涡轮机风标的中空内板条制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机的导流风标装置（100）。该导流风标装置（100）包括：具有通孔（301）的内平台（101），所述通孔形成用于冷却流体的流体通道，其中，内平台（101）在绕涡轮机的轴（304）的圆周方向（109）上延伸。该导流风标装置（100）进一步包括中空翼面（102），其具有冷却开口，该冷却开口用于交换穿过通孔（301）进出中空翼面（102）的冷却流体，其中，中空翼面（102）被固定到内平台（101）的第一表面（201）。该导流风标装置（100）进一步包括具有凹槽（104）的板条（103），所述凹槽具有冷却流体通路（105），其形成了冷却流体到达通孔（301）的通路，其中，板条（103）被固定到内平台（101）的第二表面（106），而且板条（103）沿第二表面（106）在绕轴（304）的圆周方向（109）上延伸。冷却流体通路（105）在圆周方向（109）上至少包括通孔（301）的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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描述了一种润轮机喷嘴节段,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 I 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。润轮机包括内罩，风标从所述内罩相对于润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。
技术实现思路
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。根据本专利技术的第一方面，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。根据本专利技术的另一方面，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。最小开口或直径限制了流体速度，因此限制了冷却效率。特别地，如果板条的冷却流体通路等于或大于内平台的通孔，则冷却流体以相同的冷却效率来冷却板条和内平台。通孔的尺寸具体表示的是冷却流体通路和通孔沿圆周方向的大小。如果通孔和/或冷却流体通路是圆形的，则该尺寸表示例如直径。如果通孔或冷却流体通路的形状是椭圆形的，则尺寸可定义例如主轴线或横向直径。如果冷却流体通路和/或通孔的形状是矩形的，则该尺寸可表示沿圆周方向的长度。额外地或替代性地，术语“尺寸”表示冷却流体通路与通孔的重叠横截面的横截面面积。换言之，在冷却流体通路覆盖了通孔横截面的节段中，冷却流体通路的横截面面积大于通孔的横截面面积。翼面包括具有尾缘和前缘的翼型。工作介质迎着前缘流动，并由翼面的表面(型面)引导到尾缘，工作介质在尾缘处以预定和期望的流动方向离开翼面。前缘和尾缘由一条称作“弦”的假想直线连接。翼面的弦包括与延伸(圆周)方向成O度至90度之间的角度。板条大致沿圆周方向形成。因此，翼面的冷却开口、通孔以及冷却流体通路的重叠横截面面积重叠，并形成重叠横截面。冷却流体流过重叠横截面。在重叠横截面中，冷却流体通路被制成比通孔大，使得冷却流体的最大质量流不受板条冷却流体通路尺寸的限制。换言之，与内平台和翼面的通孔相比，冷却流体通路并不形成冷却流体的最小通路。因此，由于冷却流体以相同的冷却效率冷却内板条和内平台，所以降低了内平台和板条的温度差。特别地，板条相对于通孔具有较大的冷却流体通路可以允许板条跟随导流风标装置元件中其余元件(例如内平台和中空翼面)的总体温度(bulk temperature)的温度变化速率。这导致在瞬间和快速变化的温度条件下热应力较小。因此，在通过修改冷却流体通路的尺寸降低板条的热应力时，降低了板条的热应力，并且可降低各种损坏，例如由于热差异造成的裂缝。根据一个示例性实施例，所述凹槽比所述内平台的通孔大。凹槽可被制成像一个槽孔，其中槽孔的长度在相对于所述轴的所述圆周方向上延伸。因此，所述板条包括较少的重量，因为可从板条上去除更多的材料。根据另一示例性实施例，板条与平台一体形成。特别地，板条和内平台可形成一个单体结构，并可在一个工厂铸造而成。根据另一示例性实施例，导流风标装置包括另一中空翼面。内平台包括另一通孔，·其形成了用于所述冷却流体的另一流体通道。另一中空翼面包括另一冷却开口，其用于接收穿过所述另一通孔进入到所述另一中空翼面中的冷却流体，其中所述另一中空翼面被固定到内平台的第一表面。所述板条包括另一凹槽，其具有另一冷却流体通路，所述另一冷却流体通路形成用于所述冷却流体到所述通孔的另一通路。所述另一冷却流体通路在圆周方向上至少包括所述另一通孔的尺寸。所述导流风标装置可形成涡轮机的圆周定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.29 EP 10161435.21.一种用于涡轮机的导流风标装置(100)，所述导流风标装置(100)包括 内平台(101)，其具有通孔(301)，所述通孔形成了用于冷却流体的流体通道，其中，所述内平台(101)在绕所述涡轮机的轴(304 )的圆周方向(109 )上延伸， 中空翼面(102)，其具有冷却开口，所述冷却开口用于交换穿过所述通孔(301)进出所述中空翼面的冷却流体，其中，所述中空翼面(102)被固定到所述内平台(101)的第一表面(201)，以及 包括凹槽(104)的板条(103)，所述凹槽具有冷却流体通路(105)，所述冷却流体通路形成了用于冷却流体流到通孔(301)的通路，其中，所述板条(103)被固定到所述内平台(101)的第二表面(106)，所述板条(103)沿所述第二表面(106)在绕所述轴(304)的所述圆周方向(109)上延伸， 其中，所述冷却流体通路(105)在所述圆周方向(109)上至少包括所述通孔(301)的尺寸。2.根据权利要求I所述的导流风标装置(100)， 其中，所述凹槽(104)比所述通孔(301)大。3.根据权利要求I或2所述的导流风标装置(100)， 其中，所述板条(103 )与所述内平台(101)被一体地制成。4.根据权利要求1-3之一所述的导流风标装置(100)， 其中，所述中空翼面(102)与所述内平台(101)被一体地制成。5.根据权利要求1-4之一所述的导流风标装置(100)，进一步包括 另一中空翼面(102)， 其中，所述内平台(101)包括另一通孔(301)，所述另一通孔形成了用于所述冷却流体的另一流体通道， 其中，所述另一中空翼面(102)包括另一冷却开口，所述另一冷却开口用于接收穿过所述另一通孔(301)进入所述另一中空翼面(102)中的冷却流体，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R琼斯，A帕西，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：