[发明专利]涡轮机风标的中空内板条

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的导流风标（vane）装置，并涉及一种生产用于涡轮机导流风标装置的方法。

背景技术

传统的涡轮机喷嘴导流风标必须经受翼面特别是尾缘内圆角高程度的压力。此压力大多是由涡轮机的瞬间操作状态期间组件内不同的加热、冷却速率造成的。导流风标的翼面形成在内平台上，所述内平台在涡轮机轴的圆周方向上延伸的。翼面从内平台径向向外延伸。从内平台沿径向方向到涡轮机轴的中心，附连有内板条。内板条用来将隔板（diaphragm）安装在涡轮机轴的表面和内平台之间。内板条通常比该内板条所附连的内平台更厚、更宽，使得内板条相对于内平台而言响应涡轮机中温度变化的反应更慢。这可能引起热致应力，降低传统喷嘴导流风标装置的寿命。

在传统涡轮机喷嘴导流风标中，可通过将内板条的深度和宽度保持到最小所需来降低应力。这还可导致内板条相对于涡轮机喷嘴导流风标而言寿命降低，且降低了隔板的固定质量。

US 4,126,405描述了一种涡轮机喷嘴节段，其通过一对从外箍到内箍径向延伸的凸耳相切地保持就位。每个凸耳充当端盖以防止空气从风标的一端泄漏。

EP 1 793 088A2公开了一种用于燃气涡轮发动机的涡轮机喷嘴。涡轮机喷嘴包括外箍和内箍。在内箍和外箍之间，形成风标。凸缘和前内凸缘形成有内箍，其中，凸缘从内箍径向向内延伸。

US 3,829,233公开了一种用于轴向流动流体机器(如燃气涡轮机)叶片状隔板的密封布置结构。涡轮机包括内罩，风标从所述内罩相对于涡轮机轴径向向外延伸，而凸缘和肋从所述内罩径向向内延伸。密封外壳环或隔板附连到这些凸缘和肋，使得内罩与涡轮机轴密封。内罩包括用于冷却流体的孔口，其中，孔口在空间上从凸缘和肋被定位。

发明内容

可能需要设计一种具有适当寿命和适当维护性能的导流风标装置。

这一需要可通过独立权利要求所述的用于涡轮机的导流风标装置和生产导流风标装置的方法来实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于涡轮机的导流风标装置。该导流风标装置包括内平台、中空翼面和板条。内平台包括通孔，该通孔形成了用于冷却流体的流体通道。内平台在绕涡轮机轴的圆周方向上延伸。中空翼面包括冷却开口，用于交换通过所述通孔进出中空翼面的冷却流体。中空翼面被固定到内平台的第一表面。板条包括具有冷却流体通路的凹槽，其中，冷却流体通路形成了用于冷却流体流到通孔的通路。板条被固定到内平台的第二表面，而且板条沿第二表面在绕所述轴的圆周方向上延伸。冷却流体通路在圆周方向上至少包括所述通孔的尺寸。

根据本发明的另一方面，提供了一种生产用于涡轮机的导流风标装置的方法。根据该方法，提供了一个内平台，其具有通孔以形成用于冷却流体的流体通道。内平台由此在绕涡轮机轴的圆周方向上延伸。接着，将中空翼面固定到内平台的第一表面（例如，其径向向外地与涡轮机轴线对齐），其中，中空翼面包括冷却开口，用于交换穿过通孔进出中空翼面的冷却流体。将板条固定到内平台的第二表面（例如，其径向向内地与涡轮机的轴线对齐），并使板条沿第二表面在绕所述轴的圆周方向上延伸。板条包括凹槽，凹槽具有冷却流体通路，所述冷却流体通路用于形成用于冷却流体的通路。所述冷却流体通路在圆周方向上至少包括通孔的尺寸。

内平台绕圆周方向沿涡轮机轴延伸。内平台可包括也在圆周方向上延伸的内冷却通道，冷却流体可通过内冷却通道被传输。在期望位置处，特别是在冷却流体被馈送到翼面内的位置处，形成该通孔。利用该通孔，冷却流体被交换进或交换出中空翼面。而且，该通孔形成了到板条的冷却流体连接，从而使得冷却流体在通向涡轮机轴的方向上或在来自涡轮机轴的方向上也是可交换的。

板条沿内平台的第二表面在绕涡轮机轴的圆周方向上延伸。而且，板条起始于第二表面径向向内地延伸到涡轮机轴。板条提供了规定的刚性，以便在板条的第二表面和涡轮机轴的表面之间固定一个密封元件（如隔板）。

而且，板条包括具有冷却流体通路的凹槽。该冷却流体通路形成了内平台的通孔与如下空间之间的通道（其径向延伸到涡轮机轴），该空间是内平台与涡轮机的轴之间的空间。当冷却流体通过冷却流体通路时，板条被冷却流体冷却。因此，冷却流体对板条和内平台两者进行冷却。

冷却流体通路可以不需要另外的管道元件或管。换言之，流过冷却流体通路的冷却流体直接接触板条的形成冷却流体通路的表面。而且，内平台的通孔可以不需要另外的管道元件或管。流过通孔的冷却流体可直接接触内平台的形成通孔的表面。因此，冷却流体通路和通孔的开口尺寸可直接决定用于冷却流体的相应流动横截面。