用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一旋轉(zhuǎn)葉片，第一旋轉(zhuǎn)葉片具有第一陶瓷翼型件、連接于第一陶瓷翼型件的第一陶瓷平臺、和連接于第一陶瓷平臺的第一根部。與第一旋轉(zhuǎn)葉片相鄰的第二旋轉(zhuǎn)葉片包括第二陶瓷翼型件、連接于第二陶瓷翼型件的第二陶瓷平臺、和連接于第二陶瓷平臺的第二根部。非金屬平臺阻尼器具有同時與第一陶瓷平臺和第二陶瓷平臺接觸的第一位置。
【專利說明】用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)
[0001]聯(lián)邦研究聲明
本發(fā)明是在能源部授予的合同N0.DE-FC26-05NT42643下通過政府支持而完成的。政府享有本發(fā)明中的某些權(quán)利。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開大致涉及用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)。在具體實施例中，該系統(tǒng)可用于阻尼由陶瓷基復(fù)合物(CMC)材料制成的相鄰的旋轉(zhuǎn)葉片中的振動。
【背景技術(shù)】
[0003]渦輪廣泛用于多種航空、工業(yè)和發(fā)電應(yīng)用中以做功。各個渦輪大致包括在外周安裝的定子導(dǎo)葉和旋轉(zhuǎn)葉片的交替級。定子導(dǎo)葉可附接于靜止的構(gòu)件，諸如包圍渦輪的外殼，且旋轉(zhuǎn)葉片可附接于沿渦輪的軸向中心線定位的轉(zhuǎn)子上。壓縮工作流體(諸如蒸汽、燃燒氣體、或空氣)沿穿過渦輪的熱氣體通路流動以產(chǎn)生功。定子導(dǎo)葉將壓縮工作流體加速且引導(dǎo)到后一級旋轉(zhuǎn)葉片上，以將運動給予旋轉(zhuǎn)葉片，從而轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子且做功。
[0004]各個旋轉(zhuǎn)葉片大致包括連接于平臺的翼型件，其限定熱氣體通路的至少一部分。平臺又連接于根部，該根部可滑入轉(zhuǎn)子中的槽道中，以將旋轉(zhuǎn)葉片保持于適當(dāng)?shù)奈恢谩溥x地，根部可滑入適配器中，該適配器又滑入轉(zhuǎn)子中的槽道中。在操作速度下，旋轉(zhuǎn)葉片可能以自然頻率或共振頻率振動，振動在根部、適配器和/或槽道中產(chǎn)生可導(dǎo)致加速的材料疲勞的應(yīng)力。因此，已經(jīng)開發(fā)了各種阻尼器系統(tǒng)，以阻尼相鄰的旋轉(zhuǎn)葉片之間的振動。在一些阻尼器系統(tǒng)中，金屬桿或阻尼器插入相鄰的平臺、相鄰的適配器之間、和/或根部與適配器或轉(zhuǎn)子之間。在操作速度下，阻尼器的重量使阻尼器抵靠互補的表面，以相對于表面施加力且阻尼振動。
[0005]較高的操作溫度通常導(dǎo)致改善的熱力效率和/或增加的功率輸出。較高的操作溫度還導(dǎo)致沿?zé)釟怏w通路的各種構(gòu)件的增加的腐蝕、蠕變和低循環(huán)疲勞。結(jié)果，陶瓷材料復(fù)合物(CMC)材料逐漸結(jié)合到暴露于與熱氣體通路相關(guān)聯(lián)的高溫構(gòu)件中。由于CMC材料變得結(jié)合到旋轉(zhuǎn)葉片的翼型件、平臺和/或根部中，故旋轉(zhuǎn)葉片的陶瓷表面更容易磨損常規(guī)的金屬阻尼器。金屬阻尼器的增加的磨損可沿?zé)釟怏w通路產(chǎn)生額外的外來物體碎片并且/或者減小阻尼器的質(zhì)量，從而減小由阻尼器產(chǎn)生的阻尼力。因此，用于阻尼渦輪中的振動的改善的系統(tǒng)將是有用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的方面和優(yōu)點在下文的以下描述中闡明，或可從該描述中變得明顯，或可通過本發(fā)明的實踐了解到。
[0007]本發(fā)明的一個實施例為一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一旋轉(zhuǎn)葉片，該第一旋轉(zhuǎn)葉片具有第一陶瓷翼型件、連接于第一陶瓷翼型件的第一陶瓷平臺、和連接于第一陶瓷平臺的第一根部。與第一旋轉(zhuǎn)葉片相鄰的第二旋轉(zhuǎn)葉片包括第二陶瓷翼型件、連接于第二陶瓷翼型件的第二陶瓷平臺、和連接于第二陶瓷平臺的第二根部。非金屬平臺阻尼器具有同時與第一陶瓷平臺和第二陶瓷平臺接觸的第一位置。
[0008]本發(fā)明的另一實施例為一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)葉片，該旋轉(zhuǎn)葉片具有陶瓷翼型件和連接于陶瓷翼型件的陶瓷根部。適配器構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)葉片連接于轉(zhuǎn)子葉輪，且非金屬根部阻尼器具有同時與陶瓷根部和適配器接觸的第一位置。
[0009]在又一實施例中，一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)包括第一旋轉(zhuǎn)葉片，該第一旋轉(zhuǎn)葉片具有第一陶瓷翼型件和連接于第一陶瓷翼型件的第一陶瓷根部。與第一旋轉(zhuǎn)葉片相鄰的第二旋轉(zhuǎn)葉片包括第二陶瓷翼型件和連接于第二陶瓷翼型件的第二陶瓷根部。非金屬根部阻尼器具有同時與第一陶瓷根部和第二陶瓷根部接觸的第一位置。
[0010]一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，包括:第一旋轉(zhuǎn)葉片，第一旋轉(zhuǎn)葉片具有第一陶瓷翼型件、連接于第一陶瓷翼型件的第一陶瓷平臺、和連接于第一陶瓷平臺的第一根部；與第一旋轉(zhuǎn)葉片相鄰的第二旋轉(zhuǎn)葉片，其中，第二旋轉(zhuǎn)葉片包括第二陶瓷翼型件、連接于第二陶瓷翼型件的第二陶瓷平臺、和連接于第二陶瓷平臺的第二根部；和非金屬平臺阻尼器，非金屬平臺阻尼器具有同時與第一陶瓷平臺和第二陶瓷平臺接觸的第一位置。
[0011]優(yōu)選地，第一根部和第二根部為陶瓷的。
[0012]優(yōu)選地，系統(tǒng)還包括非金屬根部阻尼器，非金屬根部阻尼器具有同時與第一根部和第二根部接觸的第一位置。
[0013]優(yōu)選地，系統(tǒng)還包括非金屬根部阻尼器，非金屬根部阻尼器具有同時與第一根部和轉(zhuǎn)子葉輪接觸的第一位置。
[0014]優(yōu)選地，非金屬平臺阻尼器包括氧化鋯、多晶氧化鋁、藍寶石、碳化硅、或氮化硅中的至少一種。
[0015]優(yōu)選地，非金屬平臺阻尼器具有三角形截面或六邊形截面中的至少一種。
[0016]優(yōu)選地，非金屬平臺阻尼器包括連接于彼此的多個球體。
[0017]優(yōu)選地，非金屬平臺阻尼器包括多個節(jié)段。
[0018]優(yōu)選地，非金屬平臺阻尼器為中空的。
[0019]一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，包括:旋轉(zhuǎn)葉片，旋轉(zhuǎn)葉片具有陶瓷翼型件和連接于陶瓷翼型件的陶瓷根部；適配器，適配器構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)葉片連接于轉(zhuǎn)子葉輪；和非金屬根部阻尼器，非金屬根部阻尼器具有同時與陶瓷根部和適配器接觸的第一位置。
[0020]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器包括氧化鋯、多晶氧化鋁、藍寶石、碳化硅、或氮化硅中的至少一種。
[0021]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器具有三角形截面或六邊形截面中的至少一種。
[0022]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器包括連接于彼此的多個球體。
[0023]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器包括多個節(jié)段。
[0024]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器為中空的。
[0025]一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，包括:第一旋轉(zhuǎn)葉片，第一旋轉(zhuǎn)葉片具有第一陶瓷翼型件和連接于第一陶瓷翼型件的第一陶瓷根部；與第一旋轉(zhuǎn)葉片相鄰的第二旋轉(zhuǎn)葉片，其中，第二旋轉(zhuǎn)葉片包括第二陶瓷翼型件和連接于第二陶瓷翼型件的第二陶瓷根部；和非金屬根部阻尼器，非金屬根部阻尼器具有同時與第一陶瓷根部和第二陶瓷根部接觸的第
一位置。[0026]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器包括氧化鋯、多晶氧化鋁、藍寶石、碳化硅、或氮化硅中的至少一種。
[0027]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器具有三角形截面或六邊形截面中的至少一種。
[0028]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器包括連接于彼此的多個球體。
[0029]優(yōu)選地，非金屬根部阻尼器包括多個節(jié)段。
[0030]在查閱說明書時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更好地認識到此類實施例和其他實施例的特征和方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031 ] 本發(fā)明的完整且能夠?qū)嵤┑墓_內(nèi)容，包括對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的它的最佳實施方式，在本說明書的剩余部分中更加具體地闡明，該說明書包括參照附圖，其中:
圖1為在本發(fā)明的范圍內(nèi)的示范燃氣渦輪的功能框圖；
圖2為可結(jié)合本發(fā)明的各種實施例的示范渦輪的一部分的簡化側(cè)部截面視圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)的簡化軸向截面視
圖；
圖4為圖3示出的系統(tǒng)的透視圖；
圖5為根據(jù)本發(fā)明的備選實施例的用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)的簡化軸向截面視
圖；
圖6為圖5示出的系統(tǒng)的透視圖；
圖7為在本發(fā)明的范圍內(nèi)的具有圓形截面的非金屬的分段阻尼器的透視圖；
圖8為在本發(fā)明的范圍內(nèi)的具有三角形截面的非金屬中空阻尼器的透視圖；
圖9為在本發(fā)明的范圍內(nèi)的具有六邊形截面的非金屬阻尼器的透視圖；且圖10為在本發(fā)明的范圍內(nèi)的具有連接于彼此的多個球體的非金屬的分段阻尼器的透視圖。
[0032]構(gòu)件列表
10 燃氣渦輪 12 入口區(qū)段 14 工作流體 16 壓縮機 18 壓縮工作流體 20 燃燒器 22 燃料 24 燃燒氣體 26 渦輪 28 軸 30 發(fā)電機 32 排出氣體 34 排氣倉室 36 排氣管 38轉(zhuǎn)子
40外殼
42熱氣體通路
44轉(zhuǎn)子葉輪
46轉(zhuǎn)子隔片
48螺栓
50旋轉(zhuǎn)葉片
52靜止導(dǎo)葉
60系統(tǒng)
62翼型件
64凹入壓力側(cè)
66凸出吸力側(cè)
68前緣
70后緣
72平臺
74根部
76轉(zhuǎn)子葉輪槽道
78非金屬平臺阻尼器
80非金屬根部阻尼器
82適配器
84適配器槽道
86轉(zhuǎn)子葉輪中的杉樹槽
88圓形截面
90節(jié)段
92三角形截面
94六邊形截面
96中空部分
98球體
100絲。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)將更為詳細地參照本發(fā)明的實施例，在附圖中示出了其中的一個或多個實例。詳細描述使用數(shù)字和字母標(biāo)記來標(biāo)示圖中的特征。圖中和描述中相似或類似的標(biāo)記用于表示本發(fā)明的相似或類似的部分。如在本文中使用的，用語“第一”、“第二”和“第三”可互換地使用，以將一個構(gòu)件與另一個區(qū)分開，且并非旨在表示個別構(gòu)件的位置或重要性。此外，用語“上游”和“下游”表示構(gòu)件在流體通路中的相對位置。例如，如果流體從構(gòu)件A流至構(gòu)件B，則構(gòu)件A在構(gòu)件B的上游。相反，如果構(gòu)件B從構(gòu)件A接收流體流，則構(gòu)件B在構(gòu)件A的下游。
[0034]各個實例被提供作為本發(fā)明的說明而非本發(fā)明的限制。實際上，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是清楚的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可在本發(fā)明中作出各種修改和變型。例如，示為或描述為一個實施例的一部分的特征可用在另一實施例上，以產(chǎn)生又一實施例。因此，所期望的是，當(dāng)在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)時，本發(fā)明覆蓋此種修改和變型。
[0035]本發(fā)明的各種實施例包括用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)。該系統(tǒng)大致包括一個或多個旋轉(zhuǎn)葉片，其具有結(jié)合到旋轉(zhuǎn)葉片的各種特征中的陶瓷材料復(fù)合物(CMC)材料。例如，旋轉(zhuǎn)葉片可包括翼型件、平臺、和/或根部，其中的一個或多個可由CMC材料制造或涂有CMC材料。該系統(tǒng)還包括非金屬阻尼器，該非金屬阻尼器具有將阻尼器放置成與旋轉(zhuǎn)葉片的一個或多個CMC特征接觸的形狀、尺寸和/或位置，以阻尼旋轉(zhuǎn)葉片的振動。盡管可在結(jié)合到燃氣渦輪中的渦輪的背景下描述本發(fā)明的各種示范實施例，但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將容易地認識到的是，本發(fā)明的具體實施例不限于結(jié)合到燃氣渦輪中的渦輪，除非在權(quán)利要求中明確地陳述。
[0036]現(xiàn)參照附圖，其中遍及附圖，同樣的數(shù)字表示的相同元件，圖1提供在本發(fā)明的范圍內(nèi)的示范燃氣渦輪10的功能框圖。如圖所示，燃氣渦輪10大致包括入口區(qū)段12，該入口區(qū)段12可包括一系列過濾器、冷卻盤管、水分分離器和/或其他裝置，以凈化且以其他方式調(diào)節(jié)進入燃氣渦輪10的工作流體(例如，空氣)14。工作流體14流至壓縮機16，且壓縮機16將動能逐步給予工作流體14，以在高度激勵狀態(tài)下產(chǎn)生壓縮工作流體18。該壓縮工作流體18流至一個或多個燃燒器20，在此，它在燃燒前與燃料22混合以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體24。該燃燒氣體24流動穿過渦輪26以產(chǎn)生功。例如，軸28可將渦輪26連接于壓縮機16，以便渦輪26的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮機16，以產(chǎn)生壓縮工作流體18。備選地或額外地，軸28可將渦輪26連接于發(fā)電機30用于產(chǎn)生電。來自渦輪26的排出氣體32流動穿過渦輪排氣倉室34，該渦輪排氣倉室可將渦輪26連接于渦輪26下游的排氣管36。例如，排氣管36可包括余熱回收蒸汽發(fā)生器(未示出)，用于在釋放到環(huán)境之前清潔排出氣體32且從排出氣體32中提取額外的熱。
[0037]圖2提供可結(jié)合本發(fā)明的各種實施例的渦輪26的一部分的簡化側(cè)部截面視圖。如圖2所示，渦輪26大致包括轉(zhuǎn)子38和外殼40，其至少部分地限定穿過渦輪26的熱氣體通路42。轉(zhuǎn)子38可包括通過螺栓48連接在一起以一致地旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉輪44和轉(zhuǎn)子隔片46的交替區(qū)段。外殼40周向地包圍轉(zhuǎn)子38的至少一部分，以包含流動穿過熱氣體通路42的燃燒氣體24或其他壓縮工作流體。渦輪26還包括在外殼40內(nèi)部且在轉(zhuǎn)子38周圍周向地布置以在轉(zhuǎn)子38與外殼40之間徑向地延伸的旋轉(zhuǎn)葉片50和靜止導(dǎo)葉52的交替級。如將關(guān)于圖3至圖6更加詳細地說明的那樣，旋轉(zhuǎn)葉片50使用本領(lǐng)域中已知的各種方法連接于轉(zhuǎn)子葉輪44。相反，靜止導(dǎo)葉52可外圍地布置在與轉(zhuǎn)子隔片46相對的外殼40的內(nèi)側(cè)周圍。如圖2所示，燃燒氣體24沿穿過渦輪26的熱氣體通路42從左流到右。在燃燒氣體24行進經(jīng)過旋轉(zhuǎn)葉片50的第一級時，燃燒氣體24膨脹，從而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)葉片50、轉(zhuǎn)子葉輪44、轉(zhuǎn)子隔片46、螺栓48和轉(zhuǎn)子38旋轉(zhuǎn)。然后，燃燒氣體24流動越過下一級靜止導(dǎo)葉52，其將燃燒氣體24加速且重新引導(dǎo)到下一級旋轉(zhuǎn)葉片50，且該過程在之后的級中重復(fù)。在圖2示出的示范實施例中，渦輪26具有三級旋轉(zhuǎn)葉片50之間的兩級靜止導(dǎo)葉52 ;然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認識到的是，本發(fā)明不限制旋轉(zhuǎn)葉片50和靜止導(dǎo)葉52的級數(shù)，除非在權(quán)利要求中明確地陳述。[0038]圖3提供根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于阻尼渦輪26中的振動的系統(tǒng)60的簡化軸向截面視圖，而圖4提供沒有轉(zhuǎn)子葉輪44的圖3中示出的系統(tǒng)60的透視圖。如之前關(guān)于圖2所描述的那樣，系統(tǒng)60大致包括周向地布置在轉(zhuǎn)子葉輪44周圍的一個或多個旋轉(zhuǎn)葉片50。如圖3和圖4更加清楚地示出的那樣，各個旋轉(zhuǎn)葉片50包括翼型件62，翼型件62具有凹入壓力側(cè)64、凸出吸力側(cè)66、以及前緣68和后緣70，如在本領(lǐng)域中已知的那樣。翼型件62連接于平臺72，平臺72至少部分地限定熱氣體通路42的徑向內(nèi)側(cè)部分。平臺72又連接于根部74，該根部74可滑入轉(zhuǎn)子葉輪44中的槽道76中。在圖3和圖4示出的特定實施例中，根部74和槽道76具有互補的燕尾形狀，以將旋轉(zhuǎn)葉片50保持于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0039]旋轉(zhuǎn)葉片50的一個或多個區(qū)段可由各種陶瓷基復(fù)合物(CMC)材料形成或涂有各種陶瓷基復(fù)合物(CMC)材料，諸如，碳化硅和/或二氧化硅基陶瓷材料。例如，在圖3和圖4示出的特定實施例中，翼型件62、平臺72和根部74都由如本領(lǐng)域中已知的各種CMC材料形成或涂有各種CMC材料。在其他特定實施例中，平臺72和/或根部74可由高合金鋼或其他適合地耐熱的材料形成或涂有該材料。盡管在旋轉(zhuǎn)葉片50中使用CMC材料可增強旋轉(zhuǎn)葉片50的熱特性和磨損特性，但CMC材料也可導(dǎo)致對金屬阻尼器的加速的磨耗和磨損。因此，圖3和圖4示出的系統(tǒng)60包括一個或多個非金屬阻尼器，該非金屬阻尼器構(gòu)造成與旋轉(zhuǎn)葉片50的由CMC材料形成或涂有CMC材料的一個或多個區(qū)段接觸，以阻尼與旋轉(zhuǎn)葉片50相關(guān)聯(lián)的振動。非金屬阻尼器可由一種或多種陶瓷材料制造。例如，非金屬阻尼器可包括氧化鋯、多晶氧化鋁、藍寶石、碳化硅、氮化硅，或它們的組合。就碳化硅來說，陶瓷材料可包括密度為三且耐用性大致等于多晶氧化鋁的燒結(jié)α碳化硅、反應(yīng)結(jié)合碳化硅和/或熔體浸滲(melt infiltrated)碳化娃(melt infiltrated)。作為另一實例，密度為三且耐用性與多晶氧化鋁或氧化鋯類似的熱等靜壓(hot iso-pressed)氮化硅可提供用于阻尼器的適合的非金屬材料。因此，相比于常規(guī)的金屬阻尼器，非金屬阻尼器將具有期望的熱特性以及優(yōu)異的磨損特性。非金屬構(gòu)件上的涂層可包括保護性的周圍屏蔽涂層，該屏蔽涂層可由堿性的鋁硅酸鹽構(gòu)成，諸如BSAS (鋇鍶鋁硅酸鹽)或稀土硅酸鹽(諸如二硅化釔)。其他陶瓷涂層可應(yīng)用于非金屬構(gòu)件以增強磨損特性或阻尼有效性。
[0040]在圖3和圖4示出的特定實施例中，系統(tǒng)60包括一個或多個非金屬平臺阻尼器78和一個或多個非金屬根部阻尼器80，其分別沿平臺72和根部74軸向地延伸。圖3和圖4示出的非金屬平臺和根部阻尼器78、80具有大致圓形的截面，以在旋轉(zhuǎn)葉片50旋轉(zhuǎn)時增強相應(yīng)的平臺72與根部74之間的接觸。具體而言，在旋轉(zhuǎn)葉片50轉(zhuǎn)動時，非金屬平臺阻尼器78楔入相鄰的陶瓷平臺72之間，以阻尼相鄰的旋轉(zhuǎn)葉片50之間的振動。類似地，非金屬根部阻尼器80在燕尾槽76中楔入陶瓷根部74與轉(zhuǎn)子葉輪44之間，以阻尼從旋轉(zhuǎn)葉片50到轉(zhuǎn)子葉輪44的振動。
[0041]圖5提供根據(jù)本發(fā)明的備選實施例的用于阻尼渦輪26中的振動的系統(tǒng)60的簡化軸向截面視圖，且圖6提供沒有轉(zhuǎn)子葉輪44的圖5示出的系統(tǒng)60的透視圖。如之前關(guān)于圖2至圖4所描述的那樣，系統(tǒng)60也大致包括周向地布置在轉(zhuǎn)子葉輪44周圍的一個或多個旋轉(zhuǎn)葉片50。在該特定實施例中，翼型件62、平臺72和根部74也由CMC材料形成或涂有CMC材料，且系統(tǒng)60還包括適配器82，其構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)葉片50連接于轉(zhuǎn)子葉輪44。例如，根部74可滑入適配器82中的燕尾槽84中，且該適配器82可又滑入轉(zhuǎn)子葉輪44中的杉樹槽86中。在該特定實施例中，適配器82中的槽道84具有燕尾形狀，而轉(zhuǎn)子葉輪44中的槽道86具有杉樹形狀。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地從本文的教導(dǎo)理解到的是，槽道76、84可具有與根部74和適配器82相符的各種形狀，且本發(fā)明不限于任何特定形狀的槽道76,84,除非在權(quán)利要求中明確地陳述。
[0042]在圖5和圖6示出的特定實施例中，系統(tǒng)60可也包括一個或多個非金屬阻尼器，該非金屬阻尼器構(gòu)造成與由CMC材料形成或涂有CMC材料的旋轉(zhuǎn)葉片50的一個或多個區(qū)段接觸，以阻尼與旋轉(zhuǎn)葉片50相關(guān)聯(lián)的振動。例如，如之前關(guān)于圖3和圖4示出的實施例所描述的那樣，系統(tǒng)60可包括沿平臺72軸向地延伸的一個或多個非金屬平臺阻尼器78。備選地或額外地，系統(tǒng)60可包括一個或多個非金屬根部阻尼器80，其在與相鄰的根部74和/或與根部74和適配器82接觸的情況下軸向地和/或徑向地延伸。以此方式，非金屬根部阻尼器80可阻尼相鄰的旋轉(zhuǎn)葉片50之間和/或根部74與適配器82之間的振動。
[0043]如將關(guān)于圖7至圖10示出的示范實施例描述的那樣，非金屬阻尼器78、80可包括多個區(qū)段，該區(qū)段可為實心的或中空的，并且/或者可具有各種截面，以增強與由CMC材料制成或涂有CMC材料的旋轉(zhuǎn)葉片50的一個或多個區(qū)段的接觸。例如，圖7提供具有圓形截面88和多個節(jié)段90的非金屬平臺阻尼器78或非金屬根部阻尼器80的透視圖。該圓形截面88使阻尼器78、80能夠同時接觸具有不同形狀和/或定向的多個CMC材料構(gòu)件。此外，各個節(jié)段90個別地且獨立地抵靠相鄰的CMC材料構(gòu)件，以進一步隔離或阻尼渦輪26中的振動。
[0044]圖8提供具有三角形截面92的非金屬平臺阻尼器78或非金屬根部阻尼器80的透視圖，且圖9提供具有六邊形截面94的非金屬平臺阻尼器78或非金屬根部阻尼器80的透視圖。取決于相鄰的CMC材料構(gòu)件的具體尺寸、形狀和/或定向，三角形截面92或六邊形截面94可加強阻尼器78、80與相鄰的CMC材料構(gòu)件之間的表面區(qū)域接觸。此外，圖8示出的三角形阻尼器78、80可包括一個或多個中空部分96，該中空部分96可用于調(diào)整阻尼器78,80的質(zhì)量，以微調(diào)阻尼器78、80與相鄰的CMC材料構(gòu)件之間的阻尼的位置和/或量。
[0045]圖10提供具有多個節(jié)段90的另一非金屬平臺阻尼器78或非金屬根部阻尼器80的透視圖。在該特定實施例中，阻尼器78、80包括連接于彼此的多個球體98。例如，鎢絲100或其他適合的材料可連接于或延伸穿過各個球體98，以將球體98連接成分段阻尼器78、80。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地從本文的教導(dǎo)理解到的是，阻尼器78、80和節(jié)段90的其他幾何形狀在本發(fā)明的范圍內(nèi)，且阻尼器78、80和/或節(jié)段90的特定幾何形狀不是本發(fā)明的限制，除非在權(quán)利要求中明確地陳述。
[0046]本書面說明使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且還使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并且使用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何合并的方法。本發(fā)明的可申請專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其他示例包括不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其他示例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其他示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，包括: a.第一旋轉(zhuǎn)葉片，所述第一旋轉(zhuǎn)葉片具有第一陶瓷翼型件、連接于所述第一陶瓷翼型件的第一陶瓷平臺、和連接于所述第一陶瓷平臺的第一根部； b.與所述第一旋轉(zhuǎn)葉片相鄰的第二旋轉(zhuǎn)葉片，其中，所述第二旋轉(zhuǎn)葉片包括第二陶瓷翼型件、連接于所述第二陶瓷翼型件的第二陶瓷平臺、和連接于所述第二陶瓷平臺的第二根部；和 c.非金屬平臺阻尼器，所述非金屬平臺阻尼器具有同時與所述第一陶瓷平臺和所述第二陶瓷平臺接觸的第一位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一根部和所述第二根部為陶瓷的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括非金屬根部阻尼器，所述非金屬根部阻尼器具有同時與所述第一根部和所述第二根部接觸的第一位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括非金屬根部阻尼器，所述非金屬根部阻尼器具有同時與所述第一根部和轉(zhuǎn)子葉輪接觸的第一位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非金屬平臺阻尼器包括氧化鋯、多晶氧化鋁、藍寶石、碳化硅、或氮化硅中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非金屬平臺阻尼器具有三角形截面或六邊形截面中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非金屬平臺阻尼器包括連接于彼此的多個球體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非金屬平臺阻尼器包括多個節(jié)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非金屬平臺阻尼器為中空的。
10.一種用于阻尼渦輪中的振動的系統(tǒng)，包括: a.旋轉(zhuǎn)葉片，所述旋轉(zhuǎn)葉片具有陶瓷翼型件和連接于所述陶瓷翼型件的陶瓷根部； b.適配器，所述適配器構(gòu)造成將所述旋轉(zhuǎn)葉片連接于轉(zhuǎn)子葉輪；和 c.非金屬根部阻尼器，所述非金屬根部阻尼器具有同時與所述陶瓷根部和所述適配器接觸的第一位置。
【文檔編號】F01D25/06GK103850729SQ201310447585
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】H.C.羅伯茨三世, C.A.約翰遜, G.C.塔克薩徹爾 申請人:通用電氣公司