包括具有转子组件的流动路径的燃气轮机的制作方法

本实用新型大致涉及燃气涡轮发动机(或“燃气轮机”)，并且更具体地，而非限制方式地涉及燃气轮机内的流动路径边界组件。

背景技术：

燃气轮机广泛应用于比如为动力产生的领域中。传统的燃气涡轮机例如包括压缩机、燃烧器和涡轮。燃气轮机还可以包括转子，转子具有安装至压缩机及其涡轮部分中的转子叶轮上的各种转子叶片。每个转子叶片包括加压空气或流体流动通过的翼型和位于翼型的基部处的内部侧壁或平台，内部侧壁或平台限定用于空气或流体流动通过其的径向边界。在一些涡轮发动机构造中，叶片加载在形成于转子叶轮中的槽内。叶片必须被保持在槽中，以便在涡轮的运转期间防止叶片的任何径向或轴向运动。一般地，叶片上的燕尾固定件和叶轮中的互补的燕尾槽用来防止径向运动。保持系统可以用于确保旋转叶片保持联接至转子。但是，在这些保持系统包括复杂布置，生产和维护成本可能很快地增加。

此外，相邻的叶片之间的通路需要光滑表面用于形成环形的径向内界面，以便确保在运转期间清洁的空气流过级。非优选的是使叶片或转子叶轮适应该表面而通常将所谓的“环形填充物”设置成桥接相邻的转子叶片之间的环形间隙。为这种环形填充物提供用于将该环形填充物可移除地附接至转子盘的特征是已知的。因此，环形填充物通常由相对重量轻的材料制造，并且如果发生破坏，可以独立于叶片地进行更换。作为旋转部件，更轻重量的填充物将在发动机运转期间具有更低的内部力，并且还减小了传输至转子盘的力。另外，更小的部件质量对于减小发动机的总重量是有益的，并且有助于提高发动机效率。然而，环形填充物仍然必须是坚固的部件以满足运转需要并且在各种操作极端条件下正确起作用。

存在用于安装环形填充物的多种方法。然而，如将要理解的，存在许多对恒定目标作出优化的有竞争性的和可变的设计方案。例如，接合特征必须能够承受相当大的磨损和腐蚀，包括由摩擦引起的极端的机械和热应力以及与发动机的流动路径相关的热循环。另外在发动机运转期间，环形间隙的环向距离可以根据叶片的振动、扭转以及相邻叶片之间的相对运动而改变。在极端条件下，环形填充物可能遭受转子叶片之间的力和相对运动，这将会缩短转子叶轮的寿命并且需要对组件在使用期内的定期检查。此外，用于转子叶轮的传统的制造工艺限制用于连接器的构造的类型。如将能理解的，对转子叶轮上的附加特征或重量的需求引起对控制部件中的应力的设计和制造考虑，并且增加复杂性的任何特征对于制造来说可能需要所禁止的过高成本。

因此，本领域需要一种用于环形填充物和转子叶片组件的改进的保持装置和组件。例如，阻止叶片和/或环形填充物部件相对于转子叶轮和其他支承结构的轴向运动的轴向保持装置将是有利的。此外，提供对叶片、环形填充物和/或其他相关部件的有效的和成本有效的更换，以及减少或消除对替换转子叶轮和其他支承结构的需要的保持装置将是所期望的。

技术实现要素：

本申请因此公开了一种包括具有转子组件的流动路径的燃气轮机，所述转子组件包括：支承转子叶片的转子叶轮，所述转子叶片包括限定所述流动路径的内部边界的轴向部分的平台；靠近所述转子叶片定位的环形填充物，所述环形填充物包括限定所述流动路径的内部边界的相邻轴向部分的外侧表面，其中，所述转子叶轮包括连接器，所述连接器用于轴向地接合形成在所述转子叶片的径向最内部面上的匹配表面和形成在所述环形填充物的径向最内部面上的匹配表面；以及形成在所述环形填充物与所述转子叶轮之间的轴向保持器，用于轴向地保持所述转子组件阻止沿向前轴线方向和向后轴线方向中至少一者的运动；其中，所述轴向保持器包括形成在所述环形填充物上的细长形径向突出肋状物，所述细长形径向突出肋状物接合形成在所述转子叶轮上的匹配槽。

其中，所述肋状物和所述匹配槽包括相应的横截面形状；以及所述肋 状物和匹配槽包括轴向定向。

其中，所述连接器包括穿过所述转子叶轮形成的轴向接合燕尾槽；以及所述转子叶片和所述环形填充物中的每一个上的匹配表面包括构造成用于滑动地接合所述燕尾槽的轴向接合燕尾。

其中，所述燕尾和燕尾槽包括用于防止两者之间的相对径向运动的多个相应的压力面；以及

其中，所述转子叶片和所述环形填充物的燕尾在安装时包括共用轴线；以及

其中，所述燕尾和燕尾槽包括以下结构之一：相对于所述燃气轮机的中心轴线的平行结构；以及相对于所述燃气轮机的中心轴线的切向倾斜结构。

其中，所述燕尾槽在形成在所述转子叶轮的每个轴向面上的燕尾开口之间延伸并且延伸到所述转子叶轮的边缘内；以及

其中，所述转子叶片和所述环形填充物中的每一个的燕尾的截面对应于形成在所述转子叶轮的轴向面上的所述燕尾开口。

其中，所述匹配槽基本轴向地延伸跨过所述燕尾槽的底面。

其中，所述燕尾槽的所述底面包括所述燕尾槽的最内部径向表面。

其中，所述匹配槽包括基本恒定的横截面形状并且从所述转子叶轮的前部轴向面延伸，以及在定位在所述转子叶轮的后部部分内的终止面处终止。

其中，所述槽的所述终止面靠近所述转子叶轮的尾部轴向面定位。

其中，所述环形填充物上的所述肋状物构造成包括接触面；以及

其中，所述肋状物的所述接触面和所述匹配槽的所述终止面构造成径向地重叠。

其中，所述终止面和所述接触面配合以便在所述环形填充物一旦沿着所述燕尾槽滑动时阻止所述环形填充物沿向后轴线方向的连续轴向运动，以便获得安装位置。

其中，所述匹配槽包括基本恒定的横截面形状并且从所述转子叶轮的尾部轴向面延伸，以及在定位在所述转子叶轮的前部部分内的终止面处终 止。

其中，所述匹配槽的所述终止面靠近所述转子叶轮的前部轴向面定位。

其中，所述环形填充物上的所述肋状物构造成包括接触面；以及

其中，所述肋状物的所述接触面和所述匹配槽的所述终止面构造成径向地重叠。

其中，所述终止面和所述接触面配合以便在所述环形填充物一旦沿着所述燕尾槽滑动时阻止所述环形填充物沿向前轴线方向的连续轴向运动，以便获得安装位置。

其中，所述肋状物从所述环形填充物的所述燕尾的最内部表面径向向内突出；以及

其中，所述肋状物朝向所述环形填充物的所述燕尾的前端端部定位。

其中，所述肋状物构造成在前部端部与尾部端部之间延伸；

其中，所述前部端部靠近所述环形填充物的所述燕尾的前部面定位；以及

其中，所述尾部端部包括所述肋状物的接触面并且靠近所述环形填充物的所述燕尾的轴向中点定位。

其中，所述转子叶轮包括第一转子叶轮，所述转子叶片包括第一转子叶片，所述轴向部分包括所述流动路径的所述内部边界的第一轴向部分；

其中，第二转子叶轮支承第二转子叶片，所述第二转子叶片包括限定所述流动路径的所述内部边界的第二轴向部分的平台；

其中，相邻的轴向部分包括所述流动路径的所述内部边界的第三轴向部分，所述第三轴向部分定位在所述第一轴向部分与所述第二轴向部分之间；以及

其中，在所述燃气轮机的运转期间，工作流体的相对的预期流向通过流动路径，所述第一轴向部分包括上游轴向部分，所述第二轴向部分包括所述流动路径的所述内部边界的下游轴向部分，所述第三轴向部分包括布置在所述第一轴向部分与所述第二轴向部分之间的流动路径的内部边界的中部轴向部分。

其中，所述燃气轮机包括操作地连接至涡轮的压缩机，所述流动路径包括压缩机流动路径；以及

其中，所述第一转子叶片和所述环形填充物包括彼此相对独立的非整体式成形的部件。

其中，所述燕尾和燕尾槽包括用于防止两者之间的相对径向运动的多个相应的压力面；

其中，所述第一转子叶片和所述环形填充物的燕尾包括在安装时的共用轴线；以及

所述肋状物包括包含半圆形、三角形和矩形之一的横截面形状。

其中，所述第一转子叶片和所述第二转子叶片在其之间限定周向延伸的环形间隙；以及

其中，所述环形间隙：

沿着上游间隙面由所述第一转子叶片的根部限定；

沿着下游间隙面由所述第二转子叶片的根部限定；

沿着内侧底面由所述第一转子叶轮的边缘限定；以及

沿着外侧顶板由在所述第一转子叶片和所述第二转子叶片的所述平台之间延伸并且与所述平台大致共面的参考平面限定；以及

其中，所述环形填充物的所述外侧表面构造成与所述环形间隙的所述外侧顶板大致共面。

在结合附图和所附权利要求阅览优选实施例的以下详细说明时将更加清楚地理解本申请的这些以及其他特征。

附图说明

通过结合附图仔细研究本实用新型的示例性实施例的以下更加详细的说明将更加全面地理解和掌握本实用新型的这些以及其他特征，其中：

图1是示例性涡轮发动机的示意图，其中可以采用根据本申请的实施例的叶片组件；

图2是图1的燃气涡轮发动机的压缩机部分的截面图；

图3是图1的燃气涡轮发动机的涡轮部分的截面图；

图4是根据常规设计的示例性转子叶轮和叶片组件的分解透视图；

图5是根据常规设计的具有固定环形填充物的燃气轮机流动路径的横截面图；

图6是根据本实用新型的示例性实施例的安装在转子叶片的相邻排之间的环形填充物的透视图；

图7是根据本实用新型的示例性实施例的转子叶片和环形填充物的透视图；

图8是根据本实用新型的示例性实施例的环形填充物的透视图；

图9是图8的环形填充物的可替代透视图；

图10是图8的环形填充物的侧视图；

图11是根据本实用新型的示例性实施例的包括燕尾槽的转子叶轮的透视图；

图12是根据本实用新型的示例性实施例的通过叶片燕尾和环形填充物燕尾接合的燕尾槽的侧剖切透视图；

图13是比较根据本实用新型的示例性实施例的两个转子叶片和环形填充物组件的示意性侧视图；

图14是根据本实用新型的可替代实施例的具有可替代轴向保持特征的转子叶片和环形填充物的侧视图；

图15是图14的燕尾槽的俯视图；

图16是图14的环形填充物的侧视图；

图17是根据本实用新型的可替代实施例的具有可替代保持特征的转子叶片和环形填充物的侧视图；

图18是根据本实用新型的示例性实施例的具有可替代附接构造的转子叶片和环形填充物的侧视图；

图19是根据本实用新型的示例性实施例的用于环形填充物的附接构造的侧视图；以及

图20是根据本实用新型的可替代实施例的用于环形填充物的附接构造的透视图。

具体实施方式

本实用新型的各个方面和优点以下在随后的说明书中阐述、或者从说明书中变得明显或者可以通过本实用新型的实践来获得。现在将对本实用新型的当前的实施例进行详细地参照，本实用新型的当前实施例的一个或更多个例子在附图中示出。详细说明采用了附图标记来参照附图中的特征。附图和说明书中的相同或相似附图标记可被用于参照本实用新型的实施例的相同或相似零件。如将理解的，通过解释本实用新型而非限制本实用新型来提供每个例子。事实上，对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下可以对本实用新型作出变型和改进。例如，所示出或所说明的作为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例以产生进一步的实施例。因此，本实用新型旨在覆盖落入所附权利要求的范围及其等同内的这些修改和变型。可以理解，本文中提到的范围和限制包括位于规定限度内的所有子范围，包括限制本身，除非另做说明。另外，已经选择一些术语用于描述本实用新型及其组成子系统和零件。在可能的程度上，已经基于本技术领域通用的术语选择这些术语。仍然地，将理解的是，这种术语通常具有不同的解释。例如，在本文中作为单个部件引用的装置可以在其它地方引用为包括多个部件，或者在本文中作为包括多个部件引用的装置可以在其它地方作为单个部件引用。在理解本实用新型的范围时，不应仅注意所使用的具体术语，而且应该注意所伴随的说明和上下文以及所引用和说明的部件的结构、构造、功能和/或使用，包括术语涉及几个附图的方式，以及当然地，术语在所附权利要求中的确切使用。此外，虽然以下例子关于某个类型的涡轮发动机给出，但是如相关技术领域普通技术人员所理解的，本实用新型的技术还可应用于其他类型的涡轮发动机。

给定涡轮发动机运转的特性，几个描述性术语可在该整个申请中使用以便解释发动机和/或包括在发动机内的几个子系统或部件的功能，可以证明在本部分的开始定义这些术语是有益的。因此，除非另有说明，这些术语及其定义如下所述。术语“前部”和“尾部”，在没有进一步特殊规定的情况下，指的是相对于燃气轮机的定向的方向。即，“前部”指的是发动机的前部或压缩机端部，“尾部”指的是发动机的尾部或涡轮端部。 可以理解，这些术语中的每一个可被用于表示发动机内的运动或相对位置。术语“下游”和“上游”用于表示相对于运动通过指定管路的大致流动方向在指定管路内的位置。(可以理解的是，这些术语参照相对于在正常操作期间期望流的方向，该期望流对于本领域技术人员来说应该是明显的。)术语“下游”指的是流体流经指定管路的方向，而“上游”指的是与其相反的方向。因此，例如，通过涡轮发动机的主要工作流体流，其作为空气运动通过压缩机以及然后在燃烧器内和燃烧器以外变成燃烧气体，其可被描述为在上游位置处朝向压缩机的上游端或前端开始，并且在下游位置处朝向涡轮的下游端或尾部端终止。关于描述通用类型的燃烧器内的流动方向，如以下更详细地论述的，可以理解，压缩机排出空气一般通过朝向燃烧器的尾部端集中的冲击端口进入燃烧器(相对于燃烧器纵向轴线，上述压缩机/涡轮定位限定前部/尾部特征)。一旦在燃烧器中，压缩空气通过围绕内部腔室形成的流动环朝向燃烧器的前部端部来引导压缩空气，在此气流进入内部腔室，反向其流动方向，并且朝向燃烧器的尾部端传播。在另一个上下文中，可以以相同的方式处理通过冷却通道的冷却剂流。

另外，在压缩机和涡轮的围绕中心公共轴线的结构以及许多燃烧器类型共同的圆筒形结构方面，本文中可以使用描述相对于轴线的位置的术语。这样，可以理解，术语“径向”指的是垂直于轴线的运动或位置。关于此方面，可能需要描述与中心轴线的相对距离。在此情况下，如果第一部件比第二部件更靠近中心轴线定位，则第一部件将被描述为在第二部件的“径向内部”或“内侧”。另一方面，如果第一部件比第二部件更加远离中心轴线存在，则第一部件在本文中将被描述为在第二部件的“径向外部”或“外侧”。另外，如将理解的，术语“轴向”指的是平行于轴线的运动或位置。最后，术语“周向”指的是围绕轴线的运动或位置。如上所述，虽然这些术语可以关于延伸通过发动机的压缩机和涡轮部分的共用中心轴线进行使用，但是这些术语也可以关于发动机的其他部件或子系统进行使用。例如，在对于许多燃气轮机较为普遍的圆柱形燃烧器的情况下，给予这些术语相对意思的轴线是延伸通过最初为圆筒形的横截面形状的中 心的纵向中心轴线，该横截面形状在靠近涡轮时过渡至更加环形的轮廓。然而，除非另作说明，这些术语的使用可被理解为相对于燃气轮机的中心轴线和分别对应于机器的压缩机和涡轮端部的前部方向和尾部方向。还可以理解，当这种术语用于描述具体的部件时，所做的假设是部件在燃气轮机内以组装状态配置。

图1是燃气轮机10的示意图。一般地，通过从由压缩空气流中的燃料的燃烧产生加压热气流吸取能量使燃气轮机运转。如图1所示，燃气轮机10可以配置有轴流压缩机11和燃烧器13，轴流压缩机11通过共同轴或转子联接至下游涡轮部分(或“涡轮”)12，燃烧器13定位在压缩机11与涡轮12之间。虽然图1示出燃气轮机的工业动力产生应用，应当理解，本文中说明的实用新型可被应用于所有类型的燃气涡轮发动机，包括，例如用于飞机、船舶和机车系统的燃气涡轮发动机。另外，尽管本文中说明的流动路径组件在燃气轮机的上下文中描述，但是其还可以应用于其他涡轮机系统，比如，例如蒸汽轮机、水轮机或独立的压缩机。

图2示出可用于图1的燃气轮机10中的示例性多级轴流压缩机11的视图。如图所示，压缩机11可以包括多个级。每个级可以包括一排压缩机定子叶片15之后的一排压缩机转子叶片14。因此，级可以包括围绕中心轴旋转的一排压缩机转子叶片14，一排压缩机转子叶片14之后是在运转期间保持固定的一排压缩机定子叶片15。

图3示出可以用于图1的燃气轮机中的示例性涡轮12的局部视图。涡轮12可以包括多个级，每个级包括在运转期间围绕轴旋转的多个转子叶片16和保持固定的多个喷嘴或定子叶片17。定子叶片17大致彼此周向地间隔开并且围绕旋转轴线固定。转子叶片16可以安装在转子叶轮上用于围绕轴旋转。可以理解，定子叶片17和转子叶片16位于涡轮12的热气路径中。穿过热气路径的热气流的方向由箭头指示。如本领域普通技术人员将理解的，涡轮12可以具有比图3中示出的数目更多或有时更少的级。每个另外的级可以包括一排转子叶片16之后的一排定子叶片17。

注意到，如在本文中所使用的，在没有另外的指定的情况下，参照“转子叶片”是参照压缩机11或涡轮12的旋转叶片，其可以包括压缩机 转子叶片14和涡轮转子叶片16两者。在没有另外的指定的情况下，参照“定子叶片”是参照压缩机11或涡轮12的固定叶片，其可以包括压缩机定子叶片15和涡轮定子叶片17。最后，术语“叶片”在本文中可被用于泛指任何类型的叶片。因此，在没有另外的指定的情况下，术语“叶片”可被用于包含地参照所有类型的燃气涡轮叶片，包括压缩机转子叶片14、压缩机定子叶片15、涡轮转子叶片16和涡轮定子叶片18。应当进一步理解的是，本申请不局限于仅与压缩机流动路径相关的组件，而且其还可以找到在涡轮流动路径中的相同应用。

在一个运转例子中，轴流压缩机11内的压缩机转子叶片14的旋转可以压缩空气流。在燃烧器13中，当压缩空气与燃料混合并被点燃时可以释放能量。从燃烧器13形成的热气流，可被称为发动机的工作流体，然后被引导通过转子叶片16。工作流体流然后可以引起转子叶片16围绕轴的旋转。这样，工作流体流的能量被转变成旋转叶片的机械能，并且由于转子叶片与轴之间的连接转变成旋转轴的机械能。轴的机械能然后可被用于驱动压缩机转子叶片14旋转，使得压缩空气的必要的供给产生用于燃烧器，以及用于例如发电机以生产电力。

通过背景，附图4和附图5提供根据常规设计的转子和流动路径边界组件的示例性构造。如将要理解的，图4是示例性转子叶轮和转子叶片组件的分解透视图，而图5是根据常规设计的包括固定环形填充物19的流动路径的更加详细的截面图。如图所示，压缩机的转子20例如可以包括多个转子叶轮22。多个转子叶片14可以围绕每个转子叶轮22布置成环形阵列。转子叶片14中的每一个可以包括翼型23以及根部部分(或“根部”)24，转子叶片14通过根部部分24附装至转子叶轮22。如在图5中更加清晰地示出的，根部24可以包括形成在最内部径向表面上的连接器或燕尾25。连接器或燕尾25可以配置用于安装在相应的匹配表面或燕尾槽26之中或之上。燕尾槽26，例如，可以轴向地定向并且通过转子叶轮22的周缘或边缘27以规则的环向间隔形成。如以下关于另一种类型的叶片构造所述的(参见图6)，根部24还可以包括在连接器或燕尾25与平台28之间延伸的桨杆43。平台28布置在翼型23与根部24的接合处。可 以理解，翼型23是转子叶片14的主动部件，在压缩机的情况下，主动部件经由转子叶轮22的旋转驱动工作流体流通过流动路径。转子叶片14的翼型23可以包括分别在翼型23的相对的前缘32和后缘33之间轴向地延伸的凹形压力侧面30和周向地或侧向地相对的凸形吸力侧面31。压力侧面30和吸力侧面31还沿径向方向从平台28延伸至外侧梢部34。如图4所示，外侧梢部34可以邻近包围的固定结构定位，该固定结构限定穿过压缩机的流动路径的外部边界35。如将被理解的，平台28可被构造成限定流动路径的内部边界36的轴向截面。

在压缩机11和涡轮12内，一排定子叶片15可以定位在位于每个侧面上的一排转子叶片14之间。成排的定子叶片15中的每一个均可被构造成从与流动路径的外部边界35的连接处径向向内延伸。定子叶片15可以包括用于与穿过压缩机11的工作流体流相互作用的翼型37，以及如图所示，固定环形填充物19可以在翼型37的内侧梢部38处连接，以便按期望地定位在环形空腔39内。如将要理解的，环形空腔39指的是形成在相邻排的转子叶片14之间的内部径向间隙。更具体地，两排相邻排的转子叶片14可以在其之间限定周向延伸的环形间隙，环形间隙如在本文所使用的是环形空腔39。如图所示，环形空腔39可以相对于包围环形空腔39的结构和朝向流动路径开口的平面进行说明。因此，沿着上游间隙面，环形空腔39可以由转子叶片14的根部24沿该方向限定，并且同样地，沿着下游间隙面，由转子叶片14的位于环形空腔39的那一侧的根部24限定。环形空腔39的内侧底面可以由连接相邻排的转子叶片14的转子叶轮22的旋转横跨结构限定，如图4所示。其他构造也是可能的，这是因为内侧底面也可以由转子叶轮22的边缘27限定，如以下更详细地论述的。如果没有图4的固定环形填充物，则环形空腔39可以朝向流动路径开口，这可被称为外侧顶板。如在本文中所使用的，外侧顶板可以相对于接近包围平台28的表面轮廓的延续部分的参考平面限定。即，参考平面可以在位于参考平面的每一侧上的转子叶片14的平台28之间延伸以及与平台28大致共面。根据常规设计，固定填充物19可以定位在环形空腔39内并且包括侧壁，侧壁与位于环形填充物的每一侧上的平台28一起基本形成穿 过压缩机11的轴向截面的流动路径的内部边界36。根据常规设计，固定环形填充物19可以形成密封件(未示出)，旋转结构围绕密封件定位，以便防止穿过叶片级的泄漏。

附图6和7是根据本实用新型的示例性实施例的处于安装位置中的转子叶片14和旋转环形填充物47的透视图。还参照附图8至10，其提供了根据优选实施例的环形填充物47的几个更近的视图，还参照附图10和11，其提供了可被用于按照期望地定位转子叶片14和环形填充物47的示例性燕尾连接器，环形填充物47可以定位在各排转子叶片14之间。如将要理解的，转子叶片14可被描述为包括相对于通过流动路径的工作流体流的上游排和下游排。上游转子叶片14可以包括限定流动路径的内部边界36的上游轴向部分的平台28。类似地，下游转子叶片14可以包括限定流动路径的内部边界36的下游轴向部分的平台28。如图所示，环形填充物47可以定位在上游与下游转子叶片14之间，并且可以包括限定流动路径的内部边界36的轴向部分的至少一部分的外侧平面和/或成型表面48，上述外侧平面和/或成型表面48形成在流动路径的由上游和下游转子叶片14的平台28限定的这些部分之间或者桥接这些部分。

环形填充物47的外侧表面48可以配置成以便获得由流动路径的第一和第二轴向部分限定的内部边界36之间的内部边界过渡部。根据优选的实施例，环形填充物47的外侧表面48的内部边界过渡部可以包括在上游和下游转子叶片14的平台28的表面轮廓之间过渡的光滑的空气动力学构造。该空气动力学过渡部可以对应于上游转子叶片14的平台28的后缘表面轮廓与下游转子叶片14的平台28的前缘表面轮廓之间的径向过渡部。如在附图8至10中更加清晰地示出的，环形填充物47可以包括在外侧表面48与匹配表面之间延伸的桨杆部分(“填充物桨杆”)52，桨杆部分52可以包括构造成接合形成在转子叶轮22中的轴向接合连接器或燕尾槽26的填充物燕尾51，如关于附图11和12更加详细地论述的。

根据一些实施例，环形填充物47可以构造成包括外伸臂57。如图所示，外伸臂57可以包括延伸超过填充物燕尾51的轴向极限的轴向悬臂部分。尽管其他构造是可能的，但是外伸臂57可以朝向下游转子叶片14的 平台28向后延伸。即，外伸臂57可以向后延伸一定距离，以便将环形填充物47的后缘按照期望地定位成靠近下游转子叶片14的平台28的前缘。如此配置，可以理解的是，环形填充物47的外侧表面48可被描述为包括悬臂轴向部分和非悬臂轴向部分。根据优选的实施例，悬臂轴向部分与非悬臂轴向部分的比值可以在大约0.3至0.6之间。

如在附图11和12中最清晰地示出的，本实用新型包括转子叶轮22，转子叶轮22具有用于连接转子叶片14与其上的环形填充物47两者的轴向连接器。例如，转子叶轮22可以具有连接器，该连接器轴向地接合、共同地支承以及紧固环形填充物47和与环形填充物47的上游侧相邻的转子叶片14两者。根据优选的实施例，这种布置可以在压缩机11的流动路径内使用。根据另一个示例，转子叶轮22可以包括连接器，该连接器轴向地接合、共同地支承以及紧固环形填充物47和定位在环形填充物47的紧下游的转子叶片14两者。根据优选的实施例，这种布置可以在涡轮12的流动路径内使用。如此配置，可以理解的是，环形填充物47是旋转部件，并且还可以理解的是环形填充物47沿着与相邻的转子叶片14共同的连接轴线支承。虽然是相邻部件，然而根据优选的实施例，转子叶片14和环形填充物47构造为彼此相对独立的非整体成形部件。

连接环形填充物47和转子叶片14两者的轴向连接器可以形成在转子叶轮22的边缘上。转子叶片14的匹配表面可以形成在转子叶片14的径向最内表面上。类似地，环形填充物47的匹配表面可以形成在环形填充物47的径向最内表面上。根据优选的实施例，连接器包括轴向定向的燕尾槽26。在此情况下，转子叶片14和环形填充物47中的每一个上的匹配表面可以配置为用于滑动地接合燕尾槽26的轴向细长形燕尾25。如将理解的，燕尾槽26可以在形成在前部轴向表面59上的燕尾开口与转子叶轮22的尾部轴向表面61之间延伸。燕尾槽26可以形成在转子叶轮22的边缘27内。燕尾25和燕尾槽26可以构造成包括阻止其之间的相对径向运动的多个相应的压力面64，由此在运转期间固定和支承转子叶片14和环形填充物47。更具体地，转子叶片14和环形填充物47的燕尾25的截面可以构造成以便对应于形成在转子叶轮22的轴向面59、61上的翼型 燕尾25的开口。上游转子叶片14的燕尾25和环形填充物47可以包括安装共用轴线。根据可替代的实施例，转子叶片14/环形填充物47与转子叶轮22之间的轴向定向的连接器可以反向，使得轴向定向的燕尾限定在转子叶轮22上以及轴向定向的燕尾槽26形成在转子叶片14/环形填充物47上。更具体地，燕尾可以形成为从边缘27径向地突出并且在转子叶轮22的轴向面59、61之间轴向延伸。在此情况下，如将理解的，转子叶片14和环形填充物47两者的匹配表面可被构造为轴向细长形燕尾槽，轴向细长形燕尾槽构造成用于滑动地接合形成在转子叶轮22的边缘27上的燕尾。

图12是根据本实用新型的示例性实施例的通过叶片燕尾25和环形填充物47的燕尾25接合的燕尾槽26的侧剖切透视图。如将理解的，燕尾槽26可以包括对应于转子叶轮22的厚度的轴向长度。根据优选的实施例，转子叶片14的燕尾25可以具有至少超过燕尾槽26的轴向长度的一半的轴向长度。环形填充物47的燕尾25可以包括与转子叶轮22的燕尾槽26的轴向长度和转子叶片14的燕尾25的轴向长度之间的差值大致相符的轴向长度。根据优选的实施例，转子叶片14的燕尾25可被构造成包括占燕尾槽26的轴向长度的至少70％的轴向长度。

如上所述，上游与下游转子叶片14之间的距离可被称为形成其间的环形空腔39的轴向间隙宽度。上游间隙面(其例如可以由上游转子叶片14的根部24限定)和下游间隙面(其例如可以由下游转子叶片14的根部24限定)可以形成环形空腔39的每个轴向侧面，并且因此，轴向间隙宽度可以为这些部件之间的距离。环形空腔39的内侧底面可以由转子叶轮22的边缘限定，环形空腔39的外侧顶板可以由在上游和下游转子叶片14的平台28之间延伸并且与平台28大致共面的参考平面限定。根据一些优选的实施例，环形填充物47的外侧表面48构造成与环形空腔39的外侧顶板大致共面。可替代地，环形空腔39可被描述为包括围绕流动路径周向地延伸的轴向间隙宽度，其中，轴向间隙宽度限定在上游转子叶片14的平台28的后缘与下游转子叶片14的平台28的前缘之间。这种情况下，环形填充物47的外侧表面48可以构造成以便桥接环形空腔39的基 本全部的轴向间隙宽度。环形填充物47的外侧表面48可以包括基本邻接上游转子叶片14的平台28的后缘的前缘。环形填充物47的外侧表面48还可以包括与下游转子叶片14的平台28的前缘处于紧密的间隔关系的后缘。紧密的间隔关系可以建立在燃气轮机的运转期间所通过的工作流体的有限的吸入的基础之上。

如在附图7至11中进一步示出的，所公开的特征提供环形填充物47和转子叶片14组件的有效和稳定的轴向保持，同时，根据一些优选的实施例，还对流动穿过叶片排的泄漏提供阻力。根据示例性实施例，根据本实用新型的轴向保持器可以包括径向地突出的径向突出部，比如裙部53，以便与从转子叶轮22的边缘27突出的阻挡表面或径向台阶69径向地重叠。如本文中所使用的，例如，如果裙部53构造成以便包括向阻挡结构的外侧边缘的内部径向地定位的内侧边缘，则裙部53可以与阻挡结构径向地重叠。如图所示，裙部53可被配置在环形填充物47的前缘处，以便包括与环形填充物47的前部面55相对的轴向定向的尾部面或接触表面54。径向台阶69可以形成为使得径向台阶69与裙部53之间的径向重叠在环形填充物47沿着燕尾槽26滑动时阻止环形填充物47的轴向运动，以便获得所需的或所安装的位置。安装位置可以是所需的轴向位置，使得环形填充物47的部件相对于周围结构实现所需的空间关系，比如，例如环形填充物47的后缘与下游转子叶片14的平台28的前缘偏移所需距离的位置。

根据优选的实施例，径向台阶69可以从转子叶轮22的边缘27径向地突出并且朝向燕尾槽26的尾部端部定位。虽然其他构造也是可能的，如附图中所示，径向台阶69可被构造成使得一个端部与转子叶轮22的尾部轴向面61邻接。如图所示，径向台阶69可以从转子叶轮22的边缘27突出，并如此构造，限定轴向定向面或接触表面70，这意味着与环形填充物47的相应的径向重叠表面干涉，即与上述尾部或接触面54干涉。根据优选的实施例，如在图11中最清晰地示出的，一对径向台阶69可以围绕燕尾槽26周向地间隔开。这样，环形填充物47的裙部53的接触面54可以接触燕尾槽26的每个侧面上的径向台阶69。如将理解的，这大致在 更大的表面区域上分布径向台阶69与裙部53的接触面54之间的接触区域，由此可以提高界面的坚固性和耐用性。如应该理解的是，与提供坚固的连接一起地，保持特征阻止穿过叶片排的泄漏。具体地，裙部53/台阶69组件可以阻止一旦形成界面时的潜在泄漏通路。此外，如将理解的，该连接可被构造成填充在大部分内侧或平台以下区域中，使得一般在运转期间注入这些区域中的高压流体具有被更大限制的泄漏流动路径。

图13是示出根据本实用新型的示例性实施例的两个转子叶片14和环形填充物47的组件的示意性侧视图。如将理解的，转子叶片14和环形填充物47的组件可以通过每个的相对轴向长度来说明。例如，转子叶片14的根部的轴向长度可以限定根部长度(图13中的“L₁”)，环形填充物47的外侧表面48的轴向长度可以限定填充物长度(图13中的“L₂”)。虽然其他构造是可能的，但是根据优选的实施例，转子叶片14和环形填充物47可被构造成使得填充物长度与根部长度的比值在大约0.3至0.7之间。更加优选地，填充物长度与根部长度的比值可以为大约0.5。根据另一个优选的实施例，转子叶片14和环形填充物47可被构造成使得填充物长度与根部长度的比值在大约0.4至0.8之间。更加优选地，填充物长度与根部长度的比值包括大约0.6。

图14是根据本实用新型的可替代实施例的具有可替代轴向保持特征的转子叶片14和环形填充物47的侧视图。还分别参照附图15和16，还提供图14的燕尾槽26的俯视图和环形填充物47的侧视图。如图所示，根据示例性的实施例，环形填充物47可以包括细长形径向突出小块或肋状物72，细长形径向突出小块或肋状物72的截面形状与形成在燕尾槽26的底面74中的轴向延伸匹配槽73相符。如图所示，在优选的实施例中，匹配槽73具有基本恒定的截面形状，基本恒定的截面形状从转子叶轮22的前部轴向面59延长，并且在位于转子叶轮22的后部部分内的终止面75处终止。根据优选的实施例，槽73的终止面75定位成靠近转子叶轮22的尾部轴向面61。如将要理解的，环形填充物47上的肋状物72可被构造成包括接触面76，接触面76形成为以便径向地重叠和接触槽73的终止面75。因此，终止面75和接触面76可以配合以便在环形填充物47沿着燕 尾槽26滑动时阻止环形填充物47的连续的向后轴向运动，以便获得所需的或安装的位置。根据优选的实施例，肋状物72从环形填充物47的燕尾25的最内表面向内径向地突出。如图所示，肋状物72可以朝向燕尾25的前端定位。虽然其他构造也是可能的，如图所示，肋状物72可被构造成使得前端部靠近环形填充物47的燕尾25的前部面。肋状物72的尾部端部或接触面76可被构造成靠近环形填充物47的燕尾25的轴向中点定位。

另外，附图14到16的组合的转子叶片/环形填充物组件可以通过另外的传统锁定机构保持为阻止轴向向前运动。这样，组件可被形成为阻止向前或向后的轴向运动。此外，根据可替代实施例，比如当环形填充物47定位在转子叶片14的上游，而非设置在如附图中的下游侧时，转子叶片/环形填充物组件的构造可以反向，使得环形填充物47从向后方向滑动地接合，以及一旦接合肋状物72/槽73的组件将限制沿向前轴线方向的进一步的轴向运动。如将理解的，在这种情况下，另一个传统的锁定机构将被构造成防止组合组件的向后轴向运动。

图17是根据本实用新型的示例性实施例的具有可替代轴向保持特征的转子叶片14和环形填充物47的侧视图。如图所示，环形填充物47的孔91和销92结构可被用作限制转子叶片14沿向前轴向方向和向后轴向方向的轴向运动。如图所示，孔91可被设置成径向地延伸穿过环形填充物47，环形填充物47与转子叶片14共用相同的轴向接合燕尾槽26。孔91还可以延伸到转子叶轮22的边缘27内。一旦接合，如将理解的，销92与转子叶轮22机械地对接，以使叶片14/环形填充物47保持阻止沿向前方向或向后方向的轴向运动。

图18是根据示例性实施例的具有可替代附接构造的转子叶片14和环形填充物47的侧视图。再分别参照附图19和20，图18的结构的侧视图和透视图提供了根据其他实施例的当前的另外方面。如同已说明的其他实施例，环形填充物47可以定位在相邻排的转子叶片14之间。此外，转子叶轮22的边缘27可以包括用于接合形成在转子叶片14的最内部面上的匹配表面的轴向连接器。然而，这种情况下，环形填充物47可以经由连 接器连接至转子叶轮22，该连接器不以与转子叶片14的连接器相同的方式定向。按照这些实施例，如图所示，转子叶轮22的边缘27可以包括用于周向地接合形成在环形填充物47的径向最内部面上的匹配表面的周向连接器。更具体地，转子叶片14的轴向连接器可以包括如前所述的轴向定向的燕尾槽26和转子叶片14上的相应的匹配表面，相应的匹配表面是配置成用于滑动地接合燕尾槽26的轴向细长形燕尾25。然而，在环形填充物47的例子中，周向连接器可以形成为包括围绕转子叶轮22的边缘27形成的周向燕尾81，如图所示，环形填充物47的匹配表面可被配置为对应于燕尾81的周向定向的燕尾槽82。燕尾槽82可被配置成用于滑动地接合叶轮燕尾81。根据另一个例子，转子叶轮22可被配置成以便包括周向燕尾槽，环形填充物47可被配置成以便包括燕尾。

另外，根据优选的实施例，如图20中最清晰地示出的，外伸臂57可以形成在外侧表面48的前缘上。外伸臂57可以包括延伸超过燕尾槽82的轴向极限的轴向悬臂部分。根据优选的实施例，外伸臂57还可被描述为延伸超过环形填充物47的桨杆52的轴向极限，如图所示。尽管其他构造是可能的，但是外伸臂57可以朝向上游转子叶片14的平台28向前延伸。即，外伸臂57可以向前延伸一定距离，以便将环形填充物47的前缘按照期望地定位成靠近上游转子叶片14的平台28的后缘。还如附图19和20中所示，尾部裙部77可以定位在外侧表面48的尾部边缘处。如图所示，尾部裙部77可以沿着环形填充物47的后缘径向向内延伸，以及因此可以限定面对尾部的裙部面78。

根据本实用新型，环形填充物47与转子叶轮22之间的燕尾附接几何形状可以包括提高连接性能的几个特征。首先，可以包括一个以上的压力面64，例如这可以经由多根“树”结构实现。另外，压力面64可以倾斜以便阻止邻接部件内的压缩应力。因此，压力面64的角可以相对于发动机旋转中心线在0°与90°之间改变。例如，根据优选的实施例，如附图18和19所示，压力面64可以倾斜大致45°。根据另一个优选的实施例，如图20所示，压力面可以相对于发动机旋转中心线为大致0°。如还在图20中示出的，用于扩散应力的其他特征可以结合在燕尾连接器的几 何形状内。如将理解的，应力集中的减小可以在不会负面影响性能的前提下使转子叶轮22和环形填充物44的寿命最大化。因此，根据一个实施例，形成在转子叶轮22上的燕尾81可以包括倾斜角85，如图20所示。根据另一个实施例，回切口86可以形成在填充物燕尾槽86的角部处，以便在更大区域上分散应力，否则应力集中在上述位置处。可以利用比如为研磨或铣削处理或类似方法的任何适当处理去除材料。如将理解的，这些特征也可以用于本文中公开的其他实施例。

如本领域普通技术人员所理解的，如上关于几个示例性实施例所述的许多变化的特征和构造进一步地可被选择地应用以形成本实用新型的其他可能的实施例。为了简洁起见以及考虑到本领域普通技术人员的能力，本文中没有详细地描述每一种可能的迭代方案，尽管由以下数项权利要求包含的全部组合和可能的实施例确定为本申请的一部分。另外，从本实用新型的几个示例性实施例的上述说明，本领域技术人员将领会到改进、变化和变型。本领域技术人员范围内的这些改进、变化和变型也旨在由所附权利要求覆盖。此外，应该明显的是，上述说明仅涉及本申请的所述的实施例，在此可以在不脱离如由以下权利要求及其等同所限定的申请的精神和范围的情况下做出许多变化和变型。