緩解渦輪盤處的應力的燃氣渦輪布置及相應燃氣渦輪的製作方法
2023-06-10 14:29:36 3
緩解渦輪盤處的應力的燃氣渦輪布置及相應燃氣渦輪的製作方法
【專利摘要】根據本發明，提供渦輪布置，尤其是燃氣渦輪布置，所述渦輪布置包括至少一個轉子葉片（2）和渦輪盤（5），轉子葉片（2）包括葉根部分（1），渦輪盤（5）包括至少一個槽（40），轉子葉片（2）的葉根部分（1）被固定在所述槽（40）內。槽（40）包括多對相對的槽凸角（100）和多對相對的槽圓角（101）以及槽（40）的槽底部（105）。槽底部（105）被布置成包括第一凸表面區段（102）。此外轉子葉片（2）的葉根部分（1）包括葉根底部（50），其包括對應於槽底部（105）的第一凸表面區段（102）的第一凹表面區段（51）。另外，第一凸表面區段（102）被通過渦輪盤（5）的冷卻管道（42）的出口（44）穿透。
【專利說明】緩解潤輪盤處的應力的燃氣潤輪布置及相應燃氣潤輪
【技術領域】
[0001]本發明大體涉及渦輪機組件，具體地涉及轉子葉片和旋轉渦輪盤的組件，優選地是在燃氣渦輪發動機的熱渦輪區段中的。
【背景技術】
[0002]燃氣渦輪的渦輪區段通常具有多行靜止的葉瓣和旋轉的葉片。一行中的葉片通常彼此相同並且包括翼型部分、平臺部分和葉根部分。一些葉片行可以額外包括護罩部分，其防止熱氣體在葉片尖端上散逸。參考可限定燃氣渦輪發動機內的軸向方向的旋轉軸線，葉根部分是葉片的徑向最內區段，即指向旋轉軸線。徑向方向可以被限定成垂直於旋轉軸線。葉根部分被用於將葉片安裝在轉子盤內布置的安裝凹槽或槽內。通常針對每個轉子葉片，提供一個對應的安裝凹槽。通過將每個葉根部分軸向滑動到對應凹槽內來具體地組裝葉片。
[0003]公知的是，藉助於配合的揪樹形輪廓將渦輪葉片裝配到渦輪盤。這樣的固定方法提供了葉片相對於盤的精確位置。揪樹形輪廓足夠強壯以便在其所安裝的渦輪發動機的操作中承受在盤及其附接葉片旋轉期間被施加在葉片上的徑向向外的離心力。在操作中，葉片的揪樹形輪廓的側翼(其以傾斜方式背離旋轉軸線並且接觸凹槽的相對的揪樹形輪廓)支撐葉片以抵抗徑向向外運動並且能夠被看作是加載側翼。輪廓的相對面向的側翼能夠被看作是未加載側翼，因為它們在操作中不支撐任何顯著的徑向力。
[0004]在葉片葉根的截面圖上觀察時，通過僅使用直線和圓形弧線來限定渦輪葉片揪樹形葉根的常規形狀，通過與渦輪的轉子軸線垂直的平面來限定所述截面圖。這樣的形狀針對大量幾何和機械約束是被優化的。
[0005]輪廓的側翼由過渡區域互連，所述過渡區域交替地是通常但不總是拱形的並且被稱為圓角或頸部的凸表面、以及通常但不總是拱形的並且被稱為角隅或凸角或齒或凸耳的凹表面。圓角通常是高應力集中的區域。
[0006]葉根可以是基本鏡像對稱的。葉根包括一對對稱的最高頸部或圓角(其從平臺的下表面向下延伸並且沿圓周方向形成溝槽)、一對最高的凸耳或凸角(其從最高頸部向下延伸並且沿圓周方向形成凸起)。多對對稱的頸部和凸角可以以交替次序向下接續。葉根部分將經由一對對稱的最低頸部接著一對對稱的最低凸角而結束。這對最低凸角的表面將會聚並且將經由葉根底部處的弧形或平坦表面在最下位置處結合。
[0007]渦輪區段中的轉子葉片受主要氣體路徑中的熱工作流體影響。這會需要冷卻。旋轉零件會難以冷卻。為了延長葉片的壽命，通常通過穿過被布置在葉片翼型內部的冷卻管道的冷卻流體來冷卻葉片。為了供應冷卻流體至葉片的管道或中空內部，可以例如經由葉片的葉根內的通路來提供冷卻流體。
[0008]將冷卻空氣供應到轉子葉片的常見手段是經由渦輪盤邊緣處的孔，其將冷卻空氣從單獨的內部腔傳輸到布置在葉片葉根的基底處的通路中。
[0009]更具體地，為了供應冷卻流體至轉子葉片2的葉片葉根I的底部內的入口 28，如圖1A和圖1B的橫截面圖中所示，管道(見圖1C的附圖標記42)可以被布置在渦輪盤5內，其將冷卻流體從盤外部承載到盤槽40，冷卻流體從所述盤槽流入入口 28。圖1C中給出了根據這種布置的盤的示例。這種示例來自於受讓人為United Technologies Corp.的US4，344，738，並且示出了揪樹形盤槽40、盤內的管道42、管道42的徑向外端處的出口 44和盤的端面內的入口 46。在操作中，冷卻流體(通常是來自渦輪發動機的壓縮機區段的空氣)進入入口 46，穿過管道42並在出口 44處離開，冷卻流體在出口 44處最終進入被插入到槽內的對應轉子葉片內的冷卻通路。
[0010]被認為的是，在操作期間在出口孔處在盤內會存在高應力。目標是最小化出口區域內的應力集中，具體是由於箍應力導致的應力集中。
[0011]專利申請EP I 892 375 Al已經通過在盤槽底部引入切除特徵來消除由於冷卻孔和盤槽底部的徑向相交所導致的尖銳角隅從而提供了一種解決方案。
[0012]本發明的目標是提供減小盤槽底部處盤內應力集中的替代性或者改進設計。優選地，本發明的目標還在於減少通向盤槽底部的冷卻孔的出口附近的應力集中。
【發明內容】
[0013]這個目的是通過獨立權利要求實現的。從屬權利要求描述了本發明的有利進展和改型。
[0014]根據本發明，提供渦輪布置，具體是在燃氣渦輪發動機的渦輪區段內的燃氣渦輪布置，其包括至少一個轉子葉片和渦輪盤。轉子葉片包括葉根部分。渦輪盤包括至少一個槽，轉子葉片的葉根部分被固定到所述槽內，即轉子葉片被插入或者滑入槽內，以致其將在所有操作模式或甚至在燃氣渦輪發動機仍靜止不動時仍被保持就位。槽包括多對相對的槽凸角、多對相對的槽圓角。這允許固定轉子葉片，其優選地具有對應設計的凸角和圓角。槽進一步包括槽的槽底部，其中槽底部包括第一凸表面區段。另外，轉子葉片的葉根部分包括葉根底部，其包括對應於槽底部的第一凸表面區段的第一凹表面區段。此外，第一凸表面區段被通過渦輪盤的冷卻管道的出口穿透。
[0015]換言之，轉子葉片的葉根凸角(其根據現有技術可以是基本圓筒形或在底部具有平坦區段的圓筒形)被改進成在其葉根凸角內具有凹區域。根據本發明，槽底部遵循這種形狀，以致其形成與葉根凸角的凹區域互補的凸區段。
[0016]因此，第一凹表面區段基本是第一凸表面區段的平行轉換。
[0017]因此槽底部(即盤槽的基底)的形狀被成輪廓為最小化應力。具體地，結合作為終結於槽底部內的冷卻出口的冷卻通路的冷卻管道，這種輪廓允許最小化圍繞冷卻出口或孔的周邊的箍應力的累積，並且因此最小化峰值應力。這通過有效地根切所述形狀以便將冷卻孔周圍的峰值應力位置分離於主要箍應力場來工作。
[0018]通常，因為一個渦輪盤提供多個槽來連接多個轉子葉片，所以槽底部的具體設計可以被應用到渦輪盤的大量槽中的所有或至少一些。
[0019]即使針對本發明的轉子葉片僅解釋葉根部分，但是顯然地葉片還可以包括平臺和翼型並且可能地包括護罩。
[0020]大體而言，本發明可以應用到不同類型的盤槽和轉子葉片。優選地，轉子葉片和盤槽遵循揪樹形設計，以致用於安裝渦輪葉片的轉子盤包括多個盤槽，所述多個盤槽中的每個還包括多對相對的槽凸角，成對槽凸角中的每個被布置成基本鏡像對稱並且每個槽凸角包括凸的槽凸角表面區段。此外，每個盤槽均包括多對相對的槽圓角，成對槽圓角中的每個被布置成基本鏡像對稱並且每個槽圓角包括凹的槽圓角表面區段。槽凸角和槽圓角布置成交替次序且其間具有槽側翼。底部槽凸角之後遵循如上所述的設計，即其底部端處存在凸區段。除了凸區段之外，底部槽凸角可以遵循基本凹的、基本圓筒形的形狀。
[0021]呈揪樹形形式的葉片葉根的形狀也可以被替代性地稱為燕尾設計。
[0022]對應於這種槽設計，葉片可以被限定成包括葉片葉根，其包括多對相對的凸角、多對相對的圓角、葉片葉根的底部和多個側翼，其中凸角和圓角被布置成交替次序並且每個側翼被布置在一個凸角和一個圓角之間。成對凸角中的每個被布置成基本鏡像對稱並且每個凸角包括凸的凸角表面區段。成對圓角中的每個被布置成基本鏡像對稱並且每個圓角包括凹的圓角表面區段。
[0023]底部葉片葉根凸角之後遵循如上所述的在其底部端處存在凹區段的設計。除了凹區段之外，底部葉根凸角可以基本遵循凸的、基本圓筒形的形狀。
[0024]為了清楚，當槽凸角在本文中被限定為圓筒形時，這意味著切口是圓筒形的以致圓筒形區段的表面是圓筒(或管件)的內表面。不同於此，圓筒形葉根凸角意味著凸角的表面遵循圓筒的外表面的形狀。
[0025]關於術語〃相對〃的成對的凸角，則意味著兩個凸角是彼此鏡像對稱的並且限定沿直徑方向面對的表面。這相應地適合於相對的成對的圓角、側翼等。
[0026]在優選實施例中，盤槽的槽底部的第一凸表面區段併入第一和第二凹表面區段，第一和第二凹表面區段中的每個均相鄰於第一凸表面區段並且進一步形成多對相對的槽圓角中的下部槽圓角的表面。
[0027]優選地，葉片葉根完全遵循這種形狀，以致葉片葉根底部的第一凹表面區段併入第一和第二凸表面，第一和第二凸表面區段中的每個均相鄰於第一凹表面區段並且進一步形成多對相對的葉片葉根凸角中的下部葉片葉根凸角的表面。
[0028]在另一實施例中，槽的第一和/或第二凹表面區段併入第一平面狀表面區段，第一平面狀表面區段限定與轉子葉片的對應第二平面狀表面區段匹配的匹配表面，在渦輪布置的操作期間第一平面狀表面區段和第二平面狀表面區段物理或承載接觸。
[0029]如上所述，根據本發明，槽的第一凸表面區段被通過渦輪盤的冷卻管道的出口穿透。在一種實施例中，出口將被限制成僅是第一凸表面區段內的切口。
[0030]替代性地，出口將具有擴展部，其具有在第一凸、第一凹和第二凹表面區段內的切口。換言之，冷卻管道的出口還穿透第一和第二凹表面區段。出口在第一凸表面區段以及第一和第二凹表面區段上擴展。出口的邊緣基本延伸到具有深入渦輪盤內的最深凹痕的兩個槽底部區域，其位於槽底部的第一和第二凹表面區段內。
[0031 ] 葉片葉根內的入口可以對應於上述出口的擴展範圍，以致入口的邊緣基本延伸到具有從葉片葉根突出的最大徑向突出的兩個葉片葉根底部區域，其位於葉片葉根的第一和第二凸表面區段內。
[0032]在一種實施例中，邊緣由所述冷卻管道的所述出口形成在所述槽底部並且基本具有鞍狀形狀。當從槽的頂部觀察時，即沿葉片的翼型部分的方向的投影觀察，邊緣的鞍狀形狀可以具體地被形成為具有圓形的或者橢圓的或者卵形的周長線。
[0033]在又一實施例中，冷卻管道提供用於引導冷卻流體(例如，具體地來自於壓縮機的空氣)從渦輪盤的側面(例如從上遊或下遊側面)、或從渦輪盤內的環形腔、或從由渦輪盤的側面和相鄰部件形成的環形腔通過渦輪盤的通路。通路可以是直的或者可以遵循曲線。通路的方向可以僅具有軸向和徑向向量分量，但是沒有周向向量分量。
[0034]在進一步實施例且如前所示，葉片葉根包括至少一個入口，其與所述渦輪盤(5)的所述冷卻管道的所述出口相對以致在所述渦輪布置的操作期間冷卻流體能夠從所述出口經由所述入口被引導到所述轉子葉片的中空內部。入口可以是渦輪盤內的冷卻管道的延伸部或延長部分，以致能夠以障礙或湍流來引導冷卻流體。入口和出口將流體連通。
[0035]在一種實施例中，將僅存在進入葉片葉根的一個入口。替代性地，所述轉子葉片的所述葉根部分包括在所述葉根底部內的腔，所述腔的底部至少限定所述至少一個入口中的第一入口和第二入口。出口所提供的冷卻流體可以經由腔被分配到所述多個入口。
[0036]根據本發明，前面解釋的渦輪布置優選地位於燃氣渦輪發動機中，具體是這種的燃氣渦輪發動機的渦輪區段中。
[0037]然而，基本的想法也可以應用到其他的渦輪機。其可以例如被應用到蒸汽渦輪或其他旋轉機器，例如馬達或壓縮機。此外，本發明的渦輪布置也能夠被用於在使用類似安裝設計的情況下安裝非旋轉定子葉瓣。
[0038]應該注意到，已經參考不同主題描述了本發明實施例。具體地，已經參考設備權利要求描述了一些實施例，而可以已經參考方法描述了另一些實施例。但是，除非另有提示，本領域的技術人員將從上述和下述描述中得出，屬於一種主題類型的特徵的任意組合以及涉及不同主題的特徵之間的任意組合(具體是設備權利要求的特徵和方法權利要求的特徵之間的任意組合)被認為被本申請所公開。
[0039]從之後描述的實施例的示例可以顯而易見到本發明的上述方面和其他方面，並且參考實施例的示例解釋了各方面。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]現在參考附圖將僅通過示例方式描述本發明的實施例，附圖中:
圖1示意性示出了現有技術轉子葉片和現有技術轉子盤的區段；
圖2以透視方式示出了轉子盤的區段；
圖3以側視圖示出了渦輪布置，其包括轉子盤的區段和轉子葉片的葉片葉根。
[0041]附圖中的圖釋是示意性的。應該注意，對於不同附圖中的類似或相同元件，將使用相同的附圖標記。
[0042]將針對組裝的燃氣渦輪解釋一些特徵且尤其是優點，但是顯而易見的是，所述特徵也能夠被應用到燃氣渦輪的單個部件，但是可能僅在組裝後以及操作期間展現所述優點。但是當藉助於操作期間的燃氣渦輪進行解釋的時候，細節不應局限於操作中的燃氣渦輪。大體而言，本發明可以應用到其他類型的機器，其中該機器提供繞旋轉軸線的旋轉運動並且在此處旋轉零件需要被連接到承載元件，其執行繞軸線的旋轉運動，以致離心力影響旋轉零件。具體地，這種技術可以應用到燃氣渦輪發動機或蒸汽渦輪發動機。關於燃氣渦輪發動機，本發明可以被應用到渦輪區段和/或壓縮機區段內的轉子葉片。
【具體實施方式】
[0043]圖1A和IB示出了葉片設計，其從現有技術被公知並且根據本發明稍被修改，之後其將在圖3中被示出。圖1C示出了現有技術轉子盤設計，如在圖2和圖3中所示的，所述轉子盤設計根據本發明被更新。
[0044]圖1A以透視圖示出了燃氣渦輪發動機的轉子葉片2。圖1B以橫截面圖示出了相同的轉子葉片2，橫截面位於由與發動機的旋轉軸線平行的軸向方向A和與旋轉軸線垂直的徑向方向R限定的平面內。轉子葉片2由翼型區段10、平臺12和葉片葉根部分I構成。葉片葉根部分I接合於轉子盤內的對應形狀的槽。葉片葉根部分I被構造成「揪樹形」形狀，這通常是優選的，因為其在轉子盤以高速旋轉時具有抵抗施加在轉子葉片上的離心力的優異阻力。在使用中，由於流過翼型區段10的表面的工作流體具有非常高的溫度，所以轉子葉片2承受相當大的應力。為了延長葉片的壽命，通常通過使得冷卻流體穿過被布置在葉片內部的冷卻管道來冷卻葉片。圖1B示出了兩個單獨的管道18和20，它們由分隔件22分隔。管道18由翼型區段的內壁和分隔件22限定。管道20覆蓋翼型區段10的內部的剩餘部分並且限定轉子葉片2的中空內部。
[0045]為了供應冷卻流體至管道18和20，在所示示例中，提供轉子葉片2的兩個流體入口 26、28。如圖1B所示，冷卻流體流然後從葉片2的外部通過入口 26、28並進入管道18、20。流體分別通過布置在翼型區段的前緣和後緣內的孔離開葉片，如箭頭30、32所示。
[0046]為了供應冷卻流體至圖1B的入口 28，冷卻管道被布置在轉子盤內，其將冷卻流體從盤外部承載到槽，所述冷卻流體從該槽流入入口 28。圖1C中給出了這種布置的示例。這種示例示出了揪樹形盤槽40、轉子盤5內的冷卻管道42、管道42的徑向外端處的出口 44以及轉子盤5的端面中的冷卻管道的入口 46。在圖1C中，轉子葉片沒有被插入到盤槽40內。也示出了槽的底部部分48。
[0047]在操作中(具有安裝的轉子葉片)，冷卻流體穿過腔和管道的系統直至被布置在轉子盤5內的冷卻管道42的入口 46。流體然後進入入口 46，穿過冷卻管道42並且在出口 44處離開轉子盤5，在所述出口處所述流體最終進入轉子葉片2的冷卻通路，如圖1B的入口28所示。
[0048]在圖2中，示出了轉子盤5的節段的透視圖，其示出了本發明想法的實施例。如之前在圖1C中所示，在這幅圖中沒有示出轉子葉片2。僅僅示出空槽40，其之後將被用於滑動到轉子葉片2的葉片葉根(葉根部分I)中。顯然地，轉子盤5提供多個這樣的槽40，為了後述說明僅示出一個。附圖示出轉子盤5的區段，以致示出轉子盤5的軸向側面的一部分，並且此外轉子盤5的沿軸向方向A和圓周方向擴展的基本圓筒形表面的一部分由槽40切掉，其中該圓周方向在特定點處垂直於軸向方向A和徑向方向R。
[0049]在附圖中，在渦輪盤5內，存在一個槽40，在該槽中能夠固定對應轉子葉片的葉根部分。槽40包括突入到槽40內的多對相對的槽凸角100以及多對相對的槽圓角101。「相對」意味著槽40是基本鏡像對稱的並且槽凸角100和槽圓角101對稱成對。槽40進一步包括槽底部105，其限定槽40的最靠近旋轉軸線或者距熱氣體路徑或葉片翼型具有最遠距離的徑向末端。槽底部105包括第一凸表面區段102。這意味著在槽底部105內存在徑向升高。在這幅圖中沒有示出但是隨後在圖3中示出，槽底部105被布置成其第一凸表面區段102對應於要被插入到槽40內的葉根部分或轉子葉片的第一凹表面區段(圖3中的附圖標記51)。
[0050]在圖2中，進一步通過虛線示出了冷卻管道42，並且冷卻管道的出口 44存在於槽底部105中。在第一實施例中，如圖2所示，出口 44將更靠近轉子盤5的其中一個側面。在未示出的替代性實施例中，出口 44將距轉子盤5的兩個側面具有相同的軸向距離。
[0051]冷卻管道42可以是具有圓形橫截面或具有橢圓形或卵形橫截面的圓筒形。因為冷卻管道42穿透或者穿透槽底部105，所以邊緣49存在於槽底部105的表面上從而限定冷卻管道42的出口 44 (作為冷卻管道42和槽底部105的表面的相交部)。邊緣49將由於第一凸表面區段102而具有鞍狀形狀。
[0052]優選地，出口 44沿與軸向和徑向方向垂直的方向(沿圓周方向)伸展，以致冷卻管道42穿透第一凸表面區段102和沿兩個圓周方向與凸表面區段102相鄰的兩個凹表面區段(圖3中的附圖標記103和104)。
[0053]在燃氣渦輪發動機的操作期間，這種設計是特別有利的，這是因為盤槽形狀的基底被成輪廓為最小化圍繞冷卻孔周邊的箍應力的累積並因此最小化峰值應力。這是通過有效地根切所述形狀以便將冷卻孔周圍的峰值應力位置分離於主要箍應力場來實現的。
[0054]圖3示出了如圖2所示的從渦輪盤5的軸向方向觀察的側視圖。此外，圖3示出了一種構造，其中轉子葉片2已經被插入到盤槽40內，如燃氣渦輪發動機的操作期間的那樣。附圖標記相同於前面的附圖，以致不需要非常具體地討論所有部件。所有先前的描述仍然適用於圖3的構造。
[0055]根據圖3，帶有其葉根區段I的轉子葉片2被插入到盤5的槽40內。盤5提供冷卻管道42，其指向並結束於槽40的槽底部105處。
[0056]轉子葉片2的葉根部分I對應於槽40的形狀，以致葉根圓角匹配槽凸角100並且葉根凸角匹配槽圓角101。在槽凸角100和槽圓角101之間，存在基本平坦表面，即第一平面狀表面區段106，該第一平面狀表面區段106被提供作為對應第二平面狀表面區段52或葉片葉根I的側翼的承載表面，這兩個表面在渦輪布置的操作期間是物理且承載性接觸的。
[0057]在葉片葉根I內，由虛線不出了葉片葉根冷卻管道53。葉片葉根冷卻管道53的入口對齊於穿過轉子盤5的冷卻管道42以致冷卻流體將被引導到轉子葉片2的內部。
[0058]在圖3中，明顯看到最下方葉根凸角或最下方槽圓角的特定形狀。最下方葉根凸角是由接著第一平面狀表面區段106的第一凹表面區段103以及接著另一第一平面狀表面區段106的第二凹表面區段104而形成的基本圓筒形。第一凹表面區段103和第二凹表面區段104在葉根底部50不會合。第一凹表面區段103併入第一凸表面區段102並且第二凹表面區段104從第二側也併入第一凸表面區段102。第一凸表面區段102將位於最下方凸角的正中心，即在槽40的對稱軸線處。
[0059]相比於其圓周伸展，第一凸表面區段102沿徑向方向具有微小升高。圓周伸展相比於該徑向升高可以是在10:1的比例。
[0060]在渦輪盤5內存在冷卻管道42。其圓周伸展由雙向箭頭表示並且完全延伸了第一凸表面區段102的圓周寬度。優選地，並且如圖所示，圓周伸展延伸到第一凹表面區段103的區域內並且也延伸到第二凹表面區段104的區域內。具體地，其將恰延伸到第一凹表面區段103內的槽在最大徑向深度的區域並且延伸到第二凹表面區段104內的槽40的最大徑向深度的區域。
[0061]替代性地，如圖所示，第一凸表面區段102甚至延伸過第一凹表面區段103內的槽40的最大徑向深度的區域並且延伸過第二凹表面區段104內的槽40的最大徑向深度的區域。在這種構造中，第一凸表面區段102的擴展範圍沿圓周方向基本是整個槽底部105(其中圓周方向對應於圖3中的水平方向)。
[0062]如前面針對盤槽40所述的，這種布置也影響葉片葉根I的構造，例如葉片葉根底部50遵循盤槽底部105的形狀。這意味著，開始於一個圓周側，最下方側翼提供第二平面狀表面區段52，其併入凸表面區段(與第一凹表面區段103相對)，其再次併入葉片葉根I的第一凹表面區段51。再次繼續，這個第一凹表面區段51之後併入另一凸表面區段(與第二凹表面區段104相對)並且之後併入位於相對圓周側上的另一第二平面狀表面區段。
[0063]對應於冷卻管道42及其出口 44 (其在圖3中沒有被明確示出)，葉片葉根冷卻管道53具有與出口 44相同大小的入口 28 (其在圖3中沒有被明確示出)。葉片葉根冷卻管道53可以是通向翼型區段的筆直通路。葉片葉根冷卻管道53也可以寬度變窄，如圖3所
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[0064]前面討論的渦輪布置可以被具體應用到燃氣渦輪發動機內的渦輪區段的高動力級。
[0065]如之前所介紹的實施例可以在轉子盤的使用壽命方面具有實質性益處。能夠避免會導致裂紋的應力。能夠擴展監測周期。
[0066]應該注意到，如果如圖3所示在葉片葉根上和槽內存在恰好三對凸角和三對圓角，則這會是有利的。可行的是，其他構造也可以是可能的。
【權利要求】
1.一種渦輪布置，尤其是燃氣渦輪布置，所述渦輪布置包括至少一個轉子葉片(2)和渦輪盤(5)，所述轉子葉片(2)包括葉根部分(1)，所述渦輪盤(5)包括至少一個槽(40)，所述轉子葉片(2)的所述葉根部分(I)被固定在所述槽(40)內，所述槽(40)包括: -多對相對的槽凸角(100)， -多對相對的槽圓角(101)，以及 -所述槽(40)的槽底部(105)， 其中所述槽底部(105)包括第一凸表面區段(102)， 其中所述轉子葉片(2)的所述葉根部分(I)包括葉根底部(50)，其包括對應於所述槽底部(105)的所述第一凸表面區段(102)的第一凹表面區段(51)，且其中所述第一凸表面區段(102)被通過所述渦輪盤(5)的冷卻管道(42)的出口(44)穿透。
2.根據權利要求1所述的渦輪布置， 特徵在於， 所述槽底部(105)的所述第一凸表面區段(102)併入第一和第二凹表面區段(103，104)，所述第一和第二凹表面區段(103，104)中的每個均相鄰於所述第一凸表面區段(102)並且進一步形成所述多對相對的槽圓角(101)中的下部槽圓角的表面。
3.根據前述權利要求中任一項所述的渦輪布置， 特徵在於， 所述槽(40)的所述第一和/或所述第二凹表面區段(103，104)併入第一平面狀表面區段(106)，所述第一平面狀表面區段限定與所述轉子葉片(2)的對應第二平面狀表面區段(52)匹配的匹配表面，在所述渦輪布置的操作期間，所述第一平面狀表面區段(106)和所述第二平面狀表面區段(52)物理接觸。
4.根據權利要求3所述的渦輪布置， 特徵在於， 所述冷卻管道(42)的所述出口(44)還穿透所述第一和所述第二凹表面區段(103，104)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的渦輪布置， 特徵在於， 由所述冷卻管道(42)的所述出口(44)形成在所述槽底部(105)的邊緣(49)大致具有鞍狀形狀。
6.根據前述權利要求中任一項所述的渦輪布置， 特徵在於， 所述冷卻管道(42)提供從所述渦輪盤(5)的側面、或從所述渦輪盤(5)內的環形腔、或從由所述渦輪盤(5)的側面和相鄰部件形成的環形腔通過所述渦輪盤(5)的通路。
7.根據前述權利要求中任一項所述的渦輪布置， 特徵在於， 所述葉根部分(I)包括至少一個入口(28)，其與所述渦輪盤(5)的所述冷卻管道(42)的所述出口(44)相對，以致在所述渦輪布置的操作期間冷卻流體能夠從所述出口(44)經由所述入口(28)被引導到所述轉子葉片(2)的中空內部(18，20)。
8.根據權利要求7所述的渦輪布置， 特徵在於， 所述轉子葉片(2)的所述葉根部分(I)包括在所述葉根底部(50)內的腔，所述腔的底部至少限定所述至少一個入口(28)中的第一入口和第二入口。
9.一種包括渦輪布置的燃氣渦輪， 特徵在於， 所述渦輪布置根據權利要求1-8中任一項被布置。
【文檔編號】F01D5/30GK104160112SQ201280071399
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2012年11月22日 優先權日:2012年3月13日
【發明者】R.布盧克, M.休格斯 申請人:西門子公司