CN101737102B - 具有受阻碍的吹扫流的涡轮机 - Google Patents

具有受阻碍的吹扫流的涡轮机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有受阻碍的吹扫流的涡轮机。提供了一种用于涡轮机(10)的叶片附连装置(20)，并且该装置包括：构件(30)，该构件(30)绕着涡轮机(10)的轴线A转动，包括分别在涡轮机喷嘴(80)的前方和后方保持对应的涡轮机前叶片和涡轮机后叶片(46，56)的前盘桩和后盘桩(45，55)，以及接近该涡轮机喷嘴(80)的中心部分(60)；附连件(90)，该附连件(90)保持在前盘桩及后盘桩(45，55)与涡轮机前叶片及涡轮机后叶片(46，56)之间并且联接至中心部分(60)，使得该附连件(90)的一部分阻碍通过涡轮机(10)的吹扫流。

Description

具有受阻碍的吹扫流的涡轮机
技术领域
本发明的方面涉及涡轮机，并且更具体而言，涉及具有受阻碍的吹扫流的涡轮机。
背景技术
通常，采用冷却空气来吹扫和冷却限定在涡轮机(例如燃气轮机)的转动级和静止级之间的空腔。对于燃气轮机，冷却空气在书中被记载为是不利于燃气轮机的总效率的循环损失，因为该空气绕过涡轮机和燃烧器，从而使得不可从其中提取功。
典型地，冷却空气的流动由安装在转动的涡轮机级之间的隔板所控制。同样地，相关联的喷嘴包括静平台和具有刀状边缘的零件。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于涡轮机的叶片附连装置，并且该装置包括：构件，该构件绕着涡轮机的轴线转动，包括分别在涡轮机喷嘴的前方和后方保持对应的涡轮机前叶片和涡轮机后叶片的前盘桩(disk post)和后盘桩以及接近涡轮机喷嘴的中心部分；附连件，该附连件保持在前盘桩及后盘桩与涡轮机前叶片及涡轮机后叶片之间，并且联接至中心部分，使得附连件的一部分阻碍通过涡轮机的吹扫流。
根据本发明的另一方面，提供了一种组装用于涡轮机的叶片附连装置的方法，并且该方法包括：形成构件，其用于绕着涡轮机的轴线转动，该构件包括前盘桩和后盘桩以及置于它们之间的中心部分；分别将涡轮机前叶片和涡轮机后叶片安装到前盘桩和后盘桩中，使得当该构件安装在涡轮机内时，涡轮机叶片定位在涡轮机喷嘴和中心部分的前方和后方；以及插入附连件以使其保持在前盘桩及后盘桩与涡轮机前叶片及涡轮机后叶片之间，以用于在涡轮机运行期间通过该附连件的一部分阻碍通过涡轮机的吹扫流。
附图说明
在说明书的结论部分处的权利要求中特别地指出并明确地要求保护被视为本发明的主题。结合附图，从下文的详细描述中，本发明的上述及其它特征和优点显而易见，其中：
图1是涡轮机的一部分的顶视图；和
图2是图1的涡轮机的该部分的侧视图。
具体实施方式参考附图以示例性的方式解释了本发明的实施例以及优点和特征。部件列表：10    涡轮机A     涡轮机轴线20    叶片附连装置30    构件，铸件35    吹扫腔40    前部部分45    前盘桩46    涡轮机前叶片50    后部部分55    后盘桩56    涡轮机后叶片60    中心部分70    杉树式附连件71    表面74    空间75    冷却通道80    喷嘴90    附连件
具体实施方式
根据本发明的方面，提供了一种涡轮机，例如燃气轮机，并且该涡轮机包括两个叶片(即，翼片)铸件和附连件(例如转动的平台)。当铸件和附连件安装到涡轮机的轴向的、成角度的和/或弯曲的燕尾榫槽中时，形成密封的空腔。叶片之间的密封销将以离心的方式承载而抵靠叶片，从而密封叶片之间的泄露。燕尾榫将使叶片和附连件相对于涡轮机的转子的轴线保持就位。铸件和附连件可为单一零件，或分成两个或多个零件以降低制造成本。在这些情形中，分开的铸件和附连件可焊接或结合在一起。
关于这种构造，所了解的是设置在附连件附近的悬臂式喷嘴将需要较少的冷却空气。同样，将不需要吹扫空气来用于限定于铸件中的吹扫腔。因此，吹扫空气的总流量可减少并严格地用于冷却叶片和附连件，以及由此而提高涡轮机性能。
参看图1和图2，提供了用于涡轮机10的叶片附连装置20，并且其包括绕着涡轮机10的轴线A转动的构件(例如铸件30)，以及附连件90。本文中，虽然构件显示成铸件30，但理解的是，该构件可通过各种方法来形成并且不需要铸造来实现类似的效果。铸件30大体形成有前部部分40、后部部分50以及中心部分60。前部部分40和后部部分50各自类似于转动盘，并且，中心部分60将它们连接起来。铸件30还形成有限定于前部部分40后方和后部部分50前方的吹扫腔35。
铸件30的前部部分40和后部部分50各自还包括前盘桩45和后盘桩55，该前盘桩45和后盘桩55分别保持对应的涡轮机前叶片46和涡轮机后叶片56。该保持通过盘桩45和55中的各个的杉树式附连件70和涡轮机叶片46和56的对应表面71的相互作用(其中，在铸件30和涡轮机叶片46和56转动期间产生了靠接面之间的摩擦)来实现。关于这种构造，形成于铸件30和杉树式附连件70的端部之间的空间74限定了冷却通道75，冷却剂通过该冷却通道75而流向吹扫腔35和/或冷却剂自吹扫腔35起通过该冷却通道75而流动。
附连件90插入在前盘桩45及后盘桩55与涡轮机前叶片46及涡轮机后叶片56之间。在铸件30在涡轮机10内转动期间，附连件90通过由盘桩45和55对涡轮机叶片46和56的保持以及将该附连件联接至例如中心部分60的机械紧固件而保持就位。因此，附连件90定位成阻碍流向吹扫腔35的吹扫流，并且另外使空气流转回至冷却通道75和/或在冷却通道75内以及朝向例如铸件30的中心部分60转向。
铸件30安装在涡轮机10内，使得涡轮机前叶片46和涡轮机后叶片56(当其以如上所述的方式保持时)定位在接近铸件30的中心部分60的涡轮机喷嘴80的前方和后方。在一实施例中，涡轮机喷嘴80可以是在涡轮机10内固定不动的。在任一情形中，涡轮机喷嘴80相对于涡轮机罩或大体限定了涡轮机10的外周边的一些其它合适的结构伸出悬臂，并且在涡轮机10内向内朝向但不接触中心部分60而延伸。
根据本发明的实施例，因为附连件90阻碍流向吹扫腔35的吹扫流，因此附连件90允许减少必须从流动至涡轮机10的进口空气的总量中移除以用于吹扫流的空气的量。同样地，从进口空气中移除的任何空气的增加的或相对大的部分可被转向至冷却通道75，以用作冷却剂。在此，因为附连件90还用来在冷却通道75内使空气流转向，因此附连件90还允许冷却空气流由前盘桩45和后盘桩55以及中心部分60共享。
根据本发明的另外的实施例，铸件30和附连件90可各自由单个部件形成。备选地，在加工误差要求的时候，铸件30和附连件90也可由分离的部件形成，这些部件在其相应的中点处被焊接在一起。也就是说，可以在中心部分60的中心轴线位置附近来焊接铸件30和/或附连件90。
如图1中所示，铸件30和附连件90可分别安装在涡轮机10的任何直的、有角度的或弯曲的部分(包括例如其燕尾榫段)中。在该情形中，铸件30和附连件90形成有类似涡轮机10弯曲度的弯曲度。这样，涡轮机叶片46和56以及涡轮机喷嘴80彼此偏置，从而使得防止或基本减弱了涡轮机10内的振动力矩。
根据本发明的另一方面，提供了一种组装用于涡轮机10的叶片附连装置的方法。该方法包括形成用于绕着涡轮机10的轴线A转动的铸件30。在此，如上文所描述的，铸件30包括前盘桩45和后盘桩55以及置于其之间的中心部分60。该方法进一步包括分别将涡轮机前叶片46和涡轮机后叶片56安装到前盘桩和后盘桩中，以使得当铸件30安装在涡轮机10内时，涡轮机叶片46和56定位在涡轮机喷嘴80和中心部分60的前方和后方。最后，该方法包括插入附连件90以使其保持在前盘桩45及后盘桩55与涡轮机前叶片46及涡轮机后叶片56之间，以用于在涡轮机10运行期间阻碍通过涡轮机10的吹扫流。
虽然已结合仅有限数目的实施例详细描述本发明，但应容易理解的是，本发明不局限于这些所公开的实施例。而是可对本发明进行修改，以结合此前未描述但与本发明的精神和范围相称的任意数目的变型、改型、替代或等效布置。此外，虽然已描述本发明的各种实施例，但是应理解的是，本发明的方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不应视为受前述描述所限制，而是仅受所附权利要求书的范围所限制。

Claims (9)

1.一种用于涡轮机(10)的叶片附连装置(20)，包括：
构件(30)，其绕着所述涡轮机(10)的轴线(A)转动，包括分别在涡轮机喷嘴(80)的前方和后方保持对应的涡轮机前叶片和涡轮机后叶片(46，56)的前盘桩和后盘桩(45，55)，以及接近所述涡轮机喷嘴(80)的中心部分(60)；和
附连件(90)，其保持在所述前盘桩(45)与所述涡轮机前叶片(46)及所述后盘桩(55)与所述涡轮机后叶片(56)之间并且联接至所述中心部分(60)，使得所述附连件(90)的一部分阻碍通过所述涡轮机(10)的吹扫流；其中，所述构件(30)分别在所述涡轮机前叶片和涡轮机后叶片(46，56)的后方和前方限定了吹扫腔(35)，所述吹扫流被阻碍通向所述吹扫腔(35)。
2.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，冷却流由所述前盘桩和后盘桩(45，55)以及所述中心部分(60)共享。
3.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，所述附连件(90)包括单一构件。
4.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，所述附连件(90)包括在接近所述中心部分(60)的中点的位置处彼此相联接的两个半部构件。
5.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，所述构件(30)包括单一构件。
6.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，所述构件(30)包括在接近所述中心部分(60)的中点的位置处彼此相联接的两个半部构件。
7.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，所述构件(30)和所述附连件(90)相对于所述涡轮机(10)的轴线(A)是弯曲的及成角度的其中至少一种。
8.根据权利要求1所述的叶片附连装置(20)，其特征在于，所述涡轮机前叶片和涡轮机后叶片(46，56)以及所述涡轮机喷嘴(80)相对于彼此偏置。
9.一种组装用于涡轮机(10)的叶片附连装置(20)的方法，所述方法包括：
形成构件(30)，其用于绕着所述涡轮机(10)的轴线(A)转动，所述构件(30)包括前盘桩和后盘桩(45，55)以及置于它们之间的中心部分(60)；
分别将涡轮机前叶片和涡轮机后叶片(46，56)安装到所述前盘桩和后盘桩(45，55)中，使得当所述构件(30)安装在所述涡轮机(10)内时，所述涡轮机叶片(46，56)定位在涡轮机喷嘴(80)和所述中心部分(60)的前方和后方；
插入附连件(90)，以使其保持在所述前盘桩(45)与所述涡轮机前叶片(46)及所述后盘桩(55)与所述涡轮机后叶片(56)之间，以便在所述涡轮机(10)运行期间通过所述附连件(90)的一部分阻碍通过所述涡轮机(10)的吹扫流；以及
分别在所述涡轮机前叶片和涡轮机后叶片(46，56)的后方和前方限定吹扫腔(35)，所述吹扫流被阻碍通向所述吹扫腔(35)。
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