转子和至少一个叶片的布置的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转子和至少一个叶片的布置。转子和至少一个叶片为燃气涡轮发动机的一部分。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机典型地包括用于氧化剂如空气的压缩机、用于燃烧压缩空气与燃料从而生成热气体的燃烧室，以及用于使热气体膨胀和收集机械功的涡轮。
[0003]涡轮具体具有导管和从壳体延伸到导管中的导叶，以及从转子延伸到导管中的叶片。
[0004]为了将叶片连接于转子，转子具有座并且叶片具有根部(通常形状类似枞树)，其连接到座中以沿径向固定叶片位置。此外，为了固定叶片的轴向位置，锁定板提供成连接于转子和叶片两者。
[0005]由于根部经历高应力并且可经受高温，例如，由于热气体从导管泄漏，故根部(但还有其它转子和接近根部的叶片部分)需要冷却。出于该原因，室通常设在根部与转子之间(即，在根部下方)，并且此外，柄腔设在根部与叶片平台之间(即，在叶片根部上方)。
[0006]冷却空气接着典型地经由转子的冷却通道供应到各个室中，并且冷却空气从室经由根部的侧部中凹入的通路供应到各个柄腔中，即，在将叶片连接于转子的叶片的部分中。
[0007]出于该原因，减小了根部与转子之间的连接表面;这可引起根部中的增大的应力。此外，由于通常冷却通道在连接表面的末端部分中凹入，故根部的应力可在连接表面轴向长度上为非均匀的。此外，由于用于将冷却空气从室供应到柄腔中的通路由于它们凹入在根部中而具有严格约束，故它们的构造不可针对冷却优化，使得除去热可为非最佳的。
【发明内容】
[0008]本发明的方面包括提供一种转子和至少一个叶片的布置，其中根部中的应力分布被优化。
[0009]本发明的另一方面包括提供一种转子和至少一个叶片的布置，其中从叶片根部周围除去热可被优化。
[0010]这些和另外的方面通过提供根据所附权利要求的转子和至少一个叶片的布置来获得。
[0011]有利地，冷却根部可与根部的机械约束分离。
【附图说明】
[0012]另外的特征和优点将从布置的优选但非排他的实施例的描述变得更显而易见，该布置在附图中经由非限制性实例示出，在该附图中:
图1示意性地示出了燃气涡轮发动机，
图2示意性地示出了具有导叶和叶片的导管， 图3和4示意性地示出了叶片，
图5和6示意性地示出了锁定板的实施例的正视图和沿其线V1-VI的截面，以及图7至9示意性地示出了锁定板的不同实施例。
[0013]部件列表
I燃气涡轮发动机 2压缩机 3燃烧室 4涡轮 5导管 6导叶 7壳体
8,8a,8b 叶片 9转子 10根部 11平台 12翼型件
15侧壁 16轴向壁
17室
18柄腔 20锁定板 22槽口 23切口
25肋条 26冷却通道 28凸起
29凸起 30局部限制物 b槽口的高度 h槽口的宽度 A冷却空气 G热气体 R径向轴线。
【具体实施方式】
[0014]参照附图，这些附图示出了燃气涡轮发动机I，其具有用于氧化剂如空气的压缩机
2、其中燃料与压缩氧化剂一起燃烧生成热气体G的燃烧室3，以及其中热气体膨胀来在燃气涡轮转子上收集机械功的涡轮4。
[0015]涡轮4具有导叶6从壳体7延伸到其中并且叶片8，8a，8b从转子9延伸到其中的导管5(通常具有环形形状)。
[0016]转子9承载不同级的多个叶片。例如，图2示出了接近彼此的三级的叶片8a，8b，8。
[0017]图3和4示出了叶片8。叶片8具有典型地形状类似枞树的根部10、连接于根部10的平台11，以及从平台延伸的翼型件12。
[0018]转子9包括用于叶片8的根部10的座。具体而言，根部10具有侧壁15，其与座的侧壁互补和与侧壁15之间的轴向壁16互补。
[0019]当叶片8连接在座中时，室17设在根部10与转子9之间(S卩，在根部下方)；此外，柄腔18设在根部10与平台11之间。
[0020]此外，面对轴向壁16(作为优选，面对压缩机2的轴向壁16)的锁定板20连接于转子9和叶片8。锁定板20具有边界21a和相对侧21b。
[0021]利用该连接，根部10(具有其枞树构造)沿径向阻挡叶片8，并且锁定板20沿轴向阻挡叶片8;叶片8因此固定于转子9。
[0022]锁定板20具有面对其连接的叶片8的根部10的其侧部21b上的一个或更多个槽口22。槽口 22沿大致径向方向延伸(轴线R识别涡轮4的径向轴线)；大致径向方向将不旨在以限制方式，而是槽口还可偏离严格的径向方向，但大体上在径向方向上发展(例如，见图7和8)0
[0023]例如，图5和6示出了具有两个槽口22的锁定板20，根据需要，任何其它数量的槽口22无论如何都是可能的。
[0024]作为优选，至少一个槽口22面对根部10;这有助于冷却根部，并且从根部周围的区域除去可能的热气体泄漏。
[0025]此外，在优选实施例中，多个槽口 22中的至少一些例如经由切口 23连接在一起。在该情况下，切口 23优选至少部分地面对室17;这有助于冷却空气从室17进入到切口 23和槽口 22 中。
[0026]肋条25限定在槽口22之间。这些肋条增大了锁定板20的刚性，并且有助于防止由离心力引起的锁定板弯曲。
[0027]仍参照图3和4，转子9具有冷却通道26，其通向各个室17，并且根部10具有面对锁定板20的凸起28。凸起28限定面对锁定板20的室17开口，以便预先限定从室17经过进入切口 23和槽口 22的冷却空气。控制冷却空气流的另一个可能性在于调整槽口 22的高度h或宽度b ；又一个备选解决方案还为槽口 22的局部限制物30 ο自然地，控制冷却空气流的所有这些方式可彼此组合。
[0028]同样地，根部10的相对端还可具有背对锁定板20的凸起29，以便预先限定移出室17的冷却空气。例如，经由由凸起29限定的开口从室17移出的该空气前进至其它叶片用于它们的冷却。例如，参照图2，叶片8a连接于冷却通道26，而叶片Sb并未连接于类似于冷却通道26的任何冷却通道;在该情况下，叶片8b由经由由凸起29限定的开口来自叶片8a的冷却空气冷却。
[0029]凸起28和29中的各个优选沿径向延伸，不论如何，凸起28，29中的一个或两个也可沿轴向或沿径向/沿轴向延伸。
[0030]布置的操作从所述和所示为显而易见的，并且大致如下。
[0031]在燃烧室中生成的热气体G穿过导管5，并且膨胀，同时将机械功率传递至叶片8，并且因此至转子9。
[0032]参照图3，在操作期间，冷却空气A经由冷却通道26进入室17。冷却空气A从室17进入槽口 22 (可能经由切口 23 (在提供时))，并且进入柄腔18，将其冷却。
[0033]此外，冷却空气移出腔17，经过凸起29，并且朝其它使用移动，如例如其它叶片的冷却。
[0034]由于用于使冷却空气从室17前进到柄腔18中的通路不设在根部10的侧壁15上(或在其上至少具有小延伸)，而是由锁定板20的槽口 22限定，故根部的应力分布可优化和减小。
[0035]此外，由于用于冷却根部10和周围区域的槽口22在锁定板20中凹入，故槽口 22的构造可根据根部10处和可能柄腔18处所需的冷却来选定(但通常，柄腔18处的冷却没有根部10的冷却繁重，并且通常不麻烦)。此外，由于冷却空气在根部10与锁定板20之间经过，故可越过锁定板20并且达到根部10的热气体的可能泄漏由冷却空气稀释，并且远离根部10抽吸到柄腔18中。
[0036]自然地，所述特征可与彼此独立地提供。
[0037]实际上，使用的材料和大小可根据要求和现有技术水平按需要选择。
【主权项】
1.一种转子(9)和至少一个叶片(8)的布置，其中 所述叶片(8)包括根部(10)、平台(11)和翼型件(12)， 所述转子(9)包括用于所述根部(10)的座， 所述根部(10)具有侧壁(15)，其与所述座的侧壁互补和与所述侧壁(15)之间的轴向壁(16)互补， 室(17)设在所述根部(10)与所述转子(9)之间， 柄腔(18)设在所述根部(10)与所述平台(11)之间， 面对至少一个轴向壁(16)的锁定板(20)连接于所述转子(9)和所述叶片(8)， 其特征在于，所述锁定板(20)具有面对所述根部(10)的侧部上的至少一个槽口(22)。2.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，所述至少一个槽口(22)包括多个槽口(22)。3.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，所述槽口(22)沿所述涡轮(4)的大致径向方向(R)延伸。4.根据权利要求2所述的布置，其特征在于，所述多个槽口(22)中的至少一些连接在一起。5.根据权利要求4所述的布置，其特征在于，至少多个槽口(22)经由切口(23)连接在一起。6.根据权利要求5所述的布置，其特征在于，所述切口(23)至少部分地面对所述室(17)。7.根据权利要求2所述的布置，其特征在于，肋条(25)限定在所述槽口(22)之间。8.根据权利要求1所述的布置，其特征在于，所述根部(10)具有面对所述锁定板(20)的至少一个凸起(28)。9.根据权利要求8所述的布置，其特征在于，所述凸起(28)沿径向延伸。10.—种用于固定燃气涡轮发动机(I)的转子(9)上的叶片(8)的轴向位置的锁定板(20)，所述锁定板(20)具有边界(21a)和相对侧(21b)，其特征在于，所述锁定板(20)的至少一侧(21b)具有至少一个槽口(22)。11.根据权利要求10所述的锁定板(20)，其特征在于，所述至少一侧具有多个槽口(22)。12.根据权利要求11所述的锁定板(20)，其特征在于，所述多个槽口(22)中的至少一些连接在一起。13.根据权利要求12所述的锁定板(22)，其特征在于，连接在一起的所述多个槽口(22)中的至少一些在其一端处连接。14.根据权利要求13所述的锁定板(20)，其特征在于，连接在一起的所述多个槽口(22)中的至少一些经由切口( 23)连接。15.根据权利要求10所述的锁定板(20)，其特征在于，所述至少一个槽口(22)具有至少一个局部限制物(30)。
【专利摘要】公开了一种转子(9)和至少一个叶片(8)的布置。叶片(8)包括根部(10)、平台(11)和翼型件(12)。转子(9)包括用于根部(10)的座。根部(10)具有侧壁(15)，其与座的侧壁互补和与侧壁(15)之间的轴向壁(16)互补。室(17)设在根部(10)与转子(9)之间。柄腔(18)设在根部(10)与平台(11)之间。面对至少一个轴向壁(16)的锁定板(20)连接于转子(9)和叶片(8)。锁定板(20)具有面对根部(10)的侧部上的至少一个槽口(22)。
【IPC分类】F01D5/32
【公开号】CN105715307
【申请号】CN201510947402
【发明人】C.伯格, M.拉明格, C.迪迪安, C.布里考德, P.T.洛特, I.茨普卡金
【申请人】通用电器技术有限公司