[发明专利]用于涡轮机轮叶的阻尼器销和密封销布置

说明书

技术领域

本发明大体涉及涡轮机，确切地说，涉及设置在转子叶轮上的相邻轮叶之间的阻尼器销和密封销。

背景技术

众所周知，涡轮机通常包括转子，其包括多个转子叶轮，每个转子叶轮中安装有多片周向排列的轮叶。每片轮叶通常包括翼片、平台、柄和鸠尾榫，所述鸠尾榫可收纳于涡轮机叶轮的相应鸠尾槽中。翼片伸到涡轮机燃烧室下游的热气通道内，并将动能转化为转动机械能。在发动机运行过程中，涡轮机轮叶中会出现振动，如果不消除，就会造成轮叶过早损坏。

已经有很多不同形式的阻尼器被提议用于最小化或消除振动。振动阻尼器通常呈细长的阻尼器销的形状，所述阻尼器销固定在相邻轮叶之间，并通过吸收因改变气动载荷而产生的谐波刺激能量来提供减振功能。阻尼器销通常设于凹槽中，所述凹槽沿着一个周向的“斜面”(slash face)形成于每对相邻轮叶中的其中一片轮叶的涡轮机叶片柄部中。阻尼器销在运行过程中受到离心负载力，并且为防止轮叶与轮叶之间粘合，必须对凹槽进行机械加工，以使阻尼器销可在凹槽中相对自由地摆动。同时，为了冷却涡轮机部件，通常需要从轴流式涡轮机的压缩机中抽出高度压缩的空气，尤其是在燃烧室下游的热气体通道中的空气。在运行过程中，需要通过这种冷却空气来将涡轮机部件的温度维持在可接受的水平，但这会降低涡轮机的整体效率和产出。从涡轮机部件中漏出的任何冷却流基本上都浪费了。阻尼器销凹槽所形成的凹处构成了冷却流从轮叶柄部中大量泄漏的通道。冷却效率还会因为热气体从热气体通道进入轮叶柄部分而降低。

在所属领域已知的一种布置中，阻尼器销的两端具有缩小的截面，所述端由形成于轮叶柄中的凸肩支撑，所述阻尼器销的具有缩小截面的端部与主主体部分之间的接口处设有或不设有环形密封设备，以便最大限度地减少阻尼器销凹槽沿侧的漏流。

对于使用较长轮叶柄的工业燃气涡轮机，为了进一步对跨柄的漏流进行密封，在相邻轮叶的柄之间、柄的前端和后端，以及轴向延伸的阻尼器销下部的位置设置了径向的密封销。与阻尼器销相似，径向密封销设置在密封销凹槽中，所述密封销凹槽形成于与阻尼器销凹槽相同的斜面上，且大体上与相邻轮叶的柄的平坦侧面相接合/配合。为了通过最小化热应力来延长轮叶的工作寿命，其中一个重要因素是这些跨柄的密封件的密封效果。即使同时使用了阻尼器销和径向的密封销，但径向的密封销与轴向的阻尼器销的具有缩小截面的各端之间仍然存在间隙，因此再次形成了极易导致流过轮叶的热燃烧气体漏出的泄漏通道。

因此，需要提供更为可靠的密封特征设计，用以通过减小相邻轮叶的轴向的阻尼器销与径向的密封销之间的间隙，来进一步阻止冷却流从加压的柄腔中泄漏。

发明内容

根据一个示例性但非限制性方面，本发明涉及涡轮机中的轮叶对，包括：具有第一翼片部分和第一柄部分的第一轮叶；具有第二翼片部分和与所述第一柄部分相邻的第二柄部分的第二相邻轮叶；设于所述第一柄部分中的大体成轴向设置的凹槽；设于所述第二柄部分中的至少一个大体成径向设置的凹槽；细长的阻尼器销，其设置于所述第一柄部分中的所述大体成轴向设置的凹槽中；以及细长的径向密封销，其设置于所述第二柄部分中的所述至少一个大体成径向设置的凹槽中。

所述阻尼器销具有大体上均匀的圆形截面。所述至少一个径向密封销具有大体上均匀的圆形截面。所述阻尼器销包括具有大体均匀的圆形截面的中间部分，以及具有缩小截面的相对端部分；所述具有缩小截面的相对端具有大体上为半圆形的截面。所述径向密封销位于所述第二柄部分的前端；所述径向密封销与所述第一柄部分的大体平坦的表面配合。所述细长的阻尼器销可与以下项中的每一项的倾斜楔形表面配合：所述第一柄部分和所述第二柄部分。在使用中，所述细长的阻尼器销可与以下项中的每一项上的倾斜楔形表面配合：所述第一柄部分和所述第二柄部分；所述细长的阻尼器销可与所述第一柄部分上的倾斜楔形表面接合，且可与所述第二柄部分上的平坦表面接合。

在另一个示例性但非限制性方面中，本发明涉及用于涡轮机转子轮叶的轮叶，包括：翼片部分、柄部分，以及鸠尾榫安装部分，所述柄部分包括相对的侧面，所述侧面中的其中一个侧面具有大体成轴向设置的凹槽，所述大体成轴向设置的凹槽在所述柄部分的前端与后端之间延伸，且所述侧面中的另一个侧面具有至少一个大体成径向设置的凹槽，所述大体成轴向设置的凹槽适用于收纳细长的阻尼器销，且所述至少一个大体成径向设置的凹槽适用于收纳细长的径向密封销。