[發明專利]固定渦輪葉片的裝置

有效

• 申請號: 200910008165.2
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN101526013A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: D·武茨;D·巴盧特
• 申請（專利權）人: 曼柴油機歐洲股份公司
• 主分類號: F01D5/30
• 分類號: F01D5/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李永波

技術領域

本發明涉及一種將渦輪葉片固定在渦輪機，尤其是燃氣渦輪機的渦 輪盤上的裝置，其中，針對渦輪盤上的渦輪葉片設計了與渦輪機旋轉軸 至少近似平行的軸向的異形槽，在橫截面上與異形槽的異形橫截面相匹 配的渦輪葉片葉根應插入這個異形槽中，并且針對渦輪葉片設有固定元 件，用該固定元件將插入異形槽的渦輪葉片葉根固定在軸向方向上。此 外，本發明還涉及一種用于這種裝置的固定元件，以及帶有這種固定裝 置的渦輪機。

背景技術

德國專利DE?10?2004?036?389?A1示出了一種開頭所述形式的用于 將渦輪葉片固定在渦輪機的渦輪盤上的裝置。在這種已知的裝置中，在 渦輪盤上針對每個渦輪葉片都設計了一種軸向的異形槽，渦輪葉片的具 有相應截面的葉根軸向地插入這個異形槽。在渦輪葉片的葉根上設計了 一個槽，固定元件伸入這個槽中，并固定在渦輪盤的一個槽中，從而防 止渦輪葉片的葉根在異形槽中軸向移動。在渦輪葉片葉根上的槽具有不 同的曲率半徑，起到避免固定元件在槽中移動的作用。

發明內容

本發明的任務是，改進以上所述形式的固定裝置。

根據本發明，這一任務是通過具有權利要求1所述特征的裝置，尤 其是以這樣的方式實現的，即固定元件被卡在渦輪盤中而固定住，并且 固定元件將葉根固定在軸向方向上。權利要求10保護了一種相應的固 定元件，權利要求14保護了一種相應的渦輪機。從屬權利要求涉及優 選的實施例。

在根據本發明的裝置中，為了保證固定牢固，固定元件只須卡在渦 輪葉片上。與之前所采用的技術不同，這樣就不需要張緊渦輪盤和葉片 葉根之間的固定元件，從而使渦輪盤和葉片葉根之間的相對運動和相對 作用力不會再直接影響固定元件在渦輪盤上的固定，從而使固定裝置更 加穩定和簡單。

根據本發明，僅僅渦輪盤必須配有相應的模件，以便將固定元件卡 在渦輪盤上。這樣就從整體上簡化了渦輪機的生產，因為只有一個部件， 也就是渦輪盤必須配備額外的模件，而渦輪葉片保持不變或可以具有簡 單的外形輪廓。

固定元件卡在渦輪盤上，尤其是固定在兩個軸向方向上，從而使嵌 在異形槽中的渦輪葉片的葉根被固定在軸向方向上。通過這種方式，一 方面確保渦輪葉片牢固地固定在異形槽中，另一方面與之前所采用的技 術相比，固定渦輪葉片所需的技術措施被大大簡化了。

根據本發明，最好可以固定多個渦輪葉片，優選可以固定渦輪機的 所有渦輪葉片。為此，在實施本發明時，針對每個渦輪葉片都設計了一 個可以卡在渦輪盤上并且可以將各渦輪葉片的葉根沿軸向固定的固定 元件。但是，同樣地也可以將兩個、三個或者更多渦輪葉片用一個固定 元件共同固定在渦輪盤上。

為了進一步提高渦輪葉片葉根的可靠的固定程度，建議這樣設計固 定元件，即葉根在異形槽中不僅僅被軸向固定，而且為了固定在軸向方 向上，葉根在異形槽中被預張緊。

根據本發明所述裝置的一個優選的實施方案，為了將固定元件卡在 渦輪盤的至少近似徑向延伸的扁平面上，建議設計一個與旋轉軸同心地 延伸的卡槽。在制造渦輪盤的過程中，以很簡單的方式就可以制成這樣 的卡槽，例如通過車削等切削加工。同時，一個這樣的卡槽確保了卡在 其中的固定元件被十分牢固地固定。此外，固定元件可以在卡槽中十分 自由地定位，這樣就可以以簡單的方式抵消制造過程中產生的公差偏 差。

根據這個實施方案的一個擴展方案例，建議在卡槽上設計一個徑向 向外延伸，最好是經過倒圓處理的第一卡緊凸緣，以及一個徑向向內延 伸，最好是經過倒圓處理的第二卡緊凸緣。這樣設計的卡緊凸緣尤其是 因為采用了倒圓處理，一方面可以方便地將固定元件卡在卡槽里，另一 方面卡緊凸緣由于徑向向內或向外延伸，可以在固定元件卡住后確保其 固定牢固。

卡槽在徑向方向的總高度，與渦輪盤的外徑或額定直徑，尤其是與 壓縮機葉輪的外徑優選大致為1∶67-1∶60的比例，尤其是大致為1∶63。從 固定牢固、結合力大小和安裝方便程度角度來看，這個比例是最佳的折 衷方案。例如一個帶有732mm壓縮機葉輪外徑的渦輪盤的卡槽可以具 有8.0-8.4mm的徑向延伸段，接著是2.0-2.4mm的第一半徑和位于其對 面的1.0-1.4mm的第二半徑，從而形成倒圓的第二卡緊凸緣。這個卡槽 在徑向方向上的總高度為大約11-12.2mm，732mm的壓縮機葉輪外徑對 應于60-66.5倍。