中空叶片体、插入肋和中空叶片制造技术

本发明专利技术涉及一种用于中空叶片(1)的中空叶片体，包括具有压力侧(4)和抽吸侧(5)的叶片壁(6)，压力侧在其内侧(9)上具有至少一个第一叶片连接元件，并且抽吸侧(5)在其内侧(9)上具有与第一叶片连接元件直径上相对的至少一个第二叶片连接元件，其中第一叶片连接元件可以与布置在插入肋(12至18)的第一纵向端部的至少一个第一肋连接元件接合，并且第二叶片连接元件可以以如下方式与布置在插入肋(12至18)的、面向远离第一纵向端部的第二纵向端部的至少一个第二肋连接元件接合：使得插入肋(12至18)被固定在中空叶片体上且实现了中空叶片(1)的加强。

Hollow blade body, insertion rib and hollow blade

The invention relates to a hollow blade (1) of the hollow blade body, including the pressure side and suction side (4) (5) of the blade wall (6), pressure on the inner side (9) having at least one first blade connecting element, and the suction side (5) in the medial (9) with the first blade is connected to at least one second leaf relative element diameter on the connecting element, wherein the blade connecting element can be inserted and arranged in the ribs (12 to 18) at least one of the first rib first longitudinal end connection element joint, and second blade connecting elements are as follows and arrangement the insertion rib (12 to 18), for at least one of the second ribs away from the first longitudinal end of the second longitudinal end connection element joint: the insertion rib (12 to 18) is fixed on the hollow blade body and the hollow blade (1) to strengthen the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】中空叶片体、插入肋和中空叶片
本专利技术涉及用于涡轮机的中空叶片。
技术介绍
涡轮机具有由轴径向向内限定、并由壳体径向向外限定的流动管道。涡轮机具有固定至轴、且在涡轮机的操作期间与轴一起转动的转子叶片、以及固定至壳体且静止不动的定子叶片。特别地，在燃气轮机的涡轮部中，叶片暴露于高温，这会降低叶片的使用寿命。例如，高温会引起叶片的变形。为了使叶片保持低的温度，传统上是通过提供内部具有使冷却空气流动通过的空腔的叶片而将热从叶片上去除。如果叶片的壁厚太大，则这不利地导致叶片的高温。然而如果壁厚太小，则这不利地导致叶片的强度不足。为了冷却涡轮叶片，通常在叶片的内部使用板。板设置有孔并因此用作冲击冷却板以便能够充分且高效地冷却叶片壁。为此，文献US4,063,851A1、EP0032646A1和EP2573325A1公开了多种构造，在其中呈现的解决方案中的每一个解决方案中，冲击冷却板只是承担冷却功能。它们没有其他功能。
技术实现思路
本专利技术具有提供一种用于涡轮机的高强度中空叶片的目的，借助于该叶片，可以在涡轮机的操作期间实现中空叶片的低温。本专利技术的用于中空叶片的中空叶片体具有有着压力侧和抽吸侧的叶片壁，压力侧在其内侧上具有至少一个第一叶片连接元件，并且抽吸侧在其内侧上具有与第一叶片连接元件相对的至少一个第二叶片连接元件，其中第一叶片连接元件可以与布置在插入肋的第一纵向端部的至少一个第一肋连接元件接合，并且第二叶片连接元件可以与布置在插入肋的、与第一纵向端部相对的第二纵向端部的至少一个第二肋连接元件接合，使得插入肋被固定在中空叶片体上，以使插入肋可以被张紧地加载，以便插入肋因此可以加强中空叶片。本专利技术的用于中空叶片的插入肋具有布置在插入肋的至少一个第一纵向端部的至少一个第一肋连接元件，并且具有布置在插入肋的、与第一纵向端部相对的第二纵向端部的第二肋连接元件，其中第一肋连接元件可以与布置在中空叶片体的叶片壁的压力侧的内侧上的至少一个第一叶片连接元件接合，并且第二肋连接元件可以与布置在叶片壁的抽吸侧的内侧上的、与第一叶片连接元件相对的至少一个第二叶片连接元件接合，使得插入肋被固定在中空叶片体上，并且中空叶片的这种加强减小了弯曲。优选地，插入肋与叶片中空体互锁。本专利技术的用于涡轮机的中空叶片具有中空叶片体和插入肋，其中第一叶片连接元件与第一肋连接元件接合，并且第二叶片连接元件与第二肋连接元件接合，使得插入肋被固定至中空叶片体并且就拉伸加载而言，加强中空叶片。通过用插入肋加强中空叶片，即使用薄叶片壁，也可以有利地实现高强度叶片。因此，并且因为在操作中低的厚度使得可以实现用于中空叶片的低温，所以中空叶片具有长的使用寿命。此外，插入肋可以由不同的更加成本有效的材料制成，那么中空叶片体和作为结果的中空叶片有利地是成本有效的。插入肋的提供增加了中空叶片的内部表面面积，并且因此与没有提供插入肋的情况相比，可以由在中空叶片中流动的冷却流体去除更多的热。中空叶片体和插入肋可以在分离的生产过程中生产，因此与如果插入肋在单个工艺步骤中与中空叶片体一起铸造的情况相比，准许了插入肋的更复杂的几何形状。优选的是，叶片连接元件中的至少一个叶片连接元件具有被引入到叶片壁中的至少一个叶片槽。叶片连接元件中的至少一个叶片连接元件优选地具有从叶片壁突出的至少一个叶片突起。叶片壁槽和叶片突起使得插入肋可以例如简单地通过推动而被引入到中空叶片体中。优选的是，第一和第二叶片连接元件各具有从叶片壁突出的叶片突起，并且叶片突起与叶片壁一起限定槽，其中两个槽中的一个槽朝向中空叶片体的前缘开口，并且两个槽中的另一个槽朝向中空叶片体的尾缘开口，使得插入肋的转动运动允许肋连接元件与叶片连接元件接合。插入肋优选地具有转动轴线，并且第一肋连接元件和第二肋连接元件优选地各具有肋突起，其中，当插入肋围绕转动轴线在转动方向上转动时，肋突起从插入肋在其转动方向上突出，使得转动允许肋突起与叶片连接元件的槽进行锁定接合。如果压力侧与抽吸侧之间的分离沿着叶片高度变化，则转动接着允许插入肋自身与中空叶片体接合，作为其结果插入肋不能被推动。中空叶片体优选地具有从压力侧延伸至抽吸侧的叶片肋，使得在中空叶片体内，形成有在中空叶片体的前缘的区域中的前缘通道和在尾缘的区域中的尾缘通道，其中叶片连接元件布置在前缘通道中。在涡轮机的操作期间，中空叶片的前缘可能弯曲。在前缘通道中设置插入肋加强了前缘并因此有利地防止前缘的弯曲。优选的是，插入肋具有彼此固定地连接、且在从中空叶片的前缘到尾缘的方向上彼此挨着布置的至少两个横向腹板，其中肋连接元件中的至少一个肋连接元件布置在横向腹板的各纵向端部。借助于至少两个横向腹板各设置有两个肋连接元件的事实，优选的插入肋具有与至少四个对应的叶片连接元件锁定接合的至少四个肋连接元件。这使得可以带来中空叶片的特别强的加强。插入肋优选地通过铸造工艺、通过使片材弯折、通过选择性激光烧结和/或选择性激光熔化来生产。在选择性激光烧结和选择性激光熔化的情况中，有利地可以获得小的生产公差和复杂的几何形状。片材的弯折有利地是简单的生产工艺。优选的是，叶片连接元件与肋连接元件接合形成角连接、燕尾连接、齿形连接和/或欧米伽连接。这些连接有利地是在涡轮机的操作期间不会松动的钩状实心连接。中空叶片优选地具有挡板，挡板具有多个孔且布置在中空叶片内，使得冷却流体可以经由孔抵靠插入肋的表面流动。因此可以使用冲击冷却来冷却中空叶片的大的表面面积。附图说明下面将参照所附示意图更详细地说明本专利技术。其中：图1示出有着第一插入肋的中空叶片，图2示出有着第二插入肋的中空叶片，图3示出有着第三插入肋的中空叶片，图4是图3的细节，图5是具有第四插入肋的中空叶片的细节，图6是具有第五插入肋的中空叶片的细节，图7是具有第六插入肋的中空叶片的细节，和图8是具有第七插入肋的中空叶片的细节。具体实施方式如图1至图3所示，中空叶片1具有中空叶片体和插入肋。中空叶片体具有有着外侧8和内侧9的叶片壁6。内侧9限定中空叶片体的内部空腔。在其内安装中空叶片1的涡轮机的操作期间，外侧8暴露于涡轮机的工作流体流。中空叶片体还具有指向工作流体的上游方向的前缘2，和指向工作流体的下游方向的尾缘3。中空叶片体还具有压力侧4和抽吸侧5。中空叶片体具有从压力侧4延伸至抽吸侧5的叶片肋7，使得中空叶片1的空腔被分成布置在前缘2的区域中的前缘通道10、以及布置在尾缘3的区域中的尾缘通道11。图1的中空叶片1具有在其前缘通道10中的第一插入肋12，并且图2的中空叶片1具有在其前缘通道10中的第二插入肋13。为此，图1和图2中的中空叶片体具有呈引入到叶片壁6中的叶片槽24形式的、在压力侧4上的两个叶片连接元件和在抽吸侧5上的两个叶片连接元件。叶片槽24在叶片高度的方向上延伸，使得第一插入肋12和第二插入肋13可以通过在叶片高度的方向上推动而引入到中空叶片体中。第一插入肋12和第二插入肋13具有彼此牢固地连接、且在从中空叶片1的前缘2到尾缘3的方向上彼此挨着布置的两个横向腹板，其中肋连接元件中的至少一个肋连接元件布置在横向腹板的各纵向端部处。肋连接元件各具有从相应的横向腹板突出的突起。肋连接元件分别与叶片壁槽24中的一个叶片壁槽24接合，并且当叶片壁归因于热效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中空叶片(1)的中空叶片体，所述中空叶片体具有叶片壁(6)，所述叶片壁(6)具有压力侧(4)和抽吸侧(5)，所述压力侧(4)在其内侧(9)上具有至少一个第一叶片连接元件，并且所述抽吸侧(5)在其内侧(9)上具有与所述第一叶片连接元件相对的至少一个第二叶片连接元件，其中所述第一叶片连接元件能够与布置在插入肋(12至18)的第一纵向端部的至少一个第一肋连接元件接合，并且所述第二叶片连接元件能够与布置在所述插入肋(12至18)的、与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部的至少一个第二肋连接元件接合，使得所述插入肋(12至18)被固定在所述中空叶片体上，使得所述插入肋(12至18)能够被张紧地加载，以便所述插入肋(12至18)因此能够加强所述中空叶片(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.21 EP 14194337.31.一种用于中空叶片(1)的中空叶片体，所述中空叶片体具有叶片壁(6)，所述叶片壁(6)具有压力侧(4)和抽吸侧(5)，所述压力侧(4)在其内侧(9)上具有至少一个第一叶片连接元件，并且所述抽吸侧(5)在其内侧(9)上具有与所述第一叶片连接元件相对的至少一个第二叶片连接元件，其中所述第一叶片连接元件能够与布置在插入肋(12至18)的第一纵向端部的至少一个第一肋连接元件接合，并且所述第二叶片连接元件能够与布置在所述插入肋(12至18)的、与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部的至少一个第二肋连接元件接合，使得所述插入肋(12至18)被固定在所述中空叶片体上，使得所述插入肋(12至18)能够被张紧地加载，以便所述插入肋(12至18)因此能够加强所述中空叶片(1)。2.如权利要求1所述的中空叶片体，其中所述叶片连接元件中的至少一个叶片连接元件具有引入到所述叶片壁(6)中的至少一个叶片壁槽(24)。3.如权利要求1或2所述的中空叶片体，其中所述叶片连接元件中的至少一个叶片连接元件具有从所述叶片壁(6)突出的至少一个叶片突起(26至30)。4.如权利要求3所述的中空叶片体，其中所述第一叶片连接元件和第二叶片连接元件各具有叶片突起，所述叶片突起从所述叶片壁(6)突出、且与所述叶片壁(6)一起限定槽(36，37)，其中两个所述槽(36，37)中的一个槽朝向所述中空叶片体的前缘(2)开口，并且两个所述槽(36，37)中的另一个槽朝向所述中空叶片体的尾缘(3)开口，使得所述插入肋(12至18)的转动运动允许所述肋连接元件与叶片连接元件接合。5.如权利要求1至4中的任一项所述的中空叶片体，其中所述中空叶片体具有从所述压力侧(4)延伸至所述抽吸侧(5)的叶片肋(7)，使得在所述中空叶片体内，形成有在所述中空叶片体的所述前缘(2)的区域中的前缘通道(10)、以及在所述尾缘(3)的区域中的尾缘通道(11)，其中所述叶片连接元件布置在所述前缘通道(10)中。6.一种用于中空叶片(1)的插入肋，所述插入肋具有布置在所述插入肋(12至18)的至少一个第一纵向端部的至少一个第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿玛德，B·布赫霍尔兹，R·格西林，D·科赫，T·马泰斯，R·拉杜罗维克，M·舒勒，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE