转子叶片阻尼结构的制作方法

文档序号:29612295发布日期:2022-04-13 09:53阅读:134来源:国知局
转子叶片阻尼结构的制作方法

1.本公开整体涉及涡轮机转子叶片。具体地讲,本公开涉及用于衰减涡轮机转子叶片组件中的振动的结构。
2.关于联邦资助的研究或开发的声明
3.本发明是在美国能源部授予的合同号de-fe0031613下通过政府支持完成的。政府对本发明享有一定的权利。


背景技术:

4.涡轮机用于各种工业和应用中以用于能量传递目的。例如,气体涡轮引擎通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入气体涡轮引擎的工作流体的压力,并且将该压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料(例如,天然气)在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段,在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如,涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后燃烧气体经由排气区段离开气体涡轮。
5.通常,涡轮机转子叶片暴露于导致转子叶片振动的不稳定空气动力学负载。如果这些振动未被充分衰减,则它们可能导致叶片出现高循环疲劳和过早失效。在所有涡轮机级中,末级叶片(lsb)是最高的,并且因此是涡轮机的最具振动挑战性的部件。用于涡轮叶片的常规减振方法包括平台阻尼器、减振拉筋、护罩等。
6.平台阻尼器位于叶片平台下面,并且对于在叶片平台处具有运动的中柄和长柄叶片是有效的。igt级后叶片具有短柄以减小叶片重量,继而减小转子上的牵拉载荷,这使得平台阻尼器无效。
7.一般来讲,涡轮机转子叶片主要从护罩获得其减振。护罩可位于叶片尖端处(尖端护罩)或位于毂与尖端之间的部分跨距处(部分跨距护罩)。这些护罩接触相邻叶片并且在它们彼此摩擦时提供减振。
8.在许多情况下,部分跨距护罩接触负载可能过高,这阻止部分跨距护罩接触表面滑动并提供减振。该问题的一种解决方案是添加第二部分跨距护罩以共享接触负载。虽然这起到改善减振的作用,但由于流路中的阻塞增加而造成重量增加和性能下降。因此,拥有改善减振而不过度阻塞流路的减振技术是有益的。此外,尽管传统的结节-套筒式阻尼器可提供足够的减振,但由于缺乏护罩与护罩的接触而造成刚度损失,这使得频率规避变得困难。
9.因此,为转子叶片提供减振而不损失刚度并且不在流路中产生大阻塞的系统是本领域中所期望的。


技术实现要素:

10.根据本公开的转子叶片组件和涡轮机的各方面和优点将在以下描述中部分地阐
述,或者可从描述中显而易见,或者可通过本技术的实践来学习。
11.根据一个实施方案,提供了用于涡轮机的转子叶片组件。该转子叶片组件包括彼此相邻地定位的第一转子叶片和第二转子叶片。第一转子叶片和第二转子叶片各自包括平台和翼片,该翼片从联接到平台的根部径向向外延伸到尖端。翼片包括压力侧表面、抽吸侧表面和部分跨距护罩。部分跨距护罩从翼片延伸并且设置在根部与尖端之间。部分跨距护罩包括从压力侧表面延伸的压力侧部分和从抽吸侧表面延伸的抽吸侧部分。第一转子叶片的部分跨距护罩的抽吸侧部分和第二转子叶片的部分跨距护罩的压力侧部分彼此形成接合接头。阻尼器在接合接头处与第一转子叶片的部分跨距护罩和第二转子叶片的部分跨距护罩两者接触。阻尼器能够相对于第一转子叶片和第二转子叶片两者的部分跨距护罩移动。
12.根据另一个实施方案,提供了一种涡轮机。涡轮机包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。压缩机区段或涡轮区段中的一者中设置有转子盘。第一转子叶片和第二转子叶片彼此相邻地安装在转子盘上。第一转子叶片和第二转子叶片各自包括平台和翼片,该翼片从联接到平台的根部径向向外延伸到尖端。翼片包括压力侧表面、抽吸侧表面和部分跨距护罩。部分跨距护罩从翼片延伸并且设置在根部与尖端之间。部分跨距护罩包括从压力侧表面延伸的压力侧部分和从抽吸侧表面延伸的抽吸侧部分。第一转子叶片的部分跨距护罩的抽吸侧部分和第二转子叶片的部分跨距护罩的压力侧部分彼此形成接合接头。阻尼器在接合接头处与第一转子叶片的部分跨距护罩和第二转子叶片的部分跨距护罩两者接触。阻尼器能够相对于第一转子叶片和第二转子叶片两者的部分跨距护罩移动。
13.参照以下描述和所附权利要求书,本发明的转子叶片组件和涡轮机的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本技术的实施方案,并与描述一起用于解释本技术的原理。
附图说明
14.本说明书中参考附图阐述了涉及本领域的普通技术人员的本发明的转子叶片组件和涡轮机的完整且能够实现的公开内容,包括制造和使用本发明的系统和方法的最佳模式,其中:
15.图1是根据本公开的实施方案的涡轮机的示意图;
16.图2示出了根据本公开的实施方案的转子叶片组件的透视图;
17.图3示出了根据本公开的实施方案的图2所示转子组件的俯视平面图;
18.图4示出了根据本公开的实施方案的翼片的放大透视图;
19.图5示出了根据本公开的实施方案的套筒式阻尼器的截面侧视图;
20.图6示出了根据本公开的实施方案的其上联接有套筒式阻尼器的转子叶片组件的透视图;
21.图7是根据本公开的实施方案的图6所示转子组件的俯视平面图;
22.图8示出了根据本公开的实施方案的已展开的套筒式阻尼器;
23.图9示出了根据本公开的实施方案的套筒式阻尼器的剖视图;
24.图10示出了根据本公开的实施方案的具有插入式阻尼器的转子组件的平面图;
25.图11示出了根据本公开的实施方案的其中定位有插入式阻尼器的转子叶片的透
视图;
26.图12示出了根据本公开的实施方案的具有第一插入式阻尼器和第二插入式阻尼器的转子组件的放大平面图;
27.图13示出了根据本公开的实施方案的具有销式阻尼器的转子叶片的透视图;并且
28.图14示出了根据本公开的实施方案的具有销式阻尼器的转子组件的俯视图。
具体实施方式
29.现在将详细参考本发明的转子叶片组件和涡轮机的实施方案,其一个或多个示例在附图中示出。每个示例是通过解释本发明技术的方式提供的,而不是对本技术的限制。事实上,对于本领域的技术人员显而易见的是,在不脱离受权利要求书保护的本发明技术的范围或实质的情况下,可以在本发明技术中进行修改和变化。例如,作为一个实施方案的一部分示出或描述的特征可以用于另一个实施方案,以产生又一个实施方案。因此,本公开旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变化。
30.具体实施方式使用数字和字母名称指代附图中的特征结构。附图和说明书中的相似或类似的名称已经用于指代本发明的相似或类似的部件。如本文所用,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用,以将一个部件与另一个部件区分开来,并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
31.如本文所用,术语“上游”(或“向上”)和“下游”(或“向下”)是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,并且“下游”是指流体向其流动的方向。术语“径向地”是指基本垂直于特定部件的轴向中心线的相对方向,术语“轴向地”是指与特定部件的轴向中心线基本平行和/或同轴对准的相对方向,并且术语“周向地”是指围绕特定部件的轴向中心线延伸的相对方向。表示近似的术语,诸如“大致”或“大约”包括比规定值大或小百分之十以内的值。当在角度或方向的上下文中使用时,此类术语包括在大于或小于所述角度或方向的十度内。例如,“大体竖直”包括沿任何方向(例如,顺时针或逆时针)在竖直的十度内的方向。
32.现在参见附图,图1示出了涡轮机的一个实施方案的示意图,该涡轮机在所示实施方案中是气体涡轮10。尽管本文示出并描述了工业或陆基气体涡轮,但除非在权利要求书中另外指明,否则本公开不限于陆基和/或工业气体涡轮。例如,如本文所述的本发明可用于任何类型的涡轮机,包括但不限于蒸汽涡轮、飞行器气体涡轮或船用气体涡轮。
33.如图所示,气体涡轮10通常包括入口区段12、设置在入口区段12下游的压缩机区段14、设置在压缩机区段14下游的燃烧器区段16内的多个燃烧器(未示出)、设置在燃烧器区段16下游的涡轮区段18以及设置在涡轮区段18下游的排气区段20。另外,气体涡轮10可包括联接在压缩机区段14和涡轮区段18之间的一个或多个轴22。
34.压缩机区段14一般可包括多个转子盘24(示出了其中一个)以及从每个转子盘24径向向外延伸并且连接到每个转子盘的多个转子叶片26。每个转子盘24继而可联接到或者形成延伸穿过压缩机区段14的轴22的一部分。
35.涡轮区段18一般可包括多个转子盘28(示出了其中一个)以及从每个转子盘28径向向外延伸并且互连到每个转子盘的多个转子叶片30。每个转子盘28继而可联接到或形成延伸穿过涡轮区段18的轴22的一部分。涡轮区段18还包括外部壳体31,该外部壳体周向围
绕轴22的部分和转子叶片30,从而至少部分地限定穿过涡轮区段18的热气体路径32。
36.在操作期间,工作流体诸如空气流过入口区段12并进入压缩机区段14,在该处空气逐渐被压缩,从而将加压空气提供给压缩机区段16的燃烧器。加压空气与燃料混合并在每个燃烧器内燃烧以产生燃烧气体34。燃烧气体34从燃烧器区段16流过热气体路径32,流入涡轮区段18,在该涡轮区段中能量(动能和/或热能)从燃烧气体34传递到转子叶片30,从而导致轴22旋转。然后,机械旋转能可用于为压缩机区段14供电和/或发电。然后,离开涡轮区段18的燃烧气体34可经由排气区段20从气体涡轮10排出。
37.图2提供了根据本公开的实施方案的可结合在涡轮区段18或压缩机区段14的任何级中的转子叶片组件45的透视图,并且图3是转子组件45的俯视平面图。在示例性实施方案中,转子叶片组件45可用于涡轮区段18内。如图2和图3共同地示出,涡轮转子叶片组件45包括转子盘46,该转子盘可代表本文所述的转子盘24和/或转子盘28。第一转子叶片48和第二转子叶片可彼此相邻地定位并安装到转子盘46。在示例性实施方案中,第一转子叶片48和第二转子叶片50可定位成彼此紧邻,使得第一转子叶片48与第二转子叶片50之间没有转子叶片。
38.在特定构型中,转子叶片48、50中的每个转子叶片可包括安装部分74(诸如燕尾接头),该安装部分被形成为将转子叶片48、50连接和/或固定到转子盘46。如图2所示,转子叶片48、50中的每个转子叶片可包括平台66和从平台66延伸的翼片52。在许多实施方案中,翼片52可相对于气体涡轮10的轴向中心线从平台径向向外延伸。在各种实施方案中,翼片52包括压力侧表面54和相对的抽吸侧表面56。压力侧表面54和抽吸侧表面56在翼片52的前缘58和后缘60处相交或交汇。前缘58和后缘60可彼此间隔开并且在轴向方向上限定翼片52的终端。弦线(未示出)在前缘58与后缘60之间延伸,使得压力侧表面54和抽吸侧表面56在前缘58与后缘60之间沿弦或弦向延伸。
39.在许多实施方案中,压力侧表面54大致限定翼片52的空气动力学的、凹形的外表面。类似地,抽吸侧表面56可大致限定翼片52的空气动力学的、凸形的外表面。翼片52的前缘58可为翼片52的第一部分,以沿着热气体路径32接合(即暴露于)燃烧气体。燃烧气体可沿着翼片52的空气动力学轮廓(即沿着抽吸侧表面56和压力侧表面54)被引导,然后在后缘60处排出。
40.如图2所示,翼片52包括与涡轮转子叶片50的平台66交汇并从该平台径向向外延伸的根部或第一端64。翼片52径向终止于翼片52的第二端或尖端68处。翼片52的根部64可限定在翼片52与平台66之间的交汇处。尖端68与根部64径向相对地设置。因此,尖端68可大致限定转子叶片50的径向最外侧部分,并且因此可被构造成邻近涡轮区段18的静止护罩或密封件(未示出)定位。
41.压力侧表面54和抽吸侧表面56在跨距上延伸并且限定翼片52在根部64和/或平台66与翼片52的尖端68之间的跨距长度70。换句话讲,每个转子叶片50包括具有相对的压力侧表面54和抽吸侧表面56的翼片52,该相对的压力侧表面和抽吸侧表面在相对的前缘58与后缘60之间沿弦或弦向延伸,并且在翼片52的根部64与尖端68之间沿跨距或跨距方向70延伸。
42.可从翼片52的根部64到尖端68测量跨距长度70。跨距长度70的百分比可用于指示沿跨距长度70的位置。例如,“0%跨距”可指翼片52的根部64。类似地,“100%跨距”可指翼
片的尖端68。这样,术语“部分跨距”可指沿跨距长度70的介于0%跨距和100%跨距之间但不包括端点值的位置。
43.如图2和图3共同地示出,第一转子叶片48可包括第一部分跨距护罩72,并且第二转子叶片50可包括第二部分跨距护罩73。部分跨距护罩72、73中的每一者可从转子叶片48、52的相应翼片52延伸。在许多实施方案中,部分跨距护罩72、73可各自设置在相应翼片52的根部64与尖端68之间。例如,转子叶片48和转子叶片50的部分跨距护罩72和跨距护罩73可沿着相应翼片52的长度设置在共同位置,例如,设置在翼片52的根部64与尖端68之间。在许多实施方案中,部分跨距护罩72、73可与相应翼片52的根部64和尖端68两者间隔开。部分跨距护罩72、73可用于连接相邻转子叶片48、50。相邻转子叶片48、50的连接可有利地衰减转子叶片48、50经历的操作振动,这意味着转子叶片48、50在操作期间经受较小的机械应力并且更慢地劣化。
44.在许多实施方案中,第一部分跨距护罩72和第二部分跨距护罩73可各自包括从压力侧表面54延伸的压力侧部分76和从抽吸侧表面56延伸的抽吸侧部分74。如图所示,第一转子叶片48的部分跨距护罩72的压力侧部分76联接到第二转子叶片50的部分跨距护罩73的抽吸侧部分74。在许多实施方案中,每个部分跨距护罩72、73的压力侧部分76和抽吸侧部分74可彼此相对地延伸并且联接到相邻转子叶片48、50的部分跨距护罩72、73。在各种实施方案中,压力侧部分76和抽吸侧部分74都是悬臂式的,使得它们从连接到翼片52的相应附接端78、79延伸到远离翼片52的自由端80、81。这样,第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72的压力侧部分76的自由端80被设置成至少靠近第二转子叶片50的第二部分跨距护罩73的抽吸侧部分74的自由端81。在示例性实施方案中,当转子组件被完全组装时,转子叶片48、50的部分跨距护罩72、73可周向延伸并限定与转子盘46同心的护罩环。
45.如图3所示,部分跨距护罩72、73的抽吸侧部分74和压力侧部分76两者可各自包括彼此相对取向的相应接触表面82、84。例如,第一部分跨距护罩72的抽吸侧部分74的接触表面82可从附接端79大致倾斜于轴向方向延伸到自由端81。类似地,第二部分跨距护罩73的压力侧部分76的接触表面84可从附接端78大致倾斜于轴向方向延伸到自由端80。如图3所示,第一部分跨距护罩72的抽吸侧部分74的接触表面82可对应于并接触第二部分跨距护罩73的压力侧部分76的接触表面84,以便将转子叶片48、50联接在一起。在许多实施方案中,接触表面82和接触表面84能够相对于彼此移动。例如,在气体涡轮10的操作期间,接触表面82和接触表面84可抵靠彼此摩擦,以便以摩擦方式消散转子叶片48、50的可能导致损坏的振动。
46.在许多实施方案中,第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72的抽吸侧部分74和第二转子叶片50的第二部分跨距护罩73的压力侧部分76可彼此形成接合接头75。例如,在气体涡轮10的操作期间,第一部分跨距护罩72的抽吸侧部分74和部分跨距护罩73的压力侧部分76可在过盈接头75(其设置在部分跨距护罩72、73之间)处抵靠彼此摩擦,以便以摩擦方式消散转子叶片48、50的可能导致损坏的振动。
47.在示例性实施方案中,一个或多个阻尼器(诸如本文所述的套筒式阻尼器100、插入式阻尼器200和/或销式阻尼器400)可在过盈接头75处与部分跨距护罩72、73两者接触,以便有利地增加部分跨距护罩72、73的减振并且延长转子叶片48、50的总体寿命。例如,在许多实施方案中,阻尼器能够相对于第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72和第二转子叶
片50的第二部分跨距护罩73移动,以便以摩擦方式消散转子叶片48、50的振动。例如,阻尼器能够相对于第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72和第二转子叶片50的第二部分跨距护罩73移动和/或滑动,以便以摩擦方式消散转子叶片48、50的振动。
48.图4示出了根据本公开的实施方案的第一转子叶片48的放大透视图。如图所示,套筒式阻尼器100可滑动地联接到翼片52的部分跨距护罩72,使得套筒式阻尼器100能够相对于部分跨距护罩72移动。在许多实施方案中,套筒式阻尼器100可为环绕部分跨距护罩72的中空部件。例如,套筒式阻尼器100可在轴向方向和径向方向上包围部分跨距护罩72。在各种实施方案中,套筒式阻尼器100可具有对应于(或模仿)部分跨距护罩72的外部形状的形状。如图5所示,其示出了套筒式阻尼器100的剖视图,套筒式阻尼器100可包括内表面102,该内表面对应于(或模仿)部分跨距护罩72的外表面86,以便接触整个部分跨距护罩72,从而更好地利用转子叶片48、50之间的移动并以摩擦方式消散振动。
49.如图5所示,套筒式阻尼器100可限定泪滴形开口104。例如,套筒式阻尼器100可包括具有大致圆形形状的前缘106、具有大致圆形形状并与前缘轴向分离的后缘108,以及在前缘106与后缘108之间大致笔直延伸的一对侧部109。套筒式阻尼器100的前缘106和后缘108两者可为形成套筒式阻尼器100的轴向端部的大致倒圆的半圆形形状。在许多实施方案中,套筒式阻尼器100的宽度110可从套筒式阻尼器100的前缘106到后缘108渐缩,使得侧部109对大致在轴向方向a上朝彼此会聚。
50.图6是根据本公开的实施方案的其上联接有套筒式阻尼器100的转子叶片组件45的透视图,并且图7是图6所示转子组件45的俯视平面图。如图6和图7所示,为了清楚起见,部分跨距护罩72、73的被套筒式阻尼器100覆盖的部分以虚线示出。如图所示,当第一转子叶片48和第二转子叶片50安装在完整转子组件45中时,套筒式阻尼器100可环绕第一部分跨距护罩72的一部分和第二部分跨距护罩73的一部分,使得套筒式阻尼器100部分地接触转子叶片48、50的第一部分跨距护罩72和第二部分跨距护罩73两者。这样,套筒式阻尼器100利用转子叶片48、50的部分跨距护罩72、73之间的相对移动来增加两者间的摩擦阻尼。这样,套筒式阻尼器100被构造成有利地减少转子叶片48、50在操作期间经历的振动。例如,套筒式阻尼器100提供与部分跨距护罩72、73两者接触的增大表面积,这有利地增加了部分跨距护罩72、73之间的摩擦阻尼量,从而减小了针对转子叶片48、50的可能导致损坏的振动量。
51.在示例性实施方案中,套筒式阻尼器100可与第一部分跨距护罩72的外表面86和第二部分跨距护罩73的外表面87接触,使得套筒式阻尼器100定位于燃烧气体34的流内并直接暴露于该流。在此类实施方案中,套筒式阻尼器100可包括外表面112,该外表面对应于部分跨距护罩72、73的外表面86、87的轮廓,以便向转子叶片48、50提供摩擦阻尼,而不在部分跨距护罩72、73上方对燃烧气体34的流动产生阻碍(或阻塞)。
52.在特定实施方案中,套筒式阻尼器100可环绕第一部分跨距护罩72的抽吸侧部分74和第二部分跨距护罩73的压力侧部分76。如图7所示,套筒式阻尼器100可在第一转子叶片48的抽吸侧表面56与第二转子叶片50的压力侧表面54之间延伸。这样,相邻转子叶片48、50的抽吸侧表面56和压力侧表面54形成套筒式阻尼器100的边界。例如,套筒式阻尼器100能够在相邻转子叶片48、50的部分跨距护罩72、73的外表面86、87上移动和/或滑动,但翼片52的抽吸侧表面56和压力侧表面54形成防止套筒式阻尼器100滑动过远并脱离部分跨距护
罩72、73的边界。
53.图8示出了套筒式阻尼器100的另选实施方案,其中套筒已展开,以便示出可限定在其上的一个或多个切口或开口114。在此类实施方案中,开口用于有利地减小套筒式阻尼器100的重量。如图8所示,开口可被限定在套筒式阻尼器100的侧部109对内,以便去除套筒式阻尼器重量的大部分。
54.图9示出了套筒式阻尼器100的另一个另选实施方案的剖视图。如图所示,侧部109对中的侧部109中的一个侧部可被完全移除,以便减小套筒式阻尼器100的总重量。在此类实施方案中,套筒式阻尼器100可仅包括在前缘106与后缘108之间延伸的一个侧部109。如图所示,套筒式阻尼器100可在套筒式阻尼器100的前缘106与后缘108之间限定间隙115。
55.另选地或除上述套筒式阻尼器100之外,转子组件45还可包括插入式阻尼器200,该插入式阻尼器与第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72和第二转子叶片50的第二部分跨距护罩73两者接触,以便有利地增加部分跨距护罩72、73的减振并延长转子叶片48、50的总体寿命。例如,插入式阻尼器200可仅与转子叶片48、50的部分跨距护罩72、73的内表面接触,使得插入式阻尼器200不暴露于经过部分跨距护罩72、73的外部的燃烧气体34。
56.图10示出了根据本公开的实施方案的具有插入式阻尼器200的转子组件45的实施方案。如图10所示,第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72和转子叶片50的第二部分跨距护罩73可各自限定一个或多个内腔,例如,限定在部分跨距护罩72、73的压力侧部分76内的第一内腔202和限定在部分跨距护罩72、73的抽吸侧部分74内的第二内腔203。如图10所示,当转子叶片48、50彼此相邻地定位在转子盘46上时,部分跨距护罩72、73的内腔202、203结合在一起以形成内室204。例如,如图所示,第一部分跨距护罩72的压力侧部分76可与第二部分跨距护罩73的抽吸侧部分74连接在一起,使得相应的内腔202、203对齐并形成内室204。一个或多个插入式阻尼器200可定位在内室204内。例如,如图所示,一个或多个插入式阻尼器200可在第一腔202与第二腔203之间延伸,使得插入式阻尼器200接触第一部分跨距护罩72和第二部分跨距护罩73两者的内表面。这样,插入式阻尼器200容纳在部分跨距护罩72和73内并与它们接触,这有利地允许插入式阻尼器200向转子叶片48、50提供摩擦阻尼,而不对燃烧气体34的流动产生阻碍。
57.图11示出了其中定位有插入式阻尼器300的第一转子叶片48的另一个实施方案的透视图。虽然图11中仅示出第一转子叶片48,但应当理解,参考第一转子叶片48所示和所述的特征可结合到第二转子叶片50中。如图11所示,插入式阻尼器300可延伸穿过整个第一部分跨距护罩72。例如,如图所示,插入式阻尼器300可从部分跨距护罩72的抽吸侧部分76穿过翼片52延伸到部分跨距护罩72的压力侧部分74。
58.图12示出了转子组件45,其中第一转子叶片48和第二转子叶片50被定位成彼此直接相邻,例如,彼此直接相邻地安装在转子盘46上,使得第一转子叶片48与第二转子叶片50之间不定位转子叶片(图2)。如图所示,插入式阻尼器300可为定位在第一部分跨距护罩72内的第一插入式阻尼器300,并且转子组件还可包括定位在第二部分跨距护罩73内的第二插入式阻尼器302。在示例性实施方案中,第一插入式阻尼器300和第二插入式阻尼器302可容纳在部分跨距护罩72、73内,使得它们向转子叶片48、50提供摩擦阻尼,而不暴露于燃烧气体34中。第一插入式阻尼器300和第二插入式阻尼器302两者能够相对于第一部分跨距护罩72、第二部分跨距护罩73以及彼此滑动地移动。
59.在特定实施方案中,如图所示,第一插入式阻尼器300可连续地延伸穿过第一转子叶片的翼片52并跨过过盈接头75,并且第二插入式阻尼器302可连续地延伸穿过第二转子叶片50的翼片52。例如,第一插入式阻尼器300可在第一部分跨距护罩72内连续地延伸(即,没有断开或分离)并进入第二部分跨距护罩73。例如,如图所示,第一插入式阻尼器300可从设置在第一部分跨距护罩的抽吸侧部分76的自由端81处的第一端304延伸穿过第一转子叶片48的翼片52,跨过过盈接头75,到达设置在第二部分跨距护罩73的抽吸侧部分76内的第二端306。这样,第一插入式阻尼器300可在第一部分跨距护罩72与第二部分跨距护罩73之间连续地延伸。类似地,第二插入式阻尼器302可在第二部分跨距护罩72内连续地延伸,即,没有断开或分离。例如,如图所示,第二插入式阻尼器302可从设置在第二部分跨距护罩的吸入侧部分76的自由端81处的第一端308延伸穿过第二转子叶片50的翼片52,到达第二端310。虽然在图12中仅示出两个转子叶片48、50,但在围绕涡轮18的轴22周向延伸的完整转子组件中,每个转子叶片的部分跨距护罩可包括插入式阻尼器,该插入式阻尼器在部分跨距护罩内延伸并进入相邻部分跨距护罩中,使得插入式阻尼器围绕涡轮18的轴22形成周向环。
60.在许多实施方案中,如图12所示,第一插入式阻尼器300可与第二插入式阻尼器302接触并重叠。例如,第二插入式阻尼器302的第一端308可与第一插入式阻尼器300的第二端306周向重叠,使得第一插入式阻尼器300的径向外表面312接触第二插入式阻尼器302的径向内表面314。这样,插入式阻尼器300、302可与第一部分跨距阻尼器72的内表面和第二部分跨距阻尼器73的内表面可移动地接触,这允许第一插入式阻尼器300、302利用部分跨距护罩72、73之间的相对移动向转子叶片48、50提供摩擦阻尼。例如,插入式阻尼器300、302被构造成有利地减少转子叶片48、50在操作期间经历的振动。例如,插入式阻尼器300、302提供与部分跨距护罩72、73两者的内部接触的增大表面积,这有利地增加了部分跨距护罩72、73之间的摩擦阻尼量,从而减小了针对转子叶片48、50的可能导致损坏的振动量。此外,因为插入件阻尼器300、302定位在部分跨距护罩72、73内,所以它们不对燃烧气体34在翼片52上方的流动产生任何阻塞或阻碍。
61.图13示出了具有从第一部分跨距护罩72延伸的销式阻尼器400的第一转子叶片48的透视图,并且图14示出了具有定位在第一部分跨距护罩72和第二部分跨距护罩73之内并在其间延伸的销式阻尼器400的转子组件45的俯视图。如图13和图14共同地示出,销式阻尼器400可为大致圆柱形的阻尼器,其在部分跨距护罩72、73之内和之间延伸,以便以摩擦方式消散转子叶片48、50之间的振动。在许多实施方案中,转子组件45可包括第一销式阻尼器402和第二销式阻尼器404。如图13所示,第一销式阻尼器402和第二销式阻尼器可具有不同直径,例如,第一销式阻尼器402可具有比第二销式阻尼器404更小的直径。第一销式阻尼器402和第二销式阻尼器404可各自定位在第一转子叶片48的第一部分跨距护罩72和第二转子叶片50的第二部分跨距护罩73之内并在其间延伸。如图所示,销式阻尼器402、404中的每个销式阻尼器可与第一部分跨距护罩72的内表面和第二部分跨距护罩73的内表面两者接触,以便利用部分跨距护罩72、73之间的相对移动并产生摩擦阻尼。这样,销式阻尼器402、404被构造成有利地减少转子叶片48、50在操作期间经历的振动。例如,插入式阻尼器402、404提供与部分跨距护罩72、73两者的内部接触的增大表面积,这有利地增加了部分跨距护罩72、73之间的摩擦阻尼量,从而减小了针对转子叶片48、50的可能导致损坏的振动量。此
外,因为销式阻尼器402、404容纳在部分跨距护罩72、73内,使得它们不对燃烧气体34在翼片52上方的流动产生任何阻塞或阻碍。
62.尽管本文在部分跨距护罩72、73的上下文中描述了各种阻尼器100、200、300、400。在本发明的范围之内设想可在尖端跨距护罩上使用阻尼器100、200、300、400。例如,阻尼器100、200、300、400可定位在尖端跨距护罩之上或之内,以便在刚度没有显著损失的情况下提供增加的减振。
63.本文所述的阻尼器100、200、300、400具有优于现有设计的许多优点。例如,阻尼器100、200、300、400都为转子叶片提供减振而不损失刚度,为转子组件增加最小额外重量,并且如果磨损,它们可容易地更换或修理。此外,本文所述的阻尼器100、200、300、400可容易地通过调节重量来调谐,对燃烧气体在转子叶片上方的流动造成很少阻塞或不造成阻塞,并且即使当部分跨距护罩72、73彼此不接触时(诸如在部分速度操作条件下)也提供减振。此外,阻尼器100、200、300、400在转子叶片护罩的设计中由于在低部分速度条件下增加的阻尼而提供增加的灵活性。例如,护罩之间的接触负载可由于阻尼器100、200、300、400而具有增加的灵活性。
64.本书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质差异的等同结构元件,则这些其他示例意图在权利要求的范围内。
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