CN110388236A - 具备嵌件支持部的透平机静叶片 - Google Patents
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Abstract
所揭示的本发明提供一种包含前缘、尾缘以及将所述前缘与尾缘连接起来的压力面以及吸力面在内的具有翼形截面形状的透平机静叶片叶型从平台部到端壁沿半径方向延伸的透平机静叶片,在此,在所述透平机静叶片叶型内部形成有由连接所述压力面与吸力面的多个肋所分割的多个中空部,在至少任一个以上的所述中空部设有从透平机静叶片叶型的内面突出的多个嵌件支持部,所述嵌件支持部沿着所述中空部的周缘以隔离方式被配置有多个,与此同时沿着半径方向形成列并且以隔离方式被配置有多个。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气涡轮发动机的透平机静叶片,更详细地说,该透平机静叶片把支持嵌件(insert)的结构体一体地设于透平机静叶片本身而得以降低透平机静叶片的生产成本的同时还能大幅减少嵌件的振动,该嵌件则插入并固定于透平机静叶片内面以便形成用于冲击冷却(impingement cooling)的相邻空间。
背景技术
透平机是一种利用蒸汽、气体之类的可压缩流体的流动以冲击力或反作用力获取旋转力的机械装置,其种类主要包括利用蒸汽的蒸汽轮机及利用高温燃气的燃气轮机等。
其中,燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平机。所述压气机设有导入空气的空气导入口,压气机机壳内交叉配置了多个压气机静叶片与压气机动叶片。从外部导入的空气则经过以多级形成并且旋转的压气机动叶片而逐渐被压缩到目标压力。
燃烧室则向被所述压气机压缩的压缩空气供应燃料并且利用燃烧装置予以点火而生成高温高压的燃烧气体。
透平机在透平机机壳内交叉配置有多个透平机静叶片与透平机动叶片。而且,贯穿压气机、燃烧室、透平机及排气室的中心部地配置转子。
所述转子的两端部被轴承支持为能够旋转。而且,所述转子固定有多个轮盘而得以连接各个动叶片的同时还在排气室侧的端部连接发电机等的驱动轴。
该燃气轮机由于没有诸如四冲程内燃机的活塞之类的往复运动机构而不具备活塞-气缸之类的相互摩擦部位,因而使得润滑油的消耗极少,从而大幅减少了往复运动特征之一的振幅并且进而得以进行高速运动。
下面简单说明燃气轮机的运转,压气机所压缩的空气和燃料混合后燃烧而产生高温燃烧气体,这样产生的燃烧气体则朝透平机侧喷射。所喷射的燃烧气体在通过所述透平机静叶片及透平机动叶片时生成旋转力而使得所述转子旋转。
影响燃气轮机效率的因素很多。近来,开发燃气轮机时在诸如提升燃烧室中的燃烧效率、通过提高透平机入口温度来提高热力学效率、提高压气机与透平机里的空气动力效率等多方面进行了研究。
发电用工业燃气轮机的等级(class)能以透平机入口温度(TIT,Turbine InletTemperature)予以区分,目前G等级和H等级的燃气轮机占据前沿地位,最新的燃气轮机已有达到J等级的案例。燃气轮机的等级越高,效率与透平机入口温度越高,H等级的燃气轮机因透平机入口温度达到1,500℃,而与此相应地需要开发出耐热材料并且发展出冷却技术。
在整个燃气轮机上都需要进行耐热设计,在高温燃烧气体发生并且流动的燃烧室与透平机尤其重要。燃气轮机的冷却采取的是利用压气机所产生的压缩空气的空冷方式,透平机由于在旋转的多级透平机动叶片之间固定配置透平机静叶片的复杂结构而进一步提高了冷却设计的难度。
关于透平机静叶片,为了从高温热应力环境保护透平机静叶片而形成有众多冷却孔与冷却槽(slot),透平机静叶片的冷却主要分为冲击冷却与膜冷却。冲击冷却指的是高压的压缩空气直接碰撞高温构件表面而引起冷却,膜冷却则是在暴露于高温环境的构件表面薄薄地形成热导率非常低的空气层而得以在冷却的同时抑制来自高温环境的热传递。在透平机静叶片方面则进行复合式冷却,亦即,透平机静叶片内面进行冲击冷却而高温燃气流动的透平机静叶片的外表面则进行膜冷却,凭此得以在高温环境下保护透平机静叶片。
为了在透平机静叶片内面引起冲击冷却而需要使压缩空气所流动的中空部与透平机静叶片内面之间相隔一定距离。亦即,需要形成有把透平机静叶片内面与中空部之间予以区划的内部墙面,该内部墙面贯穿地形成有众多冲击冷却孔而使得中空部内的压缩空气朝透平机静叶片内面喷射并且发生冲击冷却。
然而,仅仅靠铸造技术却很难在透平机静叶片的内部连同墙面一体地制作,因此大多数采用了在铸造的透平机静叶片内另行插入嵌件并予以固定而形成内部墙面。在这种情况下,以焊接之类的方法把支撑部结合在嵌件表面,该支撑部则用来把嵌件相对于透平机静叶片内面隔离地予以固定,以焊接方式把众多支撑部予以结合时大幅提高了嵌件的制作工艺难度。亦即,以焊接方式把众多支撑部逐一连接的作业本身繁杂并且成为引起不良的原因,因此在需要沿着半径方向使透平机静叶片与嵌件之间的间距逐渐变化地制作时,除了把各个支撑部高度设计成不同值以外,还要准确地指定各支撑部焊接的位置。由于诸如此类的因素而使得透平机静叶片的制作非常困难。
(专利文献1)美国专利注册第6,652,220号(2003.11.25注册)
发明内容
本发明的目的是提供下列方案,该方案从根本上改善把嵌件固定于透平机静叶片内部的结构而提高透平机静叶片的制造效率并且降低生产成本。
本发明揭示一种包含前缘、尾缘以及将所述前缘与尾缘连接起来的压力面以及吸力面在内的具有翼形截面形状的透平机静叶片叶型(airfoil),从平台部到端壁沿半径方向延伸的透平机静叶片,在此,在所述透平机静叶片叶型内部,形成有由连接所述压力面与吸力面的多个肋所分割的多个中空部,在至少任一个以上的所述中空部,设有从透平机静叶片叶型的内面突出的多个嵌件支持部,所述嵌件支持部沿着所述中空部的周缘以隔离方式被配置有多个,与此同时沿着半径方向形成列并且以隔离方式被配置有多个。
优选地,沿着所述中空部的周缘以隔离方式配置的多个嵌件支持部为3个或4个。
尤其是,优选地,所述嵌件支持部配置在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面、以及所述压力面与肋的境界面或所述吸力面与肋的境界面。
而且,在横贯所述半径方向的截面上查看时,形成于所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面的嵌件支持部可以是四角形状,形成于所述压力面与肋的境界面或所述吸力面与肋的境界面的嵌件支持部可以是三角形状。
根据本发明的一个实施形态,在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、以及所述吸力面与肋的境界面中的任一侧配置所述嵌件支持部,从而在横贯所述半径方向的截面上构成三点支撑结构。
而且,根据本发明的另一个实施形态,在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、及所述吸力面与肋的境界面各自配置一个所述嵌件支持部,从而在横贯所述半径方向的截面上构成四点支撑结构。
另一方面,在本发明的一个实施形态中,所述多个嵌件支持部的突出高度沿着所述中空部的周缘交替地增减,与此同时还沿着半径方向的列交替地增减。
在该实施形态中,在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、以及所述吸力面与肋的境界面中的任一侧配置所述嵌件支持部,凭此,构成了在横贯所述半径方向的截面上跨越连续2个列的三点支撑结构。
而且,在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、及所述吸力面与肋的境界面各自配置一个所述嵌件支持部时,构成了在横贯所述半径方向的截面上跨越连续2个列的四点支撑结构。
而且,沿着所述中空部的半径方向成列地配置的所述多个嵌件支持部的突出高度也可以呈线性变化。
另一方面,本发明揭示一种透平机静叶片总成,其包括:如前所述地构成的透平机静叶片;以及管形态的嵌件,插入所述中空部而被所述嵌件支持部支持,在表面形成有多个贯穿孔。
在此,优选地,在横贯所述半径方向的截面上查看时,所述嵌件的截面形态相似于所述中空部的截面形态,凭此,形成于所述透平机静叶片叶型的内面与所述中空部之间的环形空间具有均等的宽度。
而且,沿着所述中空部的半径方向成列地配置的所述多个嵌件支持部的突出高度,可以从所述嵌件的插入口起逐渐增加地呈现出线性变化。
如前所述地构成的本发明的透平机静叶片,由于使支持嵌件的结构物和通过铸造工艺制作的透平机静叶片成为一体地形成,因此不必另行对嵌件进行作业而仅仅是通过把嵌件插入透平机静叶片的工序就能制作出透平机静叶片。从而得以大幅降低透平机静叶片的生产成本。
而且,本发明的透平机静叶片在针对通过铸造工艺一体形成的嵌件支持部的铸型进行设计时能对其配置位置和突出高度之类的因素进行优化设计,因此得以防止如同现有技术一样以焊接方式把众多支撑部结合到嵌件时发生的不良,能轻易设计透平机静叶片与嵌件之间的间距。
而且,本发明以三点或四点支撑的稳定结构实现嵌件的支撑结构而得以有效地控制嵌件的振动。
附图说明
图1是示出适用本发明一个实施例的燃气轮机的概略结构的剖视图。
图2是从半径方向查看本发明的透平机静叶片的中空部结构的剖视图。
图3是从斜向查看图2所示中空部的立体图。
图4是概略示出透平机静叶片的铸造工艺的图。
图5是从半径方向查看图2所示透平机静叶片上结合了嵌件的状态的剖视图。
图6是将图2所示透平机静叶片上结合了嵌件的状态沿着半径方向予以剖切的剖视图。
具体实施方式
本发明可以实行各种变化并且实现各种实施例,下面将例示了特定实施例并且在发明内容中予以详细说明。但其并不是用来把本发明限定于特定实施形态,本发明的思想及技术范围内所包含的一切变化、等同物乃至替代物均应阐释为属于本发明。
本发明中使用的术语仅为说明特定实施例,并不是用来限定本发明的。除非在句子的脉理中可以明显地加以区分,否则单数表现方式也包括复数的情形。本发明的“包括”或“具有”等术语只是指定说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、零件或它们的组合的存在,不得视为事先排除了一个或一个以上的其它特征、数字、步骤、动作、构成要素、零件或它们的组合的存在或附加可能性的存在。
下面参考附图详细说明本发明的优选实施例。此时,附图中尽量使用同一符号指示。而且,将省略那些可能混淆本发明的主旨的公知结构或功能的相关说明。根据同样的理由,附图中一部分构成要素可能会夸张地图示或概略地图示或予以省略。
请参阅图1,其图示了适用本发明一个实施例的燃气轮机100的一例。所述燃气轮机100设有壳体102,壳体102的后侧设有把通过了透平机的燃气排放的扩散器106。而且,在扩散器106的前侧配置了接受压缩空气后予以燃烧的燃烧室104。
以空气的流动方向为基准说明的话,压气机区段110位于壳体102的上游侧,透平机区段120则配置在下游侧。而且,在压气机区段110与透平机区段120之间配置扭矩管130,该扭矩管130作为扭矩传递构件把透平机区段上产生的旋转扭矩传递到压气机区段。
压气机区段110设有多个(例如14个)压气机转子轮盘140,各个压气机转子轮盘140凭借着拉杆(tie rod)150在轴方向不隔离地被紧固。
具体地说,各个压气机转子轮盘140以拉杆150贯穿其大略中央部位的状态互相沿着轴方向对齐。在此,相邻的各个压气机转子轮盘140由于相对的面被拉杆150压接而无法相对旋转地配置。
在压气机转子轮盘140的外周面以辐射状结合多个动叶片144。各个动叶片144则设有叶根部146而紧固到压气机转子轮盘140。
在各个转子轮盘140之间设有固定配置在壳体(housing)的静叶片(未图示)。不同于转子轮盘,所述静叶片固定而不旋转,把通过了压气机转子轮盘的动叶片的压缩空气的流动予以整理并把空气导引到位于下游侧的转子轮盘的动叶片。
叶根部146的紧固方式有切线式(tangential type)与轴流式(axial type)。可以根据商用燃气轮机的所需结构而选择其方式,可以具备人们所周知的燕尾或枞树形态(Fir-tree)。也可以视情况而利用所述形态以外的其它诸如键或螺栓之类的紧固装置把动叶片紧固到转子轮盘。
拉杆150配置成贯穿多个压气机转子轮盘140的中心部,一侧的端部紧固在位于最上游侧的压气机转子轮盘内,另一侧的端部则固定在扭矩管(torque tube)130内。
拉杆150的形态可以根据燃气轮机而形成各式各样的结构,因此不必限定于图1所揭示的形态。亦即,可以如图所示地成为一个拉杆贯穿转子轮盘的中央部的形态,也可以是多个拉杆在圆周上配置的形态,也可以将其混用。
虽然没有图示,但燃气轮机的压气机为了把流体压力提高后进入燃烧室入口的流体的流动角和设计流动角对齐而可以在扩散器(diffuser)的下一个位置安装发挥导翼作用的静叶片,将其称为消涡器(deswirler)。
燃烧室104使流入的压缩空气和燃料混合并燃烧而生成高能量的高温高压燃烧气体,通过等压燃烧过程把燃烧气体温度提高到燃烧室及透平机零件能承受的耐热极限。
在以壳体(shell)形态形成的机壳内可以排列多个构成燃气轮机的燃烧系统的燃烧室,该燃烧室包括设有燃料喷射喷嘴等的燃烧装置(Burner)、形成燃烧腔的燃烧室火焰筒(Combustor Liner)以及作为燃烧室与透平机的连接部的过渡段(Transition Piece)地构成。
具体地说,火焰筒提供燃烧空间,该燃烧空间使燃料喷嘴所喷射的燃料和压气机的压缩空气混合而燃烧。该火焰筒可以包括:筒体,提供燃烧空间,其供和空气混合的燃料燃烧;导流衬套(flow sleeve),包裹筒体地形成环形空间。而且,燃料喷嘴结合在火焰筒的前端,点火器则结合在侧墙。
另一方面,在火焰筒的后端连接过渡段以便把燃烧气体往透平机侧移送。该过渡段为了避免被燃烧气体的高温毁损而由压气机所供应的压缩空气冷却外墙部。
为此,所述过渡段设有用于冷却的孔以便把空气喷射到内部,压缩空气通过孔冷却了内部的本体后往火焰筒侧流动。
冷却了前述过渡段的冷却空气则在火焰筒的环形空间流动,压缩空气从导流衬套的外部通过设于导流衬套的冷却孔而作为冷却空气被供应于火焰筒的外墙而与之碰撞。
另一方面,出自燃烧室的高温高压燃烧气体被供应到前述透平机区段120。所供应的高温高压的燃烧气体通过膨胀而碰撞透平机的旋转翼并给予反作用力引起旋转扭矩。如此得到的旋转扭矩则经过前述扭矩管传递到压气机区段,超过了用于驱动压气机所需动力的动力则用来驱动发电机等。
透平机区段的结构和压气机区段基本相同。亦即,透平机区段120也设有和压气机区段的压气机转子轮盘相似的多个透平机转子轮盘180。因此,透平机转子轮盘180也包含以辐射状配置的多个透平机动叶片184。透平机动叶片184也能以燕尾之类的方式结合在透平机转子轮盘180。与此同时,在透平机转子轮盘180的动叶片184之间也设有固定在壳体的静叶片(未图示)而导引通过了动叶片的燃烧气体的流动方向。
图2是从半径方向查看本发明的透平机静叶片300的中空部332结构的剖视图,图3是从斜向查看图2所示中空部332的立体图。下面结合附图详细说明本发明。
本发明的透平机静叶片300的包含前缘311、尾缘312以及将所述前缘311与尾缘连接起来的压力面313以及吸力面314在内的具有翼形截面形状的透平机静叶片叶型310,从平台部320到端壁322沿半径方向延伸。在此,在透平机静叶片叶型310内部形成有由连接压力面313与吸力面314的多个肋330所分割的多个中空部332,在至少任一个中空部332设有从透平机静叶片叶型310的内面突出的多个嵌件支持部334。
沿着中空部332的周缘以隔离方式配置多个所述嵌件支持部334,与此同时,多个嵌件支持部334也沿着半径方向形成列并且以隔离方式配置。图5示出了管形态的嵌件400插入透平机静叶片300内的状态。透平机静叶片300与嵌件400结合而成的结构可称为透平机静叶片总成,嵌件400和形成于中空部332的多个嵌件支持部334接触并且得到支持而维持结合状态。
而且,在本发明的透平机静叶片总成中,由连接压力面313与吸力面314的多个肋330所分割的多个中空部332互相交替地连接到平台部320与端壁322而得以形成S形流路,该S形流路则使得沿着透平机静叶片叶型310的半径方向流动的压缩空气的流动方向依次反转。
如前所述,嵌件400发挥出作为透平机静叶片300内部的用于冲击冷却的内部墙面作用,其形态是表面形成有多个贯穿孔的管形态。在横贯半径方向的截面上查看透平机静叶片叶型310时,嵌件400的截面形态可相似于中空部332的截面形态,凭此,形成于透平机静叶片叶型310内面与中空部332之间的环形空间,具备均等宽度而得以谋求均匀的冲击冷却效果。
下面将详细说明能稳定地支撑嵌件400并且适合通过铸造工艺一体形成于透平机静叶片300的嵌件支持部334的结构。在此,透平机静叶片300的多个中空部332中的一部分中空部332也可能不插入嵌件400。例如,最接近尾缘312的中空部332也可以因为宽度较窄而不插入嵌件400,因此不必把本发明阐释为局限于把嵌件400插入一切中空部332的透平机静叶片300。
首先,优选地,沿着中空部332的周缘隔离地配置的多个嵌件支持部334为3个或4个。因此,沿着半径方向的嵌件支持部334的列数也成为3个或4个。之所以把嵌件支持部334的数量选定为3个或4个,是为了实现作为稳定支撑结构的三点或四点支撑结构。而且,嵌件支持部334超过4个时会因为铸造结构物的公差使得一部分嵌件支持部334对支撑嵌件400完全发挥不出作用或者相反地成为阻碍嵌件400插入的阻碍物,因此为了尽量减少用来解决这类干涉问题的后加工工序而需要限制其数量。
尤其是,优选地,嵌件支持部334配置在透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314、以及压力面313与肋330的境界面或所述吸力面314与肋330的境界面。这是考虑了透平机静叶片300的铸造工艺之后做出的决定,后面将结合图4对此进行说明。
以铸造方式制造透平机静叶片300时,需要至少2个铸型与用来形成中空部332的型芯(型芯的数量对应于中空部的数量)。透平机静叶片300的铸型通常设计成使分型线PL形成于前缘311与尾缘312侧,这是因为,透平机静叶片叶型310中对空气动力性能发挥重要影响的部分是压力面313与吸力面314的曲面轮廓(profile)。
在此,设计透平机静叶片300时需要满足下列条件,亦即,把铁水倒入完成的铸型内并且固化后分离铸型(脱模)时作为铸造品的透平机静叶片300的形状不得妨碍脱模,透平机静叶片300的分型线PL需要设计成形成于前缘311与尾缘312侧,鉴于此,如果嵌件支持部334形成于透平机静叶片叶型310的两侧缘领域则非常不利于铸型设计。譬如,如果嵌件支持部334配置到透平机静叶片叶型310的两侧缘领域,则必须增加铸型与型芯的数量才能进行脱模作业。请参阅图4,图4的(a)中嵌件支持部334的位置限定在透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314及其和肋330之间的境界面而能以分型线PL为基准分离成2个铸型,但图4的(b)由于一部分嵌件支持部334位于透平机静叶片叶型310的两侧缘而无法使2个铸型分离。
而且,优选地,从横贯透平机静叶片300的半径方向的截面上查看时,形成于透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314的嵌件支持部334'制作成四角形状,形成于压力面313与肋330的境界面或吸力面314与肋330的境界面的嵌件支持部334"制作成三角形状。形成于压力面313与吸力面314的四角形状的嵌件支持部334'通过和嵌件400广泛地接触而发挥出确保足够的支持力的作用,形成于压力面313/吸力面314与肋330的境界面的三角形状的嵌件支持部334"则发挥出提供倾斜接触面以便包容公差所致接触面的随机变动的作用。尤其是,不位于压力面313与吸力面314而位于和肋330之间的境界面的嵌件支持部334"制成三角形状时有利于脱模。
下面参考图2与图5说明嵌件400的支撑结构,三点支撑结构能以下列形态实现,亦即,在透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314各自配置一个嵌件支持部334,与此同时,在压力面313与肋330的境界面、以及吸力面314与肋330的境界面中的任一侧配置嵌件支持部334。把2个四角形状嵌件支持部334'在压力面313与吸力面314各自配置一个而确保足够的支持力。
而且,四点支撑结构能以下列形态实现,亦即,在透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314各自配置一个嵌件支持部334,与此同时,在压力面313与肋330的境界面及吸力面314与肋330的境界面各自配置一个嵌件支持部334。该四点支撑结构可解释为下列形态,亦即,把2个四角形状嵌件支持部334'在压力面313与吸力面314各自配置一个而确保足够的支持力,以2个三角形状嵌件支持部334"对齐嵌件400的固定位置。
另一方面,在本发明的一个实施形态中,多个嵌件支持部334的突出高度沿着中空部332的周缘交替地增减,与此同时,突出高度也能沿着半径方向的列交替地增减。亦即,能够人为地如此安排,亦即,在半径方向上具备相同高度的嵌件支持部334的突出高度交替地增减(但,在三点支撑结构中2个嵌件支持部的突出高度相同),而且嵌件支持部334的突出高度沿着半径方向的列也交替地增减的变化。这是因为考虑了嵌件支持部334的突出高度上的公差导致嵌件400难以插入的情形,使嵌件400不要同时接触形成于半径方向截面上的某一列的一切嵌件支持部334,这是为了防止由于嵌件400在某一列被挂住而无法进一步插入的情形。极端一点地配置的话,也能配置突出高度几乎接近零的嵌件支持部334。
而且,该交替结构能减轻和嵌件支持部334之间的摩擦所导致的插入阻力而能够轻易插入嵌件400。虽然会因为嵌件支持部334的突出高度增减而存在着完全不接触嵌件400的一种虚(dummy)嵌件支持部,但是由于支持嵌件400的嵌件支持部334有规则地配置而得以确保稳定支持嵌件400。
在该实施形态中,在透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314各自配置一个嵌件支持部334,与此同时,在压力面313与肋330的境界面以及吸力面314与肋330的境界面中的任一侧配置的话,嵌件400构成了在横贯半径方向的截面上跨越连续2个列的三点支撑结构。
而且,在透平机静叶片叶型310内面的压力面313与吸力面314各自配置一个嵌件支持部334,与此同时,在压力面313与肋330的境界面及吸力面314与肋330的境界面各自配置一个的话,嵌件400能以在横贯半径方向的截面上跨越连续2个列的四点支撑结构得到支持。
而且,根据本发明的再一个实施形态,沿着中空部332的半径方向成列地配置的多个嵌件支持部334的突出高度也可以呈线性变化。亦即,嵌件支持部334的突出高度可以沿着半径方向的列逐渐增加或减少,能从图3与图6确认该配置。
嵌件支持部334的突出高度沿着半径方向的列呈现出线性变化的话,可以对形成于透平机静叶片叶型310内面与中空部332之间的环形空间的宽度赋予半径方向的变化。环形空间的宽度(亦即,环形空间的体积)影响冲击冷却的强度与压缩空气的吐出量。因此,本发明适当地设计嵌件支持部334突出高度沿着半径方向的列的变化而得以在整个透平机静叶片300沿着半径方向对冲击冷却性能进行局部调节。
这种情况下,可以把多个嵌件支持部334设计成其突出高度从嵌件400的插入口350开始逐渐增加的趋势。这是因为,接近嵌件插入口350的嵌件支持部334的突出高度较小时有助于嵌件400以较小的阻力轻易插入。
而且,在嵌件插入用底面352可突出地形成有供嵌件400的内周面夹入的折弯面354。突出的折弯面354强烈支持嵌件400端部的内周面而增强嵌件400的固定状态,还能验证嵌件400是否插入到底,更能防止嵌件400的截面形态变形。在嵌件插入用底面352,可以朝折弯面354的内侧贯穿压缩空气的通路。
前文说明了本发明的一个实施例,但本发明所属技术领域中具有通常知识者能在不脱离权利请求范围所记载的本发明思想的范围内通过诸如附加、变更、删除或添加构成要素而以各式各样的方式修改及变更本发明。
附图标记说明
300:透平机静叶片 310:透平机静叶片叶型
311:前缘 312:尾缘
313:压力面 314:吸力面
320:平台部 322:端壁
330:肋 332:中空部
334:嵌件支持部 334':四角形嵌件支持部
334":三角形嵌件支持部 350:嵌件插入口
352:嵌件插入用底面 354:折弯面
400:嵌件 PL:分型线
Claims (24)
1.一种透平机静叶片,包含前缘、尾缘以及将所述前缘与尾缘连接起来的压力面以及吸力面在内的具有翼形截面形状的透平机静叶片叶型,从平台部到端壁沿半径方向延伸,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内部,形成有由连接所述压力面与吸力面的多个肋所分割的多个中空部,
在至少任一个以上的所述中空部,设有从透平机静叶片叶型的内面突出的多个嵌件支持部,
所述嵌件支持部沿着所述中空部的周缘以隔离方式被配置有多个,与此同时沿着半径方向形成列并且以隔离方式被配置有多个。
2.根据权利要求1所述的透平机静叶片,其特征在于,
沿着所述中空部的周缘以隔离方式配置的多个嵌件支持部为3个或4个。
3.根据权利要求1或2所述的透平机静叶片,其特征在于,
所述嵌件支持部配置在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面、以及所述压力面与肋的境界面,或配置在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面、以及所述吸力面与肋的境界面。
4.根据权利要求3所述的透平机静叶片,其特征在于,
在横贯所述半径方向的截面上查看时,形成于所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面的嵌件支持部是四角形状,形成于所述压力面与肋的境界面或所述吸力面与肋的境界面的嵌件支持部是三角形状。
5.根据权利要求3所述的透平机静叶片,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、以及所述吸力面与肋的境界面中的任一侧配置所述嵌件支持部,从而在横贯所述半径方向的截面上构成三点支撑结构。
6.根据权利要求3所述的透平机静叶片,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、及所述吸力面与肋的境界面各自配置一个所述嵌件支持部,从而在横贯所述半径方向的截面上构成四点支撑结构。
7.根据权利要求1或2所述的透平机静叶片,其特征在于,
所述多个嵌件支持部的突出高度沿着所述中空部的周缘交替地增减,与此同时还沿着半径方向的列交替地增减。
8.根据权利要求7所述的透平机静叶片,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、以及所述吸力面与肋的境界面中的任一侧配置所述嵌件支持部,凭此,构成了在横贯所述半径方向的截面上跨越连续2个列的三点支撑结构。
9.根据权利要求7所述的透平机静叶片,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、及所述吸力面与肋的境界面各自配置一个所述嵌件支持部,凭此,构成了在横贯所述半径方向的截面上跨越连续2个列的四点支撑结构。
10.根据权利要求1或2所述的透平机静叶片,其特征在于,
沿着所述中空部的半径方向成列地配置的所述多个嵌件支持部的突出高度呈线性变化。
11.一种透平机静叶片总成,其特征在于,
包括:
透平机静叶片,包含前缘、尾缘以及将所述前缘与尾缘连接起来的压力面以及吸力面在内的具有翼形截面形状的透平机静叶片叶型,从平台部到端壁沿半径方向延伸而成,在所述透平机静叶片叶型内部,形成有由连接所述压力面与吸力面的多个肋所分割的多个中空部,在至少任一个以上的所述中空部,设有从透平机静叶片叶型的内面突出的多个嵌件支持部,所述嵌件支持部沿着所述中空部的周缘以隔离方式被配置有多个,与此同时沿着半径方向形成列并且以隔离方式被配置有多个;及
管形态的嵌件,插入所述中空部而被所述嵌件支持部支持,在表面形成有多个贯穿孔。
12.根据权利要求11所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在横贯所述半径方向的截面上查看时,所述嵌件的截面形态相似于所述中空部的截面形态,凭此,形成于所述透平机静叶片叶型的内面与所述中空部之间的环形空间具有均等的宽度。
13.根据权利要求11所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
沿着所述中空部的周缘以隔离方式配置的多个嵌件支持部为3个或4个。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
所述嵌件支持部配置在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面、以及所述压力面与肋的境界面,或配置在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面、以及所述吸力面与肋的境界面。
15.根据权利要求14所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在横贯所述半径方向的截面上查看时,形成于所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面的嵌件支持部是四角形状,形成于所述压力面与肋的境界面或所述吸力面与肋的境界面的嵌件支持部是三角形状。
16.根据权利要求14所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、以及所述吸力面与肋的境界面中的任一侧配置所述嵌件支持部,凭此,在横贯所述半径方向的截面上所述嵌件被三点支撑结构支持。
17.根据权利要求14所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、及所述吸力面与肋的境界面各自配置一个所述嵌件支持部,凭此,在横贯所述半径方向的截面上所述嵌件被四点支撑结构支持。
18.根据权利要求11至13中任一项所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
所述多个嵌件支持部的突出高度沿着所述中空部的周缘交替地增减,与此同时还沿着半径方向的列交替地增减。
19.根据权利要求18所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、以及所述吸力面与肋的境界面中的任一侧配置所述嵌件支持部,凭此,在横贯所述半径方向的截面上所述嵌件被跨越连续2个列的三点支撑结构支持。
20.根据权利要求18所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在所述透平机静叶片叶型内面的压力面与吸力面各自配置一个所述嵌件支持部,与此同时,在所述压力面与肋的境界面、及所述吸力面与肋的境界面各自配置一个所述嵌件支持部,凭此,在横贯所述半径方向的截面上所述嵌件被跨越连续2个列的四点支撑结构支持。
21.根据权利要求11至13中任一项所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
沿着所述中空部的半径方向成列地配置的所述多个嵌件支持部的突出高度呈线性变化。
22.根据权利要求21所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
沿着所述中空部的半径方向成列地配置的所述多个嵌件支持部的突出高度,从所述嵌件的插入口起逐渐增加。
23.根据权利要求22所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
在所述嵌件的插入用底面,突出地形成有供所述嵌件的内周面夹入的折弯面。
24.根据权利要求11所述的透平机静叶片总成,其特征在于,
由连接所述压力面与吸力面的多个肋所分割的多个中空部,形成互相连接的S形流路。
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