CN104520537B - 可动涡轮机叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低压涡轮机的可动叶片(1)，其具有底脚(10)和翼片(30)，该翼片(30)具有上表面(31)和下表面(32)，所述底脚(10)具有连接翼片(30)和底脚(10)的支柱(11)；所述叶片(1)的特征在于：形成所述支柱(11)，以致于所述支柱的横截面具有：第一直的部分(14)、第二弯曲部分(15)和第三直的部分(16)，所述弯曲部分(15)具有匹配所述翼片(30)的上表面(31)轮廓的外部面(18)和匹配所述翼片(30)的下表面(32)轮廓的内部面(17)。

Description

可动涡轮机叶片
技术领域
本发明的领域涉及涡轮机组的低压涡轮机中可动叶片。
本发明更特别地涉及低压涡轮机的可动叶片底脚的特定布置。
背景技术
常规地，如图1中所示，低压涡轮机的可动叶片1包括三个组件：称为底脚10的下部、称为跟部20的上部和由翼片30所形成的中间部分。
可动叶片1的底脚10包括三个功能性构件：
-支柱11，在翼片和底脚10之间进行连接；
-球状物12，在可动叶片和涡轮机转子圆盘之间进行机械连接；
-扰流板13，减少泄露，以最大化低压涡轮机的效率。
支柱11是底脚10的重要部分，因为它维持翼片30和底脚10之间的机械连接，该底脚10固定到转子圆盘和由此是存在高机械应力的位置。
常规地，低压涡轮机的可动叶片具有支柱，该支柱大约是直的，对应于球状物顶部(即，鸠尾榫的顶部)的形状。
然而，这种支柱在一些几何构造中，特别地在复杂形状翼片存在的情况下，不能满足所要求的机械要求。
在这种情况下，已经开发出弯曲的支柱，其具有与翼片相同的形状或更精确地相同的轮廓，以在支柱11和翼片30之间提供最大的重叠，或者更精确地在支柱11的横截面的轮廓和翼片30的横截面轮廓之间提供最大的重叠。
这种类型支柱构造的开发已经使得在叶片这部分中应力均匀，但是也造成增加了叶片的质量和由此增加了低压涡轮机的质量。将清楚地理解可动叶片质量上几克的增加将具有增加整个涡轮机质量几千克的后果，该涡轮机包括多个级，每个级由几百个可动叶片形成。
发明内容
在该上下文中，本发明公开了可动低压涡轮机叶片，其在重量上比根据现有技术的可动叶片要轻，并且可以抵抗强加的机械应力。
为了达到该目的，本发明公开了低压涡轮机的可动叶片，带有底脚和翼片，该翼片具有外面和内面，所述底脚具有连接叶片和底脚的支柱；所述叶片特征在于形成所述支柱，以致于所述支柱的截面具有第一直的部分，第二弯曲部分和第三直的部分，所述弯曲部分具有对应于所述翼片的外面轮廓的外部面和对应于所述翼片的内面轮廓的内部面。
使用本发明，减少了涡轮机的质量，同时维持了良好的机械强度。
有利地，所述直的部分位于在所述弯曲部分的每侧上。
有了地，根据所需要的机械性质调整不同部分的长度。因此，可以改变弯曲部分相对于直的部分的长度，以进一步改善底脚的机械特性。
有利地，定义所述弯曲部分，以致于弯曲部分的横截面叠置在翼片底部的横截面上，具有95％以上的重叠。
有利地，支柱的每个所述部分具有恒定的厚度。
本发明的另一个目的是具有多个根据本发明的可动叶片的低压涡轮机。
在阅读参考附图的下面描述后，将更好地理解本发明，给出附图的清单如下。
附图说明
上述图1表示低压涡轮机的可动叶片。
图2示意性地表示在根据本发明的可动叶片的支柱的横截面平面上的截面图。
图3表示在平行于支柱的横截面平面的横截面平面上，图2中所示的截面与根据本发明的叶片的翼片的截面的叠置。
具体实施方式
参考图2，支柱11具有分成三个不同部分的横截面：
第一直的部分14；
第二弯曲部分15；
第三部分16，其再次是直的。
弯曲部分15位于两个直的部分14和16之间。每个部分14、15、16具有恒定厚度。
如图3中所示，根据本发明叶片的支柱11的几何形状包括弯曲部分15，其匹配图3中虚线所示叶片的翼片30的底部的一部分轮廓35。翼片的底部意指连接支柱的翼片的部分。
在弯曲部分15的这两个轮廓是相同的，换而言之，该弯曲部分15的外部面18与翼片30的底部的外面31具有相同的轮廓(图1中所示)，并且内部面17具有与翼片30的底部的内面相同的轮廓(图1)。有利地，该部分15具有与相应翼片30的底部相同的厚度，以致于这两个轮廓叠置。
支柱11的不同部分14、15和16的长度可以变化，并且根据所要求的机械性质而改变。如果要求叶片的底脚10具有对强加的机械应力更好的抗性，那么在损害直部分14、16时弯曲部分15的比例可以增加。因此，根据所需的重量/抗性比率可以调节和应该最佳化不同的长度。例如，通过使用CAD模型和热机械计算的逐次迭代，确定支柱11的形状。
由此开发出支柱，以致于弯曲部分15与翼片30的横截面重叠至少95％，并且有利地100％。例如，在翼片截面和支柱截面之间65％到75％数量级的完全重叠可以给予低压涡轮机领域中应用的充足的机械坚固性，同时在质量方面产生节约。
根据低压涡轮机领域中一个实施例，支柱的轮廓包括：
-具有2mm长度的第一直的部分14；
-在外面轮廓处具有10mm弦长和在内面轮廓处具有8mm弦长的弯曲部分15；
-在外面处具有4mm长度和在内面处具有6mm长度的第三直的部分16。
支柱轮廓的厚度是恒定的和等于2mm。因此，使用这种轮廓，支柱和翼片底部的重叠比率是85％。

Claims (6)

1.低压涡轮机的可动叶片(1)，其具有底脚(10)和翼片(30)，该翼片(30)具有外面(31)和内面(32)，所述底脚(10)具有连接翼片(30)和底脚(10)的支柱(11)；所述叶片(1)的特征在于：形成所述支柱(11)，以致于所述支柱的横截面具有第一直的部分(14)、第二弯曲部分(15)和第三直的部分(16)，所述第二弯曲部分(15)具有外部面(18)和内部面(17)，该外部面(18)具有与所述翼片(30)的底部的外面(31)轮廓相同的轮廓，该内部面(17)具有与所述翼片(30)的底部的内面(32)轮廓相同的轮廓。
2.根据权利要求1所述的低压涡轮机的可动叶片(1)，其特征在于：所述第一直的部分(14)和第三直的部分(16)位于所述第二弯曲部分(15)的每侧上。
3.根据权利要求1所述的低压涡轮机的可动叶片(1)，其特征在于：根据所需要的机械性质，调整第二弯曲部分(15)的长度。
4.根据权利要求1所述的低压涡轮机的可动叶片(1)，其特征在于：定义所述的第二弯曲部分(15)，以致于第二弯曲部分(15)的横截面叠置在翼片(30)的横截面上，具有95％以上的重叠。
5.根据权利要求1至4中一个权利要求所述的低压涡轮机的可动叶片(1)，其特征在于：所述的第一直的部分(14)、第二弯曲部分(15)和第三直的部分(16)中每个部分具有恒定厚度。
6.涡轮机组的低压涡轮机，其特征在于：它包括多个根据权利要求1至5中一个权利要求所述的低压涡轮机的可动叶片(1)。
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