[發(fā)明專利]渦輪轉(zhuǎn)子以及渦輪動葉

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710095822.2
• 申請日: 2007-04-05
• 公開（公告）號: CN101050711A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鈴木文之;淺井邦夫;工藤健;中村建樹
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F01D5/30
• 分類號: F01D5/30
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有沿軸方向插入的倒三角形渦輪葉片嵌入部的渦輪轉(zhuǎn)子以及渦輪動葉。

背景技術(shù)

為了實現(xiàn)蒸汽輪機(jī)的大容量化和高性能化，正不斷加長蒸汽輪機(jī)低壓最末級的葉片。針對伴隨葉片加長的離心應(yīng)力的增加，為了降低葉片溝槽的發(fā)生應(yīng)力擴(kuò)大葉片溝槽。

但是，隨著葉片溝槽的擴(kuò)大，由于轉(zhuǎn)子溝槽半徑方向的深度變深，所以轉(zhuǎn)子的加工變得困難，對用于切削轉(zhuǎn)子溝槽的機(jī)械加工夾具需要較高的剛性。

特別是在轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤(hook)的圓周方向鉤寬度不是足夠大的情況下，溝槽刀具最下部軟弱具有可撓性。

由此，具有在轉(zhuǎn)子切削過程中溝槽刀具折損而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子無法使用的可能，此外，由于溝槽刀具的撓曲，具有過多地切削轉(zhuǎn)子鉤的接觸部而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子鉤無法分擔(dān)規(guī)定比例的載荷的可能，可能會對可靠性產(chǎn)生不好的影響。

因此，在具有倒三角形渦輪葉片嵌入部的渦輪轉(zhuǎn)子中，需要擴(kuò)大轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的圓周方向鉤寬度，防止轉(zhuǎn)子切削過程中的溝槽刀具的折損。

作為防止溝槽刀具折損的技術(shù)，例如具有在專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1中公開了以下的結(jié)構(gòu)：相對于葉片最內(nèi)周頸(neck)的圓周方向頸寬度，較大地形成轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的圓周方向鉤寬度，在葉片頸和轉(zhuǎn)子鉤的最內(nèi)周的相向表面之間形成空間。除此之外還已知有專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3。

【專利文獻(xiàn)1】特開平7-72485號公報

【專利文獻(xiàn)2】專利第2877150號公報

【專利文獻(xiàn)3】特開平5-86805號公報

發(fā)明內(nèi)容

但是，當(dāng)為了使轉(zhuǎn)子的切削容易，在葉片頸和轉(zhuǎn)子鉤的最內(nèi)周相向表面之間形成了較寬的空間時，存在葉片與轉(zhuǎn)子進(jìn)行接觸的鉤接觸面距離減少，轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的接觸面壓力增加的問題。

因此，本發(fā)明提供一種在具有倒三角形渦輪葉片嵌入部的蒸汽輪機(jī)中，即使擴(kuò)大轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的圓周方向鉤寬度，也可以防止轉(zhuǎn)子切削過程中的溝槽刀具的折損，同時可以降低轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的接觸面壓力的渦輪轉(zhuǎn)子和渦輪動葉。

本發(fā)明的渦輪轉(zhuǎn)子，對于具有鉤數(shù)n為n≥3的葉片鉤以及葉片頸的倒三角形渦輪葉片嵌入部，具有配合結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鉤以及轉(zhuǎn)子頸，對于連結(jié)從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始第n-1鉤的鉤凸部和第n-2鉤的鉤凸部的切線，比所述切線對圓周方向更凹地形成了轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的鉤凸部。

而且，理想的是，從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始連結(jié)第n-1鉤的鉤凸部和第n-2鉤的鉤凸部的切線與半徑方向中心線形成的角度βr、從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始第n鉤的鉤凸部與第n-1鉤的鉤凸部之間的半徑方向距離Hr_n、轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤的圓周方向鉤寬度Wr_n和從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始第n-1鉤的圓周方向鉤寬度Wr_n-1之間的關(guān)系為：Wr_n＞W(wǎng)r_n-1-2Hr_n×tanβr。

而且，理想的是，對于從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始第i(i＝2～n-1)鉤與第i-1鉤的鉤接觸面法線方向距離Dr_i，把從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始第n鉤與第n-1鉤的鉤接觸面法線方向距離Dr_n形成為Dr_n＜Dri的關(guān)系。

此外，對于從轉(zhuǎn)子最外周頸開始連結(jié)第n-1頸的頸凹部和第n-2頸的頸凹部的切線，比所述切線對圓周方向更凹地形成了轉(zhuǎn)子最內(nèi)周頸的頸凹部。

此外，理想的是，對于從轉(zhuǎn)子最外周鉤開始第i(i＝2～n-1)鉤中的動葉與轉(zhuǎn)子進(jìn)行接觸的鉤接觸面距離Lr_i，將轉(zhuǎn)子最內(nèi)周鉤中的動葉與轉(zhuǎn)子進(jìn)行接觸的鉤接觸面距離Lr_n形成為Lr_n＞Lr_i的關(guān)系。

此外，理想的是，是通過直線部和其兩端的圓弧部連接了轉(zhuǎn)子鉤中的葉片與轉(zhuǎn)子進(jìn)行接觸的接觸面和位于所述接觸面的外周側(cè)的非接觸面的結(jié)構(gòu)。

此外，理想的是，與葉片的配合插入角度對于轉(zhuǎn)子的軸方向傾斜。

本發(fā)明的倒三角形的渦輪動葉，對于具有轉(zhuǎn)子鉤以及轉(zhuǎn)子頸的渦輪轉(zhuǎn)子，是具有配合結(jié)構(gòu)的具備鉤數(shù)n為n≥3的葉片鉤以及葉片頸的渦輪動葉，相對于從葉片最外周頸開始連結(jié)第n-1頸的頸凹部和第n-2頸的頸凹部的切線，比所述切線對圓周方向更凸地成了葉片最內(nèi)周頸的頸凹部。