用于修改涡轮部分的几何形状的设备及方法技术

一种用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备可包括壳组件(3)，其包括外壳，该外壳成形成修改涡轮的预先存在的元件的形状。壳组件(3)的外壳(8)可由纤维增强聚合材料组成，并且可至少部分地限定内腔。外壳(8)可联结于结构，以修改该结构的几何形状。此后，聚合物铸件(12)可经由附接于壳组件的至少一个注射端口注射到内腔中。在一些实施例中，一个或更多个加强件(9)和/或芯部(10)可定位在内腔内，以有助于改进聚合物铸件(12)至壳(2)的联结，和/或改进设备的结构性质。

Apparatus and method for modifying geometry of a turbine part

A device for modifying at least a portion of the geometry of a turbine may include a housing assembly (3) including a housing formed to modify the shape of a pre-existing element of the turbine. The housing (8) of the shell assembly (3) can be composed of fiber-reinforced polymeric material and may at least partially define the lumen. The housing (8) may be coupled to the structure to modify the geometry of the structure. Thereafter, the polymer casting (12) can be injected into the lumen via at least one injection port attached to the housing assembly. In some embodiments, one or more reinforcing elements (9) and / or cores (10) may be positioned in the lumen to help improve the coupling of the polymer castings (12) to the shell (2), and / or improve the structural properties of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于修改涡轮部分的几何形状的设备及方法
本公开涉及用于限定和/或修改涡轮的至少一个元件的几何形状的设备和方法。
技术介绍
美国专利No.8,672,617、6,926,494和5,441,384以及美国专利申请公开No.2004/0156709、2012/0308397和2013/0139494公开了水力涡轮机的实例。可发现水力涡轮具有水与固定导叶的流动未对准。此类未对准可引起显著的效率损失。此类未对准的校正可经常需要相当多的时间和成本，因为此类问题的解决方案经常需要限制的空间内的重部分的操纵和/或涡轮的至少一部分的拆卸。此外，此类因素可有助于安全和处理问题，其可需要解决用于执行对固定导叶的流动未对准的校正。
技术实现思路
根据本文中示出的方面，提供一种用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备，其包括至少部分地限定内腔的壳。壳可包括复合材料。复合材料可包括纤维和聚合材料。设备还可包括定位在内腔内的聚合物铸件。根据本文中示出的其它方面，一种水力涡轮包括固定环、附接于固定环的至少一个固定导叶，以及固定导叶延伸部，其具有限定内腔的壳以及定位在内腔内的聚合物铸件。固定导叶延伸部可附接于固定导叶。根据本文中示出的其它方面，一种修改水力涡轮的部分的几何形状的方法包括将外壳定位成邻近于水力涡轮的部分。外壳可包括由聚合材料组成的复合材料。该方法还可包括以下步骤：将外壳附接于部分，以及将聚合物铸件注射到由外壳至少部分地限定的空间中。以上描述和其它的特征由以下附图和详细描述例示。附图说明现在参照附图，其为示例性实施例，并且其中相似的元件同样地编号：图1为用于修改能够在涡轮的实施例中利用的涡轮的至少一部分的几何形状的设备的第一示例性实施例的等距视图。图2为图1中示出的设备的第一示例性实施例的下端的放大片段视图。图3为图1中示出的设备的第一示例性实施例的壳组件的示例性实施例的透视图。壳组件的外壳的视图从外壳的开口端，以示出芯部和/或加强件元件，其可能够定位在由壳组件的外壳至少部分地限定的腔内。图4为用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备的第一示例性实施例的壳组件的俯视图。图5为用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备的第一示例性实施例的截面视图。图6为沿着图5的线A-A截取的、用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备的第一示例性实施例的截面视图。本文中公开的创新的实施例的其它细节、目的和优点将从示例性实施例和相关联示例性方法的以下描述变得显而易见。具体实施方式本文中公开了用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备和方法。在一些实施例中，涡轮的至少一部分的几何形状的修改可导致针对流体与涡轮的固定导叶的流动未对准的校正。包括此类设备的涡轮也在本文中公开。在一些实施例中，涡轮可为水力涡轮，水穿过该水力涡轮。水力涡轮可为水力发电涡轮装备的部分。还设想的是，涡轮的其它实施例可构造用于待穿过其的流体，其包括液态水和/或其它流体。水力涡轮的一些实施例可设计为弗朗西斯涡轮。对于此类实施例，涡轮可包括在螺旋壳体的中心中转动的叶轮轮。具有间隔开的固定导叶1的固定环2可定位在螺旋壳体的出口处。固定导叶1可构造成在涡轮不在操作中时支承涡轮的重量，并且在涡轮操作时支持可存在于螺旋壳体中的压力条件。固定导叶可与液态水的流体流对准，以通过确定大小和构造成最小化液压损失来有助于确保涡轮的有效操作。在固定导叶1后面具有边门的径向分布器可使叶轮入口处的水流定向。水可穿过叶轮，并且在引流管中遵循其路线。固定导叶可具有从固定环的下侧2b延伸至固定环2的上侧2a的高度，并且各个固定导叶还可具有从固定导叶1的后缘1b延伸至固定导叶1的前缘1a的长度。参照图1-6，用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备可构造用于校正流体流与涡轮的固定导叶的未对准。在一些实施例中，设备可提供用于至预先存在的涡轮装备的涡轮的一个或更多个现有的固定导叶的附接。例如，设备可构造为由复合壳组件3组成的固定导叶延伸部，复合壳组件3可联结于预先存在的涡轮装备的固定导叶1。包含在联结的固定导叶延伸壳体组件3与固定导叶1之间的容积可填充有聚合物铸件12。填充有聚合物铸件的容积可为由壳组件3的外壳8至少部分地限定的内腔或其它空间的容积。容积还可由固定环2和固定导叶1的部分限定，外壳8能够附接于该部分。聚合物铸件可定位在由固定环2、固定导叶1以及外壳8限定的容积内，以将壳连结于固定环2和固定导叶1，以经由外壳8的结构修改固定导叶1的几何形状。壳组件3可包括外壳8，其可限定固定导叶延伸部的液压轮廓。在一些实施例中，外壳8可由纤维和聚合物复合叠层(例如，碳纤维增强聚合材料、碳纤维增强塑料材料、碳纤维增强热塑性材料、预浸材料组成的材料、玻璃纤维增强聚合材料等)制成。壳组件3的外壳8的上缘6和下缘4可修整成尽可能地匹配固定环2的上表面和下表面。外壳8的结构可构造成具有可变的厚度，以使壳的部分13(邻近壳组件3与固定导叶1之间的联结界面14)的厚度与壳的其它部分相比减小。具有减小的厚度的外壳的部分13可为锥形的，以在厚度上从第一厚度连续地减小至比第一厚度窄的第二厚度。具有减小的厚度的壳的部分13可构造成减小壳在该区域中的刚性，以优化壳组件3与固定导叶1的几何形状的匹配。具有减小的厚度的外壳的部分13可有助于确保在预先存在的固定导叶外结构轮廓与附接于固定导叶1的外壳的外轮廓之间的平滑过渡，以修改固定导叶1的几何形状。平滑过渡可导致壳组件的外壳8在联结界面处接触固定导叶，以与固定导叶平滑地配合，使得壳从联结界面14连续地延伸。例如，具有减小的厚度的外壳8的部分13可构造成以使邻近外壳8的第一侧5的外壳的两个相对面的部分与彼此间隔开，以限定外壳8内的腔的部分。限定这些面的部分的外壳8的两个相对侧可限定部分13，并且可均构造为壁或其它壳元件的部分，其在厚度上从外壳8的该侧的中间部分减小至外壳8的第一侧5的远端，使得外壳的各个面上的外壳的第一侧5的远端由具有比壁的部分(离外壳的第一侧5的远端更远)更薄的厚度的壁限定。外壳8的第一侧5的远端可直接地联结于固定导叶1，使得外壳的两个相对面的远端(包括具有减小的厚度的外壳8的部分13)在联结界面14的区域中在固定导叶1的相对侧上联结于固定导叶。在部分的远端处限定在部分13的相对侧之间的腔的部分可具有等于或大致等于其所附接的固定导叶1的部分的宽度或厚度的厚度(例如，为与固定导叶完全相同的宽度，在部分13所附接的固定导叶的部分的宽度的5％内，等)。加强件9可组装或以其它方式定位在由壳组件3的外壳限定的内腔内。加强件9可定位在壳组件3内，以增大壳组件3的硬度，并且避免可由于流体静压力而发生的外壳8的变形，该流体静压力可在聚合物铸件12在由外壳8至少部分地限定的内腔内的注射期间发生。加强件9可为定位在由壳组件的外壳限定的内腔内的加强元件。加强件元件中的各个可为元件，如细长的细丝、细长的金属部件、管、细长的刚性部件，或可有助于支承流体静压力的其它元件，该流体静压力归因于注射到外壳8的内腔中的未固化聚合物铸件的存在。壳组件3还可包括一个或更多个注射端口7，其确定大小并且构造用于聚合物铸件12的注射。在一些实施例中，多个注射端口7可邻近壳组件3的外壳的底部定位在壳的相同面上。在其它实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备，其包括：壳，其至少部分地限定内腔，所述壳包括复合材料，所述复合材料包括纤维和聚合材料；以及聚合物铸件，其定位在所述内腔内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.21 CA 2857297;2014.07.15 US 62/0246221.一种用于修改涡轮的至少一部分的几何形状的设备，其包括：壳，其至少部分地限定内腔，所述壳包括复合材料，所述复合材料包括纤维和聚合材料；以及聚合物铸件，其定位在所述内腔内。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述壳具有第一侧，其限定与所述内腔连通的开口，并且其中所述壳的所述第一侧构造用于至所述涡轮的固定导叶的相对侧的附接。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括：芯部，其定位在所述内腔内。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述芯部由多个中空部件组成，并且所述设备还包括至少一个端口，其能够连接于所述壳用于所述聚合物铸件到所述内腔中的注射。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括：多个加强件，其定位在所述内腔内。6.一种水力涡轮，其包括：固定环；至少一个固定导叶，其附接于所述固定环；以及固定导叶延伸部，其具有限定内腔的壳以及定位在所述内腔内的聚合物铸件，所述固定导叶延伸部附接于所述固定导叶。7.根据权利要求6所述的涡轮，其特征在于，所述壳由包括纤维和聚合材料的复合材料组成。8.根据权利要求7所述的涡轮，其特征在于，所述固定导叶延伸部还包括定位在所述内腔内的芯部。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述芯部由多个中空部件组成。10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述固定导叶延伸部还包括定位在所述壳的所述内腔内的多个加强件。11.一种修...

【专利技术属性】
技术研发人员：S博利厄，M萨布兰，
申请(专利权)人：阿尔斯通再生能源技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR