涡轮转子组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种具有密封板的涡轮转子组件，更具体地涉及一种具有能调节从中通过的冷却空气流的特征的涡轮转子组件。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机(GTE)包括从热燃烧气体流中提取能量的涡轮组件。涡轮组件包括安装在驱动轴上的一个或多个涡轮转子组件。各涡轮转子组件包括从涡轮转子组件的转子(或盘)边缘处径向地向外延伸的多个涡轮叶片。流过涡轮组件的热燃烧气体作用在叶片上，使得转子产生旋转，进而带动驱动轴旋转。旋转的驱动轴用于向发电机、压缩机或泵等负载提供动力。
[0003]涡轮叶片(叶片)通常包括从叶片平台的相对侧延伸的根部结构和翼面。各叶片的根部结构插入到转子中具有相似形状的槽内，从而将叶片固定于转子上。所供应的冷却空气经引导后通过涡轮转子组件，从而在燃气涡轮发动机运行期间对组件进行冷却。涡轮转子组件可包括保持件等构件，以将叶片保持在转子上并引导冷却空气流通过组件的目标区域。美国专利第6，331，097B1号Jendrix(’ 097专利)中对这种构件的一个实例进行了说明。’ 097专利公开了前、后保持件，其附接在涡轮转子上，以避免叶片沿着轴向移动并且还引导冷却空气流通过涡轮转子的目标区域。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种具有涡轮转子组件的燃气涡轮发动机。该涡轮转子组件可包括涡轮转子，该涡轮转子具有从外缘径向向内延伸的多个涡轮叶片槽。各涡轮叶片槽可从内端向外缘径向地延伸并从转子的前端向后端轴向地延伸。各涡轮叶片槽还可包括具有多个径向设置的凸部(33)的枞树形构造。转子组件还可包括多个涡轮叶片，其具有从平台的相对侧延伸的翼面和根部结构。各涡轮叶片的根部结构可包括成形为容纳在转子的对应涡轮叶片槽内的部分。转子组件还可包括附接在转子的前端上的密封板。密封板可从叶片槽内端下方的第一端向位于叶片槽的最外侧凸部与转子的外缘之间的第二端向上延伸。
[0005]本发明还提供一种具有涡轮转子组件的燃气涡轮发动机，其中，热燃烧气体流和独立冷却空气流从涡轮转子组件中通过。转子组件可包括从转子前端向后端轴向地延伸的涡轮转子。涡轮转子可包括从外缘径向向内延伸的多个涡轮叶片槽，以及多个涡轮叶片。各涡轮叶片可包括从平台的相对侧延伸的翼面和根部结构。各涡轮叶片的根部结构的部分可定位在对应的涡轮叶片槽内，以在每两个相邻涡轮叶片的根部结构与转子的外缘之间形成平台下方腔室。涡轮转子组件还可包括定位在每两个相邻涡轮叶片的平台之间的密封销，进而限制热燃烧气体流入平台下方腔室。涡轮转子组件还可包括密封板，其附接在转子的前端上，进而覆盖叶片槽内根部结构的部分与叶片槽之间的间隙。涡轮转子组件还可包括阻尼器，该阻尼器定位在各平台下方腔室中，并且成形为允许冷却空气进入至转子前端的平台下方腔室中，同时还成形为限制冷却空气从转子后端的平台下方腔室中出来。
[0006]本发明还提供一种包括涡轮转子的燃气涡轮发动机，该涡轮转子具有从外缘径向向内延伸的多个涡轮叶片槽。各涡轮叶片槽可从内端向外缘径向延伸并从转子的前端向后端轴向延伸。各涡轮叶片槽可包括具有多个径向设置的凸部的枞树形构造。燃气涡轮发动机还可包括多个涡轮叶片。各涡轮叶片可包括从平台的相对侧延伸的翼面和根部结构。各涡轮叶片的根部结构的部分可定位在对应的涡轮叶片槽内，以在每两个相邻涡轮叶片的根部结构与转子的外缘之间形成平台下方腔室。燃气涡轮发动机还可包括定位在各平台下方腔室内并从转子的前端向后端延伸的阻尼器。该阻尼器还可包括位于前端的前板和位于后端的后板。前板可成形为允许空气进入至转子前端的平台下方腔室中，而后板可成形为限制空气从转子后端的平台下方腔室中出来。燃气涡轮发动机还可包括附接在转子的前端上的密封板。密封板可从叶片槽内端下方的第一端向位于叶片槽的最外侧凸部与转子的外缘之间的第二端向上延伸。
【附图说明】
[0007]图1为一示例性燃气涡轮发动机的示意图；
[0008]图2为一示例性涡轮转子组件的部分的示意图；
[0009]图3为一示例性涡轮叶片从涡轮转子组件前端观察时的示意图；
[0010]图4为一示例性涡轮叶片从涡轮转子组件后端观察时的示意图；
[0011]图5为图2中具有示例性阻尼器和密封板的涡轮转子组件的部分的示意图；
[0012]图6为图2中移除了密封板后的涡轮转子组件的部分的示意图；
[0013]图7为图5中阻尼器从涡轮转子组件前端观察时的示意图；
[0014]图8为图5中阻尼器从涡轮转子组件后端观察时的示意图；
[0015]图9为图5中阻尼器的侧视图；
[0016]图10为一示例性涡轮转子组件的部分从涡轮转子组件前端观察时的示意图；
[0017]图11为一示例性涡轮转子组件的部分从涡轮转子组件后端观察时的示意图；
[0018]图12为一示例性涡轮转子组件的部分的立体截面图；
[0019]图13为一示例性涡轮转子组件的部分的横截面图；
[0020]图14为一示例性涡轮转子组件的部分的放大图。
【具体实施方式】
[0021]图1示出了示例性燃气涡轮发动机(GTE)100。除其他系统外，燃气涡轮发动机100还可具有沿发动机轴线99设置的压缩机系统10、燃烧器系统15、涡轮系统20以及排气系统90。压缩机系统10对空气进行压缩，并将压缩后的空气送至燃烧器系统15。燃料(液体或气体)与压缩空气混合，并在燃烧器系统15内燃烧，以在高温高压下产生燃烧气体。这些燃烧气体用于在涡轮系统20中产生机械动力。燃烧废气在通过涡轮系统20后，可以经一个或多个空气净化装置排入至大气中。
[0022]涡轮系统20可包括沿发动机轴线99轴向对齐的多个涡轮转子组件或涡轮级。虽然图1中仅示出了三个涡轮转子组件21，22，23，但是，涡轮系统20的其它实施例可以包括不同数量的涡轮级。各涡轮转子组件可以安装在沿发动机轴线99延伸的一共用驱动轴(未示出)上，并且可以包括从该组件的盘或涡轮转子处径向地向外延伸的多个涡轮叶片。在运行时，当来自燃烧器系统15的燃烧气体通过涡轮系统20时，这些燃烧气体使得涡轮叶片和驱动轴旋转。
[0023]参见图2，除其他构件外，涡轮转子组件22还包括涡轮盘或转子30、多个涡轮叶片32、定位在涡轮叶片32之间的多个涡轮阻尼器36以及附接在转子30的前端面上的密封板38。基于本说明书的目的，参考术语“前”是指通过涡轮系统的燃烧气体流中的上游位置，而术语“后”是指下游位置(见图2中表示燃烧气体流向的箭头)。同样，术语“内”和“外”是指相对于发动机轴线99的径向内位置和径向外位置。多个涡轮转子组件可在驱动轴上轴向对齐，以形成燃气涡轮发动机100的多个涡轮级。图2示出了在大致上从前至后的方向上呈角度观察时的涡轮叶片32、阻尼器36和密封板38在涡轮转子30上的相对位置。尽管图2所示的涡轮转子组件22具有两个涡轮叶片32和两个阻尼器36，但应当理解的是，各涡轮转子组件33可包括周向地定位在涡轮转子30周围的多个涡轮叶片32，而该涡轮转子30具有定位在每两个相邻涡轮叶片32之间的阻尼器36。
[0024]图3和图4示出了一示例性涡轮叶片32的前视图和后视图。在以下论述中将参见图3和图4。涡轮叶片32包括从叶片平台50的一侧向上延伸的翼面48和从平台50的相对侧向下延伸的根部结构52。翼面48具有位