一种涡轮转子叶片的制作方法

本申请涉及燃气轮机的领域，尤其是涉及一种涡轮转子叶片。

背景技术：

1、燃气轮机是一种利用燃气能量来产生动力的机械装置。在燃气轮机中，燃气经过压气机压缩后与空气混合，在燃烧室内高温下燃烧。燃烧产生的高温气体会流过涡轮，使涡轮转动，从而通过主轴带动整个转子的转动。很多发动机特别是比较先进的发动机的涡轮工作叶片常采用带冠结构,以提高涡轮效率与解决振动问题。这是因为,叶片带冠后可以减少叶片尖部由叶盆向叶背的漏气,降低二次损失,提高效率。叶冠上有封严用的篦齿能防止燃气在叶尖间隙中的由前向后的漏气,进一步减少漏气损失。

2、如图1所示，目前涡轮叶片叶冠2上通常有平行的两个连续篦齿5。每一个连续篦齿5周向上横跨整个叶冠以保证其对气体的封严效果，在高转速的作用下，由于叶冠自身质量的原因，叶冠会发生弯曲变形。对于这种传统篦齿结构，弯曲的叶冠会对叶冠上的篦齿结构产生挤压，从而使得连续篦齿5上产生集中应力。这种应力集中的现象会极大影响叶片的性能及使用寿命。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种涡轮转子叶片，解决了现有技术中的问题，降低篦齿结构由于叶冠弯曲而产生的应力，提高叶片的性能和使用寿命。

2、本申请提供的一种涡轮转子叶片采用如下的技术方案：

3、一种涡轮转子叶片，包括叶身和连接在所述叶身的叶尖上的叶冠，所述叶冠位于所述叶身的叶背一侧的侧边为第一侧边，所述叶冠位于所述叶身的叶盆一侧的侧边为第二侧边，所述叶冠背对叶身的侧面上设有封严篦齿结构，所述封严篦齿结构包括长条形的第一篦齿和第二篦齿，所述第一篦齿的一端和第二篦齿的一端均在所述叶冠对应所述叶身的叶尖的范围内，所述第一篦齿从叶尖的范围内向所述第一侧边的一侧延伸，所述第二篦齿从叶尖的范围内向所述第二侧边的一侧延伸；

4、其中，在涡轮的轴向方向上，所述第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部之间设有间隔；在所述涡轮的周向方向上，所述第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部至少部分相互重合。

5、可选的，所述第一篦齿和第二篦齿的延伸方向相互平行。

6、可选的，所述第一侧边和第二侧边相互平行，所述第一篦齿在叶尖范围内的端部的第一端面和第二篦齿在叶尖范围内端部的第二端面平行于第一侧边，所述第一篦齿和第二篦齿远离叶尖的端部的端面平行于第一侧边。

7、可选的，在所述涡轮的周向方向上，所述第一端面和第二端面相互靠近的侧边之间设置有间隙，所述第一端面远离第二端面的一侧与所述第二篦齿的区域重合，所述第二端面远离第一端面一侧与所述第一篦齿的区域重合。

8、可选的，在所述涡轮的周向方向上，所述第一端面和第二端面相互靠近的侧边之间的距离小于第一端面或第二端面的长度。

9、可选的，所述第一篦齿和第二篦齿的延伸方向平行于所述涡轮的圆周截面。

10、可选的，所述叶冠上设有多个所述封严篦齿结构，多个所述封严篦齿结构沿所述涡轮轴向方向间隔设置。

11、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

12、本申请将一整个的篦齿分段两段结构，并且在涡轮的轴向方向上第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部之间设有间隔；即，从垂直于气流流向的方向看，第一篦齿和第二篦齿相互靠近的端部之间是存在间隔的，叶冠在发生形变时，在涡轮周向方向，第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部相互靠近，靠近过程中，由于第一篦齿和第二篦齿在涡轮轴向方向的间隔，使第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部错开，第一篦齿和第二篦齿不会相互挤压，可以自由变形，从而减小了封严篦齿结构由于叶冠弯曲而产生的应力。在涡轮周向方向上，第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部至少部分相互重合，即，沿平行于气流方向看，第一篦齿和第二篦齿相互靠近的端部是存在重合区部分的，一个封严篦齿结构在涡轮周向方向上的连续，从而保证封严篦齿的封严效果，防止气体从前向后泄露。

技术特征：

1.一种涡轮转子叶片，包括叶身和连接在所述叶身的叶尖上的叶冠，其特征在于，所述叶冠位于所述叶身的叶背一侧的侧边为第一侧边，所述叶冠位于所述叶身的叶盆一侧的侧边为第二侧边，所述叶冠背对叶身的侧面上设有封严篦齿结构，所述封严篦齿结构包括长条形的第一篦齿和第二篦齿，所述第一篦齿的一端和第二篦齿的一端均在所述叶冠对应所述叶身的叶尖的范围内，所述第一篦齿从叶尖的范围内向所述第一侧边的一侧延伸，所述第二篦齿从叶尖的范围内向所述第二侧边的一侧延伸；

2.根据权利要求1所述的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第一篦齿和第二篦齿的延伸方向相互平行。

3.根据权利要求1所述的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第一侧边和第二侧边相互平行，所述第一篦齿在叶尖范围内的端部的第一端面和第二篦齿在叶尖范围内端部的第二端面平行于第一侧边，所述第一篦齿和第二篦齿远离叶尖的端部的端面平行于第一侧边。

4.根据权利要求3所述的涡轮转子叶片，其特征在于，在所述涡轮的周向方向上，所述第一端面和第二端面相互靠近的侧边之间设置有间隙，所述第一端面远离第二端面的一侧与所述第二篦齿的区域重合，所述第二端面远离第一端面一侧与所述第一篦齿的区域重合。

5.根据权利要求4所述的涡轮转子叶片，其特征在于，在所述涡轮的周向方向上，所述第一端面和第二端面相互靠近的侧边之间的距离小于第一端面或第二端面的长度。

6.根据权利要求1所述的涡轮转子叶片，其特征在于，所述第一篦齿和第二篦齿的延伸方向平行于所述涡轮的圆周截面。

7.根据权利要求2所述的涡轮转子叶片，其特征在于，所述叶冠上设有多个所述封严篦齿结构，多个所述封严篦齿结构沿所述涡轮轴向方向间隔设置。

技术总结
本申请提供了一种涡轮转子叶片，属于燃气轮机的技术领域，包括叶身和叶冠，叶冠位于叶身的叶背一侧的侧边为第一侧边，叶冠位于叶身的叶盆一侧的侧边为第二侧边，叶冠背对叶身的侧面上设有封严篦齿结构，封严篦齿结构包括长条形的第一篦齿和第二篦齿，第一篦齿的一端和第二篦齿的一端均在叶冠对应叶身的叶尖的范围内，第一篦齿从叶尖的范围内向第一侧边的一侧延伸，第二篦齿从叶尖的范围内向第二侧边的一侧延伸；在涡轮的轴向方向上，第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部之间设有间隔；在涡轮的周向方向上，第一篦齿和第二篦齿在叶尖范围内的端部至少部分相互重合。本申请降低篦齿结构由于叶冠弯曲而产生的应力，提高叶片的性能和使用寿命。

技术研发人员：段入柯,何家祥,李茂义,杨旭,于延科
受保护的技术使用者：清航空天（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13