JP2012532268A - Rotor blade and method for reducing tip friction load - Google Patents
Rotor blade and method for reducing tip friction load Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012532268A JP2012532268A JP2012517542A JP2012517542A JP2012532268A JP 2012532268 A JP2012532268 A JP 2012532268A JP 2012517542 A JP2012517542 A JP 2012517542A JP 2012517542 A JP2012517542 A JP 2012517542A JP 2012532268 A JP2012532268 A JP 2012532268A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tip
- airfoil
- cutter
- friction
- blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 8
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 claims description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/20—Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
- F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
- F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/36—Application in turbines specially adapted for the fan of turbofan engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
ロータ組立体で使用するための翼形部(42)は、先端部(60)付近で側壁(44)上に配置される先端カッター部(100)を有し、該先端カッター部は、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる。翼形部は、先端部上に配置された先端研磨部(120)を有し、該先端研磨部は、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる。翼形部は、先端摩擦中に翼形部に誘起された荷重の低減を促進する先端レーキ(110)を有する。ロータブレード(15)における先端摩擦荷重を提供するための方法(300)は、ブレード(15)上の選択位置に選択されたカッタープロファイル(102)を有する先端カッター部(100)を組み込み、該先端カッター部(100)が先端摩擦中に固定構造体(32)の一部を除去して先端摩擦荷重を低減することができるようにするステップを含む。
【選択図】 図4The airfoil (42) for use in the rotor assembly has a tip cutter (100) disposed on the side wall (44) near the tip (60), the tip cutter being free from tip friction. A portion of the abradable material (32) can be removed therein. The airfoil has a tip polishing section (120) disposed on the tip section, which can remove a portion of the abradable material (32) during tip friction. The airfoil has a tip rake (110) that facilitates reducing the load induced on the airfoil during tip friction. A method (300) for providing a tip frictional load on a rotor blade (15) incorporates a tip cutter portion (100) having a selected cutter profile (102) at a selected position on the blade (15), the tip The cutter unit (100) includes a step of removing a part of the fixed structure (32) during the tip friction to reduce the tip friction load.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、全体的に、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ロータブレードにおいて誘起される先端摩擦荷重を低減する方法及び装置に関する。 The present invention relates generally to gas turbine engines, and more specifically to a method and apparatus for reducing tip friction loads induced in rotor blades.
少なくとも一部の公知のガスタービンエンジンは通常、ケーシング、ファンロータ組立体、低圧及び高圧圧縮機、燃焼器、及び少なくとも1つのタービンを含む。圧縮機が空気を加圧し、該空気が燃焼器に送られてここで燃料と混合される。次いで、混合気が点火され、高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスはタービンに送られ、該タービンは燃焼ガスからエネルギーを抽出して、圧縮機を駆動すると共に有用な仕事を生成し、飛行中の航空機を推進させ、又は発電機などの負荷を駆動する。 At least some known gas turbine engines typically include a casing, a fan rotor assembly, low and high pressure compressors, a combustor, and at least one turbine. The compressor pressurizes the air, which is sent to the combustor where it is mixed with the fuel. The air-fuel mixture is then ignited to produce hot combustion gases. Combustion gas is sent to a turbine that extracts energy from the combustion gas to drive a compressor and generate useful work, propel an aircraft in flight, or drive a load such as a generator .
一部の公知のファン及び圧縮機組立体は、複数のロータブレードを有するロータを密閉するケーシングを含む。特定のエンジン運転条件下では、ロータブレードは、ブレード翼形部において半径方向及び接線方向の荷重をもたらすブレード先端摩擦事象に曝される場合がある。過剰な摩擦荷重は、振動及び疲労状態に起因してブレードの損傷を促進させる可能性がある。ブレード摩擦からの過剰な摩擦荷重はまた、非隣接ブレード及びケーシングに対する損傷を含む2次損傷を促進させる可能性がある。ブレードがファンケースアブレイダブルシステムを突き進む場合、過剰なファンブレード摩擦が回転ディスク及び軸受に大きな摩擦荷重を加える可能性がある。 Some known fan and compressor assemblies include a casing that encloses a rotor having a plurality of rotor blades. Under certain engine operating conditions, the rotor blades may be subjected to blade tip friction events that result in radial and tangential loads in the blade airfoil. Excessive friction loads can promote blade damage due to vibration and fatigue conditions. Excessive friction loads from blade friction can also promote secondary damage, including damage to non-adjacent blades and casings. When the blades penetrate the fan case abradable system, excessive fan blade friction can add significant friction loads to the rotating disk and bearings.
従って、ブレード先端摩擦中に摩擦荷重を低減するような特徴要素を有するロータブレードを備えた、ロータ及びケーシングシステムを有することが望ましいことになる。先端摩擦中にケーシングアブレイダブル(摩耗性)材料を機械加工により除去する翼形部を備えたロータブレードを有することが望ましい。ブレード先端摩擦荷重が低減されたロータ組立体を形成する方法を有することが望ましい。 Accordingly, it would be desirable to have a rotor and casing system with a rotor blade having features that reduce frictional loads during blade tip friction. It is desirable to have a rotor blade with an airfoil that mechanically removes casing abradable material during tip friction. It would be desirable to have a method of forming a rotor assembly with reduced blade tip friction loads.
上述の1つ又は複数の必要性は、第1の側壁と、前縁及び後縁において第1の側壁に結合される第2の側壁と、第1及び第2の側壁間に延びる先端部と、先端部付近で第1の側壁上に配置され、先端摩擦中にアブレイダブル材料の一部を除去することができる先端カッター部と、を備えた翼形部を提供する例示的な実施形態によって対処することができる。 One or more of the needs described above include a first sidewall, a second sidewall coupled to the first sidewall at a leading edge and a trailing edge, and a tip extending between the first and second sidewalls. An exemplary embodiment providing an airfoil with a tip cutter portion disposed on a first sidewall near the tip and capable of removing a portion of the abradable material during tip friction. Can be dealt with by.
別の実施形態において、翼形部は、先端部上に配置された先端研磨部を備え、該先端研磨部が先端摩擦中にアブレイダブル材料の一部を除去することができる。 In another embodiment, the airfoil includes a tip polishing section disposed on the tip section, which can remove a portion of the abradable material during tip friction.
別の実施形態において、翼形部は、先端部の少なくとも一部上に配置され且つ第1及び第2の側壁間に延びる先端レーキを備え、該先端レーキが、先端摩擦中に翼形部に誘起された荷重の低減を促進するレーキプロファイルを有する。 In another embodiment, the airfoil comprises a tip rake disposed on at least a portion of the tip and extending between the first and second sidewalls, the tip rake being on the airfoil during tip friction. It has a rake profile that facilitates the reduction of induced loads.
別の実施形態において、ブレード組立体は、翼形部と、該翼形部の少なくとも一部に結合された金属前縁(MLE)とを備え、該MLEは、先端摩擦中にアブレイダブル材料の一部を除去することができる先端カッター部を有する。 In another embodiment, a blade assembly includes an airfoil and a metal leading edge (MLE) coupled to at least a portion of the airfoil, wherein the MLE is abradable material during tip friction. It has a tip cutter part which can remove a part of.
別の実施形態において、ブリスクは、ハブから延びる複数の翼形部と、少なくとも1つの翼形部上に配置された先端カッター部とを備え、該先端カッター部が、先端摩擦中にアブレイダブル材料の一部を除去することができる。 In another embodiment, the blisk comprises a plurality of airfoils extending from the hub and a tip cutter portion disposed on the at least one airfoil, wherein the tip cutter portion is abradable during tip friction. Part of the material can be removed.
別の実施形態において、ブリスクは、ハブから延びる複数の翼形部と、少なくとも1つの翼形部上に配置された先端研磨部とを備え、該先端研磨部が、先端摩擦中にアブレイダブル材料の一部を除去することができる。 In another embodiment, the blisk comprises a plurality of airfoils extending from the hub and a tip polishing portion disposed on the at least one airfoil, wherein the tip polishing portion is abradable during tip friction. Part of the material can be removed.
本発明の別の態様において、翼形部における先端摩擦荷重を低減する方法が提供され、該方法は、翼形部と固定構造体との間の接触位置を選択するステップと、先端カッター部を組み込む翼形部上の位置を選択するステップと、先端カッター部のカッタープロファイルを選択するステップと、翼形部上の選択位置に先端カッター部を組み込み、該先端カッター部が先端摩擦中に固定構造体の一部を除去して先端摩擦荷重を低減することができるようにするステップと、を含む。 In another aspect of the invention, a method is provided for reducing tip friction load on an airfoil, the method comprising: selecting a contact position between the airfoil and a stationary structure; A step of selecting a position on the airfoil part to be incorporated, a step of selecting a cutter profile of the tip cutter part, a tip cutter part is incorporated at a selected position on the airfoil part, and the tip cutter part is fixed during tip friction. Removing a part of the body so that the tip friction load can be reduced.
本発明の別の態様において、翼形部における先端摩擦荷重を低減する方法は、先端部上に配置され、先端摩擦中にアブレイダブル材料の一部を除去することができる先端研磨部を提供するステップを含む。 In another aspect of the present invention, a method for reducing tip friction load on an airfoil provides a tip polishing portion disposed on the tip and capable of removing a portion of abradable material during tip friction. Including the steps of:
本発明の別の態様において、翼形部における先端摩擦荷重を低減する方法は、ブレード組立体の先端部の少なくとも一部の上に配置され、先端摩擦中にブレード組立体内で誘起された荷重の低減を促進するレーキプロファイルを有する先端レーキを提供するステップを含む。 In another aspect of the present invention, a method for reducing tip friction load on an airfoil is disposed on at least a portion of a tip of a blade assembly and is configured to reduce the load induced in the blade assembly during tip friction. Providing a tip rake having a rake profile that facilitates reduction.
本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲に具体的に指摘し且つ明確に特許請求している。しかしながら、本発明は、添付図面と共に以下の説明を参照することによって最もよく理解することができる。 The subject matter regarded as the invention is particularly pointed out and distinctly claimed in the claims appended hereto. However, the invention can best be understood by referring to the following description in conjunction with the accompanying drawings.
本発明の別の態様において、ロータ組立体を組み立てる方法は、翼形部と、該翼形部の少なくとも一部に結合された金属前縁(MLE)とを含むブレード組立体を提供するステップと、MLEの一部から材料を除去し、カッタープロファイルを有する先端カッター部を形成するステップと、先端摩擦中に先端カッター部がアブレイダブル材料を機械加工し、先端摩擦中にブレードに誘起される半径方向荷重を低減できるようにブレード組立体をロータハブに結合するステップと、を含む。 In another aspect of the invention, a method of assembling a rotor assembly provides a blade assembly that includes an airfoil and a metal leading edge (MLE) coupled to at least a portion of the airfoil. Removing the material from a part of the MLE to form a tip cutter part having a cutter profile, and the tip cutter part machining the abradable material during tip friction and induced on the blade during tip friction Coupling the blade assembly to the rotor hub so as to reduce the radial load.
図1は、ロータブレード15とケーシング17との間に先端摩擦が生じたときにロータブレード15に誘起される摩擦荷重の低減を促進する先端部分60を備えたブレード15の本発明の例示的な実施形態を有する例示的なエンジン組立体10の概略図である。長手方向軸線12を有するエンジン組立体10は、ファン組立体13と、ブースタ圧縮機14と、コアガスタービンエンジン16と、ファン組立体13及びブースタ圧縮機14と結合される低圧タービン26とを備える。コアガスタービンエンジン16は、高圧圧縮機22、燃焼器24、及び高圧タービン18を含む。ブースタ圧縮機14は、第1の駆動シャフト31に結合されたロータディスク20から実質的に半径方向外向きに延びる複数のロータブレード40を含む。エンジン組立体10は、吸気側28と排気側30とを有する。圧縮機22及び高圧タービン18は、第2の駆動シャフト29により共に結合される。
FIG. 1 is an exemplary illustration of the present invention of a
運転中、空気は、吸気側28を通ってエンジン10に流入してファン組立体13を流れ、加圧空気がファン組立体13からブースタ圧縮機14と高圧圧縮機22とに供給される。複数のロータブレード40は空気を加圧し、加圧空気をコアガスタービンエンジン16に送給する。空気流は、高圧圧縮機22によって更に加圧され、燃焼器24に送給される。燃焼器24からの高温ガスは、回転タービン18及び26を駆動し、排気側30を通ってガスタービンエンジン10から流出する。
During operation, air flows into the
本発明は、例えば、ガスタービンエンジン10で使用されるロータブレード15及びロータ組立体13など、翼形部において誘起される摩擦荷重を低減する例示的な装置及び方法を提供する。図2は、エンジン10のファン又は圧縮機セクションで使用されるロータブレード15の斜視図である。図1において、符号15で示されるロータブレードはファンロータブレードであり、符号40で示されるロータブレードは圧縮機セクションロータブレードである。本発明は、ファン及び圧縮機ロータブレードに関して説明するが、本発明は、このような構成要素に限定されず、一体形翼形部及びタービンロータ18、26を有する一体的ブレード付きディスク(「BLISKS」)にも適用される。図2に示す例示的な実施形態において、第1の側壁44(或いは、本明細書では「正圧側面」及び「凹状側面」とも呼ばれる)、第2の側壁46(或いは、本明細書では「負圧側面」及び「凸状側面」とも呼ばれる)、根元部54、及び先端部60を有する翼形部42を含むロータブレード15が提供される。ロータブレード15は、翼形部42、プラットフォーム部55、及びロータブレード15をロータハブ21に装着するのに使用される一体式ダブテール部43を含む。翼形部42は、第1の側壁44及び第2の側壁46を含む。例示的な実施形態において、第1の側壁44は、実質的に凹面でロータブレード15の正圧側面を定め、第2の側壁46は実質的に凸面でロータブレード15の負圧側面を定める。側壁44及び46は、前縁48及び軸方向に間隔を置いて配置された後縁50にて共に接合される。後縁50は、翼弦方向で且つ前縁48から下流側に間隔を置いて配置される。第1及び第2の側壁44及び46はそれぞれ、長手方向又は半径方向外向きにスパン52でブレード根元部54からブレード先端部60に延びる。先端部60は、側壁44及び46間に定められ、先端表面62、凹状縁部64、及び凸状縁部66を含む。ダブテール部43は、根元部54に位置付けられ、第1及び第2の側壁44及び46からそれぞれ円周方向外向きに延びるプラットフォーム55を含む。例示的な実施形態において、ダブテール43は、根元部54に実質的に軸方向に隣接して位置付けられる。代替の実施形態において、ダブテール43は、根元部54に実質的に円周方向に隣接して位置付けられる。ロータブレード15、40は、あらゆる従来の形態を有することができ、ダブテール43又はプラットフォーム55を備える場合があり、又は備えない場合もある。例えば、ロータブレード15、40の翼形部42は、ロータハブ21又はディスク(或いは、本明細書ではブリスクと呼ぶ)と一体的に形成することができる。ブリスク形構成では、ロータブレード15、40は、ダブテール43及びプラットフォーム55を含まない。
The present invention provides exemplary apparatus and methods for reducing friction loads induced in airfoils, such as, for example,
図1及び図4に示す例示的な実施形態において、アブレイダブル材料32は、長手方向軸線12の周りを円周方向に延びるケーシング17に結合される。ロータブレード40のプラットフォーム55は、ブースタ圧縮機14を通って延びる流路35の内側境界を定める。代替の実施形態において、例えば、ブリスク180のような内側境界は、ロータディスク21(図1に示す)によって定めることができる。ケーシング17及びアブレイダブル材料32は、流路35の半径方向外側境界を定める。図4に示すように、アブレイダブル材料32は、各ロータブレード先端部60から距離D1及びD2の間隔を置いて配置され、間隙ギャップ33が材料32と翼形部42との間に定められるようになる。具体的には、アブレイダブル材料32は、凸状縁部66から距離D2及び凹状縁部64から距離D1の間隔を置いて配置される。距離D1及びD2は、エンジン運転中にロータブレード15、40とアブレイダブル材料32との間の先端摩擦を防ぐことができるように選択される。例示的な実施形態において、流路の内側及び外側境界は平行ではなく、重なり軸線80は、外側流路境界に垂直である必要はない。
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 4, the
通常のエンジン運転中、ロータディスク20(及びロータハブ21)は、実質的に長手方向軸線12を中心とした軌道直径内で回転する。従って、ロータブレード15、40は、間隙ギャップ33(図4を参照)が実質的に維持されるように、より具体的には、エンジン10の僅かな不安定性に起因した軽微な変動を除いて、先端部60がアブレイダブル材料32から距離D1のままであるように長手方向軸線12の周りを回転する。間隙ギャップ33はまた、エンジン運転中に先端部60を過ぎて流れることができる空気の量、すなわち先端漏出を低減できるようなサイズにされる。
During normal engine operation, the rotor disk 20 (and the rotor hub 21) rotate within a track diameter substantially about the
一部のエンジン過渡作動条件下では、ブレード15は、先端部60がアブレイダブル材料32を摩擦するよう偏位する可能性がある。このような先端摩擦の間、翼形部先端の一部分は、アブレイダブル材料32に押し込まれ、半径方向及び軸方向荷重がロータブレードに誘起されるようになる可能性がある。この種の頻繁な先端摩擦は、半径方向荷重及びブレード振動を増大させる可能性がある。このような荷重及び振動応力は、従来の翼形部の動的応力を増大させて持続させる可能性があり、該応力は、従来の翼形部を材料疲労に曝す可能性がある。ある期間にわたって材料疲労を伴う状態で継続して運転することによって、ブレード亀裂を引き起こし、及び/又はロータブレードの有効寿命を縮める可能性がある。
Under some engine transient operating conditions, the
図2は、本発明の1つの実施形態による例示的なファンロータブレード15を示している。図3は、ロータブレード15の翼形部42の先端部の斜視図である。図4は、図1に示すガスタービンエンジン10のケーシング17内に位置付けられた図2に示すロータブレードの翼形部42の先端部の断面図である。具体的には、図2から図4に示す例示的な実施形態において、ロータブレード15は、エンジン運転中に先端摩擦が生じた場合にブレード15に誘起される半径方向荷重の低減を促進する先端部60を有する。
FIG. 2 illustrates an exemplary
本明細書で図1から5に示す本発明の例示的な実施形態において、特定の作動条件にて翼形部先端のアブレイダブル材料32との摩擦時に発生する摩擦荷重の低減を促進する特定の特徴要素が翼形部先端61及び前縁48領域付近に設けられる。具体的には、これらの特徴要素は、機械加工によりアブレイダブル材料32の一部を除去することによって摩擦荷重を低減する。本明細書で例示的な実施形態(図2を参照)において示す1つのこのような特徴要素は、先端部60付近に配置される先端カッター部110である。図2に示す例示的な実施形態において、先端カッター部100は、翼形部42の「正圧側面」(第1の側壁44)上の先端61付近の前縁48の近くに配置される。先端カッター部100は、先端摩擦中に機械加工によりアブレイダブル材料32の一部を除去することができる幾何学的特徴要素(図4を参照)を備えたカッタープロファイル102を有する。図4に示す例示的なカッタープロファイル102は、翼形部先端61の前縁48に配置されたカッター角104を含む。カッター角104は、図4に示すように、前縁48とブレード先端61の平坦部108との間の角度である。カッター角104は、先端摩擦事象中にアブレイダブル材料32の機械加工及び除去を促進するよう選択される。カッター角104は、約1度と10度との間の値を有することができる。好ましい実施形態において、カッター角104は、約2度と約5度の間の値を有する。図4に示すカッタープロファイル102は更に、特定の深さ「B」(図4を参照)まで翼形部内に延びる弓形凹部106を含む。好ましい実施形態において、深さ「B」は、約0.005インチの値を有する。他の実施形態において、深さ「B」は、約0.050インチの値を有することができる。先端61付近のカッタープロファイル102は、図2に示すように、前縁48の一部に沿ってスパン方向で延びる。カッタープロファイル102はまた、翼形部42の一部に沿って翼弦方向で前縁48から後縁50に向かって延び、深さ「B」及びカッター角108が漸次的に減少してゼロになり、翼形部の凹状側面44と円滑に連続し翼形部42において滑らかな空気流を促すようにする。
In the exemplary embodiment of the present invention shown herein in FIGS. 1-5, a specification that promotes a reduction in the frictional load generated during friction with the
本発明の別の例示的な実施形態において、翼形部42は、例えば、図2に示すような前縁48付近などの先端部60上に配置された先端研磨部120を有する。先端研磨部120は、翼形部先端に適用され、ケーシング17内に配置されるアブレイダブル材料32の切削剤としての役割を果たす研磨材を含む。先端研磨部のアブレイダブル材料は、規則的又は不規則な形状とすることができ、半径が0.10インチ未満の鋭い縁部を有することができる。先端研磨部120は、先端摩擦中にアブレイダブル材料32の一部を除去することができる好適な材料から作られる。先端研磨部120は、埋め込み研磨材から構成される組成物を有するセラミック、金属、又は金属間結合材料から作られる。金属及び金属間粒子の場合、材料の硬度は、ビッカース硬度(g/mm2)が750を超えることになる。先端研磨部120において既知の研磨材を用いることができる。先端研磨部120に使用される好ましい既知の研磨材には、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、CBN又はダイアモンドが挙げられる。先端研磨部120は、ろう付け及び溶接などの既知の方法を用いて翼形部42に接合することができる。好ましい実施形態において、先端研磨部120は、ろう付けにより翼形部42に接合される。ブレード15の代替の実施形態において、先端研磨部120は、溶射により、又は既知の接着剤を用いて翼形部42に接合又は取り付けることができる。先端研磨部120は、前縁48先端付近に配置されるように図4において示されているが、代替の実施形態においては、後縁50付近のブレード先端又は先端61上の他の好適な位置に配置してもよい。
In another exemplary embodiment of the present invention, the
別の態様において、本発明は、先端部60の少なくとも一部上に配置された第1及び第2の側壁44、46の間に延びる先端レーキ110(図4を参照)を含む。先端レーキ110は、先端摩擦中に翼形部42に誘起される荷重の低減を促進するレーキプロファイル112を有する。図4に示す例示的な実施形態において、レーキプロファイル112は、翼形部42の重なり軸線80に実質的に垂直な平面82に対するレーキ角114(「A」)を有する。重なり軸線80は、ブレード15を通ってスパン方向で根元部54から先端部60に延びる軸線である。先端レーキ110は、約2度と約15度との間のレーキ角114を有することができる。好ましい実施形態において、先端レーキ110は、約3度と約5度の間のレーキ角114を有する。
In another aspect, the present invention includes a tip rake 110 (see FIG. 4) extending between first and
図2から図5に示す例示的な実施形態において、先端表面62は、翼形部側壁44及び46間で斜めに延びる。より具体的には、先端表面62は、レーキ角Aの向きにされる。先端表面62のレーキ角Aは、重なり軸線80に実質的に垂直にロータブレード15を通って延びる平面82を基準として測定される。平面82は、先端表面162の作製及び配向を可能にする。1つの実施形態において、作製プロセス中、平面82は、ブレード15の外面上に定められる複数の基準点を用いて確立される。或いは、ブレード先端表面62は、ブレード15が本明細書で説明されるように機能することができるあらゆるレーキ角Aに向けることができる。
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2-5, the
例示的な実施形態において、先端表面62は、レーキ角Aにより定められるレーキプロファイル112を有する。レーキプロファイル112により定められるレーキ先端表面62の配向により、ブレード先端部60にわたって間隙ギャップ33が不均一になる。具体的には、例示的な実施形態において、先端表面62がレーキ角Aに向けられるので、凸状縁部66(図2及び4を参照)での間隙ギャップ33の高さD2は、凹状縁部64(図2及び4を参照)での間隙ギャップ33の高さD1よりも大きい。例示的な実施形態において、レーキプロファイル112を有する表面62は、レーキプロセスを介して形成される。或いは、表面62は、限定ではないが、機械加工プロセスを含む他のあらゆる既知の作製プロセスを用いて、実質的に一定のレーキ角Aを有する平坦なものとすることができる。
In the exemplary embodiment,
本発明の別の例示的な実施形態において、従来のブレードは、本明細書で記載されるような先端部60を含めてブレード15を生成するよう修正することができる。具体的には、先端カッター部100は、機械加工、又は他の既知の方法により本明細書で説明されるようなブレードの先端付近に形成される。更に、任意選択的に、先端研磨部120は、本明細書で説明され且つ図2から図5に示すように既存のブレードに結合される。更に任意選択的に、過剰なブレード材料がレーキプロセスを介して既存のブレード先端部60から取り除かれ、凸状縁部66が先端摩擦中にアブレイダブル材料32と接触するのを防ぐことを可能にする対応するレーキプロファイル112及びレーキ角Aを備えた先端部60を形成する。レーキ角Aは、約5度と約15度の間の値を有することができる。より具体的には、好ましい実施形態において、レーキ角Aは、約3度と約5度の間の値を有する。代替の実施形態において、ブレード15は、レーキプロファイル112及びレーキ角Aを有する先端部60と先端カッター部100とを備えて既知のプロセスにより形成され、先端部60は、所望のレーキプロファイル112及びカッタープロファイル102を備えて形成され、更に任意選択的には、先端研磨部112が先端61に付加される。
In another exemplary embodiment of the present invention, a conventional blade can be modified to produce a
通常のエンジン運転中、ロータディスク20は、実質的に長手方向軸線12を中心とした軌道直径内で回転する。従って、ロータブレード15、40は、長手方向軸線12の周りを回転し、ロータブレード先端部60とアブレイダブル材料32との間に十分な間隙ギャップ33が維持される。ブレード15、40が偏位した場合、先端部60は、意図せずにアブレイダブル材料32を摩擦する可能性がある。図2及び図4に示すように、先端部60は先端摩擦中にレーキ角Aに向けられるので、凹状縁部64は、凸状縁部66よりもアブレイダブル材料32により近接している。先端研磨部120が存在する場合には、最初にアブレイダブル材料32に接触し、アブレイダブル材料32の一部を機械加工により除去する。先端カッター部100は、回転方向125においてブレード15の前縁に位置し、先端摩擦事象中にブレイダブル材料32の一部を機械加工により除去する。カッタープロファイル102は、カッター角104がある角度でアブレイダブル材料32と接触してこれを機械加工し、弓形凹部106が機械加工されたアブレイダブル材料32を先端61から取り除くようなものである。結果として、従来のロータブレードと比較して、先端摩擦中にロータブレード15に誘起される半径方向及び軸方向荷重を低減することが可能となる。その上、ブレード15に誘起される動的応力は、材料疲労に起因して従来のブレードにおいてはブレード亀裂をもたらす可能性があるが、これもまた低減することが可能となる。具体的には、先端摩擦中、アブレイダブル材料32は、従来のブレードのようにケーシング17と接して押し込まれるのではなく、機械加工により除去されるので、ブレード15に誘起される荷重及び振動応力が低減される。
During normal engine operation, the
図5は、上述の先端摩擦荷重を低減する特徴要素を有するブレード170に関する本発明の代替の例示的な実施形態の概略図を示している。図5に示す例示的なブレード170は、ガスタービンエンジン10(図1に示す)と共に用いることができる。ファンブレード170は、翼形部154と、ケーシング17の半径方向最内面(図示せず)と協働し間にクリアランス33(図1に示す)を形成するブレード先端キャップ150とを含む。図5に示す代替の例示的な実施形態において、キャップ150は、チタン金属シートから形成される。或いは、キャップ150は、本明細書で説明されるようにブレード170の動作を可能にするあらゆる材料から形成される。ブレード170はまた、ロータハブ21への結合を可能にするダブテール根元部152を含む。ブレード170の翼形部154は、当該技術分野で公知のプロセスを介して公知の材料から形成される。このような材料は、限定ではないが複合材料が含まれる。ブレード170はまた、三角縁部のガード156を含む。例示的な実施形態において、ガード156は、チタンシート金属から形成される。或いは、ガード156は、エンジン10においてブレード170の作動を可能にするあらゆる材料から形成される。翼形部154は、第1の半径方向長さ157を有する。
FIG. 5 shows a schematic diagram of an alternative exemplary embodiment of the present invention for a
ブレード170は更に、金属前縁(MLE)158を含む。MLE158は、限定ではないが、チタン合金及びインコネル合金を含む、エンジン10でファン組立体13の作動を促進するあらゆる金属材料から形成される。MLE158、並びにキャップ150及びガード156は、当該技術分野で公知の方法によって翼形部154に結合され、このような方法には、限定ではないが、ろう付け、溶接、及び接着が含まれる。MLE158は、固体ノーズ領域160と、複数の側壁162(図5には1つの外装側壁162だけが示される)とを含む。MLE158は、翼形部半径方向長さ157の実質的に全てに沿って延びる。更に、MLE158の半径方向最内部は、根元部152に沿って半径方向内向きに延び、MLE158の半径方向最外部は、MLE158がキャップ150と実質的に同一平面になるように半径方向外向きに延びる。従って、例示的な実施形態において、MLE158は、第1の半径方向長さ157よりも大きい第2の半径方向長さ163で構成される。或いは、長さ163は、本明細書で既に説明されたような先端摩擦事象中にブレード170の作動を促進するあらゆる値である。
The
エンジン10にて組み立てられると、ブレード170及びケーシング37は、これらの間にクリアランス33を形成するよう協働する。本明細書で既に説明されるように、特定のエンジン作動条件下では、ロータブレード170の先端61は、ブレード先端(図1から図4を参照)を囲むアブレイダブル材料32と接触することができる。例えば、エンジン10(図1に示す)内の非平衡状態は、先端キャップ150とケーシング17間の半径方向距離の減少を促進する場合があり、これによりキャップ150とケーシング17内のアブレイダブル材料32との間の接触又は摩擦の可能性が高くなる。このような摩擦は、半径方向及び接線方向の力を誘起し、このような荷重の少なくとも一部がケーシング17及び翼形部154の一部に伝達されることになる。図5に示すブレード170の代替の例示的な実施形態は、ブレード先端部60内に配置され、本明細書において上記で説明されたような先端摩擦荷重を低減する特徴要素を有する。ブレード170は、ブレード前縁固体ノーズ領域160の先端部60に配置される先端カッター部100を有する。先端カッター部100は、本明細書において上記で説明されたように、平坦部108、カッター角104、及び弓形凹部106を備えたカッタープロファイル102を有する。先端カッター部100は、先端摩擦事象中にある角度でアブレイダブル材料32と接触し、これを機械加工して取り除き、その結果、低減された摩擦荷重をもたらすように構成される。カッタープロファイル102の凹部106は、機械加工されるアブレイダブル材料32が接触領域から除去されるようなものである。カッター角104は、約1度と約10度の間の値を有することができる。好ましい実施形態において、カッター角104は、約2度と約5度の間の値を有する。
When assembled on the
ブレード170は更に、上述のように、ブレード先端部60にて配置される先端研磨部120を備えることができる。図5において、先端研磨部120は、ブレード前縁固体ノーズ領域160の先端部60にて配置されるように図示される。或いは、先端研磨部120は、ブレード先端キャップ150の先端部60における他の好適な位置に配置してもよい。先端研磨部120は、先端摩擦中にアブレイダブル材料32の一部を除去することができる好適な材料から作られる。先端研磨部120は、ケーシング17内に配置されたアブレイダブル材料32に対する切削剤としての役割を果たす研磨材を含む。先端研磨部のアブレイダブル材料は、規則的又は不規則な形状とすることができ、半径が0.10インチ未満の鋭い縁部を有することができる。先端研磨部120は、埋め込み研磨材から構成される組成物を有するセラミック、金属、又は金属間結合材料から作られる。金属及び金属間粒子の場合、材料の硬度は、ビッカース硬度(g/mm2)が750を超えることになる。先端研磨部120において既知の研磨材を用いることができる。先端研磨部120に使用される好ましい既知の研磨材には、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、CBN又はダイアモンドが挙げられる。先端研磨部120は、ろう付け及び溶接などの既知の方法を用いてMLE158又は先端キャップ150に接合することができる。好ましい実施形態において、先端研磨部120は、ろう付けによりMLE158に接合される。ブレード15の代替の実施形態において、先端研磨部120は、溶射により、又は既知の接着剤を用いてMLE158及び/又は先端キャップ150に接合又は取り付けることができる。
The
別の態様において、図5に示すブレード170は、先端キャップ150の先端部60の少なくとも一部上に配置された第1及び第2の側壁44、46の間に延びる先端レーキ110(例えば、図4を参照)を含む。先端レーキ110は、先端摩擦中に翼形部42に誘起される荷重の低減を促進するレーキプロファイル112を有する。本明細書で既に説明されたように(図4を参照)、レーキプロファイル112は、先端摩擦事象中にブレード先端61とアブレイダブル材料32との間の接触がブレード先端の凹状縁部にて生じて摩擦荷重を低減するようなレーキ角114(「A」)を有する。先端レーキ110は、約2度と約15度との間のレーキ角114を有することができる。好ましい実施形態において、先端レーキ110は、約3度と約5度の間のレーキ角114を有する。
In another aspect, the
図6は、先端摩擦荷重を低減する方法300のステップを示すフローチャートである。本方法300は、ブレードの先端と、アブレイダブル材料32などの固定構造体との間の先端摩擦事象中の接触位置を選択するステップ305を含む。これは、例えば図4に示されており、接触位置は正圧側面44の前縁先端として選ばれる。ステップ310は、先端カッター部100の(本明細書で既に説明された)カッタープロファイル102を選択する段階を含む。ステップ315は、先端研磨部120を選択する任意選択のステップを含む。アブレイダブル材料32を機械加工できる好適な材料は、上述のように選択することができる。ステップ320は、同様に本明細書で既に説明されたように、先端レーキプロファイルを選択する任意選択のステップを含む。ステップ325は、ブレード先端上に先端カッター部100を組み込むステップを含む。好ましくは、これは、機械加工により行われるが、他の公知の方法を用いてもよい。ステップ330は、既に説明したように先端研磨部120を接合する(ステップ315で選択された場合)任意選択のステップを含む。ステップ335は、ブレード上の先端レーキ110のレーキプロファイル112を組み込む任意選択のステップを含む(ステップ320で選択された場合)。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the steps of a
ロータブレードの例示的な実施形態が上記詳細に説明された。ロータブレードは、本明細書で説明された特定の実施形態に限定されず、むしろ各組立体の構成要素は、本明細書で説明された他の構成要素と独立して別個に利用することができる。例えば、各ロータブレード構成要素はまた、限定ではないが、ブリスクを含む他のブレードシステム構成用要素と、並びにガスタービン及び非ガスタービンエンジンと組み合わせて用いることができる。本明細書で説明された本発明は、図1に示すタービンエンジンと関連して説明されたが、本発明の装置及び方法はまた、適切な修正を加えることにより、本明細書で説明されたように作動可能な圧縮機を備えたあらゆるエンジンに好適とすることができることは、当業者であれば理解され、また本明細書で説明される教示から分かるはずである。 An exemplary embodiment of a rotor blade has been described in detail above. The rotor blades are not limited to the specific embodiments described herein, but rather the components of each assembly may be utilized separately and independently of the other components described herein. it can. For example, each rotor blade component can also be used in combination with other blade system components, including but not limited to blisks, and gas turbines and non-gas turbine engines. Although the invention described herein has been described in connection with the turbine engine shown in FIG. 1, the apparatus and method of the present invention has also been described herein with appropriate modifications. It will be appreciated by those skilled in the art and from the teachings described herein that it can be suitable for any engine with a compressor operable in this manner.
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、本発明を当業者が実施及び利用することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。 This written description discloses the invention using examples, including the best mode, and also enables those skilled in the art to make and use the invention. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other embodiments are within the scope of the invention if they have structural elements that do not differ from the words of the claims, or if they contain equivalent structural elements that have slight differences from the words of the claims. It shall be in
15 ブレード
17 ケーシング
33 間隙ギャップ
32 固定構造体
40 ロータブレード
42 翼形部
44 側壁
46 側壁
60 先端部
61 翼形部先端
62 先端表面
80 重なり軸線
82 平面
100 先端カッター部
102 カッタープロファイル
104 カッター角
106 弓形凹部
108 平坦部
110 先端レーキ
112 レーキプロファイル
114 レーキ角
120 先端研磨部
125 回転方向
170 ブレード組立体
15
Claims (48)
前縁(48)及び後縁(50)において前記第1の側壁(44)に結合される第2の側壁(46)と、
前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端部(60)と、
前記先端部(60)付近で前記第1の側壁(44)上に配置され、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端カッター部(100)と、
を備えた翼形部(42)。 A first side wall (44);
A second sidewall (46) coupled to the first sidewall (44) at a leading edge (48) and a trailing edge (50);
A tip (60) extending between the first and second side walls (44, 46);
A tip cutter (100) disposed on the first side wall (44) near the tip (60) and capable of removing a portion of the abradable material (32) during tip friction;
An airfoil (42) comprising:
前縁(48)及び後縁(50)において前記第1の側壁(44)に結合される第2の側壁(46)と、
前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端部(60)と、
前記先端部(60)の少なくとも一部上に配置され、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端研磨部(120)と、
を備えた翼形部(42)。 A first side wall (44);
A second sidewall (46) coupled to the first sidewall (44) at a leading edge (48) and a trailing edge (50);
A tip (60) extending between the first and second side walls (44, 46);
A tip polishing portion (120) disposed on at least a portion of the tip (60) and capable of removing a portion of the abradable material (32) during tip friction;
An airfoil (42) comprising:
第1の側壁(44)と、前縁(48)及び後縁(50)において前記第1の側壁(44)に結合される第2の側壁(46)と、根元部(54)と、前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端部(60)と、前記先端部(60)付近で前記第1の側壁(44)上に配置され、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端カッター部(100)と、を備えた翼形部(42)を各々が含むように、前記ロータハブ(21)に結合された複数のロータブレード(15)と、
を備える、ロータ組立体(13)。 A rotor hub (21);
A first side wall (44); a second side wall (46) coupled to the first side wall (44) at a leading edge (48) and a trailing edge (50); a root part (54); A tip (60) extending between the first and second side walls (44, 46) and disposed on the first side wall (44) in the vicinity of the tip (60) and abradable during tip friction A plurality of rotor blades coupled to the rotor hub (21), each including an airfoil (42) comprising a tip cutter (100) capable of removing a portion of the material (32). (15) and
A rotor assembly (13).
第1の側壁(44)と、前縁(48)及び後縁(50)において前記第1の側壁(44)に結合される第2の側壁(46)と、根元部(54)と、前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端部(60)と、前記先端部(60)上に配置され、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端研磨部(120)と、を備えた翼形部(42)を各々が含むように、前記ロータハブ(21)に結合された複数のロータブレード(15)と、
を備える、ロータ組立体(13)。 A rotor hub (21);
A first side wall (44); a second side wall (46) coupled to the first side wall (44) at a leading edge (48) and a trailing edge (50); a root part (54); A tip (60) extending between the first and second sidewalls (44, 46) and disposed on the tip (60) to remove a portion of the abradable material (32) during tip friction. A plurality of blades (15) coupled to the rotor hub (21), each including an airfoil (42) with a tip polishing portion (120) capable of
A rotor assembly (13).
該翼形部(154)の少なくとも一部に結合され、先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端カッター部(100)を有する金属前縁(MLE)(158)と、
を備えるブレード組立体(170)。 An airfoil (154);
Metal leading edge (MLE) (MLE) having a tip cutter portion (100) coupled to at least a portion of the airfoil (154) and capable of removing a portion of the abradable material (32) during tip friction. 158),
A blade assembly (170) comprising:
第1の側壁(44)と、
前縁(48)及び後縁(50)において前記第1の側壁(44)に結合される第2の側壁(46)と、
根元部(54)と、
前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端部(60)と、
前記先端部(60)付近で前記少なくとも1つの翼形部(42)の第1の側壁(44)上に配置され、且つ先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端カッター部(100)と、
を備えた、ブリスク(180)。 A blisk (180) comprising a plurality of airfoils (42) extending from a hub (21), wherein each airfoil (42) comprises:
A first side wall (44);
A second sidewall (46) coupled to the first sidewall (44) at a leading edge (48) and a trailing edge (50);
The root (54),
A tip (60) extending between the first and second side walls (44, 46);
Disposed on the first sidewall (44) of the at least one airfoil (42) near the tip (60) and removing a portion of the abradable material (32) during tip friction. A tip cutter (100) capable of
Blisk (180) with
第1の側壁(44)と、
前縁(48)及び後縁(50)において前記第1の側壁(44)に結合される第2の側壁(46)と、
根元部(54)と、
前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端部(60)と、
前記少なくとも1つの翼形部(42)の先端部(60)上に配置され、且つ先端摩擦中にアブレイダブル材料(32)の一部を除去することができる先端研磨部(120)と、
を備えた、ブリスク(180)。 A blisk (180) comprising a plurality of airfoils (42) extending from a hub (21), wherein each airfoil (42) comprises:
A first side wall (44);
A second sidewall (46) coupled to the first sidewall (44) at a leading edge (48) and a trailing edge (50);
The root (54),
A tip (60) extending between the first and second side walls (44, 46);
A tip polishing section (120) disposed on the tip (60) of the at least one airfoil (42) and capable of removing a portion of the abradable material (32) during tip friction;
Blisk (180) with
前記翼形部(42)と固定構造体(32)との間の接触位置を選択するステップと、
先端カッター部(100)を組み込む前記翼形部(42)上の位置を選択するステップと、
前記先端カッター部(100)のカッタープロファイル(102)を選択するステップと、
前記翼形部(42)上の選択位置に前記先端カッター部(100)を組み込み、該先端カッター部(100)が先端摩擦中に前記固定構造体(32)の一部を除去して先端摩擦荷重を低減することができるようにするステップと、
を含む、方法(300)。 A method (300) for reducing a tip friction load on an airfoil (42), comprising:
Selecting a contact position between the airfoil (42) and the stationary structure (32);
Selecting a position on the airfoil (42) to incorporate the tip cutter (100);
Selecting a cutter profile (102) of the tip cutter (100);
The tip cutter part (100) is incorporated at a selected position on the airfoil part (42), and the tip cutter part (100) removes a part of the fixed structure (32) during tip friction, and tip friction. Allowing the load to be reduced;
A method (300) comprising:
前記翼形部(42)の一部に沿って翼弦方向に延びる、請求項28に記載の方法(300)。 The tip cutter (100) is
The method (300) of claim 28, wherein the method (300) extends in a chordal direction along a portion of the airfoil (42).
前記翼形部(42)上の選択位置で前記先端カッター部プロファイル(102)を機械加工するステップを含む、請求項28に記載の方法(300)。 The step of incorporating the tip cutter part (100) comprises:
The method (300) of claim 28, comprising machining the tip cutter profile (102) at selected locations on the airfoil (42).
前縁(48)及び後縁(50)に接続され且つ根元部(54)から先端部(60)までスパン方向で延びる第1の側壁(44)と第2の側壁(46)とを含むロータブレード(15)を提供するステップと、
前記先端部(60)の一部からブレード材料を除去し、カッタープロファイル(102)を有する先端カッター部(100)を形成するステップと、
先端摩擦中に前記先端カッター部(100)がアブレイダブル材料(32)を機械加工し、先端摩擦中に前記ブレードに誘起される半径方向荷重を低減できるように前記ロータブレード(15)をロータハブ(21)に結合するステップと、
を含む、方法。 A method for assembling a rotor assembly (13) comprising:
A rotor including a first sidewall (44) and a second sidewall (46) connected to the leading edge (48) and the trailing edge (50) and extending in a span direction from the root portion (54) to the tip portion (60) Providing a blade (15);
Removing blade material from a portion of the tip (60) to form a tip cutter (100) having a cutter profile (102);
The tip cutter portion (100) machines the abradable material (32) during tip friction so that the rotor blade (15) is a rotor hub so that the radial load induced on the blade during tip friction can be reduced. Coupling to (21);
Including a method.
翼形部(154)と、該翼形部(154)の少なくとも一部に結合された金属前縁(MLE)(158)とを含むブレード組立体(170)を提供するステップと、
前記MLEの一部から材料を除去し、カッタープロファイル(102)を有する先端カッター部(100)を形成するステップと、
先端摩擦中に前記先端カッター部(100)がアブレイダブル材料(32)を機械加工し、先端摩擦中に前記ブレードに誘起される半径方向荷重を低減できるように前記ブレード組立体(170)をロータハブ(21)に結合するステップと、
を含む、方法。 A method for assembling a rotor assembly (13) comprising:
Providing a blade assembly (170) comprising an airfoil (154) and a metal leading edge (MLE) (158) coupled to at least a portion of the airfoil (154);
Removing material from a portion of the MLE to form a tip cutter portion (100) having a cutter profile (102);
The blade assembly (170) can be machined by the tip cutter portion (100) during tip friction to reduce the radial load induced on the blade during tip friction. Coupling to the rotor hub (21);
Including a method.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/494,610 US8662834B2 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Method for reducing tip rub loading |
US12/494,610 | 2009-06-30 | ||
US12/494,595 US8657570B2 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Rotor blade with reduced rub loading |
US12/494,595 | 2009-06-30 | ||
PCT/US2010/036996 WO2011002570A1 (en) | 2009-06-30 | 2010-06-02 | Rotor blade and method for reducing tip rub loading |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012532268A true JP2012532268A (en) | 2012-12-13 |
JP5628307B2 JP5628307B2 (en) | 2014-11-19 |
Family
ID=42543343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012517542A Expired - Fee Related JP5628307B2 (en) | 2009-06-30 | 2010-06-02 | Rotor blade and method for reducing tip friction load |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2449216A1 (en) |
JP (1) | JP5628307B2 (en) |
CA (1) | CA2766534C (en) |
WO (1) | WO2011002570A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10221698B2 (en) | 2014-02-14 | 2019-03-05 | United Technologies Corporation | Polymer-coated blade with abrasive tip |
DE102014212652A1 (en) | 2014-06-30 | 2016-01-14 | MTU Aero Engines AG | flow machine |
US10060273B2 (en) | 2015-04-15 | 2018-08-28 | United Technologies Corporation | System and method for manufacture of abrasive coating |
US10794394B2 (en) | 2015-04-15 | 2020-10-06 | Raytheon Technologies Corporation | Abrasive tip for composite fan blades |
US11268183B2 (en) | 2015-05-06 | 2022-03-08 | Raytheon Technologies Corporation | Method of forming an abrasive coating on a fan blade tip |
GB201900961D0 (en) | 2019-01-24 | 2019-03-13 | Rolls Royce Plc | Fan blade |
IT202000003853A1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-08-25 | Nobili S P A | EQUIPMENT, IN PARTICULAR AN ATOMIZER, FOR SPRAYING A TREATMENT FLUID, OR LIQUID |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3050537U (en) * | 1997-02-03 | 1998-07-21 | イスカーリミテッド | Inserts, cutting tool assemblies and tool holders |
JP2008163949A (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-17 | General Electric Co <Ge> | Apparatus for fabricating rotor assembly |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3096930A (en) * | 1961-06-26 | 1963-07-09 | Meyerhoff Leonard | Propeller design |
FR2615254A1 (en) * | 1987-05-13 | 1988-11-18 | Snecma | MOBILE BLOWER BLADE COMPRISING AN END END |
US4884820A (en) * | 1987-05-19 | 1989-12-05 | Union Carbide Corporation | Wear resistant, abrasive laser-engraved ceramic or metallic carbide surfaces for rotary labyrinth seal members |
US5275531A (en) * | 1993-04-30 | 1994-01-04 | Teleflex, Incorporated | Area ruled fan blade ends for turbofan jet engine |
US5476363A (en) * | 1993-10-15 | 1995-12-19 | Charles E. Sohl | Method and apparatus for reducing stress on the tips of turbine or compressor blades |
GB9325135D0 (en) * | 1993-12-08 | 1994-02-09 | Rolls Royce Plc | Manufacture of wear resistant components |
US5456576A (en) * | 1994-08-31 | 1995-10-10 | United Technologies Corporation | Dynamic control of tip clearance |
US6338609B1 (en) * | 2000-02-18 | 2002-01-15 | General Electric Company | Convex compressor casing |
EP1391537B1 (en) * | 2001-05-31 | 2012-02-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Coating forming method and coating forming material, and abrasive coating forming sheet |
US6843928B2 (en) * | 2001-10-12 | 2005-01-18 | General Electric Company | Method for removing metal cladding from airfoil substrate |
GB0216952D0 (en) * | 2002-07-20 | 2002-08-28 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine casing and rotor blade arrangement |
EP1820938A1 (en) * | 2006-02-20 | 2007-08-22 | ABB Turbo Systems AG | Cleaning elements on blade tips of an exhaust turbine |
JP4830812B2 (en) * | 2006-11-24 | 2011-12-07 | 株式会社Ihi | Compressor blade |
-
2010
- 2010-06-02 WO PCT/US2010/036996 patent/WO2011002570A1/en active Application Filing
- 2010-06-02 CA CA2766534A patent/CA2766534C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-02 EP EP10727571A patent/EP2449216A1/en not_active Withdrawn
- 2010-06-02 JP JP2012517542A patent/JP5628307B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3050537U (en) * | 1997-02-03 | 1998-07-21 | イスカーリミテッド | Inserts, cutting tool assemblies and tool holders |
JP2008163949A (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-17 | General Electric Co <Ge> | Apparatus for fabricating rotor assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2449216A1 (en) | 2012-05-09 |
CA2766534A1 (en) | 2011-01-06 |
JP5628307B2 (en) | 2014-11-19 |
CA2766534C (en) | 2017-12-12 |
WO2011002570A1 (en) | 2011-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8657570B2 (en) | Rotor blade with reduced rub loading | |
US8662834B2 (en) | Method for reducing tip rub loading | |
JP3948926B2 (en) | Method and apparatus for reducing circumferential rim stress in a rotor assembly | |
JP5628307B2 (en) | Rotor blade and method for reducing tip friction load | |
JP5450997B2 (en) | Rotor blade | |
US8834129B2 (en) | Turbofan flow path trenches | |
JP4058000B2 (en) | Fan blade with an embrittled tip | |
CA2615625C (en) | Methods and apparatus for fabricating a rotor assembly | |
US8845283B2 (en) | Compressor blade with flexible tip elements and process therefor | |
CA2880602C (en) | Shrouded blade for a gas turbine engine | |
JP2006348937A (en) | Turbine blade and method of fabricating same | |
EP4130430A1 (en) | Integrated bladed rotor | |
EP2935790B1 (en) | Composite aerofoil structure with a cutting edge tip portion | |
US20200157953A1 (en) | Composite fan blade with abrasive tip | |
EP3299580A1 (en) | Retaining ring end gap features | |
EP3456919B1 (en) | Rotor, corresponding gas turbine engine and method of forming a rotor | |
JPH08303204A (en) | Moving blade sealing structure for gas turbine | |
GB2543327A (en) | Aerofoil tip profiles | |
CN102536889B (en) | Compressor blade, possess its turbine and the method suppressing its friction collision | |
JPH0861092A (en) | Rotor blade sealing structure of gas turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140508 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140515 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140811 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140902 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141001 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5628307 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |