎo)致渦流在腔體內(nèi)形成。渦流朝向主流動路徑重定向燃燒氣體并且在主流動路徑內(nèi)中斷燃燒氣體。然而，該中斷在主氣流路徑內(nèi)產(chǎn)生二次流動損失，這降低了渦輪的操作效率。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供了一種與渦輪發(fā)動機(jī)一起使用的渦輪輪葉。該渦輪輪葉包括與放置在渦輪殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子組件連接的楔形榫頭。從楔形榫頭伸出的平臺。從平臺伸出的翼面。該翼面包括根端和尖端。該尖端從根端朝向渦輪殼體向外延伸。尖端護(hù)罩從尖端伸出，該尖端護(hù)罩包括護(hù)板。第一護(hù)罩軌道從護(hù)板朝向渦輪殼體延伸第一徑向距離。第二護(hù)罩軌道從護(hù)板朝向渦輪殼體延伸不同于第一徑向距離的第二徑向距離。在另一方面，提供了渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。該渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括殼體，壓縮機(jī)和與壓縮機(jī)以流體連通的方式連接的渦輪，以接納至少一部分由壓縮機(jī)排放的空氣。渦輪放置在殼體內(nèi)。轉(zhuǎn)子軸可旋轉(zhuǎn)地與渦輪連接。轉(zhuǎn)子軸限定中心軸線。多個周向間隔的渦輪輪葉與轉(zhuǎn)子軸連接，多個渦輪輪葉的每個包括平臺。從平臺伸出的翼面。該翼面包括根端和尖端。該尖端從根端朝向殼體向外延伸。尖端護(hù)罩從尖端伸出，該尖端護(hù)罩包括護(hù)板。第一護(hù)罩軌道從護(hù)板朝向渦輪殼體延伸第一徑向距離。第二護(hù)罩軌道從護(hù)板朝向殼體延伸不同于第一徑向距離的第二徑向距離。在又一方面，提供了一種用于制造在渦輪發(fā)動機(jī)中使用的渦輪輪葉的方法。該方法包括形成大體上硬質(zhì)陶瓷渦輪輪葉核心。該核心被插入到?jīng)_模中。渦輪輪葉鑄造成帶有從平臺伸出的翼面。其中翼面包括從翼面的尖端伸出的尖端護(hù)罩。尖端護(hù)罩包括護(hù)板，第一護(hù)罩軌道從護(hù)板延伸第一徑向距離，第二護(hù)罩軌道從護(hù)板延伸不同于第一徑向距離的第
二徑向距離。


圖I是示例性的潤輪發(fā)動機(jī)的示意圖。圖2是一部分示例性的轉(zhuǎn)子組件的部分的剖面圖，其可以與圖I中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)一起使用。圖3是沿區(qū)域3所取的圖2中所示的一部分轉(zhuǎn)子組件的放大的部分剖面圖。圖4是圖3中所示的轉(zhuǎn)子組件的部分透視圖。圖5是備選的轉(zhuǎn)子組件的部分剖面圖，其可以與圖I中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)一起使用。部件清單10渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12吸入段14壓縮機(jī)段16燃燒器段18渦輪段20排出段22轉(zhuǎn)子軸24多個燃燒器26 負(fù)載28轉(zhuǎn)子組件30 多級32定子導(dǎo)葉34渦輪輪葉36轉(zhuǎn)子盤38中心軸線40渦輪殼體42中心孔44 盤體46徑向內(nèi)緣48徑向外緣50上游表面52相對的下游表面54支撐臂56 空隙58 排60 排62燃燒氣體路徑
64 翼面66尖端護(hù)罩68 平臺70 柄部72楔形榫頭74前蓋板76后蓋板78前天使翼80前緩沖腔82后天使翼84后緩沖腔86前下部天使翼88 根端90 尖端92徑向長度94壓力側(cè)96吸力側(cè)98 前緣100 后緣102軸向?qū)挾?04第一軸向?qū)挾?06第二軸向?qū)挾?08護(hù)罩軌道110 護(hù)板112前表面114后表面116 第一外緣118 第二外緣120Z 型凹槽122周向?qū)挾?24軸向長度
126 側(cè)壁128上游表面130下游表面132周向?qū)挾?34徑向外表面136徑向內(nèi)表面138徑向高度140板外表面
142徑向距離144殼體內(nèi)表面144內(nèi)表面
146耐磨層148 切齒150第一護(hù)罩軌道152第二護(hù)罩軌道154 第一腔154 前腔156 第二腔158第三腔160尖端流體流動路徑162第一徑向距離164第二徑向距離166第一耐磨表面168第二耐磨表面170切線軌道表面172護(hù)罩表面平面174中線平面176燃燒氣體178徑向距離
具體實(shí)施例方式在此將描述示例性的方法和系統(tǒng)，通過提供一種促進(jìn)減小靠近渦輪輪葉的前緣渦流形成的尖端護(hù)罩，克服了至少一部分已知的渦輪輪葉的缺點(diǎn)。更準(zhǔn)確地說，在此描述的實(shí)施例提供了一種尖端護(hù)罩，其包括具有徑向高度的多個護(hù)罩軌道，其減小了限定在尖端護(hù)罩和渦輪殼體之間的腔體的尺寸，使得減少了在腔體內(nèi)的渦流形成。在本文中，所使用的術(shù)語"上游"指燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的前端或輸入端，術(shù)語"下游"指燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的尾部或噴嘴端。圖I是示例性的潤輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的示意圖。在示例性的實(shí)施例中，潤輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10包括入口段12，；壓縮機(jī)段14，其連接到在入口段12的下游連接，；燃燒器段16連接，其在壓縮機(jī)段14的下游連接，；渦輪段18，其連接在燃燒器段16的下游連接，；以及排氣段20，其與渦輪段18連接。渦輪段18與壓縮機(jī)段14通過轉(zhuǎn)子軸22連接。在示例性的實(shí)施例中，燃燒器段16包括多個燃燒器24。燃燒器段16與壓縮機(jī)段14連接，因此使得各個燃燒器24與壓縮機(jī)段14成流體連通。渦輪段18與壓縮機(jī)段14連接，并且與負(fù)載26連接，負(fù)載例如，但是不是限制性的，與限于電力發(fā)生器發(fā)電機(jī)和/或機(jī)械傳動應(yīng)用設(shè)備連接。在示例性的實(shí)施例中，各個壓縮機(jī)段14和渦輪段18包括至少一個與轉(zhuǎn)子軸22連接的至少一個轉(zhuǎn)子組件28。在操作中，入口段12引導(dǎo)空氣朝向壓縮機(jī)段14，其中空氣在被排放到燃燒器段16之前被壓縮到較高的壓力和溫度。燃燒器段16將壓縮空氣和燃料混合，點(diǎn)燃燃料空氣混合物以產(chǎn)生燃燒氣體，并且將燃燒氣體導(dǎo)向渦輪段18。更準(zhǔn)確地說，在燃燒器24中，燃料(例如天然氣和/或燃料油)被注入到氣流中，并且燃料空氣混合物被點(diǎn)燃以產(chǎn)生被導(dǎo)向渦輪段18的高溫燃燒氣體。渦輪段18將來自氣流的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)動能，因?yàn)槿紵龤怏w將轉(zhuǎn)動能給予渦輪段18和轉(zhuǎn)子組件28。
圖2是一部分轉(zhuǎn)子組件28的部分剖面圖，其可以與渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10 —起使用。圖3是沿區(qū)域3所取的轉(zhuǎn)子組件28的放大的部分剖面圖。圖4是轉(zhuǎn)子組件28的部分透視圖。在示例性的實(shí)施例中，渦輪段18包括多個級30，其各自包括一排固定的定子導(dǎo)葉32和一排旋轉(zhuǎn)的渦輪輪葉34。渦輪輪葉34各自從轉(zhuǎn)子盤36徑向向外延伸。各個轉(zhuǎn)子盤36與轉(zhuǎn)子軸22連接，并且圍繞由轉(zhuǎn)子軸22限定的中心軸線38旋轉(zhuǎn)。渦輪殼體40圍繞轉(zhuǎn)子組件28和定子導(dǎo)葉32在周向延伸。定子導(dǎo)葉32各自與殼體40連接，并且從殼體40徑向向內(nèi)向轉(zhuǎn)子軸22延伸。在示例性的實(shí)施例中，各個轉(zhuǎn)子盤36是環(huán)形的，并且包括大體上軸向地穿過其中延伸的中心孔42。更準(zhǔn)確地說，盤體44從中心孔42徑向向外延伸，并定向?yàn)榇篌w上垂直于中心軸線38。中心孔42的大小設(shè)置為接納穿過其中的轉(zhuǎn)子軸22。盤體44在徑向內(nèi)緣46和徑向外緣48之間徑向延伸，并軸向地從上游表面50到相對的下游表面52延伸。上游表面50和下游表面52的每一個都在內(nèi)緣46和外緣48之間延伸。支撐臂54連接在鄰近的轉(zhuǎn)子盤36之間以形成轉(zhuǎn)子組件28。各個渦輪輪葉34與盤體外緣48連接并且圍繞轉(zhuǎn)子盤36周向地間隔。鄰近的轉(zhuǎn)子盤36定向成使得在周向間隔的渦輪輪葉34的各排58之間限定空隙56?？障?6的大小為接納一排60定子導(dǎo)葉32，定子導(dǎo)葉32圍繞轉(zhuǎn)子軸22周向地間隔。定子導(dǎo)葉32定向?yàn)閷⑷紵龤怏w向下游朝渦輪輪葉34引導(dǎo)。燃燒氣體路徑62限定在渦輪殼體40和各個轉(zhuǎn)子盤36之間。渦輪輪葉34和定子導(dǎo)葉32的各排58和60至少部分地延伸穿過燃燒氣體路徑62的一部分。在示例性的實(shí)施例中，各個渦輪輪葉34從盤體44徑向向外延伸，并且每一個均包括翼面64，尖端護(hù)罩66，平臺68，柄部70和楔形榫頭72。翼面64通常在平臺68和尖端護(hù)罩66之間徑向延伸。平臺68在翼面64和柄部70之間延伸，使得各個翼面64從平臺68向渦輪殼體40徑向向外延伸。柄部70從平臺68徑向向內(nèi)延伸到楔形榫頭72。楔形榫頭72從柄部70徑向向內(nèi)延伸，并使得渦輪輪葉34能可靠地與轉(zhuǎn)子盤36連接。柄部70包括前蓋板74和相對的后蓋板76。在示例性的實(shí)施例中，前天使翼78從前蓋板74向外延伸以促進(jìn)封閉限定在轉(zhuǎn)子盤上游表面50和定子導(dǎo)葉32之間的前緩沖腔80。后天使翼82從后蓋板76向外延伸以促進(jìn)封閉限定在轉(zhuǎn)子盤下游表面52和定子導(dǎo)葉32之間的后緩沖腔84。在示例性的實(shí)施例中，前下部天使翼86從前蓋板74向外延伸以促進(jìn)在渦輪輪葉34和轉(zhuǎn)子盤36之間的封閉。更準(zhǔn)確地說，前下部天使翼86定位在楔形榫頭72和前天使翼78之間。在示例性的實(shí)施例中，翼面64在根端88和尖端90之間徑向延伸，并包括限定在根端88和尖端90之間的徑向長度92。根端88接近平臺68。翼面64從平臺68徑向向外朝渦輪殼體40延伸，使得尖端90鄰近渦輪殼體40放置。在示例性的實(shí)施例中，翼面64具有壓力側(cè)94和吸力側(cè)96。各個側(cè)94和96通常在前緣98和后緣100之間軸向地延伸。壓力側(cè)94通常是凹面的，吸力側(cè)96通常是凸面的。在示例性的實(shí)施例中，翼面64具有限定在前緣98和后緣100之間的軸向?qū)挾?02。在一個實(shí)施例中，尖端90具有第一軸向?qū)挾?04，根端88具有比第一軸向?qū)挾?04更寬的第二軸向?qū)挾?06。在示例性的實(shí)施例中，尖端護(hù)罩66從翼面64的尖端90伸出并在尖端90和渦輪殼體40之間延伸。尖端護(hù)罩66包括從護(hù)板110伸出的多個護(hù)罩軌道108。在一個實(shí)施例中，護(hù)罩軌道108與護(hù)板110連接。在一個備選實(shí)施例中，護(hù)罩軌道108與護(hù)板110整體地形成。在示例性的實(shí)施例中，護(hù)板110大體上為矩形，并且在前表面112和相對的后表面114之間延伸，并且在第一外緣116和相對的周向間隔的第二外緣118之間延伸。Z型凹槽120限定在第一外緣116和第二外緣118的每一個中以促進(jìn)護(hù)板110與鄰近的護(hù)板110連接。在示例性的實(shí)施例中，護(hù)板Iio具有限定在緣116和118之間的周向的寬度122。護(hù)板110也具有限定在表面112和114之間的軸長124。在示例性的實(shí)施例中，軸長124近似地等于尖端90的軸向?qū)挾?04。備選地，護(hù)板110可以具有大于和小于周向?qū)挾?04的軸長124。 在示例性的實(shí)施例中，各個護(hù)罩軌道108包括側(cè)壁126，其包括上游表面128和下游表面130。護(hù)罩軌道108具有限定在板緣116和118之間的周向?qū)挾?32。各個側(cè)壁126通常在徑向外表面134和徑向內(nèi)表面136之間徑向延伸，并且具有限定在表面136和134之間的徑向高度138。各個表面128和130在表面136和134之間延伸。徑向內(nèi)表面136從護(hù)板110的外表面140伸出。側(cè)壁126朝渦輪殼體40從外表面140向徑向內(nèi)表面134延伸徑向距離142。在示例性的實(shí)施例中，渦輪殼體40包括外切轉(zhuǎn)子組件28的內(nèi)表面144。內(nèi)表面144包括耐磨材料層146。護(hù)罩軌道108設(shè)置得鄰近內(nèi)表面144，使得徑向外表面134接觸至少一部分耐磨層146，使得一部分耐磨層146在轉(zhuǎn)子組件28旋轉(zhuǎn)時由于渦輪輪葉34熱膨脹而被移除。在一個實(shí)施例中，護(hù)罩軌道108包括至少一個切齒148，其從表面128和130向外延伸。各個切齒148在轉(zhuǎn)子組件28旋轉(zhuǎn)時促進(jìn)移除耐磨層146。在示例性的實(shí)施例中，尖端護(hù)罩66包括第一護(hù)罩軌道150和第二護(hù)罩軌道152。第一護(hù)罩軌道150設(shè)置得比第二護(hù)罩軌道152更靠近前表面112。第一護(hù)罩軌道150設(shè)置得靠近前表面112，使得第一腔154，即前腔，限定在殼體內(nèi)表面144和各個上游表面128之間。第二護(hù)罩軌道152從第一護(hù)罩軌道150沿著中心軸線38軸向地間隔，使得第二腔156，即內(nèi)部腔，限定在內(nèi)表面144，板外表面140，軌道下游表面130和軌道上游表面128之間。第二護(hù)罩軌道152相對后表面114設(shè)置，使得第三腔158，即后腔，限定在第二護(hù)罩軌道152的下游表面130，板外表面140和內(nèi)表面144之間。在示例性的實(shí)施例中，軌道150和152各自鄰近殼體內(nèi)表面144，使得尖端流體流動路徑160限定在尖端護(hù)罩66和內(nèi)表面144之間。尖端流體流動路徑160引導(dǎo)在尖端護(hù)罩66和渦輪殼體40之間通過轉(zhuǎn)子組件28導(dǎo)入的至少一部分燃燒氣體。在不例性的實(shí)施例中，第一護(hù)罩軌道150在板外表面140和軌道外表面134之間延伸第一徑向距離162。第二護(hù)罩軌道152在外表面140和軌道外表面134之間延伸第二徑向距離164。在示例性的實(shí)施例中，第一徑向距離162不同于第二徑向距離164。例如在一個實(shí)施例中，第一徑向距離162比第二護(hù)罩軌道152的第二徑向距離164短。在另一個備選實(shí)施例中，第一徑向距離162為第二徑向距離164的大約40%至大約60%之間。
在示例性的實(shí)施例中，渦輪殼體40包括鄰近第一護(hù)罩軌道150的第一耐磨表面166，和鄰近第二護(hù)罩軌道152的第二耐磨表面168。第一耐磨表面166和第二耐磨表面168的每一個大體上與中心軸線38平行。在示例性的實(shí)施例中，各個軌道150和152的徑向外表面134大體上與中心軸線38平行。備選地，外表面134可以定向?yàn)橄鄬?yīng)中心軸線38傾斜。在示例性的實(shí)施例中，切線軌道表面170限定在軌道150和152的徑向外表面134之間。護(hù)罩表面平面172沿板外表面140從前表面112到后表面114限定。中線平面174限定為與軸的中心軸線38平行。在示例性的實(shí)施例中，第一護(hù)罩軌道150相對第二護(hù)板110大小設(shè)置并定向成使得切線軌道平面170相對于護(hù)罩表面172以限定在切線軌道平面170和護(hù)罩表面172之間的第一角Ci1傾斜延伸。護(hù)板110相對于中線平面174傾斜地定向，使得第二傾斜角α2限定在護(hù)罩表面平面172和中線平面174之間。在一個實(shí)施例中，第一傾斜角^大于第二傾斜角α2。在另一個可替換的實(shí)施例中，第一傾斜角Ci1小于第二傾斜角α2。在操作中，壓縮機(jī)段14(如圖I所示)壓縮空氣并且將壓縮過的空氣排放到燃燒器段16中(如圖I所示)并排向渦輪段18。從壓縮機(jī)段14排出的大部分空氣朝向燃燒器段16引導(dǎo)。更準(zhǔn)確地說，加壓的壓縮空氣被導(dǎo)向燃燒器24(如圖I所示)，其中空氣與燃料混合后點(diǎn)燃以產(chǎn)生高溫燃燒氣體176。燃燒氣體176朝向燃燒氣體路徑62導(dǎo)引，其中氣體176沖擊渦輪輪葉34和定子導(dǎo)葉32以促進(jìn)旋轉(zhuǎn)力作用在轉(zhuǎn)子組件28上。至少一部分燃燒氣體176沖擊渦輪輪葉34，氣體被引導(dǎo)到尖端流動路徑160中并且在尖端護(hù)罩66和渦輪殼體40之間被引導(dǎo)。當(dāng)燃燒氣體176流過尖端流體流動路徑160時，第一護(hù)罩軌道150的大小設(shè)置并定向?yàn)橄薅ㄒ欢ù笮〉那扒?54以促進(jìn)減少沿著尖端流體流動路徑160的渦流的形成，并且減少在燃燒氣體路徑62和尖端流體流動路徑160之間的流體干涉。圖5是圖3中顯示的轉(zhuǎn)子組件28的備選實(shí)施例的剖面圖。在圖5中相同的部件利用與圖3中相同的附圖標(biāo)記表示。在備選實(shí)施例中，第一護(hù)罩軌道150包括第一軌道距離162，其比第二護(hù)罩軌道152的第二軌道距離164長。在一個實(shí)施例中，第一護(hù)罩軌道150相對第二護(hù)罩軌道152的大小設(shè)置為使得切線軌道平面170大體上與中心軸線38平行。在這樣的實(shí)施例中，第一耐磨表面166和第二耐磨表面168的每一個大體上與中心軸線平行，并且它們各自放置在距中線平面174近似相等的徑向距離178處。在這個實(shí)施例中，第二護(hù)罩軌道152限定后腔158，其大小、形狀和方位設(shè)置為促進(jìn)減少沿著尖端流體流動路徑160的渦流的形成，并且減少在燃燒氣體路徑62和尖端流體流動路徑160之間的流體干涉。在一個實(shí)施例中，渦輪輪葉34通過鑄造核心(未顯示)制造。該核心通過將液體陶瓷和石墨漿注入到核心沖模(未顯示)中制造，并且漿被加熱以形成固體陶瓷葉片核心。 該葉片核心在葉片沖模(未顯示)中懸浮，并且熱蠟被注入到葉片沖模中以包圍陶瓷葉片核心。熱蠟固化并且形成帶有懸浮在葉片中的陶瓷核心的蠟葉片。具有陶瓷核心的蠟葉片重復(fù)地浸入到陶瓷漿中以在蠟葉片外部形成陶瓷外殼。然后核心、蠟和外殼組被加熱到高溫以移除蠟并且形成在其中帶有陶瓷核心的鑄模。然后熔融金屬注入到中空鑄模中。熔融金屬代替蠟葉片，并且形成金屬渦輪輪葉，且陶瓷核心保持在位。然后冷卻渦輪輪葉并移除陶瓷核心。上述的渦輪輪葉通過減少在位于渦輪輪葉和渦輪殼體之間的燃燒氣體路徑內(nèi)形成渦流克服了已知渦輪輪葉的至少一些缺點(diǎn)。更準(zhǔn)確地說，通過提供包括具有不同徑向高度的多個護(hù)罩軌道的尖端護(hù)罩，減小了限定在渦輪輪葉和渦輪殼體之間的腔體的尺寸。通過減小腔的尺寸，朝向由翼面之間限定的主流動路徑的重定向的燃燒氣體的渦流的形成減少了。此外,在主氣體路徑內(nèi)產(chǎn)生的二次流動損失減少了，從而減少了氣體能量損失,并增加了渦輪發(fā)動機(jī)的使用壽命。 以上詳細(xì)地描述了用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中的渦輪輪葉及其裝配方法的示例性的實(shí)施例。該方法和裝置并不限制于本文中描述的具體的實(shí)施例，而是，系統(tǒng)的部件和/或方法的步驟可以與在本文中描述的其他的部件和/或方法獨(dú)立地且分別地實(shí)施。例如方法和裝置可以與其他燃燒系統(tǒng)和方法聯(lián)合使用，并不限制于在本文中描述的僅作為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)實(shí)施。而是，示例性的實(shí)施例可以與很多其他燃燒系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)聯(lián)地實(shí)施和運(yùn)用。盡管本發(fā)明的多個實(shí)施例的具體的特征在一些附圖中顯示，而在另一些附圖中未顯示，這僅僅是為了顯示的方便。此外，上述的"一個實(shí)施例"并不意味著解釋為排除另外的也包括所描述的特征的實(shí)施例的存在。依照本發(fā)明的原理，圖中的任何特征可以與其它附圖的任何特征聯(lián)合而引用和/或請求保護(hù)。此書面說明利用舉例的方式來公開本發(fā)明，包括最佳的實(shí)施方式，也使得任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)施本發(fā)明，包括制造和利用其它的裝置或系統(tǒng)以及實(shí)施任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括對于本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的其它實(shí)施例。這些其它的實(shí)施例，如果它們具有的結(jié)構(gòu)單元與權(quán)利要求的字面語言并無不同，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實(shí)體上差異的等效結(jié)構(gòu)單元，則意味著這些其它的實(shí)施例處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種與渦輪發(fā)動機(jī)(10) —起使用的渦輪輪葉(34)，所述渦輪輪葉包括與放置在渦輪殼體(40)內(nèi)的轉(zhuǎn)子組件(28)連接的楔形榫頭(72)；從所述楔形榫頭伸出的平臺(68)；從所述平臺伸出的翼面(64)，所述翼面包括根端(88)和尖端(90)，所述尖端從所述根端朝向潤輪殼體向外延伸；和從所述尖端伸出的尖端護(hù)罩(66)，所述尖端護(hù)罩包括護(hù)板(110)；從所述護(hù)板朝渦輪殼體延伸第一徑向距離(162)的第一護(hù)罩軌道(150);和從所述護(hù)板朝渦輪殼體延伸第二徑向距離(164)的第二護(hù)罩軌道(152)，該第二徑向距離不同于所述第一徑向距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪輪葉(34)，其特征在于，所述護(hù)板總體在前表面(112) 和后表面(114)之間延伸，所述第一護(hù)罩軌道(150)放置得比所述第二護(hù)罩軌道(152)更靠近所述前表面，使得軸向流動路徑限定在渦輪殼體(40)和所述尖端護(hù)罩￠6)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪輪葉(34)，其特征在于，所述第一徑向距離(162)比所述第二徑向距離(164)更長。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪輪葉(34)，其特征在于，所述第一徑向距離(162)比所述第二徑向距離(164)更短。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪輪葉(34)，其特征在于，所述第一徑向距離(162)在所述第二徑向距離(164)的大約40%到60%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪輪葉(34)，其特征在于，所述第一護(hù)罩軌道(150)距所述前表面(112) —定距離處放置，使得在所述前表面和渦輪殼體(40)之間限定了腔體，所述腔體有助于減少在所述腔體內(nèi)形成渦流。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪輪葉(44)，其特征在于，所述第二護(hù)罩軌道(150，152) 距所述后表面(114) 一定距離處放置，使得在所述后表面和渦輪殼體(40)之間限定了腔體 (154)，所述腔體有助于減少在所述腔體內(nèi)形成渦流。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪輪葉(34)，其特征在于，所述第一和第二護(hù)罩軌道(150， 152)限定切線軌道表面(170)，所述切線軌道表面(170)相對于所述護(hù)板(110)的外表面 (140)以傾斜的角度定向。
9.一種潤輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng),包括殼體(40)；壓縮機(jī)(14)；與所述壓縮機(jī)(14)流體連通的渦輪，以接納通過所述壓縮機(jī)排出的至少一部分空氣， 所述渦輪放置的所述殼體內(nèi)；可旋轉(zhuǎn)地與所述渦輪連接的轉(zhuǎn)子軸(22)，所述轉(zhuǎn)子軸限定中心軸線(38);和與所述轉(zhuǎn)子軸連接的多個周向間隔的渦輪輪葉(34)，所述多個渦輪輪葉的每個均包括平臺(68)；從所述平臺伸出的翼面(64)，所述翼面包括根端(88)和尖端(90)，所述尖端從所述根端朝所述殼體向外延伸；和從所述尖端伸出的尖端護(hù)罩(66)，所述尖端護(hù)罩包括護(hù)板(110)；從所述護(hù)板朝所述殼體延伸第一徑向距離(162)的第一護(hù)罩軌道(150);和從所述護(hù)板朝所述殼體延伸第二徑向距離(164)的第二護(hù)罩軌道(152)，該第二徑向距離不同于所述第一徑向距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述 的渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述護(hù)板總體在前表面 (112)和后表面(114)之間延伸，所述第一護(hù)罩軌道(150)放置得比所述第二護(hù)罩軌道更靠近所述前表面，使得軸向流動路徑限定在殼體(40)和所述尖端護(hù)罩￠6)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中的渦輪輪葉及其制造方法，具體而言，提供了一種與渦輪發(fā)動機(jī)(10)一起使用的渦輪輪葉(34)。渦輪輪葉包括與放置在渦輪殼體(40)內(nèi)的轉(zhuǎn)子組件(28)連接的楔形榫頭(72)，從楔形榫頭伸出的平臺(68)，從平臺伸出的翼面(64)，翼面包括根端(88)和尖端(90)，尖端從根端朝向渦輪殼體向外延伸，尖端護(hù)罩(66)從尖端伸出，尖端護(hù)罩包括護(hù)板(110)，第一護(hù)罩軌道(150)從護(hù)板朝渦輪殼體伸出第一徑向距離(162)，且第二護(hù)罩軌道(152)從護(hù)板朝渦輪殼體伸出第二徑向距離(164)，該第二徑向距離不同于第一徑向距離。
文檔編號F01D25/00GK102619570SQ20121005924
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者M·D·科利耶, R·N·蘇哈, S·K·賈因 申請人:通用電氣公司