专利名称：涡轮转子叶片的根部和平台构造有关的方法、系统和设备的制作方法
技术领域：
本申请大体涉及涡轮转子叶片以及与其有关的根部和平台区域的构造。更具体而言，但不作为限制，本申请涉及具有非一体式平台的转子叶片的根部和平台区域的有利构造。
背景技术：
一般而言，燃气轮机发动机燃烧压缩空气和燃料的混合物而产生热的燃烧气体。 燃烧气体可流过一个或多个涡轮叶片级，以产生用于负载和/或压缩机的动力。在涡轮叶片之间的平台可在热的燃烧气体和涡轮轮之间提供热障，并且可限定燃气轮机的内部流径。由于涡轮内的高温和燃烧气体所施加的原动力的原因，平台可能需要设计成经受住高的温度和应力。显示了非一体地形成的平台在某些应用中提供了优点。一般而言，非一体式平台是与涡轮转子叶片的翼型部分和根部部分分开来形成的平台。但是，这种类型的布置可提供流径的热气可通过其中而泄漏的额外的泄漏路径或接缝。如本领域普通技术人员将理解的那样，这种泄漏可具有若干种负面影响，包括降低发动机的效率，减小主动冷却策略的有效性，以及对区域中的构件造成损害。另外，它会在必须稳固和刚性地连接的平台和转子叶片之间产生接口。因此，存在对与这样的转子叶片构造有关的改进的设备、方法和/或系统的需要这些转子叶片构造包括非一体式平台构造同时还阻挡泄漏，并且促进涡轮转子叶片的部件之间的坚固的连接。
发明内容
因而本申请描述了一种用于涡轮发动机的转子叶片组件，其包括包括位于附连机构和翼型件之间的柄部的涡轮叶片，该柄部具有前部部分和后部部分；以及包括平台压力侧和平台吸力侧的平台，平台压力侧和平台吸力侧中的各个均包括与彼此以及与涡轮叶片不成一体的构件。平台可包括在平台压力侧和平台吸力侧之间的接口。而且，平台可构造使得该接口与柄部的前部部分和后部部分中的至少一个对准。本申请进一步描述了一种用于涡轮发动机的转子叶片组件，其包括包括位于附连机构和翼型件之间的柄部的涡轮叶片，该柄部具有前部柄部面和后部柄部面，前部柄部面包括包含角宽度的前向表面，前向表面在附连机构和翼型件之间沿径向延伸，并且后部柄部面包括包含角宽度的后向表面，后向表面在附连机构和翼型件之间沿径向延伸；以及包括平台压力侧和平台吸力侧的平台，平台压力侧和平台吸力侧中的各个均包括与彼此以及与涡轮叶片不成一体的构件。平台可包括在平台压力侧和平台吸力侧之间的接口。沿着接口的前部区段，接口的角位置可包括在前部柄部面的角宽度内的位置；以及沿着接口的后部区段，接口的角位置可包括在后部柄部面的角宽度内的位置。本发明进一步描述了一种构造用以阻挡泄漏的转子叶片组件的方法，其中转子叶片组件包括涡轮叶片和包括平台压力侧和平台吸力侧的非一体式平台，其中，转子叶片组件包括位于附连机构和翼型件之间的柄部，柄部具有前部柄部面和后部柄部面；前部柄部面包括包含角宽度的前向表面，前向表面在附连机构和翼型件之间沿径向延伸，并且后部柄部面包括包含角宽度的后向表面，后部柄部面在附连机构和翼型件之间沿径向延伸。在一个实施例中，该方法包括以下步骤将平台压力侧和平台吸力侧构造成使得在组装之后产生包括在平台压力侧和平台吸力侧之间的狭窄的、沿径向延伸的接缝的接口。沿着接口的前部区段，接口的角位置具有在前部柄部面的角宽度内的位置；以及沿着接口的后部区段，接口的角位置具有在后部柄部面的角宽度内的位置。在审阅结合附图和所附权利要求所得到的优选实施例的以下详细描述之后，本申请的这些和其它特征将变得显而易见。
通过仔细研究结合附图所得到的本发明的示例性实施例的以下更加详细的描述， 将更完全地明白和理解本发明的这些和其它特征，其中图1是可采用根据本申请的实施例的涡轮转子叶片的燃气轮机发动机的示意性流程图；图2是通过纵向轴线而截取的图1的燃气轮机发动机的截面图；图3是根据本申请的一个实施例的转子叶片组件的透视图；图4是图3中显示的转子轮的分解视图；图5是根据本申请的实施例的转子叶片组件的俯视图；图6是图5的转子叶片组件的放大俯视图；图7是根据本申请的备选实施例的转子叶片组件的俯视图；图8是根据本申请的备选实施例的转子叶片组件的俯视图；以及图9是根据本申请的备选实施例的转子叶片组件的俯视图。部件列表10 系统12燃气轮机发动机16进气区段18压缩机20燃烧器区段22 涡轮对排气区段26 轴28燃烧器壳体30燃烧器31 转子32转子组件；34转子轮36涡轮叶片38涡轮叶片平台
40鸠尾榫
42开口
44柄部
45翼型件
46平台接口
48前部裙部
49后部裙部
50天使翼
52平台外侧
讨平台外侧
56平台吸力侧
58平台压力侧
62前部柄部面
64后部柄部面
66凸脊
67唇缘
69凹槽具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解，如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言专有的决定来实现开发者的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的约束，开发人员的具体目标可根据不同的实现彼此有所改变。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。
当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且表示除了列出的元件之外，可存在额外的元件。
本公开涉及包括设计成经受住高的温度和/或应力的涡轮叶片平台的燃气轮机发动机。在燃气轮机内流动的燃烧气体的温度提高时，涡轮叶片和平台之间的温差可增加， 这继而可在平台上施加应力。用于一体式叶片和平台的传统冷却方案可减小温度效应，但是也可降低涡轮性能。因此，已经建议平台可作为与涡轮转子叶片分开的非一体式构件 (即不是作为结合了涡轮转子叶片和平台两者的单个结构)而存在。非一体式平台可允许对于涡轮叶片和平台存在单独的温度分布，这可降低平台和涡轮叶片两者上的应力。另外， 非一体式平台可帮助减少冷却，这继而可提高燃气轮机发动机的效率。
但是，具有单独的非一体式平台必定意味着会对系统引入额外的接缝或接头，这可提供来自发动机的主流径的气体可通过其中而绕过转子叶片的翼型件的额外的泄漏路径，这可降低发动机性能。另外，这种泄漏可允许吸入热的流径气体，这可损害不是针对这种暴露而设计的构件。如本文提供的那样以及根据本申请的示例性实施例，这个接缝可构造成减小或最大程度地降低这种泄漏。照这样，可获得非一体式平台的益处，同时在很大程度上避免负面方面，例如泄漏。
在某些实施例中，各个平台可设置在两个涡轮转子叶片之间，并且由相邻的涡轮转子叶片支承。另外，各个平台可在涡轮转子叶片的位置处与相邻的平台交接。在两个平台靠在一起时，平台可形成用于涡轮转子叶片的开口，从而允许平台包围涡轮转子叶片，以及在转子叶片位置处形成接口。
现在参看图1，示出了包括燃气轮机发动机12的示例性系统10的框图。将理解， 系统10提供其中可采用本发明的实施例的示例性应用。在某些实施例中，系统10可包括航空器、船舶、机车、动力发生系统或它们的组合。示出的燃气轮机发动机12包括进气区段 16、压缩机18、燃烧器区段20、涡轮22和排气区段24。涡轮22通过轴26而驱动地联接到压缩机18上。如由箭头所指示的那样，空气可通过进气区段16而进入燃气轮机发动机12， 并且流入压缩机18中，在空气进入燃烧器区段20中之前，压缩机18压缩空气。示出的燃烧器区段20包括在压缩机18和涡轮22之间在轴沈的周围同心地或成环状地设置的燃烧器壳体观。来自压缩机18的压缩空气进入燃烧器30，在燃烧器30中，压缩空气可与燃烧器30内的燃料混合和燃烧而驱动涡轮22。从燃烧器区段20，热的燃烧气体流过涡轮22， 从而通过轴沈来驱动压缩机18。例如，燃烧气体可对涡轮22内的涡轮转子叶片施加原动力，以使轴26旋转。在流过涡轮22之后，热的燃烧气体可通过排气区段M离开燃气轮机发动机12。
图2是沿着纵向轴线得到的图1的燃气轮机发动机12的一个实施例的侧视图。如所描绘的那样，燃气轮机22包括三个单独的涡轮转子31。各个转子31包括联接到转子轮 34上的转子叶片组件32，转子轮34可以可旋转地附连到轴沈(图1)上。转子叶片组件32 可包括从转子轮34沿径向向外延伸且可部分地设置在热的燃烧气体的路径内的叶片。如下进一步论述的那样，转子叶片组件32可包括涡轮叶片和涡轮叶片平台。虽然将燃气轮机 22示出为具有三个转子31的三级涡轮，但是可在具有任何数量的级和轴的任何适当类型的涡轮中采用本文描述的涡轮叶片平台。例如，平台可包括在单级燃气轮机、包括低压涡轮和高压涡轮的双涡轮系统或蒸汽轮机中。
如上面关于图1所描述的那样，空气可通过进气区段16而进入，并且由压缩机18 压缩。来自压缩机18的压缩空气然后可被引导到燃烧器区段20中，在燃烧器区段20中， 压缩空气可与燃料气体混合。压缩空气和燃料气体的混合物大体在燃烧器区段20内燃烧而产生高温、高压燃烧气体，该高温、高压燃烧气体可用来在涡轮22内产生扭矩。具体而言，燃烧气体可对转子组件32施加原动力，以使轮34转动，从而使转子叶片组件32经受各种机械载荷和/或应力。例如，燃烧气体可在转子组件32内的涡轮叶片上施加原动力。原动力的变化可引起振动，这可在转子叶片组件32上施加应力。另外，内部温度可达到大约 650°C或更高，这可使构件易发生腐蚀、氧化、蠕变和/或疲劳。因此，转子叶片组件32的平台可由CMC组成或构成，以提供较高的温度能力。
图3是图2中显示的转子轮31中的一个的一部分的透视图。出于例示目的，示出了转子轮31的仅一部分。但是，轮31可大体包括转子组件32沿着轮的周边沿径向向外延伸的圆形结构。转子叶片组件32可包括涡轮叶片36和平台38。在某些实施例中，大约60 个至92个转子叶片组件32可安装在34和对应的旋转轴线的周围，并且在它们的周围沿周向间隔开。
转子叶片组件32的叶片36和平台38可由金属、金属合金、CMC或其它适当的材料构成。各个叶片36大体包括附连机构，该附连机构可为插入转子轮34内的对应的开口 42 中的鸠尾榫40。开口 42可在转子轮34的周围的角位置处沿周向间隔开。叶片36还包括从鸠尾榫40沿径向向外延伸的柄部44。在某些实施例中，叶片36可包括用于支承平台38 的轮廓、横档或其它支承结构。例如，轮廓可位于柄部44或从柄部44沿径向向外延伸的翼型件45上。翼型件45可设置在热的燃烧气体的路径内。在运行中，热的燃烧气体可在翼型件45上施加原动力，以驱动涡轮22(图1)。
平台38可大体设置在叶片36的柄部44之间，并且可沿径向定位在转子轮34内的开口 42之间。叶片36从轮34沿径向向外延伸，并且在轮34的周围沿周向间隔开，使得在它们之间产生空间。平台38可定位在叶片36之间的这些周向空间中。换句话说，平台 38不仅仅是叶片36的一体式延伸部，而是相反，平台38填充空间，或空间的一部分，从而分开在径向位置处从轮34延伸的叶片36。另外，平台38可基本设置在叶片36之间，所以各个平台38的大部分位于同样的两个相邻的叶片36之间。平台38可在柄部44、翼型件45、 鸠尾榫40或它们的组合之间延伸。在某些实施例中，可通过位于柄部44上的轮廓来安装和支承平台38。在其它实施例中，平台38可由叶片36的侧部支承。平台38还可包括从柄部44的侧部延伸的一体式盖板或裙部48、49。
如上面提到的那样，平台38可作为独立的和/或与叶片36分开的构件而存在。换句话说，平台38不是与叶片36 —体地形成的。平台38可由CMC材料铸造而成或以别的方式形成。平台38可由具有CMC涂层或层的金属、金属合金或其它适当的材料构成。
如所陈述的那样，平台接口或接口 46可形成于相邻的平台构件中的各个之间。根据本发明的示例性实施例，如下面更加详细地论述的那样，接口 46可定位在与叶片36相同的周向位置或角位置处，而不是在叶片36之间的中途的中间角位置处形成。在这样的实施例中，平台38可构造成使得在组装之后，当平台在接口 46处连结在一起时，产生用于叶片 36的翼型件45的开口。具体而言，平台38的各个侧可包括用于涡轮叶片36的一部分的开口。当两个平台38定位成彼此邻近时，平台38可形成对应于涡轮叶片36的翼型件45 的外形的开口。换句话说，各个平台38单独不包括用于围绕翼型件45的整个周界的开口。 相反，各个平台38具有用于涡轮叶片36的、在与相邻的平台38的部分开口交接时形成可包围涡轮叶片36的开口的部分开口。照这样，按照本发明的实施例，平台38之间的接口 46 可设置成邻近涡轮叶片36或在其附近。照这样，接口 46可与柄部44交迭，使得柄部44对将以别的方式泄漏通过接口 46的流体提供阻碍。因此，将理解，这个构造，即将接口 46与涡轮叶片36的柄部44对准(连同本文描述的其它构造)，可减小或消除将以别的方式通过平台接口 46所产生的接缝(这当然是起因于具有非一体式平台38)而进入的燃烧气体和 /或冷却流体的泄漏。
本文描述的平台38可用于许多类型和构造的平台和涡轮叶片。例如，叶片36和平台38的外形、形状和相对大小可有所改变。在某些实施例中，叶片36可具有一体式冷却通道，以及/或者可涂覆有例如CMC、覆盖涂层、扩散涂层或其它热障涂层，以防止热腐蚀和高温氧化。另外，叶片36可包括从翼型件45沿径向延伸的尖部套罩，以可提供振动控制。 平台38可包括可与平台38 —体地铸造而成或者作为单独的构件而附连的额外的构件(例1如密封结构)，如下面更加详细地论述的那样。
图4是图3中显示的转子轮31的分解视图。各个平台38可包括构造成将叶片36 的柄部44与轮空间腔体密封开的两个一体式裙部或盖板48、49。将理解，可将平台38描述成包括前部裙部48和后部裙部49，它们中的各个分别与涡轮发动机12的前向和后向一致。 平台38还可包括构造成提供轮空间腔体的密封的天使翼50。在某些实施例中，裙部48、49 和天使翼50可与平台38 —体地铸造而成，以及由CMC构成。但是，在其它实施例中，裙部 48,49和/或天使翼50可由其它材料构成，并且可作为单独的构件而存在。
各个平台38包括设置成大体彼此相对的、与涡轮叶片36的轮廓一致的两个外侧 52和M。具体而言，可将一个外侧52设计成与涡轮叶片36的吸力侧56交接，而可将另一外侧M设计成与涡轮叶片的压力侧58交接。如显示的那样，外侧52包括设计成与涡轮叶片36的吸力侧56的凸的外形一致的大体凹的表面。外侧M包括设计成与涡轮叶片36的压力侧58的凹的外形一致的大体凸的表面。当定位在转子轮34的周围时，外侧52可与位于轮；34的角位置上的一个涡轮叶片36的吸力侧56交接。另一外侧M可与位于轮34的相邻的角位置上的另一个涡轮叶片36的压力侧58交接。一个涡轮叶片36的吸力侧56可与一个平台38的外侧52邻接，而压力侧58可与另一个平台38的外侧M邻接。如可理解的那样，在其它实施例中，可改变外侧52和M的外形，以与各种各样的涡轮叶片外形一致。 例如，各个外侧52和M可具有凸的、凹的、平的或其它适当的几何结构。如上面提到的那样，平台38可由涡轮叶片36大体支承在侧52和M上。在某些实施例中，来自相邻的叶片 36的支承可减小平台上的应力，并且可减小平台蠕变。
可将各个平台38设计成与相邻的类似的平台38交接，以形成设计成包围或围绕涡轮叶片36的中间开口。具体而言，表面52可形成开口的一个部分，而表面M可形成开口的另一个部分。当两个平台38设置成彼此邻近时，则两个平台之间的接口 46(图3)可出现在用于涡轮叶片36的开口的位置处。如上面提到的那样，接口 46的位置可减小在涡轮叶片36的柄部44的盖板或裙部48、49之间的流体的泄漏。如显示的那样，在组装好两个平台38之后，接口 46可包括定位在与柄部44基本相同的角位置处的径向接缝。将理解， 在涡轮环境中产生任何接缝都会引起某种水平的泄漏。通过最大程度地减小这个泄漏，如本发明的实施例所提议的那样，可避免由于吸气而造成的对构件的损害，并且可实现提高的发动机效率。
图5至9示出了本申请的示例性实施例。如所论述的那样，非一体式平台38可构造成使得它们之间的接口 46阻挡泄漏。更具体而言，根据本发明的某些实施例，非一体式平台38可构造成使得它们之间的接口 46出现在柄部44的角位置处。
在一些优选实施例中，柄部44可构造成包括前部柄部边缘或面62。在一些情况下，前部柄部边缘或面62可为狭窄的和略微弯曲的(即更像边缘)，例如图7中显示的实例。在其它情况下，例如图5、7、8和9中显示的实施例，前部柄部边缘或面62可包括瞄准或指向大致上游或前向方向的宽的或半宽的平面的或略微弯曲的表面。类似地，在一些优选实施例中，后部柄部边缘或面64可为狭窄的和略微弯曲的(即更像边缘)，例如图7中显示的实例。在其它情况下，例如图5、6、8和9中显示的实施例，后部柄部边缘或面62可包括瞄准或指向大致下游或后向方向的宽的或半宽的平面的或略微弯曲的表面。图5示出了包括平面的前部柄部面62和平面的后部柄部面64的实施例。如示出的那样，前部柄部面1162和后部柄部面64两者可具有在两个角位置或周向位置之间延伸的周向宽度。而且，如显示的那样，前部柄部面62和后部柄部面64可在大致与非一体式平台38的径向高度(或者，更具体而言，非一体式平台38的前部裙部48和后部裙部49的径向高度)一致的内部径向位置和外部径向位置之间延伸。
如图5至9中显示的那样，本发明的示例性实施例可包括用于涡轮发动机的转子叶片组件32。转子叶片组件32可包括包含位于附连机构(显示了其可为鸠尾榫40)和翼型件45之间的柄部44的涡轮叶片36。柄部44可具有前部部分和后部部分。平台38可包括平台吸力侧56和平台压力侧58，平台吸力侧56和平台压力侧58中的各个与彼此以及与涡轮叶片36为不成一体的构件。将理解，在图5至9中，平台压力侧58是邻近那个特定的翼型件的压力侧的平台，而那个平台吸力侧56是邻近那个特定的翼型件的吸力侧56的平台。将进一步理解，平台压力侧58可起用于沿那个方向相邻的涡轮叶片36的平台吸力侧 56的作用。类似地，将理解，平台吸力侧56可起用于沿其它方向相邻的涡轮叶片的平台压力侧58的作用，如图3和4中描绘的那样。
如所陈述的那样，平台可包括在平台压力侧58和平台吸力侧56之间的接口 46。 优选地，接口 46可基本包括由于非一体式平台构件的联结而引起的狭窄接缝。在某些实施例中，平台构件可构造成使得接口 46与柄部44的前部部分和后部部分中的至少一个对准。 在其它实施例中，接口 46与柄部44的前部柄部面62和后部柄部面64两者对准。
在一些实施例中，柄部44的前部部分可包括前部柄部面62，而柄部44的后部部分可包括后部柄部面64。在一些优选实施例中，前部柄部面62包括包含在附连机构和翼型件之间沿径向延伸的周向宽度或角宽度的前向表面。类似地，后部柄部面64包括包含在附连机构和翼型件之间沿径向延伸的角宽度的后向表面。在这样的情况下，接口 46的角位置可构造成包括在前部柄部面62的角宽度内的位置。另外，接口 46的角位置可构造成包括在后部柄部面64的角宽度内的位置。
如显示的那样，平台压力侧58可具有前部裙部48和后部裙部48。类似地，平台吸力侧56可具有前部裙部48和后部裙部48。将理解，裙部典型地构造成防止热的气体流进入转子组件的内部径向区域。将进一步理解，可将平台压力侧58和平台吸力侧56之间的接口 46描述成包括前部接口 46和后部接口 46。前部接口 46可包括形成于平台压力侧 58的前部裙部48和平台吸力侧56的前部裙部48之间的大致沿径向延伸的接缝。在一些优选实施例中，前部接口 46的角位置可具有在前部柄部面62的角宽度内的位置。更具体而言，前部接口 46的角位置可为前部柄部面62的大致角中点。
平台压力侧58可包括后部裙部49，而平台吸力侧56可包括后部裙部49。在这样的情况下，后部接口 46可包括形成于平台压力侧58后部裙部49和平台吸力侧56后部裙部49之间的大致沿径向延伸的接缝。在一些优选实施例中，后部接口 46的角位置包括在后部柄部面64的角宽度内的位置。更优选地，后部接口 46的角位置可为后部柄部面64的大致角中点。
平台压力侧58的前部裙部48和平台吸力侧56的前部裙部48可构造成使得前部接口 46延伸前部柄部面62的径向高度。平台压力侧58的后部裙部49和平台吸力侧56的后部裙部49可构造成使得后部接口 46延伸后部柄部面64的径向高度。前部柄部面62可包括包含角宽度的前向表面。前部柄部面62可在附连机构和翼型件之间沿径向延伸。类似地，后部柄部面64可包括包含角宽度的后向表面。后部柄部面64可在附连机构和翼型件之间沿径向延伸。如所陈述的那样，接口 46和柄部面的对准或大致对准阻碍通过接口 46 的泄漏。在某种程度上，通过产生冷却剂必须传送通过其中的曲折的路径来实现这一点。
在一些实施例中，可在前部柄部面62和/或后部柄部面64上形成密封结构，以进一步抑制通过形成于平台裙部48、49和柄部44之间的接口 46和腔体的泄漏流。一个优选实施例包括沿着前部柄部面62和/或后部柄部面64沿径向延伸的沿轴向突出的凸脊66。 在一个实施例中，前部柄部面62可包括多个凸脊66。如显示的那样，凸脊66的截面可为长方形，但是其它形状也是可行的。凸脊66可基本平行于彼此。另外，前部柄部面62可包括在接口 46的各个侧上的至少一个凸脊66。在一个优选实施例中，各个凸脊66可延伸前部柄部面62的基本整个径向高度。将理解，也可在后部柄部面64上形成相同的构造。
在另一个实施例中，如图9中示出的那样，在前部接口 46的附近，平台压力侧58 可包括朝前部柄部面62突出的沿轴向延伸的唇缘67。另外，在前部接口 46的附近，平台吸力侧56可包括朝前部柄部面62突出的沿轴向延伸的唇缘67。如示出的那样，前部柄部面 62可包括形成于其中的沿径向延伸的凹槽69，平台压力侧58的唇缘67和平台吸力侧56 的唇缘67延伸到凹槽69中。照这样，平台压力侧58的唇缘67和凹槽69构造成包括轴向交迭部。因而，平台吸力侧56的唇缘67和凹槽69构造成包括轴向交迭部。将理解，轴向交迭部产生泄漏必须行进通过其中的路径。将理解，也可在平台的后部部分和柄部上形成这个构造而具有类似的结果。
在另一个实施例中(未显示)，平台压力侧58的前部裙部48和前部柄部面62可具有互锁凸脊66。也就是说，平台压力侧58的前部裙部48可具有与形成于前部柄部面62 上的凸脊66沿轴向交迭的凸脊66。类似地，在一些实施例中，平台吸力侧56的前部裙部 48和前部柄部面62也可包括互锁凸脊66。凸脊66可延伸平台压力侧58、平台吸力侧56 和/或前部柄部面62的整个径向高度。再次，互锁凸脊66产生泄漏必须流过的曲折路径， 并且增强构造的密封特性。
本申请进一步包括构造具有阻挡泄漏的非一体式平台的转子叶片组件的新颖的方法。转子叶片组件可包括涡轮叶片，并且可包括平台压力侧58和平台吸力侧56。转子叶片可包括位于附连机构和翼型件之间的柄部44。柄部44可具有前部柄部面62和后部柄部面64。前部柄部面62可包括包含在附连机构和翼型件之间沿径向延伸的角宽度的前向表面。后部柄部面64可包括包含在附连机构和翼型件之间沿径向延伸的角宽度的后向表面。
该方法可包括以下步骤将平台压力侧58和平台吸力侧56构造成使得在组装之后，产生包括在平台压力侧58和平台吸力侧56之间的狭窄的、沿径向延伸的接缝的接口 46。沿着接口 46的前部区段，接口 46的角位置可包括在前部柄部面62的角宽度内的位置。 沿着接口 46的后部区段，接口 46的角位置可包括在后部柄部面64的角宽度内的位置。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括实施和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利权的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这样的其它实例意图处于权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于涡轮发动机的转子叶片组件，所述转子叶片组件包括包括位于附连机构和翼型件之间的柄部的涡轮叶片，所述柄部具有前部部分和后部部分；以及包括平台压力侧和平台吸力侧的平台，所述平台压力侧和所述平台吸力侧中的各个均包括与彼此以及与所述涡轮叶片不成一体的构件； 其中所述平台包括在所述平台压力侧和所述平台吸力侧之间的接口 ；以及所述平台构造成使得所述接口与所述柄部的所述前部部分和所述后部部分中的至少一个对准。
2.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于 所述柄部的所述前部部分包括前部柄部面；所述柄部的所述后部部分包括后部柄部面；以及所述接口与所述前部柄部面和所述后部柄部面两者对准。
3.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于所述前部柄部面包括包含角宽度的前向表面，所述前部柄部面的所述前向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸；所述后部柄部面包括包含角宽度的后向表面，所述后部柄部面的所述前向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸；所述接口的角位置包括在所述前部柄部面的所述角宽度内的位置；以及所述接口的角位置包括在所述后部柄部面的所述角宽度内的位置。
4.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于 所述平台压力侧包括前部裙部；所述平台吸力侧包括前部裙部；所述接口包括前部接口，所述前部接口包括形成于所述平台压力侧的所述前部裙部和所述平台吸力侧的所述前部裙部之间的大致沿径向延伸的接缝； 所述前部柄部面包括角宽度；以及所述前部接口的角位置包括在所述前部柄部面的所述角宽度内的位置。
5.根据权利要求4所述的转子叶片组件，其特征在于 所述平台压力侧包括后部裙部；所述平台吸力侧包括后部裙部；所述接口包括后部接口，所述后部接口包括形成于所述平台压力侧的所述后部裙部和所述平台吸力侧的所述后部裙部之间的大致沿径向延伸的接缝； 所述后部柄部面包括角宽度；以及所述后部接口的角位置包括在所述后部柄部面的所述角宽度内的位置。
6.根据权利要求4所述的转子叶片组件，其特征在于，所述前部接口的角位置包括所述前部柄部面的大致角中点。
7.根据权利要求5所述的转子叶片组件，其特征在于所述前部柄部面包括包含角宽度的前向表面，所述前部柄部面的所述前向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸；以及所述后部柄部面包括包含角宽度的后向表面，所述后部柄部面的所述前向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸。
8.根据权利要求7所述的转子叶片组件，其特征在于所述平台压力侧的所述前部裙部和所述平台吸力侧的所述前部裙部构造成使得所述前部接口延伸所述前部柄部面的径向高度；以及所述平台压力侧的所述后部裙部和所述平台吸力侧的所述后部裙部构造成使得所述后部接口延伸所述后部柄部面的径向高度。
9.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于 所述平台压力侧包括后部裙部；所述平台吸力侧包括后部裙部；所述接口包括后部接口，所述后部接口包括形成于所述平台压力侧的所述后部裙部和所述平台吸力侧的所述后部裙部之间的大致沿径向延伸的接缝； 所述后部柄部包括角宽度；以及所述后部接口的角位置包括在所述后部柄部面的所述角宽度内的位置。
10.根据权利要求9所述的转子叶片组件，其特征在于，所述后部接口的角位置包括所述后部柄部面的大致角中点。
11.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于所述平台压力侧和所述平台吸力侧构造成形成在组装之后在所述翼型件的基部附近包围所述翼型件的开口；所述附连机构包括鸠尾榫；以及所述接口与所述翼型件的前缘和所述翼型件的后缘基本对准。
12.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于，所述转子叶片组件进一步包括沿轴向突出的凸脊，所述凸脊沿着所述前部柄部面和所述后部柄部面中的至少一个沿径向延伸，并且构造成阻止通过所述接口而进入且在所述柄部面和所述平台之间流动的泄漏流。
13.根据权利要求12所述的转子叶片组件，其特征在于 所述前部柄部面包括多个所述凸脊；所述凸脊相对于彼此是基本平行的；所述前部柄部面在所述接口的各侧上包括至少一个凸脊；以及各个凸脊延伸所述前部柄部面的基本整个径向高度。
14.根据权利要求7所述的转子叶片组件，其特征在于所述平台压力侧的所述前部裙部和所述平台吸力侧的所述前部裙部构造成使得所述前部接口延伸所述前部柄部面的径向高度；在所述前部接口的附近，所述平台压力侧包括朝所述前部柄部面突出的沿轴向延伸的唇缘；在所述前部接口的附近，所述平台吸力侧包括朝所述前部柄部面突出的沿轴向延伸的唇缘；以及所述前部柄部面包括形成于其中的沿径向延伸的凹槽，所述平台压力侧的所述唇缘和所述平台吸力侧的所述唇缘延伸到所述凹槽中。
15.根据权利要求14所述的转子叶片组件，其特征在于，所述平台压力侧的所述唇缘和所述凹槽构造成包括轴向交迭部；以及其中，所述平台吸力侧的所述唇缘和所述凹槽构造成包括轴向交迭部。
16.根据权利要求7所述的转子叶片组件，其特征在于所述平台压力侧的所述前部裙部和所述平台吸力侧的所述前部裙部构造成使得所述前部接口延伸所述前部柄部面的径向高度；所述平台压力侧的所述前部裙部和所述前部柄部面包括互锁凸脊； 所述平台吸力侧的所述前部裙部和所述前部柄部面包括互锁凸脊； 在所述平台压力侧的所述前部裙部上的至少一个凸脊延伸所述平台压力侧的基本整个径向高度；在所述平台吸力侧的所述前部裙部上的至少一个凸脊延伸所述平台吸力侧的基本整个径向高度；在所述前部柄部面上的至少一个凸脊延伸所述前部柄部面的基本整个径向高度；以及互锁包括具有至少轴向交迭部。
17.根据权利要求2所述的转子叶片组件，其特征在于，所述转子叶片组件进一步包括多个涡轮叶片；多个平台吸力侧；以及多个平台压力侧；所述平台吸力侧和平台压力侧中的各个在构造上类似，并且以周向布置设置成限定构造成包围所述多个涡轮叶片的所述翼型件的多个开口 ；以及所述转子叶片组件进一步包括具有多个沿周向间隔开的转子轮附连机构的转子轮，所述转子轮构造成将所述涡轮叶片中的各个的所述涡轮叶片附连机构接收在所述转子轮的周围的预定的角位置处。
18.一种用于涡轮发动机的转子叶片组件，所述转子叶片组件包括包括位于附连机构和翼型件之间的柄部的涡轮叶片，所述柄部具有前部柄部面和后部柄部面；所述前部柄部面包括包含角宽度的前向表面，所述前向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸，并且所述后部柄部面包括包含角宽度的后向表面，所述后向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸；以及包括平台压力侧和平台吸力侧的平台，所述平台压力侧和所述平台吸力侧中的各个均包括与彼此以及与所述涡轮叶片不成一体的构件； 其中所述平台包括在所述平台压力侧和所述平台吸力侧之间的接口； 沿着所述接口的前部区段，所述接口的角位置包括在所述前部柄部面的所述角宽度内的位置；以及沿着所述接口的后部区段，所述接口的角位置包括在所述后部柄部面的所述角宽度内的位置。
19.根据权利要求18所述的转子叶片组件，其特征在于 所述平台压力侧包括前部裙部和后部裙部；所述平台吸力侧包括前部裙部和后部裙部；所述接口的所述前部区段包括形成于所述平台压力侧的所述前部裙部和所述平台吸力侧的所述前部裙部之间的大致沿径向延伸的接缝；所述前部柄部面包括角宽度；所述前部接口的角位置包括所述前部柄部面的大致角中点；所述接口的所述后部区段包括形成于所述平台压力侧的所述后部裙部和所述平台吸力侧的所述后部裙部之间的大致沿径向延伸的接缝；所述后部柄部面包括角宽度；以及所述后部接口的角位置包括所述后部柄部面的大致角中点。
20.一种构造用以阻挡泄漏的转子叶片组件的方法，其中所述转子叶片组件包括涡轮叶片和包括平台压力侧和平台吸力侧的非一体式平台，其中，所述转子叶片组件包括位于附连机构和翼型件之间的柄部，所述柄部具有前部柄部面和后部柄部面；所述前部柄部面包括包含角宽度的前向表面，所述前向表面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸，并且所述后部柄部面包括包含角宽度的后向表面，所述后部柄部面在所述附连机构和所述翼型件之间沿径向延伸；所述方法包括以下步骤将所述平台压力侧和所述平台吸力侧构造成使得在组装之后，产生包括在所述平台压力侧和平台吸力侧之间的狭窄的、沿径向延伸的接缝的接口 ；其中，沿着所述接口的前部区段，所述接口的角位置包括在所述前部柄部面的所述角宽度内的位置；以及其中，沿着所述接口的后部区段，所述接口的角位置包括在所述后部柄部面的所述角宽度内的位置。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述后部接口的角位置包括所述后部柄部面的大致角中点；以及其中，所述前部接口的角位置包括所述前部柄部面的大致角中点。
全文摘要
本发明涉及涡轮转子叶片的根部和平台构造有关的方法、系统和设备。一种用于涡轮发动机的转子叶片组件，该转子叶片组件包括包括位于附连机构和翼型件之间的柄部的涡轮叶片，该柄部具有前部部分和后部部分；以及包括平台压力侧和平台吸力侧的平台，平台压力侧和平台吸力侧中的各个均包括与彼此以及与涡轮叶片不成一体的构件。平台可包括在平台压力侧和平台吸力侧之间的接口。而且，平台可构造成使得接口与柄部的前部部分和后部部分中的至少一个对准。
文档编号F01D5/30GK102536334SQ20111043621
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月16日 优先权日2010年12月17日
发明者L·J·安曼 申请人:通用电气公司