用于解决摩擦和冷却中的涡轮叶片尖端导轨磨损的系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115596514A(43)申请公布日2023.01.13(21)申请号202210590093.2(51)Int.Cl.(22)申请日2022.05.27F01D5/18(2006.01)F01D11/08(2006.01)(30)优先权数据F01D25/00(2006.01)17/359,8202021.06.28US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人S·S·帕布拉马丁·詹姆斯·贾斯珀尼利斯·南德库马尔·萨拉瓦特B·T·波伊尔斯里坎特·钱德拉杜·科蒂林加姆(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001专利代理师李强杨忠权利要求书2页说明书12页附图9页(54)发明名称用于解决摩擦和冷却中的涡轮叶片尖端导轨磨损的系统(57)摘要本发明提供了一种用于涡轮叶片尖端(138,238)以解决与护罩摩擦以及尖端导轨(150,250)冷却期间的磨损的系统。该涡轮叶片尖端(138,238)包括尖端导轨(150,250)和延伸穿过其径向外端表面(160)的冷却通道(162,262)，从而提供对该尖端(138，238)直接冷却。该尖端导轨(150,250)可包括尖端导轨冷却插入件(280)。该尖端导轨(150,250)的该径向外端表面(160)包括位于其第二部分(304)的径向内部的第一部分(302)。磨料层(310)沿着该第一部分(302)邻近该冷却通道(162,262)延伸，并且可包括具有嵌入其中的多个立方氮化硼(cBN)颗粒(314)和多个陶瓷颗粒(316)的基质合金(312)。该磨料层(310)在该径向外端表面(160)的该第二部分(304)的径向外部延伸。系统(100)还可包括在其上具有可磨耗涂层(332)的护罩。CN115596514ACN115596514A权利要求书1/2页1.一种系统(100)，所述系统包括：涡轮叶片(114)，所述涡轮叶片具有：翼型件(124)，所述翼型件具有在前缘(132)与后缘(134)之间延伸的压力侧壁(128)和吸力侧壁(130)；位于所述翼型件(124)的径向外端处的尖端(138,238)，所述尖端(138,238)包括尖端导轨(150,250)和延伸穿过所述尖端导轨(150,250)的径向外端表面(160)的至少一个冷却通道(162,262)，其中所述径向外端表面(160)包括位于其第二部分(304)的径向内部的第一部分(302)；和磨料层(310)，所述磨料层沿着所述尖端导轨(150,250)的所述径向外端表面(160)的所述第一部分(302)邻近所述至少一个冷却通道(162,262)延伸，其中所述磨料层(310)包括具有嵌入其中的多个立方氮化硼(cBN)颗粒(314)和多个陶瓷颗粒(316)的基质合金(312)，并且其中所述磨料层(310)在所述尖端导轨(150,250)的所述径向外端表面(160)的所述第二部分(304)的径向外部延伸；和固定叶片护罩(120)，所述固定叶片护罩包括主体(330)和所述主体(330)上的可磨耗涂层(332)，其中所述固定叶片护罩(120)和所述涡轮叶片(114)的所述尖端(138,238)被构造成使得所述尖端导轨(150,250)上的所述磨料层(310)在所述涡轮叶片(114)的旋转期间接触所述固定叶片护罩(120)的一部分，其中所述可磨耗涂层(332)被构造成通过与所述磨料层(310)接触而磨耗。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述第一部分(302)在所述第二部分(304)的径向内部达一定距离，所述距离在所述磨料层(310)的径向范围的50％至90％的范围内。3.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述第一部分(302)被所述第二部分(304)围绕，从而提供其中定位了所述磨料层(310)的阶梯式表面(322)。4.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述第一部分(302)沿着所述尖端导轨(150,250)的不包括所述第二部分(304)的第一长度延伸，并且所述第二部分(304)沿着所述尖端导轨(150,250)的不包括所述第一部分(302)的至少一个第二长度延伸。5.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述第一部分(302)包括所述尖端导轨(150,250)的所述径向外端表面(160)的与所述翼型件(124)的所述吸力侧(130)和所述压力侧壁(128)中的至少一者径向相邻的范围。6.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述多个陶瓷颗粒(316)包括以下中的至少一者：氧化铝和蓝宝石。7.根据权利要求1所述的系统(100)，其中所述基质合金(312)包括钴‑镍‑铬‑铝‑钇(CoNiCrAlY)。8.根据权利要求1所述的系统(100)，其中