葉片附連組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種葉片附連組件。公開一種用于將渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片固定到轉(zhuǎn)子輪上的組件和方法。在實(shí)施例中，提供設(shè)置在葉片和轉(zhuǎn)子輪之間的轉(zhuǎn)接器部件，轉(zhuǎn)接器部件包括與葉片附連部件互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連槽口，以及與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件。提供蓋板，其具有與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的蓋板附連部件，以及用于接合轉(zhuǎn)接器部件的鉤。當(dāng)組裝好時(shí)，蓋板部件與轉(zhuǎn)接器部件匹配地接合，并且將葉片固持在轉(zhuǎn)接器部件中，以及將組件固持在轉(zhuǎn)子輪中。
【專利說(shuō)明】葉片附連組件
[0001]政府特許權(quán)利
本發(fā)明是在政府支持下，根據(jù)美國(guó)能源部授予的合同N0.DE-FC26-05NT42643所作出的。政府對(duì)本發(fā)明具有某些權(quán)利。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明大體涉及渦輪機(jī)，諸如燃?xì)鉁u輪，并且更具體而言，涉及用于將旋轉(zhuǎn)渦輪葉片附連到轉(zhuǎn)子輪上的組件和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]渦輪機(jī)(諸如燃?xì)鉁u輪)中的旋轉(zhuǎn)葉片在運(yùn)行期間典型地經(jīng)受非常高的溫度。在過(guò)去，葉片和其它裝置由金屬制成，諸如高溫鋼和鎳合金。需要對(duì)這些金屬葉片添加冷卻通道，以便防止葉片在運(yùn)行期間熔化和變形。金屬葉片的冷卻要求所造成的工程困難的備選方案包括在金屬葉片上使用陶瓷涂層，以及使用例如由陶瓷制成的完全非金屬的葉片。陶瓷葉片提供額外的優(yōu)點(diǎn)，諸如重量較輕，這會(huì)使渦輪機(jī)有更高的效率。
[0004]在金屬葉片和轉(zhuǎn)子輪之間的傳統(tǒng)接頭已經(jīng)使用具有多個(gè)柄腳(tang)或表面的杉樹附連或根部設(shè)計(jì)。例如，可使用三柄腳設(shè)計(jì)。相比之下，陶瓷葉片已經(jīng)典型地使用具有單柄腳的鳩尾設(shè)計(jì)，這是陶瓷葉片不那么易于磨損和破裂(由于金屬輪和陶瓷葉片之間有熱失配)的布置。不管對(duì)渦輪機(jī)配備非金屬葉片的優(yōu)點(diǎn)如何，非金屬葉片鳩尾和設(shè)計(jì)成接受具有杉樹附連部件的金屬葉片的轉(zhuǎn)子輪的非互補(bǔ)的形狀在這種情況下提出挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的第一方面提供一種用于將具有葉片附連部件的葉片固定到具有轉(zhuǎn)子輪附連槽口的轉(zhuǎn)子輪上的組件。該組件包括設(shè)置在葉片和轉(zhuǎn)子輪之間的轉(zhuǎn)接器部件，轉(zhuǎn)接器部件具有與葉片附連部件互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連槽口，以及與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件，其設(shè)置在轉(zhuǎn)接器部件的與轉(zhuǎn)接器附連槽口相對(duì)的端部上。組件進(jìn)一步包括蓋板部件，蓋板部件包括與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的蓋板附連部件；以及設(shè)置在端蓋板附連部件的徑向內(nèi)端上的鉤，其用于接合轉(zhuǎn)接器部件，其中，鉤相對(duì)于蓋板部件，沿軸向固持轉(zhuǎn)接器部件。當(dāng)組裝好時(shí)，葉片附連部件沿軸向插入到轉(zhuǎn)接器附連槽口中，蓋板部件與轉(zhuǎn)接器部件的前緣面匹配地接合，并且組裝好的轉(zhuǎn)接器附連部件和蓋板附連部件沿軸向插入到轉(zhuǎn)子輪附連槽口中。
[0006]本公開的第二方面提供一種渦輪機(jī)，其包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括:軸和安裝在軸上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子輪，至少一個(gè)轉(zhuǎn)子輪中的各個(gè)包括轉(zhuǎn)子輪附連槽口 ；具有與轉(zhuǎn)子輪附連槽口不互補(bǔ)的葉片附連部件的葉片；以及用于將葉片附連部件固定到轉(zhuǎn)子輪附連槽口上的組件。該組件包括設(shè)置在葉片和轉(zhuǎn)子輪之間的轉(zhuǎn)接器部件，轉(zhuǎn)接器部件具有與葉片附連部件互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連槽口 ；以及與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件，其設(shè)置在轉(zhuǎn)接器部件的與轉(zhuǎn)接器附連槽口相對(duì)的端部上。組件進(jìn)一步包括蓋板部件，蓋板部件包括與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的蓋板附連部件，以及設(shè)置在蓋板附連部件的徑向內(nèi)端上的鉤，其用于接合轉(zhuǎn)接器部件，其中，鉤相對(duì)于蓋板部件，沿軸向固持轉(zhuǎn)接器部件。當(dāng)組裝好時(shí)，葉片附連部件沿軸向插入到轉(zhuǎn)接器附連槽口中，蓋板部件與轉(zhuǎn)接器部件的前緣面匹配地接合，并且組裝好的轉(zhuǎn)接器附連部件和蓋板附連部件沿軸向插入到轉(zhuǎn)子輪附連槽口中。
[0007]本公開的第三方面提供一種用于將具有葉片附連部件的葉片組裝到具有轉(zhuǎn)子輪附連槽口的轉(zhuǎn)子輪上的方法。該方法包括:提供轉(zhuǎn)接器部件，轉(zhuǎn)接器部件包括與葉片附連部件互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連槽口，以及與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件；以及提供蓋板部件，蓋板部件包括與轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的蓋板附連部件，以及設(shè)置在蓋板附連部件的徑向內(nèi)端上的鉤。葉片附連部件沿軸向插入到轉(zhuǎn)接器附連槽口中；并且蓋板部件置于轉(zhuǎn)接器部件的前緣面上，使得轉(zhuǎn)接器部件的前緣面和蓋板部件的后緣面匹配地接合。利用蓋板部件，葉片附連部件沿軸向保持在轉(zhuǎn)接器附連槽口中。然后轉(zhuǎn)接器附連部件和蓋板附連部件沿軸向插入到轉(zhuǎn)子輪附連槽口中。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)接器部件進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)接器部件的所述第二面上的壁，使得所述轉(zhuǎn)接器部件附連槽口僅在所述第一面上開口。
[0009]一種渦輪機(jī)，包括:
可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括:
軸；以及
安裝在所述軸上的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子輪，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子輪中的各個(gè)包括:
轉(zhuǎn)子輪附連槽口；
具有葉片附連部件的葉片，其中，所述葉片附連部件的形狀與所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口的形狀不互補(bǔ)；以及
用于將所述葉片附連部件固定到所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口上的組件，所述組件包括: 設(shè)置在所述葉片和所述轉(zhuǎn)子輪之間的轉(zhuǎn)接器部件，所述轉(zhuǎn)接器部件包括:
與所述葉片附連部件的互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連槽口，
與所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件；
以及，蓋板部件，所述蓋板部件包括:
與所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的蓋板附連部件，
鉤形裝置，其設(shè)置在所述蓋板附連部件的徑向內(nèi)端上，以接合所述轉(zhuǎn)接器部件，其中，所述鉤形裝置相對(duì)于所述蓋板部件，沿軸向固持所述轉(zhuǎn)接器部件；
其中，所述葉片附連部件沿軸向插入到所述轉(zhuǎn)接器附連槽口中，
其中，所述蓋板部件匹配地接合所述轉(zhuǎn)接器部件的第一面，以及
其中，組裝好的轉(zhuǎn)接器附連部件和蓋板附連部件沿軸向插入到所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口中。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)接器部件進(jìn)一步包括在所述第一面上、在所述轉(zhuǎn)接器附連部件和所述轉(zhuǎn)接器附連槽口之間的斜面，以及其中，所述蓋板部件進(jìn)一步包括:在所述蓋板部件的配合面上的斜面，其用于接合與所述轉(zhuǎn)接器部件的所述第一面上的所述斜面，以及從所述蓋板部件上的所述斜面沿徑向向外延伸的面板，其用于沿軸向使所述葉片附連部件保持在所述轉(zhuǎn)接器附連槽口內(nèi)。[0011 ] 在另一個(gè)實(shí)施例中，所述蓋板部件在所述組件上提供密封。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述葉片附連部件包括單柄腳鳩尾構(gòu)造。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口的形狀和所述葉片附連部件的形狀彼此不互補(bǔ)，以及其中，所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口包括下者中的一個(gè):兩柄腳構(gòu)造；三柄腳構(gòu)造；或者T形槽口構(gòu)造。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述蓋板部件包含金屬合金。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述葉片包含下者的一個(gè):選自由陶瓷和陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(CMC)組成的組的非金屬材料，或者金屬合金。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子輪包含金屬。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)接器部件進(jìn)一步包括在所述轉(zhuǎn)接器部件的所述第二面上的壁，使得所述轉(zhuǎn)接器部件附連槽口僅在所述第一面上開口。
[0018]根據(jù)以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它方面、優(yōu)點(diǎn)與顯著特征將變得顯而易見，當(dāng)與附圖結(jié)合時(shí)，以下詳細(xì)描述公開本發(fā)明的實(shí)施例，其中，相同部件在所有圖中由相同參考符號(hào)標(biāo)示。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1顯示燃?xì)鉁u輪的橫截面圖。
[0020]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于將葉片固定到轉(zhuǎn)子輪上的組件的分解透視圖。
[0021]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于將葉片固定到轉(zhuǎn)子輪上的組件的透視圖。
[0022]圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于將葉片固定到轉(zhuǎn)子輪上的組件的透視圖。
[0023]圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、用于將葉片固定到轉(zhuǎn)子輪上的組件的側(cè)視圖。
[0024]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、固定到轉(zhuǎn)子輪上的葉片的透視圖。
[0025]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、固定到轉(zhuǎn)子輪上的葉片的側(cè)視圖。
[0026]要注意的是，未必按比例繪制本公開的圖。圖意于僅描繪本公開的典型方面，并且因此不應(yīng)認(rèn)為是限制本公開的范圍。在圖中，相同標(biāo)號(hào)在各圖之間表示相同元件。
[0027]部件列表:
10渦輪
12轉(zhuǎn)子 14軸 18轉(zhuǎn)子輪 20葉片 22導(dǎo)葉 27單柄腳 28葉片附連部件 30轉(zhuǎn)接器部件 32轉(zhuǎn)接器部件槽口 34轉(zhuǎn)接器附連部件 36，48斜面 38多柄腳 39壁
40蓋板部件 42面板部件 44蓋板附連部件 46鉤
52轉(zhuǎn)子輪槽口 60第一面 62第二面 64前緣 66后緣
70，72軸向固持裝置 74空間 100組件。
【具體實(shí)施方式】
[0028]在下面參照本發(fā)明結(jié)合呈燃?xì)鉁u輪的形式的渦輪機(jī)的應(yīng)用以及渦輪機(jī)的運(yùn)行來(lái)描述本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例。另外，在下面參照標(biāo)稱大小以及包括一組標(biāo)稱尺寸來(lái)描述本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例。但是，對(duì)本領(lǐng)域的以及得到本文的教導(dǎo)的引導(dǎo)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，本發(fā)明的實(shí)施例同樣適用于任何適當(dāng)?shù)臏u輪和/或發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如例如，蒸汽渦輪。另外，對(duì)本領(lǐng)域的以及得到本文的教導(dǎo)的引導(dǎo)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，本發(fā)明的實(shí)施例同樣適用于標(biāo)稱大小和/或標(biāo)稱尺寸的各種比例。
[0029]參照附圖，圖1顯示燃?xì)鉁u輪10的橫截面圖。渦輪10包括轉(zhuǎn)子12，轉(zhuǎn)子12包括軸14和多個(gè)沿軸向隔開的轉(zhuǎn)子輪18。在一些實(shí)施例中，各個(gè)轉(zhuǎn)子輪18可由金屬制成，諸如例如鋼。多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片20機(jī)械地聯(lián)接到各個(gè)轉(zhuǎn)子輪18上。更特別地，葉片20布置成圍繞各個(gè)轉(zhuǎn)子輪18沿周向延伸的排。多個(gè)固定導(dǎo)葉22圍繞軸14沿周向延伸，并且沿軸向定位在成相鄰的排的葉片20之間。
[0030]在運(yùn)行期間，大氣壓力下的空氣被壓縮機(jī)壓縮，并且被輸送到燃燒級(jí)。在燃燒級(jí)中，通過(guò)對(duì)空氣添加燃料，以及燃燒產(chǎn)生的空氣/燃料混合物，來(lái)加熱離開壓縮機(jī)的空氣。由于燃燒級(jí)中的燃料燃燒而產(chǎn)生的氣體流然后通過(guò)渦輪10而膨脹，從而輸送其一些能量來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪10，以及產(chǎn)生機(jī)械功率。為了產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，渦輪10由一個(gè)或多個(gè)級(jí)組成。各個(gè)級(jí)包括成排的導(dǎo)葉22和安裝在轉(zhuǎn)子輪18上的成排的旋轉(zhuǎn)葉片20。導(dǎo)葉22將來(lái)自燃燒級(jí)的進(jìn)入氣體引導(dǎo)到葉片20上。這會(huì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子輪18旋轉(zhuǎn)，以及因此，軸14產(chǎn)生機(jī)械功率。
[0031]圖2-7顯示用于將呈它們的周向布置的葉片20固持在轉(zhuǎn)子輪18周圍的組件100的各方面。
[0032]如圖2中顯示的那樣，各個(gè)葉片20包括用于將葉片20固定到轉(zhuǎn)子輪18(圖1和6-7)上的外凸式葉片附連部件28。如圖6中顯示的那樣，各個(gè)轉(zhuǎn)子輪18還包括葉片附連部件28可插入到其中的內(nèi)凹式轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52。在一些實(shí)施例中，葉片附連部件28可與轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52互補(bǔ)。在這種實(shí)施例中，葉片附連部件28和轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52互補(bǔ)，因?yàn)槿~片附連部件28與其所插入的內(nèi)凹式轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52具有相同數(shù)量的柄腳或表面，并且葉片附連部件28與轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52匹配地接合，在相對(duì)的表面之間有緊密配合。例如，葉片附連部件28和轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52可分別包括外凸式單柄腳鳩尾27，以及互補(bǔ)的匹配的內(nèi)凹式單柄腳鳩尾槽口。在這種示例中，葉片附連部件28通過(guò)葉片附連部件28和轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52之間的這個(gè)緊密配合而牢固地固持在互補(bǔ)轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中。
[0033]在其它實(shí)施例中，諸如圖2-7中顯示的那些，葉片附連部件28和轉(zhuǎn)子輪附連槽口52可為不互補(bǔ)的。如圖2中顯示的那樣，葉片附連部件28可具有帶有單柄腳27的外凸式鳩尾形狀。轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52可具有各種各樣的非互補(bǔ)(相對(duì)于葉片附連部件28)幾何構(gòu)造中的任一個(gè)，包括(但不限于)包含不止一個(gè)柄腳38 (例如，兩個(gè)柄腳(未顯示)或三個(gè)柄腳38(圖2))的杉樹幾何構(gòu)造。在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52可具有T形槽口構(gòu)造。
[0034]即使單柄腳27葉片附連部件28可插入到多柄腳38轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中，S卩，即使單柄腳27不超過(guò)轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52的任何尺寸，葉片附連部件28也不會(huì)牢固地固定在轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中，因?yàn)榉腔パa(bǔ)形狀之間的配合不佳。
[0035]另外，葉片附連部件28和轉(zhuǎn)子輪18可由或者可不由相同或相似的材料制成。葉片20 (包括葉片附連部件28)可由金屬材料或非金屬材料制成。在其中葉片20為非金屬的實(shí)施例中，葉片20可為例如涂有陶瓷的金屬、陶瓷或者陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(CMC)。這樣的非金屬實(shí)施例可與單柄腳27鳩尾附連部件28 —起采用。轉(zhuǎn)子輪18可由金屬制成，諸如例如，鋼或金屬合金。
[0036]為了將葉片20固定到轉(zhuǎn)子輪18上，特別是在葉片附連部件28和轉(zhuǎn)子輪附連槽口52不互補(bǔ)的情況下，可使用轉(zhuǎn)接器部件30?；仡^參照?qǐng)D2，轉(zhuǎn)接器部件30包括具有與葉片20上的葉片附連部件28的形狀互補(bǔ)的形狀的內(nèi)凹式轉(zhuǎn)接器附連槽口 32。特別地，轉(zhuǎn)接器附連槽口 32可具有與葉片附連部件28的單柄腳27鳩尾互補(bǔ)的形狀。轉(zhuǎn)接器部件30還可包括在轉(zhuǎn)接器部件30的與轉(zhuǎn)接器附連槽口 32相對(duì)的端部上的外凸式轉(zhuǎn)接器附連部件34。轉(zhuǎn)接器附連部件34的幾何構(gòu)造可具有與轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52 (圖6)的形狀和幾何構(gòu)造互補(bǔ)的形狀和幾何構(gòu)造。特別地，轉(zhuǎn)接器附連部件34可具有在形狀和尺寸上設(shè)置成接收在轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中的多柄腳38杉樹形狀。在各種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接器附連部件34可具有單柄腳鳩尾構(gòu)造、兩柄腳杉樹構(gòu)造、三柄腳杉樹構(gòu)造或T形槽口構(gòu)造。轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52可在形狀和尺寸上設(shè)置成接收轉(zhuǎn)接器附連部件34。本文示出的互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件和槽口對(duì)的特定形狀不意于有限制意義。轉(zhuǎn)接器附連槽口 32和轉(zhuǎn)接器附連部件34中的各個(gè)沿著轉(zhuǎn)接器部件30，基本沿軸向、沿長(zhǎng)度方向延伸。
[0037]轉(zhuǎn)接器部件30包括設(shè)置在轉(zhuǎn)接器部件30的軸向端上的第一面60和第二面62。當(dāng)轉(zhuǎn)接器部件30組裝到葉片20上時(shí)，如圖3-5中顯示的那樣，轉(zhuǎn)接器部件30可相對(duì)于葉片20定向，使得第一面60基本對(duì)準(zhǔn)葉片20的前緣64，而第二面62基本對(duì)準(zhǔn)葉片20的后緣66。
[0038]轉(zhuǎn)接器部件30可進(jìn)一步包括第一面60上的斜面36。斜面36沿著第一面60在轉(zhuǎn)接器附連部件34和轉(zhuǎn)接器附連槽口 32之間提供一角度，使得轉(zhuǎn)接器附連部件34的軸向長(zhǎng)度比轉(zhuǎn)接器部件30的形成轉(zhuǎn)接器附連槽口 32的徑向外部部分的軸向長(zhǎng)度更短。換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)接器附連槽口 32在轉(zhuǎn)接器部件30的較接近第一面60的軸向端上具有比轉(zhuǎn)接器附連部件34更長(zhǎng)的軸向長(zhǎng)度，并且延伸超過(guò)轉(zhuǎn)接器附連部件34，如圖5中顯示的那樣。
[0039]繼續(xù)參照?qǐng)D5，在轉(zhuǎn)接器部件30的第二面62上，轉(zhuǎn)接器部件30包括實(shí)心面或壁39，實(shí)心面或壁39防止葉片附連部件28在第一面60上進(jìn)入轉(zhuǎn)接器附連槽口 32而從第二面62側(cè)離開。如圖3-7中顯示的那樣，葉片附連部件28從具有用于轉(zhuǎn)接器附連槽口 32的開口的第一面60側(cè)沿軸向插入到轉(zhuǎn)接器附連槽口 32中。葉片附連部件28基本占據(jù)轉(zhuǎn)接器附連槽口 32的整個(gè)軸向長(zhǎng)度，而不延伸超過(guò)轉(zhuǎn)接器附連槽口 32。如本文在下面進(jìn)一步論述的那樣，轉(zhuǎn)接器部件30還可包括軸向固持裝置70 (圖5)，軸向固持裝置70設(shè)置在第二面62上，并且從第二面62沿軸向向外延伸，并且沿徑向向內(nèi)延伸而形成鉤形部件。
[0040]組件100可進(jìn)一步包括圖2中顯示的蓋板部件40，蓋板部件40可由金屬制成，并且在各種實(shí)施例中，更特別地可為鎳基超合金、鋁化鈦(TiAl)，或者另一種適當(dāng)?shù)暮辖?。蓋板部件40包括蓋板附連部件44，其具有與轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52 (在圖6中顯示)的形狀基本互補(bǔ)的形狀，而且另外，基本與轉(zhuǎn)接器附連部件34共享幾何構(gòu)造。面板部件42 (圖5)從蓋板附連部件44沿徑向向外延伸，并且在形狀和尺寸上設(shè)置成使得當(dāng)組裝好時(shí)，面板部件42基本覆蓋第一面60，并且閉塞第一面60中的、通入到轉(zhuǎn)接器附連槽口 32中的開口。蓋板部件40另外包括在蓋板附連部件44的徑向內(nèi)端處的鉤46，當(dāng)如圖3-5中那樣組裝好時(shí)，鉤46向內(nèi)鉤向轉(zhuǎn)接器部件30。
[0041]回頭參照?qǐng)D2，蓋板部件40進(jìn)一步包括在蓋板部件40的內(nèi)部面上、在蓋板附連部件44和面板部件42之間的斜面48。當(dāng)組件100如圖4_5中顯示的那樣組裝好時(shí)，蓋板部件40上的斜面48與轉(zhuǎn)接器部件30的第一面60上的斜面36匹配地接合，即，斜面48以與轉(zhuǎn)接器部件30上的斜面36的角度相反的角度傾斜。
[0042]當(dāng)組裝好時(shí)，面板部件42覆蓋轉(zhuǎn)接器部件30的第一面60 (圖3_5)，并且沿軸向使葉片附連部件28保持在轉(zhuǎn)接器附連槽口 32內(nèi)。如圖5中最佳地顯示的那樣，葉片附連部件28在轉(zhuǎn)接器附連槽口 32中固持在壁39和面板部件42之間，并且蓋板部件40與轉(zhuǎn)接器部件30匹配地接合。另外，鉤46接合轉(zhuǎn)接器部件30，從而固定蓋板部件40相對(duì)于轉(zhuǎn)接器部件30的軸向位置。
[0043]如圖6-7中顯示的那樣，通過(guò)沿軸向?qū)⑥D(zhuǎn)接器附連部件34和蓋板附連部件44插入到轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中，來(lái)將組件100固定到轉(zhuǎn)子輪18上。組件100分別通過(guò)轉(zhuǎn)接器部件30和轉(zhuǎn)子輪18上的軸向固持裝置70、72，而沿軸向固持在轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52內(nèi)。在圖5中最佳地看到軸向固持裝置70 ;在圖6中最佳地看到軸向固持裝置72。如上面提到的那樣，軸向固持裝置70設(shè)置在轉(zhuǎn)接器部件30的第二面62上，并且形成沿軸向向外和沿徑向向內(nèi)延伸的鉤形。轉(zhuǎn)子輪18上的軸向固持裝置72類似地成形，并且位于在轉(zhuǎn)子輪18的外周邊附近。當(dāng)如圖7中顯示的那樣組裝好時(shí)，軸向固持裝置70、72對(duì)準(zhǔn)且在軸向固持裝置70、72和轉(zhuǎn)子輪18之間形成空間74，以布置軸向固持纜索(未顯示)。照這樣，轉(zhuǎn)接器部件30和蓋板部件40允許葉片20固定到轉(zhuǎn)子輪18上。
[0044]蓋板部件40在組件100和轉(zhuǎn)子輪18上提供密封，從而除了其它小空間之外，防止熱的氣體泄漏到轉(zhuǎn)子輪槽口 52中。此密封件有利于使用由具有不同的熱膨脹系數(shù)的不同的材料制成的轉(zhuǎn)子輪18和葉片20，同時(shí)最大程度地降低暴露于熱的氣體而造成的破裂或損害的風(fēng)險(xiǎn)。密封還可擴(kuò)大可制成轉(zhuǎn)子輪18的潛在材料的范圍，因?yàn)樘貏e成形的轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52不會(huì)經(jīng)受來(lái)自渦輪環(huán)境的熱氣。[0045]還提供一種方法將葉片20附連到轉(zhuǎn)子輪18上。葉片20包括葉片附連部件28，并且轉(zhuǎn)子輪18包括轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52，它們可具有與彼此不互補(bǔ)的幾何構(gòu)造。如圖2中顯示的那樣，最初，如前面描述的那樣提供葉片20和轉(zhuǎn)接器部件30。轉(zhuǎn)接器部件30包括:轉(zhuǎn)接器附連槽口 32，其具有與葉片附連部件28的幾何構(gòu)造互補(bǔ)的幾何構(gòu)造，使得葉片附連部件28在形狀和尺寸上設(shè)置成接收在轉(zhuǎn)接器附連槽口 32中；以及轉(zhuǎn)接器附連部件34，其與轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52互補(bǔ)，使得轉(zhuǎn)接器附連部件34在形狀和尺寸上設(shè)置成接收在轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中。還提供蓋板部件40，其具有蓋板附連部件44，蓋板附連部件44具有與轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52的幾何構(gòu)造互補(bǔ)的幾何構(gòu)造。朝向內(nèi)的鉤46設(shè)置在蓋板附連部件44的徑向內(nèi)端上。
[0046]如圖3-5中顯示的那樣，葉片附連部件28沿軸向插入到轉(zhuǎn)接器附連槽口 32中，使其填充轉(zhuǎn)接器附連槽口 32，并且貼靠著壁39。然后蓋板部件40置于轉(zhuǎn)接器部件30的第一面60上，使得第一面60與蓋板部件40匹配地接合。蓋板部件40的一部分(其特別地可為面板部件42)在轉(zhuǎn)接器部件30的第一面60上覆蓋轉(zhuǎn)接器附連槽口 32的開口端，從而防止葉片附連部件28滑出。另外，蓋板部件40在組件100上提供密封，從而防止來(lái)自運(yùn)行環(huán)境的熱氣進(jìn)入組件中的小空間。
[0047]因而裝配在一起的組件100然后可如圖6-7中顯示的那樣沿軸向插入到轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52中，使得互補(bǔ)的轉(zhuǎn)子輪附連槽口 52和轉(zhuǎn)接器附連部件34/蓋板附連部件44接合彼此。這相對(duì)于轉(zhuǎn)子輪18使葉片20鎖定就位。然后組件可通過(guò)設(shè)置在軸向固持裝置70、72和轉(zhuǎn)子輪18之間的纜索，固定到轉(zhuǎn)子輪18上。
[0048]前述組件100和將葉片20組裝到轉(zhuǎn)子輪18上的方法允許能夠(例如)將具有單柄腳27鳩尾形狀的附連部件的葉片改型到設(shè)計(jì)成接受多柄腳38杉樹幾何構(gòu)造的葉片根部的轉(zhuǎn)子輪中。這允許用例如具有與轉(zhuǎn)子輪的附連幾何構(gòu)造不同的附連幾何構(gòu)造的非金屬葉片或金屬合金葉片對(duì)現(xiàn)有渦輪10改型。
[0049]如本文所用，用語(yǔ)“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是相反，它們用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件與另一個(gè)元件，而且用語(yǔ)“一個(gè)”和“一種”在本文中不表示對(duì)數(shù)量的限制，而是相反，它們表示存在所引用的項(xiàng)目中的至少一個(gè)。與數(shù)量結(jié)合起來(lái)使用的修飾語(yǔ)“大約”包括本數(shù)，并且具有上下文所規(guī)定的含義(例如包括與特定數(shù)量的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的誤差程度)。如本文所用，后綴“(一個(gè)或多個(gè))”意于包括其修飾的項(xiàng)目的單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，從而包括那個(gè)項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)(例如金屬(一種或多種)包括一種或多種金屬)。本文公開的范圍是包括性的和可獨(dú)立地組合的(例如，范圍“高達(dá)大約25 mm，或者更特別地，大約5 mm至大約20 mm”包括“大約5 mm至大約25 mm”的范圍的端點(diǎn)和所有中間值)。
[0050]雖然在本文中描述了多種實(shí)施例，但根據(jù)說(shuō)明書將理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在其中對(duì)元件、變型或改進(jìn)進(jìn)行各種組合，而且它們都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，可作出許多改良，以使特定的情形或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，意于的是本發(fā)明不限于被公開為為了執(zhí)行本發(fā)明而構(gòu)想的最佳模式的特定實(shí)施例，本發(fā)明而是將包括落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將具有葉片附連部件的葉片固定到具有轉(zhuǎn)子輪附連槽口的轉(zhuǎn)子輪上的組件，所述組件包括: 設(shè)置在所述葉片和所述轉(zhuǎn)子輪之間的轉(zhuǎn)接器部件，所述轉(zhuǎn)接器部件包括: 與所述葉片附連部件互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連槽口， 與所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的轉(zhuǎn)接器附連部件； 以及，蓋板部件，所述蓋板部件包括: 與所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口互補(bǔ)的蓋板附連部件， 鉤形裝置，其設(shè)置在所述蓋板附連部件的徑向內(nèi)端上，以接合所述轉(zhuǎn)接器部件，其中，所述鉤形裝置相對(duì)于所述蓋板部件，沿軸向固持所述轉(zhuǎn)接器部件； 其中，所述葉片附連部件沿軸向插入到所述轉(zhuǎn)接器附連槽口中， 其中，所述蓋板部件匹配地接合所述轉(zhuǎn)接器部件的第一面，以及 其中，組裝好的轉(zhuǎn)接器附連部件和蓋板附連部件沿軸向插入到所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述蓋板部件進(jìn)一步包括相對(duì)于所述鉤形裝置沿徑向向外延伸的面板，以及其中，當(dāng)組裝好時(shí)，所述面板沿軸向使所述葉片附連部件保持在所述轉(zhuǎn)接器附連槽口內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接器部件進(jìn)一步包括在所述第一面上、在所述轉(zhuǎn)接器附連部件和所述轉(zhuǎn)接器附連槽口之間的斜面，以及 其中，所述蓋板部件進(jìn)一步包括在所述蓋板部件的配合面上的、設(shè)置在所述鉤形裝置和所述面板之間的斜面，以接合所述轉(zhuǎn)接器部件的所述第一面上的所述斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述蓋板部件在所述組件上提供密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述葉片附連部件包括單柄腳鳩尾構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口的形狀和所述葉片附連部件的形狀彼此不互補(bǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子輪附連槽口包括下者中的一個(gè): 兩柄腳構(gòu)造； 三柄腳構(gòu)造；或者 T形槽口構(gòu)造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述蓋板部件包含金屬合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述葉片包含下者中的一個(gè): 選自由陶瓷和陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(CMC)組成的組的非金屬材料；或者 金屬合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子輪包含金屬。
【文檔編號(hào)】F01D5/30GK103485832SQ201310126564
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】A.J.加西亞-克雷斯波, J.M.德爾沃瓦, D.P.米勒 申請(qǐng)人:通用電氣公司