[發(fā)明專利]渦輪機(jī)的動(dòng)葉片及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880077579.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN111386384B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.莫庫利斯;V.扎利特
• 申請（專利權(quán)）人: 曼恩能源方案有限公司
• 主分類號(hào): F01D5/28
• 分類號(hào): F01D5/28;F01D5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹凌;劉茜

本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片（10），包括：葉片根部（11）；葉片翼型（12），其具有流動(dòng)前緣（13）、流動(dòng)后緣（14）和流動(dòng)導(dǎo)向表面（15），所述流動(dòng)導(dǎo)向表面在流動(dòng)前緣（13）和流動(dòng)后緣（14）之間延伸，其中，葉片根部（11）和葉片翼型（12）的徑向內(nèi)區(qū)段（17）由鋼材料制造，并且葉片翼型（12）的徑向外區(qū)段（18）由較輕重量的材料制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)的動(dòng)葉片。此外，本發(fā)明涉及一種制造此類動(dòng)葉片的方法。

背景技術(shù)

在渦輪機(jī)中，諸如例如在蒸汽渦輪、燃?xì)鉁u輪、壓縮機(jī)等中，一方面采用動(dòng)葉片，且另一方面采用導(dǎo)向葉片。導(dǎo)向葉片是定子側(cè)的固定葉片。動(dòng)葉片是轉(zhuǎn)子側(cè)葉片，即與軸一起旋轉(zhuǎn)的葉片。

渦輪機(jī)的動(dòng)葉片包括葉片根部和葉片葉部。葉片根部用于將動(dòng)葉片安裝到軸或轉(zhuǎn)子基體。從葉片根部出發(fā)，葉片葉部向外側(cè)徑向地延伸。動(dòng)葉片的葉片葉部包括流動(dòng)前緣、流動(dòng)后緣和流動(dòng)導(dǎo)向表面，所述流動(dòng)導(dǎo)向表面在流動(dòng)前緣和流動(dòng)后緣之間延伸。在徑向外側(cè)，動(dòng)葉片通常由葉片尖端界定。

從實(shí)踐已知的動(dòng)葉片是通過或者銑削或者鍛造所制造的組件。

存在制造具有更低的重量的動(dòng)葉片的需要。

發(fā)明內(nèi)容

從此出發(fā)，本發(fā)明基于以下目的：創(chuàng)造一種渦輪機(jī)的新型動(dòng)葉片以及一種用于制造此類動(dòng)葉片的方法。

該目的通過根據(jù)本發(fā)明所述的動(dòng)葉片來解決。根據(jù)本發(fā)明，葉片根部和葉片葉部的徑向內(nèi)區(qū)段由鋼材料制造。葉片葉部的徑向外區(qū)段由較輕的材料制造。就此處呈現(xiàn)的本發(fā)明而言，首次提出了一種渦輪機(jī)的動(dòng)葉片，該動(dòng)葉片的葉片葉部在徑向內(nèi)區(qū)段中由鋼材料制造且在徑向外區(qū)段中由較輕的材料制造。較輕的材料是輕金屬合金材料或陶瓷材料或其組合。通過這樣做，可以將渦輪機(jī)的動(dòng)葉片制造為具有更低的重量。在此應(yīng)指出的是，葉片葉部的內(nèi)區(qū)段和外區(qū)段以牢固地材料結(jié)合的方式連接，而不僅僅是例如以形狀鎖合的方式連接。

根據(jù)有利的進(jìn)一步發(fā)展，在葉片葉部的徑向內(nèi)區(qū)段和葉片葉部的徑向外區(qū)段之間形成過渡區(qū)域，該過渡區(qū)域由鋼材料和輕金屬合金材料的混合物制造。在徑向內(nèi)區(qū)段和徑向外區(qū)段之間提供此類過渡區(qū)域允許以特別有利的方式將葉片葉部的徑向外區(qū)段聯(lián)結(jié)到徑向內(nèi)區(qū)段。

根據(jù)有利的進(jìn)一步發(fā)展，在流動(dòng)前緣的區(qū)域中，從葉片根部出發(fā)，徑向內(nèi)區(qū)段延伸達(dá)葉片葉部的徑向高度的最少10％且最多98％，優(yōu)選地最多60％，特別優(yōu)選地最多50％。在流動(dòng)后緣的區(qū)域中，從葉片根部出發(fā)，徑向內(nèi)區(qū)段延伸達(dá)葉片葉部的徑向高度的最少10％且最多98％，優(yōu)選地最多60％，特別優(yōu)選地最多50％。通過這樣做，有可能制造具有低的重量的動(dòng)葉片。

優(yōu)先地，與流動(dòng)后緣的區(qū)域中的情況相比，葉片葉部的徑向內(nèi)區(qū)段在流動(dòng)前緣的區(qū)域中具有較小的徑向延伸量，且因此葉片葉部的徑向外區(qū)段在流動(dòng)前緣的區(qū)域中具有較大的徑向延伸量。本發(fā)明的該進(jìn)一步發(fā)展是基于這樣的認(rèn)識(shí)，即，在流動(dòng)前緣的區(qū)域中，為改善抗腐蝕性，比起在流動(dòng)后緣的區(qū)域中，徑向外區(qū)段應(yīng)向徑向內(nèi)側(cè)移動(dòng)得更遠(yuǎn)。

根據(jù)有利的進(jìn)一步發(fā)展，在葉片葉部的徑向內(nèi)區(qū)段和葉片葉部的徑向外區(qū)段之間的過渡區(qū)域中形成材料凹口部（notching）和/或材料增厚部。通過過渡區(qū)域中的材料凹口部和/或材料增厚部，可以進(jìn)一步改善腐蝕防護(hù)。

附圖說明

從以下描述獲得本發(fā)明的優(yōu)選的進(jìn)一步發(fā)展。本發(fā)明的示例性實(shí)施例通過附圖更詳細(xì)地解釋而不限于此。在附圖中示出了：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一動(dòng)葉片的示意化表示；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二動(dòng)葉片的示意化表示；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三動(dòng)葉片的示意化表示；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四動(dòng)葉片的示意化表示；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五動(dòng)葉片的示意化表示；