[发明专利]涡轮机械叶片加强件

说明书

关于联邦资助研究和开发的声明

本发明是在能源部授予的授权号DE-FC26-05NT42643-ARRA下通过政府支持而完成的。政府享有本发明中的某些权利。

技术领域

在本文中公开的主题涉及涡轮机械，并且更具体地涉及用于将涡轮机械叶片附连到涡轮机械转子上的安装系统。

背景技术

涡轮机械包括压缩机和涡轮，诸如燃气涡轮、蒸汽涡轮和水涡轮。通常，涡轮机械包括转子，其可为轴或鼓，其支撑涡轮机械叶片。例如，涡轮机械叶片可通过安装节段而附连于转子，安装节段与转子中的槽相匹配。不合乎需要的是，安装节段的某些部分可容易受到高应力的影响，这可造成过早磨损和老化。

发明内容

以下概括了与最初要求保护的发明在范围方面相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制要求保护的发明的范围，相反这些实施例仅仅意图提供本发明的可能的形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与下述实施例相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括涡轮机械叶片节段，其具有叶片和联接于叶片的安装节段，其中，安装节段具有多个加强销，其至少部分地穿过安装节段的颈部(neck)而横向地延伸。

在第二实施例中，一种系统包括涡轮机械叶片安装节段，其具有多个层和多个加强销，该多个层彼此层压以形成燕尾接头的第一燕尾部分，其中，在涡轮机械叶片安装节段的柄部(shank)区域内，多个加强销中的每个交叉地延伸穿过多个层中的至少两个。

在第三实施例中，一种方法包括层压多个层以形成涡轮机械叶片的涡轮机械叶片安装节段，其中，所述多个层中的每个包括多个陶瓷纤维，其分布在陶瓷基体材料内，并且将多个加强销设置在涡轮机械叶片安装节段的颈部区域内，其中，颈部区域包括涡轮机械叶片安装节段的区域，该涡轮机械叶片安装节段的区域具有从涡轮机械叶片的压力侧面延伸至吸力侧面的最小厚度，所述多个加强销中的每个延伸穿过多个层中的至少两个，并且多个加强销都不延伸穿过多个层的外层。

一种系统，包括：涡轮机械叶片节段，其包括：叶片；和安装节段，其联接于叶片，其中，安装节段具有多个加强销，多个加强销至少部分地穿过安装节段的颈部而横向地延伸。

优选地，涡轮机械叶片节段由多个层压的层形成。

优选地，多个层压的层包括复合材料，其中，复合材料包括遍及陶瓷基体材料而分布的第一多个陶瓷纤维。

优选地，多个加强销包括第二多个陶瓷纤维。

优选地，多个加强销中的每个延伸穿过多个层压的层中的两个或更多个。

优选地，多个加强销都不延伸穿过安装节段的外表面。

优选地，多个加强销具有交错的布置。

优选地，多个加强销中的每个与相邻的加强销至少部分地重叠。

优选地，安装节段的颈部包括安装节段的一部分，安装节段的一部分具有安装节段的最小厚度，其中，最小厚度从叶片的压力侧面延伸至叶片的吸力侧面。

优选地，系统包括具有转子的涡轮机械，其中，涡轮机械叶片节段经由安装节段而联接于转子。

优选地，涡轮机械包括涡轮。

一种系统，包括：涡轮机械叶片安装节段，其包括：多个层，其彼此层压以形成燕尾接头的第一部分；和多个加强销，其中，在涡轮机械叶片安装节段的柄部区域内，多个加强销中的每个交叉地延伸穿过多个层中的至少两个。

优选地，多个层中的每个包括埋在陶瓷基体材料内的多个陶瓷纤维。

优选地，多个加强销中的每个包括陶瓷纤维。

优选地，涡轮机械叶片安装节段的柄部区域包括涡轮机械叶片安装节段的一部分，涡轮机械叶片安装节段的一部分具有在涡轮机械叶片安装节段的吸力侧面与压力侧面之间延伸的最小厚度。

优选地，多个加强销是交错的、重叠的、十字形的或它们的组合。

优选地，包括具有转子的涡轮机械，转子具有燕尾接头的第二燕尾部分，并且涡轮机械叶片安装节段联接于转子，其中第一燕尾部分和第二燕尾部分配合在一起以限定燕尾接头。

一种方法，包括：层压多个层以形成涡轮机械叶片的涡轮机械叶片安装节段，其中，多个层中的每个包括分布在陶瓷基体材料内的多个陶瓷纤维；和将多个加强销设置在涡轮机械叶片安装节段的颈部区域内，其中，颈部区域包括涡轮机械叶片安装节段的区域，涡轮机械叶片安装节段的区域具有从涡轮机械叶片的压力侧面延伸至吸力侧面的最小厚度，多个加强销中的各个交叉地延伸穿过多个层中的至少两个，并且多个加强销都不延伸穿过多个层的外层。