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本发明涉及具有燕尾榫密封件的涡轮机轮叶及相关方法，更具体地，本发明涉及一种密封轮叶燕尾榫(14)和轮叶燕尾榫(14)适合容纳在其中的转子盘燕尾榫槽之间的间隙的方法，该方法包括：将树脂(24)施加到该轮叶燕尾榫(14)的选定区域上；以及将该轮叶燕尾榫(14)插入到该燕尾榫槽中。

1.  一种密封位于一个部件(10)上的安装表面和另一个部件(12)中适合与所述安装表面接合的沟槽(16)之间的一个或者多个间隙(26)的方法，包括：
a)将树脂(24)施加到所述一个部件(10)的所述安装表面(18)的选定部分上；以及
b)将所述一个部件(10)的所述安装表面(18)接合在所述另一个部件(12)的所述沟槽(16)中。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树脂(24)被涂在所述安装表面(18)的所述选定部分上。

3.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树脂材料(24)包括耐受大约1100°F的温度的水分散性硅树脂。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个部件(10)包括涡轮机轮叶燕尾榫(14)，而所述另一个部件(12)包括转子盘。

5.  如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述轮叶燕尾榫(14)包括多个突起(18)，并且所述树脂材料(24)施加于所述突起的下侧。

6.  如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述树脂材料(24)施加在所述轮叶燕尾榫(14)的低压端。

7.  如权利要求4所述的方法，其特征在于，在制造所述轮叶燕尾榫(14)时施加所述树脂材料(24)。

8.  一种具有适合容纳在沟槽(16)中的安装部分(14)的涡轮机叶片(10)，其中所述安装部分(14)的选定表面区域涂有耐受高达至少1100°F的温度的水分散性硅树脂(24)。

9.  如权利要求8所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述安装部分(14)实质上呈燕尾榫形。

10.  如权利要求8所述的涡轮机叶片，其特征在于，所述安装部分(14)包括多个突起(18)，所述选定表面区域包括所述突起(18)的下侧表面。

具有燕尾榫密封件的涡轮机轮叶及相关方法
技术领域
[0001]本发明一般涉及燃气涡轮发动机中使用的叶片或者轮叶，并且更具体地，本发明涉及密封燕尾榫和转子盘槽之间的间隙。
背景技术
[0002]燃气涡轮发动机包括压缩机，压缩机将加压空气提供给燃烧部分，加压空气与燃料在燃烧部分混合并在此点燃以产生热燃烧气体。这些气体向下游流动到一个或者多个涡轮机级，涡轮机级从这些气体提取能量以便驱动压缩机，并提供例如发电或者向飞行中的飞行器提供动力的有用工作。每个涡轮机级均包括从转子盘径向向外地延伸的、周向地间隔开的多个叶片或者轮叶，转子盘围绕着发动机的中心线轴线旋转。每个轮叶通过燕尾榫部分在相应的盘槽中的接合而安装在转子盘上。轮叶的翼型部分径向地向外延伸到热燃烧气体流中。将理解的是：转子盘的一侧处在比转子盘的另一侧(下游)相对更高的压力下。
[0003]因为轮叶曝露于高温燃烧气体，因此通常对轮叶进行冷却以便将它们的温度保持在一定的设计限制之内。冷却轮叶的一个普通的解决方式是让合适的制冷剂经过轮叶中的内部冷却回路。制冷剂通常通过位于轮叶燕尾榫底部中的一个或者多个进口进入内部冷却回路并通过翼型件末端孔和/或通过形成在翼型件表面中的薄膜冷却孔(film cooling hole)流出。已知的冷却回路常包括径向地定向的多个通道，这些通道串接以产生蛇形路径，从而通过延伸路径的长度来提高冷却效率。
[0004]由于燕尾榫进口与轮叶燕尾榫定位在其中的盘槽成流体联通，因而制冷剂通过相应的盘槽输送到进口。但是，经过燕尾榫从盘槽的高压端到低压端的制冷剂流的泄露将导致到轮叶的制冷剂流的减少以及相应的轮叶使用寿命的减少。因而，期望密封燕尾榫和燕尾榫安装在其中的槽之间的泄露路径。一种对于这种密封的解决方案是将金属条施加于燕尾榫的特定区域。当通过将燕尾榫推入槽中而将轮叶安装到转子盘上时，将多余的条材料剪掉，剩下粘附于燕尾榫的材料片、填充并因而密封燕尾榫和槽之间的相应间隙。
[0005]根据一个现有的实践，使用热喷涂技术将金属条材料施加到燕尾榫上。但是该方法需要大量掩模，并且是非常耗时和昂贵的。
[0006]根据另一现有的实践，将铝片线喷涂(wire spray)到燕尾榫上，例如参阅第6,296,172号美国专利。
[0007]存在对应用相对简单并且比现有解决方案耗时更少的有效的间隙密封技术的需要。
发明内容
[0008]根据本发明的一个示例性的而非限制性的实施例，提供了一种密封在轮叶燕尾榫和轮叶燕尾榫适合容纳在其中的转子盘燕尾榫槽之间的间隙的方法，该方法包括：将树脂材料施加到轮叶燕尾榫的选定区域；以及将轮叶燕尾榫插入到燕尾榫槽中。
[0009]在另一方面中，本发明涉及涡轮机叶片，该涡轮机叶片具有适合容纳在具有基本相应形状的槽中的安装部分，其中安装部分的选定表面区域涂敷有耐受高达至少1100°F的水分散性硅树脂。
[0010]在又一方面中，本发明涉及密封装置，其包括具有适合容纳在形成于第二部件中的槽中的安装部分的第一部件，该第二部件具有基本相应的形状，但是在安装部分和限定该槽的表面部分之间具有一个或者多个间隙，其中安装部分的选定表面区域涂敷有耐受高达至少1100°F的水分散性硅树脂，从而密封一个或者多个间隙。
[0011]现在将结合下面标识的附图将更加详细地描述本发明。
附图说明
[0012]图1是包括涡轮机叶片的涡轮机转子盘的部分轴向端视图，涡轮机叶片具有坐落在形成于转子盘中的互补沟槽或者槽中的燕尾榫部分；并且燕尾榫监测部分被从转子盘去除且示出了本发明一个示例性的实施方式。
[0013]图2是图1的涡轮机叶片的透视图。
具体实施方式
[0014]参考附图，其中贯穿各附图相同的参考标号表示相同的元件，图1和图2示出了示例性的涡轮机轮叶10，该涡轮机轮叶10是安装于涡轮机转子盘12的多个此类轮叶中的一个，涡轮机转子盘12围绕着燃气涡轮发动机的中心线轴线旋转。轮叶10包括燕尾榫部分14，用于将轮叶10安装在形成于转子盘12中的相应的盘槽16中。具体地，燕尾榫部分14包括与盘槽16上的一个或者互补的突起20接合的一个或者多个突起(或者安装表面)18。尽管可以使用其他合适的结构，但是燕尾榫部分14和盘槽16示出为具有所谓的枞树形。由于燕尾榫突起18和槽突起20的互补互锁结构，轮叶10轴向地加载到盘槽16中并且径向地保持在其中。轮叶10优选地形成为诸如镍基超耐热合金的合适合金的整体铸件，其在燃气涡轮发动机中在运行高温下具有合格强度。
[0015]轮叶10包括从燕尾榫部分14上方的平台径向向外延伸的翼型部分(未示出)。如现有技术已知的，翼型部分具有内部冷却回路，合适的制冷剂经过该回路以便将轮叶温度保持在设计限制内。制冷剂通过一个或者多个进口22(图2)进入内部冷却回路，进口22形成在燕尾榫部分14的底部中并且被定位成与在盘槽16的底部处的通道成流体联通。在燃气涡轮发动机的运行期间，制冷剂从源头以传统的方式输送到通道，源头可包括但不限于发动机压缩机。制冷剂通过进口22从通道流入轮叶10的内部制冷回路(未示出)。
[0016]根据示例性而非限制性的实施方式，可将例如硅树脂的合适树脂材料通过涂装工艺施加到轮叶燕尾榫(和/或匹配的燕尾榫的槽)的选定区域，这消除了对现有金属喷涂密封技术中所需的耗时而昂贵的掩模和脱掩模过程的需要。
[0017]一种这种合适的树脂可从Armeco Products.Inc以商品名“Corr-Paint^TM CP40XX系列”获得。树脂配制成长时间曝露于大约1100°F的温度下可用，或者换句话说能够经受长时间曝露于大约1100°F的温度下。也将使用具有所需特性的其他合适的树脂。
[0018]如图1中所示，密封件包括策略地放置在燕尾榫突起18的下侧上、至少放置在其较低压端上的材料条或者材料片24(或者简单地称为密封件24)，以便填充燕尾榫突起18和槽突起20之间相应的间隙26(图1)。因而，密封件24防止来自盘槽16的相应低压端的制冷剂泄露。但是应当指出的是：这仅仅是一个示例性的密封布置，其用于阐明本发明的概念。依据轮叶设计和冷却结构，其他的密封布置也是可能的。
[0019]上文已经描述了一种本质上通过在选定位置将树脂材料涂到突起上的快速并便宜地将燕尾榫密封件施加于涡轮机轮叶或者转子盘上的方法。该方法需要少量的轮叶表面准备并且不需要掩模。也可以理解的是：可在制造阶段或者在现场的使用间歇期间施加树脂密封条或者树脂密封片24。硅树脂密封件还可对压缩机壳耐磨密封件具有适应性，对压缩机定子和环之间的连接槽的润湿有适应性，或者对具有匹配安装表面的部件的任何其他布置有适应性。
[0020]尽管已经描述了本发明的具体实施例，但是对本领域技术人员显而易见的是：可以进行关于本发明的各种修改而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。