[發明專利]用于預扭轉翼型件的圍帶

有效

• 申請號: 201310211662.9
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103452596A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: D.P.拉曼納加里;P-A.馬塞雷;R.B.弗勒明;C.卡卡格尼
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F01D5/26
• 分類號: F01D5/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴志軍

技術領域

本發明涉及渦輪機中的有圍帶葉片的改進。本發明特別但不排他地有關于安裝到蒸汽渦輪的轉子上的移動葉片。

背景技術

在下列描述中，用語“渦輪”用于指的是具有通過諸如蒸汽或氣體的流體介質強制耦合(force?couple)的定子和旋轉部件的旋轉發動機。對于本發明而言，特別感興趣的是包括與移動的轉子葉片的徑向布置交替的徑向布置的固定定子葉片或靜葉。移動大體是指(be?registered?as)相對于外殼或殼體的移動。

移動葉片設計成具有用以與轉子裝配的底端處的根部和用以與相鄰葉片的圍帶接合從而形成環的頂端處的圍帶。移動葉片裝配到具有沿軸向或周向的凹槽的轉子上。軸向凹槽可為筆直或彎曲的。

已知裝配葉片排使得每個葉片扭轉。扭轉過程可被認為通過典型地由在根部區段和頂部或圍帶區段處施加的力施加機械約束而迫使葉片從其不受約束的平衡狀態進入扭轉狀態。

試圖避免的具體問題是在渦輪設計中激勵(多個)葉片的自然或特征頻率。葉片或葉片組件的任何類型的諧振行為潛在地具有對渦輪的操作的有害影響，并且因此將被避免。通過使用較剛性的葉片輪廓和/或增大的扭轉角而看到避免操作期間的諧振的方法。兩種解決方案具有在以高預應力度裝配葉片排時導致增大的應力或增加的困難的缺點。以較高預扭轉裝配的葉片可傾向于彎曲而不是根據要求扭轉。因此，可視為本發明的目的是，改進現有葉片設計以增大葉片的頻率，同時至少部分地避免與先前解決方案相關的問題。

發明內容

根據本發明的方面，沿有圍帶葉片(優選為用于渦輪或一般地說渦輪機的預扭轉葉片)的接觸面設置缺口，以增大(多個)葉片的頻率。

缺口或凹陷優選地定位成使得其與具有平面表面并因此不具有缺口的相鄰常規圍帶之間的接觸區域部分地重疊。以該方式，初始接觸區域被有效地分割，并且新接觸區域包括圍帶的面超過缺口的寬度的部分。可視為本發明的目的的是用通過施加至圍帶的接觸區域或接觸面的缺口分離的兩個接觸區域代替單個接觸區域。

由于具有平面表面的相鄰常規圍帶之間的初始接觸區域典型地接近面的一個(軸向)端部，故缺口可位于面的中間，使得構成圍帶的相鄰節段之間的接觸沿軸向朝向圍帶的兩個端部擴展。

該特征以較高節徑增大頻率，并且因此提高有圍帶葉片排的頻率穩定性。

在優選實施例中，圍帶節段優選地僅具有其周向端部中的一個處的缺口，其中，缺口的深度在高達圍帶節段的周向寬度的10%的范圍內。對于商業上使用的葉片而言，深度典型地在0.1mm至5mm的范圍內，或者甚至在0.1mm至1mm的范圍內。如果缺口在相鄰圍帶的接觸面之間被分割，則每個缺口的深度可例如根據任何其它期望比率對分或分割。

在另一個優選實施例中，缺口沿至少覆蓋兩個相鄰圍帶節段之間的潛在接觸區域的完全徑向長度的線沿徑向延伸。取決于其形狀，缺口的一部分可沿軸向延伸至潛在接觸區域的邊緣，并且從而甚至延伸至圍帶節段的邊緣。

在另一個優選實施例中，缺口沿圍帶節段的總軸向寬度的至少0.1倍或至少0.3倍沿軸向延伸，并且更加優選地圍繞圍帶節段的周向定向質心定心。

缺口還可施加成限定接觸區域的徑向位置。例如，缺口可為大體T形的，其中，在面的軸向中心線上方除去更寬的材料帶，以確保該中心線下方的相鄰圍帶之間的接觸。如果缺口包括既在該中心線上方又在其下方除去的較寬帶，則接觸區域可限定至其上或接近其的位置。

在圍帶節段的接合面具有沿周向的臺階或相似的幾何改變的情況下，以上缺口可施加至沿周向面向的每個面，即，圍帶以其彼此接觸的每個面。

本發明的這些和另外的方面從下列詳細描述和如下面列出的附圖將為顯而易見的。

附圖說明

現在將參考附圖描述本發明的示例性實施例，在該附圖中：

圖1示出了以它們的圍帶節段彼此接合的一組三個葉片或翼型件；

圖2A示出了已知的單個葉片和圍帶節段的頂部的更詳細的三維示意圖；

圖2B是根據本發明的實例的單個葉片和圍帶節段的頂部的與圖2A相同的視圖；

圖2C示出了根據本發明的另一個實例的修改的圍帶節段；

圖3A是已知的兩個接合圍帶節段的三維示意圖；

圖3B是根據本發明的實例的兩個接合圍帶節段的與圖3A相同的視圖；以及

圖4示出了根據本發明的實例的翼型件排的第一模式與但沒有修改的相同排相比的頻率偏移。

部件列表

11,12,13葉片

11-1,12-1,13-1根部區段