[发明专利]用于预扭转翼型件的围带

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机中的有围带叶片的改进。本发明特别但不排他地有关于安装到蒸汽涡轮的转子上的移动叶片。

背景技术

在下列描述中，用语“涡轮”用于指的是具有通过诸如蒸汽或气体的流体介质强制耦合(force couple)的定子和旋转部件的旋转发动机。对于本发明而言，特别感兴趣的是包括与移动的转子叶片的径向布置交替的径向布置的固定定子叶片或静叶。移动大体是指(be registered as)相对于外壳或壳体的移动。

移动叶片设计成具有用以与转子装配的底端处的根部和用以与相邻叶片的围带接合从而形成环的顶端处的围带。移动叶片装配到具有沿轴向或周向的凹槽的转子上。轴向凹槽可为笔直或弯曲的。

已知装配叶片排使得每个叶片扭转。扭转过程可被认为通过典型地由在根部区段和顶部或围带区段处施加的力施加机械约束而迫使叶片从其不受约束的平衡状态进入扭转状态。

试图避免的具体问题是在涡轮设计中激励(多个)叶片的自然或特征频率。叶片或叶片组件的任何类型的谐振行为潜在地具有对涡轮的操作的有害影响，并且因此将被避免。通过使用较刚性的叶片轮廓和/或增大的扭转角而看到避免操作期间的谐振的方法。两种解决方案具有在以高预应力度装配叶片排时导致增大的应力或增加的困难的缺点。以较高预扭转装配的叶片可倾向于弯曲而不是根据要求扭转。因此，可视为本发明的目的是，改进现有叶片设计以增大叶片的频率，同时至少部分地避免与先前解决方案相关的问题。

发明内容

根据本发明的方面，沿有围带叶片(优选为用于涡轮或一般地说涡轮机的预扭转叶片)的接触面设置缺口，以增大(多个)叶片的频率。

缺口或凹陷优选地定位成使得其与具有平面表面并因此不具有缺口的相邻常规围带之间的接触区域部分地重叠。以该方式，初始接触区域被有效地分割，并且新接触区域包括围带的面超过缺口的宽度的部分。可视为本发明的目的的是用通过施加至围带的接触区域或接触面的缺口分离的两个接触区域代替单个接触区域。

由于具有平面表面的相邻常规围带之间的初始接触区域典型地接近面的一个(轴向)端部，故缺口可位于面的中间，使得构成围带的相邻节段之间的接触沿轴向朝向围带的两个端部扩展。

该特征以较高节径增大频率，并且因此提高有围带叶片排的频率稳定性。

在优选实施例中，围带节段优选地仅具有其周向端部中的一个处的缺口，其中，缺口的深度在高达围带节段的周向宽度的10%的范围内。对于商业上使用的叶片而言，深度典型地在0.1mm至5mm的范围内，或者甚至在0.1mm至1mm的范围内。如果缺口在相邻围带的接触面之间被分割，则每个缺口的深度可例如根据任何其它期望比率对分或分割。

在另一个优选实施例中，缺口沿至少覆盖两个相邻围带节段之间的潜在接触区域的完全径向长度的线沿径向延伸。取决于其形状，缺口的一部分可沿轴向延伸至潜在接触区域的边缘，并且从而甚至延伸至围带节段的边缘。

在另一个优选实施例中，缺口沿围带节段的总轴向宽度的至少0.1倍或至少0.3倍沿轴向延伸，并且更加优选地围绕围带节段的周向定向质心定心。

缺口还可施加成限定接触区域的径向位置。例如，缺口可为大体T形的，其中，在面的轴向中心线上方除去更宽的材料带，以确保该中心线下方的相邻围带之间的接触。如果缺口包括既在该中心线上方又在其下方除去的较宽带，则接触区域可限定至其上或接近其的位置。

在围带节段的接合面具有沿周向的台阶或相似的几何改变的情况下，以上缺口可施加至沿周向面向的每个面，即，围带以其彼此接触的每个面。

本发明的这些和另外的方面从下列详细描述和如下面列出的附图将为显而易见的。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的示例性实施例，在该附图中：

图1示出了以它们的围带节段彼此接合的一组三个叶片或翼型件；

图2A示出了已知的单个叶片和围带节段的顶部的更详细的三维示意图；

图2B是根据本发明的实例的单个叶片和围带节段的顶部的与图2A相同的视图；

图2C示出了根据本发明的另一个实例的修改的围带节段；

图3A是已知的两个接合围带节段的三维示意图；

图3B是根据本发明的实例的两个接合围带节段的与图3A相同的视图；以及

图4示出了根据本发明的实例的翼型件排的第一模式与但没有修改的相同排相比的频率偏移。

部件列表

11,12,13叶片

11-1,12-1,13-1根部区段