[發明專利]淚滴形的部分跨距圍帶

有效

• 申請號: 201310627609.7
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103850716B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: R.舒罕
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/22;F04D29/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李強,譚祐祥

技術領域

本發明總體上涉及用于渦輪機中的旋轉葉片。更具體來說，本發明涉及在相鄰葉片之間具有部分跨距圍帶的旋轉葉片。

背景技術

如蒸汽或燃氣渦輪機的渦輪機的流體流動路徑大體上由固定殼體和轉子形成。在此構造中，多個固定輪葉以周向陣列的方式附接到殼體上，并且徑向向內延伸到流動路徑中。類似地，多個旋轉葉片以周向陣列的方式附接到轉子上并且徑向向外延伸到流動路徑中。固定輪葉和旋轉葉片布置成交替的排，以使得一排輪葉和直接下游排的葉片形成一“級”。該等輪葉用來引導流動路徑，以使得該流動路徑以正確的角度進入下游排的葉片中。葉片的翼型從工作流體中提取能量，從而產生驅動轉子和附接到其上的負載所必需的動力。

渦輪機的葉片在它們以高速旋轉時，可能經受振動和軸向扭轉。為了解決這些問題，葉片通常包括在每個葉片的尖端與根段之間的中間徑向距離處安置在翼型部分上的部分跨距圍帶。該等部分跨距圍帶通常連接到每個翼型的壓力（凸）面和吸力（凹）面中的每一個上，以使得相鄰葉片上的部分跨距圍帶彼此匹配地配合并且在轉子的旋轉期間沿彼此摩擦地滑動。

發明內容

在一個示例性但非限制性的實施例中，即本發明的第一個方面，提供了一種用于渦輪機的可旋轉葉片，該可旋轉葉片包括：翼型部分，其具有前緣和后緣、徑向向內端和徑向向外端；根段，其連接到翼型部分的徑向向內端上；以及大體淚滴形的部分跨距圍帶，其定位在翼型部分上在根段與徑向向外端之間，其中該部分跨距圍帶具有以下這樣的橫截面形狀：如從該部分跨距圍帶的前緣所測量，該橫截面形狀的最大厚度位于從部分跨距圍帶的前緣到部分跨距圍帶的后緣延伸的弦長的20%至40%以內。

如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦長的約30%處。

如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦長的31%與37%之間。

如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦長的31%處，并且其中所述部分跨距圍帶具有由表I中所列出的X-Y坐標所定義的輪廓。

如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦長的36%處，并且其中所述部分跨距圍帶具有由表II中所列出的X-Y坐標所定義的輪廓。

如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦長的37%處，并且其中所述部分跨距圍帶具有由表III中所列出的X-Y坐標所定義的輪廓。

如上第一方面所述，其中所述部分跨距圍帶沿所述翼型部分的徑向長度大體位于中間。

如上第一方面所述，其中所述旋轉葉片作為以下各項之一進行運行：

壓縮機中的前級葉片，

燃氣渦輪機中的后級葉片，或

蒸汽渦輪機中的低壓段葉片。

如上第一方面所述，其中所述葉片的相鄰葉片的對應壓力面和吸力面上的部分跨距圍帶沿相鄰的、大體Z形的接觸面至少部分地配合。

如上第一方面所述，其中所述葉片的相鄰葉片的對應壓力面和吸力面上的部分跨距圍帶具有大體筆直的接觸面。

在另一個示例性方面，提供了一種渦輪機，該渦輪機包括：可旋轉地安裝在定子內的轉子，該轉子包括軸；安裝在該軸上的至少一個轉子輪，該至少一個轉子輪中的每一個包括安裝在其上的多個徑向向外延伸的葉片；并且其中每個葉片包括翼型部分，其具有前緣和后緣、徑向向內端和徑向向外端、壓力面和吸力面；根段，其位于該翼型部分的徑向向內端處；以及部分跨距圍帶，其定位在翼型部分上在根段與徑向向外端之間、在壓力面和吸力面上，其中該部分跨距圍帶具有大體淚滴形的橫截面形狀，如從該部分跨距圍帶的前緣所測量，該橫截面形狀的最大厚度位于在部分跨距圍帶的前緣與部分跨距圍帶的后緣之間延伸的弦長的20%至40%以內。

如上所述最大厚度位于所述弦長的31%處，并且其中所述部分跨距圍帶具有由表I中所列出的X-Y坐標所定義的輪廓。

如上所述最大厚度位于所述弦長的36%處，并且其中所述部分跨距圍帶具有由表II中所列出的X-Y坐標所定義的輪廓。

如上中所述最大厚度位于所述弦長的37%處，并且其中所述部分跨距圍帶具有由表III中所列出的X-Y坐標所定義的輪廓。

如上所述葉片作為以下各項之一工作：

壓縮機中的前級葉片，

燃氣渦輪機中的后級葉片，或

蒸汽渦輪機中的低壓段葉片。

如上所述部分跨距圍帶沿所述翼型部分的徑向長度大體位于中間。