專利名稱：渦輪機構(gòu)件阻尼結(jié)構(gòu)和阻尼渦輪機構(gòu)件的振動的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的示范性實施例涉及渦輪機技術(shù)，且更特定而言，涉及用于渦輪機構(gòu)件的阻尼結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
渦輪機包括多個構(gòu)件，其中的許多構(gòu)件在操作期間高速旋轉(zhuǎn)。渦輪機的操作使渦輪機構(gòu)件中的許多構(gòu)件經(jīng)受振動所產(chǎn)生的應力。這些
構(gòu)件包括壓縮機構(gòu)件、熱氣體路徑(HGP)構(gòu)件、燃燒器區(qū)段和渦輪構(gòu)件。由振動所產(chǎn)生的應力會造成疲勞，疲勞會縮短渦輪機構(gòu)件的操作壽命。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個示范性實施例， 一種渦輪機構(gòu)件包括具有表面的主體和安裝到主體表面上的阻尼結(jié)構(gòu)。該阻尼結(jié)構(gòu)由具有隨溫度而定的阻尼特性的材料形成。
根據(jù)本發(fā)明的另 一示范性實施例， 一種阻尼渦輪機構(gòu)件振動的方法包括將阻尼結(jié)構(gòu)安裝到渦輪機構(gòu)件的表面上。該阻尼結(jié)構(gòu)由具有隨溫度而定的阻尼特性的材料形成。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括阻尼結(jié)構(gòu)的渦輪葉片的實例。
部件列表2渦輪構(gòu)件4槳葉6基部
10主體(4)12第一端區(qū)段(IO)14第二端區(qū)段(IO)16中間/翼型件區(qū)段18吸力側(cè)表面20壓力側(cè)表面30主體部件(6)32第一端部(30)34笫二端部(30)36中間部分(30)40笫一寄生翼42第一溝槽腔44第二寄生翼46第二溝槽腔60阻尼結(jié)構(gòu)
具體實施例方式
參看圖1，大體上以2表示了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例構(gòu)造的渦輪構(gòu)件，其示出為渦輪葉片的形式。渦輪葉片2由高溫合金(諸如但不限于鎳合金)形成，且包括翼型件或槳葉部分4和基部6。槳葉部分4包括主體10,主體10具有第一端區(qū)段12,該笫一端區(qū)段12經(jīng)過中間或翼型件區(qū)段16而延伸到第二端區(qū)段14。翼型件區(qū)段16包括吸力側(cè)表面18和壓力側(cè)表面20?；?包括主體部件30，主體部件30具有第一端部32，該第一端部32經(jīng)過中間部分36而延伸到第二端部34。中間區(qū)段36包括限定了笫一溝槽腔42的笫一寄生翼(angdwing)40和限定了第二溝槽腔46的第二相對的寄生翼44。渦輪葉片2-波構(gòu)造成鄰近多個額外渦輪葉片而安裝到轉(zhuǎn)子盤(未圖示)上以形成渦輪區(qū)段。
根據(jù)所示的示范性實施例，渦輪葉片2包括固定到翼型件區(qū)段16的壓力側(cè)表面20上的阻尼結(jié)構(gòu)60。如將在下文中變得更全面顯然的，阻尼結(jié)構(gòu)60在被應用到翼型件區(qū)段16上時提供振動阻尼特性。根據(jù)示范性實施例，阻尼結(jié)構(gòu)60由具有隨溫度而定的振動阻尼特性的材料形成。更具體而言，阻尼結(jié)構(gòu)60包括在笫一溫度的笫一阻尼特性和在第二溫度的第二阻尼特性。第一阻尼特性在阻尼轉(zhuǎn)變溫度處轉(zhuǎn)變到第二阻尼特性。以此方式，渴輪葉片2在起動期間具備第一阻尼水平且隨著操作溫度和速度增加，阻尼結(jié)構(gòu)60經(jīng)過轉(zhuǎn)變溫度，以提供增加的振動阻尼水平。
才艮據(jù)示范性實施例的一個方面，阻尼結(jié)構(gòu)60由具有大約900°F(482.2 。C)的阻尼轉(zhuǎn)變溫度的不銹鋼合金形成。阻尼結(jié)構(gòu)60固定在例如翼型件區(qū)段16的表面上。由阻尼結(jié)構(gòu)60提供的阻尼量取決于振動響應發(fā)生的溫度。這表明，低于大約900°F(482.2。C)，則阻尼處于第一水平，且高于大約900。F(482.2。C)，則阻尼處于更高的第二水平。上述系統(tǒng)向渦輪葉片2提供了 2至14倍的阻尼增大。當然應認識到上述范圍只是本發(fā)明的示范性實施例。也可采用具有類似或不同阻尼特性的其它初 阡。所采用的特定材料取決于在渦輪機的特定操作參數(shù)/溫度下所希望的阻尼特性。
在這一點，應了解雖然阻尼結(jié)構(gòu)60被描述為由不銹鋼形成，但也可采用具有在大約800。F-1400。F(426.6。C-76(TC)范圍中的阻尼轉(zhuǎn)變溫度的其它合金，包括玻璃合金。還應了解到阻尼結(jié)構(gòu)60的特定安裝位置也可不同。即，作為覆蓋整個翼型件區(qū)段的替代，阻尼結(jié)構(gòu)60可選擇性地應用到高應變區(qū)域中，以便獲得最大的應力降低。此外，可在阻尼結(jié)構(gòu)60與翼型件區(qū)段16之間的界面上涂覆熱障涂層70,以提供針對散裂和氧化的保護。
取決于待接合的材料，阻尼結(jié)構(gòu)60可通過多種合適的接合技術(shù)應用于所希望的渦輪機構(gòu)件。舉例而言，可使用焊接、釬焊或等離子噴涂技術(shù)將阻尼結(jié)構(gòu)60應用到翼型件區(qū)段16上。此外，阻尼結(jié)構(gòu)60可以單層、多層來應用，或者與具有依賴于阻尼材料結(jié)構(gòu)特性的阻尼特性的阻尼結(jié)構(gòu)組合應用，諸如由在2007年8月24日提交的名稱為"用于渦4侖構(gòu)件阻尼的結(jié)構(gòu)"("Structures for Damping of TurbineComponents")的共同待決的美國專利申請No. 11/844,462所教導(該申請通過引用而整體地結(jié)合在本文中)。
總體而言，該書面描述使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使得本領域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可授予專利權(quán)的范疇由權(quán)利要求書限定，且可包括本領域技術(shù)人員所想到的其它實例。如果這些其它實例具有與權(quán)利要求書的字面語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求書的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實例也意圖處在本發(fā)明的示范性實施例的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種渦輪機構(gòu)件(2)，其包括具有表面(18，20)的主體(10)；以及安裝到所述主體(10)的表面(18，20)上的阻尼結(jié)構(gòu)(60)，所述阻尼結(jié)構(gòu)(60)由具有隨溫度而定的阻尼特性的材料形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機構(gòu)件(2),其特征在于，所述阻尼 結(jié)構(gòu)(60)包括在第一溫度的第一阻尼特性和在笫二溫度的笫二阻尼特 性，所述第二溫度不同于所述第一溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪機構(gòu)件(2)，其特征在于，所述阻尼 結(jié)構(gòu)(60)包^^阻尼轉(zhuǎn)變溫度，所述阻尼轉(zhuǎn)變溫度在所述第一溫度與所 述第二溫度之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪機構(gòu)件(2),其特征在于，所述阻尼 轉(zhuǎn)變溫度在大約800。F(426.6 。C)到大約1400°F(760 。C)之間的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪機構(gòu)件(2)，其特征在于，所述阻尼 轉(zhuǎn)變溫度是大約900°F(482.2 。C)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機構(gòu)件(2)，其特征在于，所述阻尼 結(jié)構(gòu)(60)包^r不銹鋼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機構(gòu)件(2),其特征在于，所述渦輪 ^L構(gòu)件(2)包括至少一個渦輪葉片(60)，所述阻尼結(jié)構(gòu)安裝到所述至少 一個渦輪葉片(2)的表面(18, 20)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機構(gòu)件(2)，其特征在于，所述阻尼 結(jié)構(gòu)(60)安裝到所述至少一個渦輪葉片(2)的表面(18, 20)的一部分上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機構(gòu)件(2),其特征在于，所述阻尼 結(jié)構(gòu)(60)通過焊接、釬焊和等離子噴涂中的一種安裝到所述渦輪機構(gòu) 件的表面(19, 20)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦輪機構(gòu)件阻尼結(jié)構(gòu)和阻尼渦輪機構(gòu)件的振動的方法。一種渦輪機構(gòu)件(2)包括具有表面(18，20)的主體(10)和安裝到主體(10)的表面(18，20)上的阻尼結(jié)構(gòu)(60)。該阻尼結(jié)構(gòu)(60)由具有隨溫度而定的阻尼特性的材料形成。
文檔編號F01D5/14GK101638994SQ20091015923
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者J·M·德爾烏, J·W·維爾 申請人:通用電氣公司