JP2012532268A - Rotor blade and method for reducing tip friction load - Google Patents

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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4
The 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.

本発明の例示的な実施形態による翼形部を含む例示的なガスタービンエンジンの概略図。1 is a schematic diagram of an exemplary gas turbine engine including an airfoil according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の例示的な実施形態による翼形部を含むロータブレードの斜視図。1 is a perspective view of a rotor blade including an airfoil according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 図2に示す翼形部の先端部の斜視図。The perspective view of the front-end | tip part of the airfoil part shown in FIG. 図1に示すガスタービンエンジンのケーシング内に位置付けられる、図2に示す翼形部の先端部の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the tip of the airfoil shown in FIG. 2 positioned in the casing of the gas turbine engine shown in FIG. 1. 本発明の代替の実施形態による、例示的なロータブレードの概略図。FIG. 4 is a schematic diagram of an exemplary rotor blade, according to an alternative embodiment of the present invention. 先端摩擦荷重を低減する方法のステップを示すフローチャート。The flowchart which shows the step of the method of reducing a tip friction 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 blade 15 with a tip portion 60 that facilitates reducing friction loads induced on the rotor blade 15 when tip friction occurs between the rotor blade 15 and the casing 17. 1 is a schematic view of an exemplary engine assembly 10 having an embodiment. FIG. The engine assembly 10 having a longitudinal axis 12 includes a fan assembly 13, a booster compressor 14, a core gas turbine engine 16, and a low pressure turbine 26 coupled to the fan assembly 13 and booster compressor 14. . The core gas turbine engine 16 includes a high pressure compressor 22, a combustor 24, and a high pressure turbine 18. The booster compressor 14 includes a plurality of rotor blades 40 that extend substantially radially outward from the rotor disk 20 coupled to the first drive shaft 31. The engine assembly 10 has an intake side 28 and an exhaust side 30. The compressor 22 and the high pressure turbine 18 are coupled together by a second drive shaft 29.

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 engine 10 through the intake side 28 and flows through the fan assembly 13, and pressurized air is supplied from the fan assembly 13 to the booster compressor 14 and the high pressure compressor 22. The plurality of rotor blades 40 pressurize air and supply the pressurized air to the core gas turbine engine 16. The air stream is further pressurized by the high pressure compressor 22 and fed to the combustor 24. Hot gas from the combustor 24 drives the rotary turbines 18 and 26 and exits the gas turbine engine 10 through the exhaust side 30.

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, rotor blades 15 and rotor assemblies 13 used in gas turbine engines 10. FIG. 2 is a perspective view of the rotor blade 15 used in the fan or compressor section of the engine 10. In FIG. 1, the rotor blade indicated by reference numeral 15 is a fan rotor blade, and the rotor blade indicated by reference numeral 40 is a compressor section rotor blade. Although the present invention will be described with respect to fans and compressor rotor blades, the present invention is not limited to such components and is not limited to such components, but with an integral bladed disk ("BLISKS") with integral airfoils and turbine rotors 18,26. ]). In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the first side wall 44 (also referred to herein as “pressure side” and “concave side”), the second side wall 46 (also referred to herein as “ A rotor blade 15 is provided that includes an airfoil 42 having a suction side and a convex side), a root 54, and a tip 60. The rotor blade 15 includes an airfoil portion 42, a platform portion 55, and an integral dovetail portion 43 that is used to mount the rotor blade 15 to the rotor hub 21. The airfoil 42 includes a first side wall 44 and a second side wall 46. In the exemplary embodiment, the first side wall 44 is substantially concave and defines the pressure side of the rotor blade 15, and the second side wall 46 is substantially convex and defines the suction side of the rotor blade 15. The side walls 44 and 46 are joined together at a leading edge 48 and an axially spaced trailing edge 50. The trailing edge 50 is spaced in the chord direction and downstream from the leading edge 48. The first and second sidewalls 44 and 46 each extend from the blade root 54 to the blade tip 60 with a span 52 longitudinally or radially outward. The tip 60 is defined between the side walls 44 and 46 and includes a tip surface 62, a concave edge 64, and a convex edge 66. The dovetail portion 43 is positioned at the root portion 54 and includes a platform 55 that extends circumferentially outward from the first and second side walls 44 and 46, respectively. In the exemplary embodiment, dovetail 43 is positioned substantially axially adjacent to root portion 54. In an alternative embodiment, dovetail 43 is positioned substantially circumferentially adjacent root 54. The rotor blades 15, 40 can have any conventional form and may or may not include a dovetail 43 or platform 55. For example, the airfoil 42 of the rotor blades 15, 40 can be formed integrally with the rotor hub 21 or disk (or referred to herein as a blisk). In the blisk configuration, the rotor blades 15, 40 do not include the dovetail 43 and the platform 55.

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 abradable material 32 is coupled to a casing 17 that extends circumferentially about the longitudinal axis 12. The platform 55 of the rotor blade 40 defines the inner boundary of the flow path 35 that extends through the booster compressor 14. In an alternative embodiment, for example, an inner boundary such as blisk 180 can be defined by the rotor disk 21 (shown in FIG. 1). The casing 17 and the abradable material 32 define the radially outer boundary of the flow path 35. As shown in FIG. 4, the abradable material 32 is spaced from each rotor blade tip 60 by distances D1 and D2, and a gap gap 33 is defined between the material 32 and the airfoil 42. It becomes like this. Specifically, the abradable material 32 is disposed at a distance D2 from the convex edge 66 and a distance D1 from the concave edge 64. The distances D1 and D2 are selected so that tip friction between the rotor blades 15, 40 and the abradable material 32 can be prevented during engine operation. In the exemplary embodiment, the inner and outer boundaries of the flow path are not parallel and the overlap axis 80 need not be perpendicular to the outer flow path boundary.

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 longitudinal axis 12. Thus, the rotor blades 15, 40 are more specifically excluding minor fluctuations due to slight instability of the engine 10 so that the gap gap 33 (see FIG. 4) is substantially maintained. , Rotate about the longitudinal axis 12 so that the tip 60 remains at a distance D1 from the abradable material 32. The gap gap 33 is also sized to reduce the amount of air that can flow past the tip 60 during engine operation, i.e. tip leakage.

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 blade 15 may be displaced so that the tip 60 rubs the abradable material 32. During such tip friction, a portion of the airfoil tip can be pushed into the abradable material 32 and radial and axial loads can be induced on the rotor blade. This type of frequent tip friction can increase radial loads and blade vibration. Such loads and vibrational stresses can increase and sustain the dynamic stress of conventional airfoils, which can subject the conventional airfoils to material fatigue. Continued operation with material fatigue over a period of time may cause blade cracking and / or reduce the useful life of the rotor blade.

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 fan rotor blade 15 according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of the tip of the airfoil 42 of the rotor blade 15. 4 is a cross-sectional view of the tip of the airfoil 42 of the rotor blade shown in FIG. 2 positioned in the casing 17 of the gas turbine engine 10 shown in FIG. Specifically, in the exemplary embodiment shown in FIGS. 2-4, the rotor blade 15 is a tip that facilitates reducing the radial load induced on the blade 15 when tip friction occurs during engine operation. Part 60.

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 abradable material 32 at the airfoil tip at a particular operating condition. Are provided near the airfoil tip 61 and the leading edge 48 region. Specifically, these features reduce the frictional load by removing a portion of the abradable material 32 by machining. One such feature shown in the exemplary embodiment herein (see FIG. 2) is a tip cutter portion 110 disposed near the tip portion 60. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the tip cutter portion 100 is positioned near the leading edge 48 near the tip 61 on the “pressure side” (first side wall 44) of the airfoil 42. The tip cutter portion 100 has a cutter profile 102 with geometric features (see FIG. 4) that can remove a portion of the abradable material 32 by machining during tip friction. The exemplary cutter profile 102 shown in FIG. 4 includes a cutter angle 104 disposed at the leading edge 48 of the airfoil tip 61. As shown in FIG. 4, the cutter angle 104 is an angle between the leading edge 48 and the flat portion 108 of the blade tip 61. Cutter angle 104 is selected to facilitate machining and removal of abradable material 32 during a tip friction event. The cutter angle 104 can have a value between about 1 degree and 10 degrees. In a preferred embodiment, the cutter angle 104 has a value between about 2 degrees and about 5 degrees. The cutter profile 102 shown in FIG. 4 further includes an arcuate recess 106 that extends into the airfoil to a particular depth “B” (see FIG. 4). In a preferred embodiment, the depth “B” has a value of about 0.005 inches. In other embodiments, the depth “B” may have a value of about 0.050 inches. The cutter profile 102 near the tip 61 extends in the span direction along a portion of the leading edge 48 as shown in FIG. The cutter profile 102 also extends chordally along the portion of the airfoil 42 from the leading edge 48 toward the trailing edge 50, and the depth “B” and cutter angle 108 gradually decrease to zero. Thus, the air flow is smoothly continuous with the concave side surface 44 of the airfoil so as to promote a smooth air flow in the airfoil 42.

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 airfoil 42 has a tip polisher 120 disposed on the tip 60, such as near the leading edge 48 as shown in FIG. The tip polishing unit 120 includes an abrasive that is applied to the tip of the airfoil and serves as a cutting agent for the abradable material 32 disposed in the casing 17. The abradable material of the tip abrasive can be regular or irregular in shape and can have sharp edges with a radius of less than 0.10 inches. The tip polisher 120 is made of a suitable material that can remove a portion of the abradable material 32 during tip friction. The tip polishing portion 120 is made of a ceramic, metal, or intermetallic bonding material having a composition composed of an embedded abrasive. In the case of metal and intermetallic particles, the material has a Vickers hardness (g / mm 2 ) of over 750. A known abrasive can be used in the tip polishing portion 120. Preferred known abrasives used for the tip polishing section 120 include aluminum oxide, silicon carbide, CBN, or diamond. The tip grind 120 can be joined to the airfoil 42 using known methods such as brazing and welding. In a preferred embodiment, the tip polisher 120 is joined to the airfoil 42 by brazing. In an alternative embodiment of the blade 15, the tip abrasive 120 can be joined or attached to the airfoil 42 by thermal spraying or using a known adhesive. The tip polisher 120 is shown in FIG. 4 to be located near the tip of the leading edge 48, but in alternative embodiments, the blade tip near the trailing edge 50 or other suitable location on the tip 61. You may arrange in.

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 second sidewalls 44, 46 disposed on at least a portion of the tip 60. The tip rake 110 has a rake profile 112 that facilitates reducing the load induced on the airfoil 42 during tip friction. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the rake profile 112 has a rake angle 114 (“A”) relative to a plane 82 that is substantially perpendicular to the overlap axis 80 of the airfoil 42. The overlap axis 80 is an axis extending from the root portion 54 to the tip portion 60 in the span direction through the blade 15. The tip rake 110 may have a rake angle 114 between about 2 degrees and about 15 degrees. In a preferred embodiment, the tip rake 110 has a rake angle 114 between about 3 degrees and about 5 degrees.

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 tip surface 62 extends diagonally between the airfoil sidewalls 44 and 46. More specifically, the tip surface 62 is oriented with a rake angle A. The rake angle A of the tip surface 62 is measured with respect to a plane 82 extending through the rotor blade 15 substantially perpendicular to the overlap axis 80. Plane 82 allows for the creation and orientation of tip surface 162. In one embodiment, during the fabrication process, the plane 82 is established using a plurality of reference points defined on the outer surface of the blade 15. Alternatively, the blade tip surface 62 can be directed to any rake angle A that allows the blade 15 to function as described herein.

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, tip surface 62 has a rake profile 112 defined by rake angle A. The orientation of the rake tip surface 62 defined by the rake profile 112 causes the gap gap 33 to be non-uniform across the blade tip 60. Specifically, in the exemplary embodiment, since the tip surface 62 is oriented at the rake angle A, the height D2 of the gap gap 33 at the convex edge 66 (see FIGS. 2 and 4) is a concave edge. It is larger than the height D1 of the gap gap 33 at the portion 64 (see FIGS. 2 and 4). In the exemplary embodiment, surface 62 having rake profile 112 is formed via a rake process. Alternatively, the surface 62 can be flat with a substantially constant rake angle A using any other known fabrication process, including but not limited to a machining process.

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 blade 15 including a tip 60 as described herein. Specifically, the tip cutter portion 100 is formed near the tip of a blade as described herein by machining or other known methods. Further, optionally, the tip polisher 120 is coupled to an existing blade as described herein and shown in FIGS. Further optionally, excess blade material can be removed from the existing blade tip 60 via a rake process to prevent the convex edge 66 from contacting the abradable material 32 during tip friction. A tip 60 having a corresponding rake profile 112 and rake angle A is formed. The rake angle A can have a value between about 5 degrees and about 15 degrees. More specifically, in a preferred embodiment, rake angle A has a value between about 3 degrees and about 5 degrees. In an alternative embodiment, the blade 15 is formed by a known process with a rake profile 112 and a tip 60 having a rake angle A and a tip cutter portion 100, the tip 60 being a desired rake profile 112 and cutter. Formed with a profile 102 and, optionally, a tip polishing section 112 is added to the tip 61.

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 rotor disk 20 rotates within a track diameter substantially about the longitudinal axis 12. Accordingly, the rotor blades 15, 40 rotate about the longitudinal axis 12 and a sufficient gap gap 33 is maintained between the rotor blade tip 60 and the abradable material 32. If the blades 15, 40 are deflected, the tip 60 may unintentionally rub the abradable material 32. As shown in FIGS. 2 and 4, the tip 60 is directed to the rake angle A during tip friction, so the concave edge 64 is closer to the abradable material 32 than the convex edge 66. When the tip polishing portion 120 exists, the abradable material 32 is first contacted, and a part of the abradable material 32 is removed by machining. The tip cutter portion 100 is located at the leading edge of the blade 15 in the rotational direction 125 and removes a portion of the braidable material 32 by machining during a tip friction event. Cutter profile 102 is such that cutter angle 104 contacts abradable material 32 at an angle to machine it, and arcuate recess 106 removes machined abradable material 32 from tip 61. . As a result, it is possible to reduce the radial and axial loads induced on the rotor blade 15 during tip friction as compared to the conventional rotor blade. In addition, the dynamic stress induced in the blade 15 can lead to blade cracking in conventional blades due to material fatigue, which can also be reduced. Specifically, during tip friction, the abradable material 32 is removed by machining rather than being pushed into contact with the casing 17 as in a conventional blade, so that the loads and vibrations induced in the blade 15 Stress is reduced.

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 blade 170 having features for reducing tip friction loads as described above. The exemplary blade 170 shown in FIG. 5 may be used with the gas turbine engine 10 (shown in FIG. 1). Fan blade 170 includes an airfoil 154 and a blade tip cap 150 that cooperates with a radially innermost surface (not shown) of casing 17 to form clearance 33 (shown in FIG. 1) therebetween. In an alternative exemplary embodiment shown in FIG. 5, the cap 150 is formed from a titanium metal sheet. Alternatively, the cap 150 is formed from any material that allows operation of the blade 170 as described herein. The blade 170 also includes a dovetail root 152 that allows coupling to the rotor hub 21. The airfoil 154 of the blade 170 is formed from a known material through processes known in the art. Such materials include, but are not limited to, composite materials. The blade 170 also includes a triangular edge guard 156. In the exemplary embodiment, guard 156 is formed from a titanium sheet metal. Alternatively, guard 156 is formed from any material that allows operation of blade 170 in engine 10. The airfoil 154 has a first radial length 157.

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 blade 170 further includes a metal leading edge (MLE) 158. The MLE 158 is formed from any metallic material that facilitates the operation of the fan assembly 13 in the engine 10, including but not limited to titanium alloys and inconel alloys. MLE 158 and cap 150 and guard 156 are coupled to airfoil 154 by methods known in the art, including but not limited to brazing, welding, and gluing. The MLE 158 includes a solid nose region 160 and a plurality of sidewalls 162 (only one exterior sidewall 162 is shown in FIG. 5). The MLE 158 extends along substantially all of the airfoil radial length 157. Further, the radially innermost portion of the MLE 158 extends radially inward along the root portion 152 and the radially outermost portion of the MLE 158 faces radially outward so that the MLE 158 is substantially flush with the cap 150. Extend. Accordingly, in the exemplary embodiment, MLE 158 is configured with a second radial length 163 that is greater than first radial length 157. Alternatively, the length 163 is any value that facilitates the operation of the blade 170 during a tip friction event as previously described herein.

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 engine 10, the blade 170 and the casing 37 cooperate to form a clearance 33 therebetween. As already described herein, under certain engine operating conditions, the tip 61 of the rotor blade 170 may contact the abradable material 32 surrounding the blade tip (see FIGS. 1-4). it can. For example, a non-equilibrium condition in the engine 10 (shown in FIG. 1) may facilitate a reduction in the radial distance between the tip cap 150 and the casing 17, thereby abradable material in the cap 150 and the casing 17. The possibility of contact or friction with 32 increases. Such friction induces radial and tangential forces, and at least some of such loads are transmitted to the casing 17 and part of the airfoil 154. An alternative exemplary embodiment of the blade 170 shown in FIG. 5 is disposed within the blade tip 60 and has features that reduce tip friction loads as described hereinabove. The blade 170 has a tip cutter portion 100 disposed at the tip portion 60 of the blade leading edge solid nose region 160. The tip cutter portion 100 has a cutter profile 102 with a flat portion 108, a cutter angle 104, and an arcuate recess 106, as described hereinabove. Tip cutter portion 100 is configured to contact abradable material 32 at an angle during a tip friction event, which is machined away, resulting in a reduced friction load. The recess 106 of the cutter profile 102 is such that the abradable material 32 to be machined is removed from the contact area. The cutter angle 104 can have a value between about 1 degree and about 10 degrees. In a preferred embodiment, the cutter angle 104 has a value between about 2 degrees and about 5 degrees.

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 blade 170 may further include a tip polishing portion 120 disposed at the blade tip portion 60 as described above. In FIG. 5, the tip polishing portion 120 is illustrated as being disposed at the tip portion 60 of the blade leading edge solid nose region 160. Alternatively, the tip polishing portion 120 may be disposed at another suitable position in the tip portion 60 of the blade tip cap 150. The tip polisher 120 is made of a suitable material that can remove a portion of the abradable material 32 during tip friction. The tip polishing portion 120 includes an abrasive that serves as a cutting agent for the abradable material 32 disposed in the casing 17. The abradable material of the tip abrasive can be regular or irregular in shape and can have sharp edges with a radius of less than 0.10 inches. The tip polishing portion 120 is made of a ceramic, metal, or intermetallic bonding material having a composition composed of an embedded abrasive. In the case of metal and intermetallic particles, the material has a Vickers hardness (g / mm 2 ) of over 750. A known abrasive can be used in the tip polishing portion 120. Preferred known abrasives used for the tip polishing section 120 include aluminum oxide, silicon carbide, CBN, or diamond. The tip polishing portion 120 can be joined to the MLE 158 or the tip cap 150 using a known method such as brazing and welding. In a preferred embodiment, the tip polishing portion 120 is joined to the MLE 158 by brazing. In an alternative embodiment of the blade 15, the tip polisher 120 can be joined or attached to the MLE 158 and / or the tip cap 150 by thermal spraying or using a known adhesive.

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 blade 170 shown in FIG. 5 includes a tip rake 110 (e.g., FIG. 5) that extends between first and second sidewalls 44, 46 disposed on at least a portion of the tip 60 of the tip cap 150. 4). The tip rake 110 has a rake profile 112 that facilitates reducing the load induced on the airfoil 42 during tip friction. As already described herein (see FIG. 4), the rake profile 112 allows the contact between the blade tip 61 and the abradable material 32 at the concave edge of the blade tip during a tip friction event. It has a rake angle 114 ("A") that occurs to reduce the frictional load. The tip rake 110 may have a rake angle 114 between about 2 degrees and about 15 degrees. In a preferred embodiment, the tip rake 110 has a rake angle 114 between about 3 degrees and about 5 degrees.

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 method 300 for reducing tip friction load. The method 300 includes selecting 305 a contact location during a tip friction event between the tip of the blade and a stationary structure such as abradable material 32. This is illustrated, for example, in FIG. 4 where the contact location is selected as the leading edge tip of the pressure side 44. Step 310 includes selecting a cutter profile 102 (as already described herein) for the tip cutter portion 100. Step 315 includes an optional step of selecting the tip polisher 120. Suitable materials that can machine the abradable material 32 can be selected as described above. Step 320 also includes an optional step of selecting a tip rake profile, as already described herein. Step 325 includes incorporating the tip cutter portion 100 onto the blade tip. This is preferably done by machining, but other known methods may be used. Step 330 includes the optional step of joining the tip polisher 120 as previously described (if selected in step 315). Step 335 includes an optional step that incorporates the rake profile 112 of the tip rake 110 on the blade (if selected in step 320).

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 Blade 17 Casing 33 Gap gap 32 Fixed structure 40 Rotor blade 42 Airfoil portion 44 Side wall 46 Side wall 60 Tip portion 61 Airfoil tip 62 Tip surface 80 Overlapping axis 82 Plane 100 Tip cutter portion 102 Cutter profile 104 Cutter angle 106 Arc Concave portion 108 Flat portion 110 Tip rake 112 Rake profile 114 Rake angle 120 Tip polishing portion 125 Direction of rotation 170 Blade assembly

Claims (48)

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、
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:
前記先端カッター部(100)が、先端摩擦中に前記翼形部(42)に誘起された荷重の低減を促進するカッタープロファイル(102)を有する、請求項1に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) according to claim 1, wherein the tip cutter (100) has a cutter profile (102) that facilitates reducing a load induced on the airfoil (42) during tip friction. . 前記カッタープロファイル(102)が、前記翼形部先端の前縁(48)に配置されるカッター角(104)を含む、請求項2に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) of claim 2, wherein the cutter profile (102) includes a cutter angle (104) disposed at a leading edge (48) of the airfoil tip. 前記カッター角(104)が、約2度と約4度の間の値を有する、請求項3に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) of claim 3, wherein the cutter angle (104) has a value between about 2 degrees and about 4 degrees. 前記先端カッター部(100)が前記前縁(48)の一部に沿って延びる、請求項1に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) of claim 1, wherein the tip cutter (100) extends along a portion of the leading edge (48). 前記先端カッター部(100)が前記翼形部(42)の一部に沿って翼弦方向に延びる、請求項1に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) of claim 1, wherein the tip cutter (100) extends in a chordal direction along a portion of the airfoil (42). 前記先端部(60)上に配置された先端研磨部(120)を更に備え、該先端研磨部(120)が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、請求項1に記載の翼形部(42)。   A tip polishing portion (120) disposed on the tip portion (60), the tip polishing portion (120) can remove a portion of the abradable material (32) during tip friction; The airfoil (42) according to claim 1. 前記先端部(60)の少なくとも一部上に配置され且つ前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端レーキ(110)を更に備え、該先端レーキ(110)が、先端摩擦中に前記翼形部(42)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(112)を有する、請求項1に記載の翼形部(42)。   A tip rake (110) disposed on at least a portion of the tip (60) and extending between the first and second sidewalls (44, 46), the tip rake (110) having tip friction; The airfoil (42) of claim 1, having a rake profile (112) therein that facilitates a reduction in loads induced on the airfoil (42). 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、
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:
前記先端研磨部が前記前縁(48)付近に配置される、請求項9に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) according to claim 9, wherein the tip polishing portion is disposed near the leading edge (48). 前記先端研磨部(120)が前記後縁(50)付近に配置される、請求項9に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) according to claim 9, wherein the tip polishing portion (120) is disposed near the trailing edge (50). 前記先端研磨部(120)がセラミック材料を含む、請求項9に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) of claim 9, wherein the tip polish (120) comprises a ceramic material. 前記先端研磨部(120)が、ろう付けにより前記翼形部(42)に接合される、請求項9に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) according to claim 9, wherein the tip abrasive (120) is joined to the airfoil (42) by brazing. 前記先端研磨部(120)が、溶射により前記翼形部(42)により付けられる、請求項9に記載の翼形部(42)。   The airfoil (42) according to claim 9, wherein the tip abrasive (120) is applied by the airfoil (42) by thermal spraying. 前記先端部(60)の少なくとも一部上に配置され且つ前記第1及び第2の側壁(44、46)間に延びる先端レーキ(110)を更に備え、該先端レーキ(110)が、先端摩擦中に前記翼形部(42)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(112)を有する、請求項9に記載の翼形部(42)。   A tip rake (110) disposed on at least a portion of the tip (60) and extending between the first and second sidewalls (44, 46), the tip rake (110) having tip friction; The airfoil (42) of claim 9, having a rake profile (112) therein that facilitates reducing a load induced on the airfoil (42). 重なり軸線(80)と、該重なり軸線(80)に実質的に垂直な平面(82)とを更に備え、前記先端レーキ(110)が、前記平面(82)に対して約5度と約15度の間のレーキ角(114)を有する、請求項15に記載の翼形部(42)。   And an overlap axis (80) and a plane (82) substantially perpendicular to the overlap axis (80), wherein the tip rake (110) is about 5 degrees and about 15 with respect to the plane (82). The airfoil (42) of claim 15, having a rake angle (114) between degrees. ケーシング(17)内に配置された請求項15に記載の翼形部(42)であって、前記ケーシング(17)と前記第1の側壁(44)との間で測定された第1の距離(131)が、前記ケーシング(17)と前記第2の側壁(46)との間で測定された第2の距離(132)よりも小さい、翼形部(42)。   An airfoil (42) according to claim 15, disposed in a casing (17), the first distance measured between the casing (17) and the first side wall (44). An airfoil (42), wherein (131) is less than a second distance (132) measured between the casing (17) and the second sidewall (46). ロータ組立体(13)の一部を形成する請求項15に記載の翼形部(42)であって、アブレイダブル材料(32)が前記ロータ組立体(13)の長手方向軸線(12)の周りに円周方向に延び、前記先端レーキプロファイル(112)により、前記第1の側壁(44)付近の前記先端研磨部(120)が前記アブレイダブル材料(32)に接触するようにすることが可能になると共に、前記第2の側壁(46)は先端摩擦中に前記アブレイダブル材料(32)との接触が回避される、翼形部(42)。   The airfoil (42) of claim 15, wherein the abradable material (32) forms a part of the rotor assembly (13), wherein the abradable material (32) is a longitudinal axis (12) of the rotor assembly (13). The tip rake profile (112) causes the tip polishing portion (120) near the first sidewall (44) to contact the abradable material (32). The airfoil (42), wherein the second side wall (46) is allowed to contact the abradable material (32) during tip friction. ロータハブ(21)と、
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).
アブレイダブルケーシング(17)が前記ロータ組立体(13)の周りで円周方向に延び、前記先端カッター部(100)が先端摩擦中に前記翼形部(42)に誘起された荷重の低減を促進するカッタープロファイル(102)を有する、請求項19に記載のロータ組立体(13)。   An abradable casing (17) extends circumferentially around the rotor assembly (13) to reduce the load induced on the airfoil (42) during tip friction of the tip cutter (100). The rotor assembly (13) of claim 19, wherein the rotor assembly (13) has a cutter profile (102) that facilitates. ロータハブ(21)と、
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).
アブレイダブルケーシング(17)が前記ロータ組立体(13)の周りで円周方向に延び、前記先端研磨部(120)が先端摩擦中に前記翼形部(42)に誘起された荷重の低減を促進する、請求項19に記載のロータ組立体(13)。   An abradable casing (17) extends circumferentially around the rotor assembly (13) to reduce the load induced on the airfoil (42) during tip friction of the tip polishing portion (120). The rotor assembly (13) of claim 19, wherein the rotor assembly (13) promotes. 翼形部(154)と、
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:
前記ブレード組立体(170)の先端部(60)上に配置された先端研磨部(120)を更に備え、該先端研磨部(120)が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、請求項23に記載のブレード組立体(170)。   The blade assembly (170) further includes a tip polishing portion (120) disposed on the tip portion (60), and the tip polishing portion (120) is part of the abradable material (32) during tip friction. 24. The blade assembly (170) of claim 23, wherein the blade assembly (170) can be removed. 前記ブレード組立体(170)の先端部(60)の少なくとも一部の上に配置され、先端摩擦中に前記ブレード組立体(170)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(112)を有する先端レーキ(110)を更に備える、請求項23に記載のブレード組立体(170)。   A rake profile (112) disposed over at least a portion of the tip (60) of the blade assembly (170) to facilitate reduction of loads induced in the blade assembly (170) during tip friction. The blade assembly (170) of claim 23, further comprising a tip rake (110) having: ハブ(21)から延びる複数の翼形部(42)を備えたブリスク(180)であって、前記各翼形部(42)が、
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
ハブ(21)から延びる複数の翼形部(42)を備えたブリスク(180)であって、前記各翼形部(42)が、
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
翼形部(42)における先端摩擦荷重を低減する方法(300)であって、
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:
前記固定構造体がアブレイダブル材料(32)である、請求項28に記載の方法(300)。   29. The method (300) of claim 28, wherein the stationary structure is an abradable material (32). 前記先端カッター部プロファイル(102)を選択するステップが、カッター角(104)を選択するステップを含む、請求項28に記載の方法(300)。   29. The method (300) of claim 28, wherein selecting the tip cutter profile (102) comprises selecting a cutter angle (104). 前記先端カッター部(100)が、前記翼形部(42)の前縁(18)の一部に沿って延びる、請求項28に記載の方法(300)。   The method (300) of claim 28, wherein the tip cutter portion (100) extends along a portion of a leading edge (18) of the airfoil portion (42). 前記先端カッター部(100)が、
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).
前記先端カッター部(100)を組み込むステップが、
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).
先端研磨部(120)を選択するステップを更に含む、請求項28に記載の方法(300)。   The method (300) of claim 28, further comprising selecting a tip polisher (120). 前記先端研磨部(120)を前記翼形部(42)に接合ステップを更に含む、請求項34に記載の方法(300)。   35. The method (300) of claim 34, further comprising the step of joining the tip abrasive (120) to the airfoil (42). 前記接合ステップがろう付けステップを含む、請求項34に記載の方法(300)。   35. The method (300) of claim 34, wherein the joining step comprises a brazing step. 先端摩擦中に前記翼形部(42)に誘起される荷重の低減を促進する先端レーキプロファイル(112)を有する先端レーキ(110)を選択するステップを更に含む、請求項28に記載の方法(300)。   29. The method (28) of claim 28, further comprising selecting a tip rake (110) having a tip rake profile (112) that facilitates reducing a load induced on the airfoil (42) during tip friction. 300). 前記先端レーキ(110)が、機械加工により前記翼形部(42)上に組み込まれる、請求項37に記載の方法(300)。   38. The method (300) of claim 37, wherein the tip rake (110) is incorporated onto the airfoil (42) by machining. ロータ組立体(13)を組み立てる方法であって、
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.
前記先端カッター部(100)が、前記ロータブレード(15)の前縁(48)付近で形成される、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the tip cutter portion (100) is formed near a leading edge (48) of the rotor blade (15). 前記カッタープロファイル(102)がカッター角(104)を含む、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the cutter profile (102) comprises a cutter angle (104). 先端研磨部(120)を前記ロータブレード(15)に接合するステップを更に含む、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, further comprising joining a tip polisher (120) to the rotor blade (15). 前記接合ステップがろう付けステップを含む、請求項42に記載の方法。   43. The method of claim 42, wherein the joining step includes a brazing step. 先端摩擦中に前記ブレード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)を有する端レーキ(110)を組み込むステップを更に含む、請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, further comprising incorporating an end rake (110) having a rake profile (112) that facilitates reducing a load induced on the blade during tip friction. 前記先端レーキ(110)が、機械加工により前記ロータブレード(15)上に組み込まれる、請求項44に記載の方法。   45. The method of claim 44, wherein the tip rake (110) is incorporated onto the rotor blade (15) by machining. ロータ組立体(13)を組み立てる方法であって、
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.
前記ブレード組立体(170)の先端部(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)を提供するステップを更に含む、請求項46に記載の方法。   Providing a tip polishing portion (120) disposed on the tip (60) of the blade assembly (170) and capable of removing a portion of the abradable material (32) during tip friction; 49. The method of claim 46, comprising. 前記ブレード組立体(170)の先端部(60)の少なくとも一部の上に配置され、先端摩擦中に前記ブレード組立体(170)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(112)を有する先端レーキ(110)を提供するステップを更に含む、請求項46に記載の方法。   A rake profile (112) disposed over at least a portion of the tip (60) of the blade assembly (170) to facilitate reduction of loads induced in the blade assembly (170) during tip friction. 47. The method of claim 46, further comprising providing a tip rake (110) having:
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