[发明专利]涡轮机转子组件和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及涡轮机。更具体地说，本发明公开涉及将涡轮机叶片和台连接到涡轮机上。

背景技术

在典型的涡轮机(燃气轮机、蒸汽涡轮等等)中，通过一排或多排叶片或桨叶(后文中统称为叶片)将功添加至工作流体中，或从中提取功。这几排叶片可定位在涡轮机的压缩机段或涡轮段或这两部分中，其通常固定在可围绕涡轮机的中心轴线旋转的叶轮上。通过将配置成燕尾榫形状的各个叶片的底座部分插入到叶轮中的相对应的燕尾槽中，从而可将叶片定位并固定在叶轮上。

典型涡轮机的叶片包括从叶片底座中延伸的整体台。当叶片安装在叶轮上时，台限定了涡轮机的内部流动路径。叶片和台的设计受到在涡轮机操作期间作用于翼型形状上的应力的约束，并且选择用于叶片铸造的材料以承受那些应力。结果，遵循低应力水平的台区域时常由于所选择的材料而过于坚固，并导致比所需更为昂贵且更为沉重。此外，翼型遵循不同于台的热边界条件，并且由于整体式翼型和台结构而导致热作用，因而增加了构件上的应力。

发明内容

根据本发明的一个方面，用于涡轮机的转子组件包括具有第一轴向面和第二轴向面的盘。该盘包括围绕盘的外表面延伸的至少一个周向燕尾榫和从第一轴向面延伸至第二轴向面的多个轴向燕尾榫。多个叶片中的各个叶片安装到多个轴向燕尾榫中的轴向燕尾榫中，并且多个台中的各个台通过至少一个周向燕尾榫而安装为与多个叶片中的叶片相邻。

根据本发明的另一方面，用于装配涡轮机的转子的方法包括使得将多个台中的台安装到盘的至少一个周向燕尾榫上以及将多个叶片中的叶片安装到盘中的多个燕尾槽中的燕尾槽中交替进行，直至将多个台中的最后的台安装到盘上。多个叶片中的最后的叶片插入到燕尾槽中而位于第一台和最后的台之间，从而锁定多个叶片和多个台的周向位置。

从以下结合附图所做的描述中将使这些以及其它优势和特征更为清楚。

附图说明

在说明书的结论部分的权利要求中特别指出并明确申明了与本发明相关的主题。从以下结合附图所作的详细说明中将明晰本发明的前述及其它特征和优势，其中：

图1是用于涡轮机的转子组件的一个实施例的透视图；

图2是图1的转子组件的叶轮的一个实施例的透视图；

图3是图2的叶轮的局部图；

图4是图1的转子组件的叶片的一个实施例的透视图；

图5是图1的转子组件的台的一个实施例的透视图；

图6是图1的转子组件的透视图，其只有一个台安装在叶轮上；

图7是部分装配的图1的转子组件的透视图；

图8是部分装配的图1的转子组件的另一透视图；以及

图9是图1的转子组件的透视图。

以下详细说明将参照附图通过示例解释本发明的实施例以及优势和特征。

标号列表

10转子组件；12叶轮；14叶片；16台；18燕尾槽；20第一面；22第二面；24中心轴线；26轴向柄脚；28槽壁；30周向燕尾榫；32外表面；34周向柄脚；36叶片燕尾榫；38叶片柄脚；40台燕尾榫；42台柄脚；

具体实施方式

图1中所示为用于涡轮机的转子组件10。所示的转子组件10是涡轮转子组件，但应该懂得，以下描述还可应用于压缩机转子组件或相似的结构。转子组件10包括叶轮12，并且多个叶片14设置在叶轮12的周边，并固定在它上面。转子组件10还包括多个台16，其中一个台16安装在多个叶片14的相邻的叶片14之间。

现在参看图2，叶轮12包括多个燕尾槽18。各个燕尾槽18从叶轮12的第一面20至第二面22而延伸通过叶轮12。在某些实施例中，如图2中所示，燕尾槽18基本上在与叶轮12的中心轴线24相平行的方向上从第一面20延伸至第二面22。但是应该懂得，本公开还可设想燕尾槽18的其它结构。例如，燕尾槽18可侧斜于中心轴线24，和/或沿着燕尾槽18的长度从第一面20弯曲至第二面22。此外，如图3中最佳所示，各个燕尾槽18包括至少一个轴向柄脚26，其从槽壁28延伸到燕尾槽18中。图3中所示的实施例包括两个轴向柄脚26，从各个槽壁28中延伸出一个柄脚，但是应该懂得，可利用其它数量的轴向柄脚26，例如四个或六个轴向柄脚26。