泪滴形的部分跨距围带制造技术

本发明专利技术公开一种用于涡轮机中的旋转叶片的泪滴形的部分跨距围带，所述可旋转叶片包括：翼型部分，所述翼型部分具有前缘、后缘、径向向内端和径向向外端；根段，所述根段连接到所述翼型部分的所述径向向内端上。部分跨距围带（part-span shroud）定位在所述翼型部分上，位于所述根段与所述径向向外端之间。所述部分跨距围带是大体泪滴形，以使得如从所述部分跨距围带的前缘测量，其横截面形状的最大厚度位于在所述部分跨距围带的所述前缘与后缘之间延伸的弦长的20%至40%以内。

【技术实现步骤摘要】
泪滴形的部分跨距围带
本专利技术总体上涉及用于涡轮机中的旋转叶片。更具体来说，本专利技术涉及在相邻叶片之间具有部分跨距围带的旋转叶片。
技术介绍
如蒸汽或燃气涡轮机的涡轮机的流体流动路径大体上由固定壳体和转子形成。在此构造中，多个固定轮叶以周向阵列的方式附接到壳体上，并且径向向内延伸到流动路径中。类似地，多个旋转叶片以周向阵列的方式附接到转子上并且径向向外延伸到流动路径中。固定轮叶和旋转叶片布置成交替的排，以使得一排轮叶和直接下游排的叶片形成一“级”。该等轮叶用来引导流动路径，以使得该流动路径以正确的角度进入下游排的叶片中。叶片的翼型从工作流体中提取能量，从而产生驱动转子和附接到其上的负载所必需的动力。涡轮机的叶片在它们以高速旋转时，可能经受振动和轴向扭转。为了解决这些问题，叶片通常包括在每个叶片的尖端与根段之间的中间径向距离处安置在翼型部分上的部分跨距围带。该等部分跨距围带通常连接到每个翼型的压力（凸）面和吸力（凹）面中的每一个上，以使得相邻叶片上的部分跨距围带彼此匹配地配合并且在转子的旋转期间沿彼此摩擦地滑动。
技术实现思路
在一个示例性但非限制性的实施例中，即本专利技术的第一个方面，提供了一种用于涡轮机的可旋转叶片，该可旋转叶片包括：翼型部分，其具有前缘和后缘、径向向内端和径向向外端；根段，其连接到翼型部分的径向向内端上；以及大体泪滴形的部分跨距围带，其定位在翼型部分上在根段与径向向外端之间，其中该部分跨距围带具有以下这样的横截面形状：如从该部分跨距围带的前缘所测量，该横截面形状的最大厚度位于从部分跨距围带的前缘到部分跨距围带的后缘延伸的弦长的20%至40%以内。如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦长的约30%处。如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦长的31%与37%之间。如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦长的31%处，并且其中所述部分跨距围带具有由表I中所列出的X-Y坐标所定义的轮廓。如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦长的36%处，并且其中所述部分跨距围带具有由表II中所列出的X-Y坐标所定义的轮廓。如上第一方面所述，其中所述最大厚度位于所述弦长的37%处，并且其中所述部分跨距围带具有由表III中所列出的X-Y坐标所定义的轮廓。如上第一方面所述，其中所述部分跨距围带沿所述翼型部分的径向长度大体位于中间。如上第一方面所述，其中所述旋转叶片作为以下各项之一进行运行：压缩机中的前级叶片，燃气涡轮机中的后级叶片，或蒸汽涡轮机中的低压段叶片。如上第一方面所述，其中所述叶片的相邻叶片的对应压力面和吸力面上的部分跨距围带沿相邻的、大体Z形的接触面至少部分地配合。如上第一方面所述，其中所述叶片的相邻叶片的对应压力面和吸力面上的部分跨距围带具有大体笔直的接触面。在另一个示例性方面，提供了一种涡轮机，该涡轮机包括：可旋转地安装在定子内的转子，该转子包括轴；安装在该轴上的至少一个转子轮，该至少一个转子轮中的每一个包括安装在其上的多个径向向外延伸的叶片；并且其中每个叶片包括翼型部分，其具有前缘和后缘、径向向内端和径向向外端、压力面和吸力面；根段，其位于该翼型部分的径向向内端处；以及部分跨距围带，其定位在翼型部分上在根段与径向向外端之间、在压力面和吸力面上，其中该部分跨距围带具有大体泪滴形的横截面形状，如从该部分跨距围带的前缘所测量，该横截面形状的最大厚度位于在部分跨距围带的前缘与部分跨距围带的后缘之间延伸的弦长的20%至40%以内。如上所述最大厚度位于所述弦长的31%处，并且其中所述部分跨距围带具有由表I中所列出的X-Y坐标所定义的轮廓。如上所述最大厚度位于所述弦长的36%处，并且其中所述部分跨距围带具有由表II中所列出的X-Y坐标所定义的轮廓。如上中所述最大厚度位于所述弦长的37%处，并且其中所述部分跨距围带具有由表III中所列出的X-Y坐标所定义的轮廓。如上所述叶片作为以下各项之一工作：压缩机中的前级叶片，燃气涡轮机中的后级叶片，或蒸汽涡轮机中的低压段叶片。如上所述部分跨距围带沿所述翼型部分的径向长度大体位于中间。在又一个示例性方面，一种涡轮机包括：可旋转地安装在定子内的转子，该转子包括轴；安装在该轴上的至少一个转子轮，该至少一个转子轮中的每一个包括安装在其上的多个径向向外延伸的叶片；并且其中每个叶片包括翼型部分，其具有前缘和后缘、径向向内端和径向向外端、压力面和吸力面；根段，其位于该翼型部分的径向向内端处；以及部分跨距围带，其定位翼型部分上在根段与径向向外端之间、在压力面和吸力面上，其中该部分跨距围带具有泪滴形的横截面形状，如从该部分跨距围带的前缘所测量，该横截面形状的最大厚度位于在部分跨距围带的前缘与部分跨距围带的后缘之间延伸的弦长的31%至37%处；并且其中如从叶片的根段所测量，该部分跨距围带安置在翼型部分上在该翼型部分的径向高度的约40%与80%之间。如上所述部分跨距围带具有由分别在表I至表III中所列出的X-Y坐标或由所述坐标的几何缩放所定义的轮廓。如上所述叶片的相邻叶片的对应压力面和吸力面上的部分跨距围带沿相邻的、大体笔直或Z形的接触面至少部分地配合。如上所述部分跨距围带沿所述翼型部分的所述径向高度大体位于中间。本专利技术的这些及其他方面、优点以及突出特征将从以下具体实施方式中，结合下面所标识的附图变得显而易见。附图说明图1示出常规蒸汽涡轮机的局部切除透视图；图2示出常规燃气涡轮机的横截面图；图3示出并入有部分跨距围带的两个相邻旋转叶片的透视图；图4示出从图3中获得的包括部分跨距围带的两个相邻旋转叶片的一部分的放大的透视图；图5示出并入有部分跨距围带的两个相邻旋转叶片的一部分的俯视图，这两个相邻旋转叶片沿相邻部分跨距围带段的笔直接触面可配合；图6是已知的部分跨距围带构造的示意性横截面图；图7是根据本专利技术的示例性但非限制性实施例的部分跨距围带构造的示意性横截面图；图8是与图7类似的示意性截面图，但该图示出具有定义了部分跨距围带的形状和轮廓的X-Y笛卡尔坐标的另一个示例性实施例；图9是与图8类似的示意性截面图，但该图示出具有定义了部分跨距围带的形状和轮廓的X-Y笛卡尔坐标的另一个示例性实施例；以及图10是与图8和图9类似的示意性截面图，但该图示出具有定义了部分跨距围带的形状和轮廓的X-Y笛卡尔坐标的又一个示例性实施例。应注意，本专利技术的附图无需按比例绘制。附图仅旨在描绘本专利技术的典型方面，因此不应视为限制本专利技术的范围。具体实施方式如下所述，本专利技术的实施例可应用于电力生产中所使用的蒸汽和燃气涡轮机发动机两者。然而，应了解，所述教示同样可应用于其他电机，包括（但不限于）燃气涡轮机发动机压缩机、风机以及航空中所使用的燃气涡轮机。所属领域的技术人员还应明白，本专利技术可应用于上述不同缩放版本的机器。图1示出了蒸汽涡轮机10的局部切除透视图。蒸汽涡轮机10包括转子组件12，该转子组件包括轴或转子14和多个轴向间隔开的转子轮18。多个可旋转叶片或动叶20机械地联接到每个转子轮18上。更确切地说，叶片20布置成围绕每个转子轮18周向地延伸的排。多个固定轮叶22围绕轴14周向地延伸并且轴向定位在叶片20的相邻排之间。该等固定轮叶22固定到周围定子上并且与可旋转叶片20协作来形成多个涡轮级之一，并且限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮机的可旋转叶片，所述可旋转叶片包括：翼型部分，其具有前缘和后缘、径向向内端和径向向外端；根段，其连接到所述翼型部分的所述径向向内端上；以及大体泪滴形的部分跨距围带，其定位在所述翼型部分上并在所述根段与所述径向向外端之间，其中所述部分跨距围带具有以下这样的横截面形状：如从所述部分跨距围带的前缘所测量，所述横截面形状的最大厚度位于从所述部分跨距围带的所述前缘到所述部分跨距围带的后缘延伸的弦长的20%至40%以内。

【技术特征摘要】
2012.11.30 US 13/691,4781.一种用于涡轮机的可旋转叶片，所述可旋转叶片包括：翼型部分，其具有前缘和后缘、径向向内端和径向向外端；根段，其连接到所述翼型部分的所述径向向内端上；以及大体泪滴形的部分跨距围带，其定位在所述翼型部分上并在所述根段与所述径向向外端之间，其中所述部分跨距围带具有以下这样的横截面形状：如从所述部分跨距围带的前缘所测量，所述横截面形状的最大厚度位于从所述部分跨距围带的所述前缘到所述部分跨距围带的后缘延伸的弦长的20％至40％以内，所述泪滴形部分跨距围带的横截面轮廓由表I、表II、表III中的任意一个所列出的X-Y笛卡尔坐标来定义。2.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述最大厚度位于所述弦长的30％处。3.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述最大厚度位于所述弦长的31％与37％之间。4.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述最大厚度位于所述弦长的31％处，并且其中所述部分跨距围带具有由所述表I中所列出的X-Y坐标所定义的横截面轮廓。5.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述最大厚度位于所述弦长的36％处，并且其中所述部分跨距围带具有由所述表II中所列出的X-Y坐标所定义的横截面轮廓。6.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述最大厚度位于所述弦长的37％处，并且其中所述部分跨距围带具有由所述表III中所列出的X-Y坐标所定义的横截面轮廓。7.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述部分跨距围带沿所述翼型部分的径向长度大体位于中间。8.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述旋转叶片作为以下各项之一进行运行：压缩机中的前级叶片，燃气涡轮机中的后级叶片，或蒸汽涡轮机中的低压段叶片。9.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述叶片的相邻叶片的对应压力面和吸力面上的部分跨距围带沿相邻的、大体Z形的接触面至少部分地配合。10.如权利要求1所述的可旋转叶片，其中所述叶片的相邻叶片的对应压力面和吸力面上的部分跨距围带具有大体笔直的接触面。11.一种涡轮机，其包括：可旋转地安装在定子内的转子，所述转子包括：轴；安装在所述轴上的至少一个转子轮，所述至少一个转子轮中的每一个包括安装在其上的多个径向向外延伸的叶片；并且其中每个所述径向向外延伸的叶片包括：翼型部分，其具有前缘和后缘、径向向内端和径向向外端、压力面和吸力面；根段，其位于所述翼型部分的所述径向向内端处；以及部分跨距围带，其定位在所述翼型部分上在所述根段与所述径向向外端之间、在所述压力面和所述吸力面...

【专利技术属性】
技术研发人员：R舒罕，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US