CN115023535A - 用于提供对旋转机械中的轴向插装叶片的护罩干涉的方法以及旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涡轮机的旋转机械组件(1)，诸如转子。旋转机械组件(1)包括转子轮，在该转子轮(2)中获得多个周向间隔开的凹形燕尾狭槽(21)。旋转机械组件还包括多个叶片(3)。在每个叶片与相邻的叶片之间存在界面角。每个叶片包括凸形燕尾(32)，该凸形燕尾被构造成沿插入方向(I)与转子轮的对应的凹形燕尾狭槽配合。凹形燕尾狭槽被成形为使得每个凸形燕尾的插入方向与转子轮的旋转轴(R)会聚，以便与转子轮的旋转轴形成插入角(a)，以便逐渐将所有凸形燕尾插入到凹形燕尾狭槽中，并且还使它们逐渐填塞在一起。还公开了一种用于组装旋转机械组件的方法，该方法不需要任何特定工具。

Description

用于提供对旋转机械中的轴向插装叶片的护罩干涉的方法以 及旋转机械

描述

技术领域

本公开涉及一种用于提供对旋转机械，具体地为蒸汽涡轮，中的轴向插装叶片的护罩干涉的方法，以及旋转机械，其中旋转机械的旋转构件诸如转子通过此类方法获得。

背景技术

电力在现代社会中变得日益重要。据估计，电力的主要部分是由蒸汽涡轮产生的，蒸汽涡轮是旋转机械。

蒸汽涡轮是一种从加压蒸汽中提取热能并使用该热能在旋转输出轴上做机械功的装置。蒸汽涡轮通过使用蒸汽膨胀中的多个级提供更好的热力学效率。由于蒸汽涡轮发电机产生了如此大量的电能，因此使这些发电机尽可能高效是符合社会最大利益的。

影响蒸汽涡轮并且一般来讲影响旋转机械的效率的关键因素之一是涡轮叶片。考虑到下面的情况就更是如此，即，为了提高旋转机械的效率，相关转子目前的旋转速度非常快，这就造成了一些设计和操作上的缺陷。

更具体地，蒸汽涡轮通常由若干操作级构成，这些操作级根据转子所受的蒸汽条件而彼此区分。

众所周知，每一级至少包括定子和转子。定子和转子包括叶片，以用于使蒸汽流量偏离并使转子旋转。

叶片，具体地为转子叶片，在旋转时经受可变压力分布。因此，叶片在其旋转期间在翼型件表面上受到显著的机械和动态应力，该机械和动态应力可沿着叶片本身的长度而不同。

基于以上内容，在叶片设计中，通常需要防止叶片的独立行为，以确保旋转机械效率的提高。为了在运行速度下将叶片保持在适当的位置，使用翼型件覆盖件(也称为护罩)以便保持叶片彼此连接。

然而，还已知在运行速度下，转子的叶片倾向于伸长。这被称为转子叶片的离心伸长。这种现象会导致翼型件护罩移动到较大的径向位置，并且因此导致每个转子叶片的较大节距。这导致翼型件护罩不再与相邻的翼型件护罩接触，并且在高旋转速度下变得自由，因此再次受到可变压力场效应。然后，期望叶片在运行速度下保持接触。此外，在高速下轮廓的三维性还导致解扭现象，即护罩之间失去接触或干涉。

为了克服这个缺点，翼型件护罩包括一些备用材料或毛坯材料，足以保持每个叶片的翼型件护罩与相邻的翼型件护罩连接。

该解决方案实际上正常运作。然而，在转子的实现或组装操作中，该布置导致若干构造和操作缺点。

具体地，每个叶片通常包括具有凸形燕尾部分的根部、用于拦截蒸汽流量的翼型件、以及位于翼型件顶部的上述翼型件护罩，该凸形燕尾部分被设计成插入到在转子凹槽中获得的相应凹形燕尾部分中。为了组装转子，叶片的凸形燕尾必须插入到沿着转子轮的周边加工的相应凹形燕尾中。叶片构造和行组件使得在相邻叶片之间提供护罩干涉。在现有技术中已知若干联接系统，例如切向T形叶根和轴向枞树形叶根。后一种解决方案反过来又可能需要复杂的附加叶片加工、专用工艺装备和组装过程，因为叶片护罩必须被组装为使得至少在操作期间所有叶片护罩相接触。另外，将阵列的最后一个叶片插入有时是非常麻烦和困难的。

在现有技术中已经提出了若干解决方案，以便克服上述技术问题。例如在美国专利US 7,122,577 B2和US 9,689.268 B2中公开了用于将叶片轴向插入到转子轮的凹形燕尾狭槽中的方法的示例，这不管怎样都有若干制造障碍。

例如，另外，根据现有技术提出了一种特殊护罩形状互锁的解决方案。然而，该解决方案需要特殊的叶片加工，并且已经发现难以在组装步骤中测量并最终调整叶片。另外，该解决方案表明叶片组装复杂并且护罩干涉不均匀。最后，为了将叶片组装在转子轮中，需要特定的组装设备和特定的培训。

在现有技术的另一解决方案中，已经应用了护罩干涉方法。该方法涉及一种锁定翼型件护罩的Z形锁定系统。翼型件护罩随后被组装为具有间隙，并且由于在高旋转速度下转子叶片解扭而获得干涉。然而，该解决方案需要叶片具有相当复杂的护罩几何形状，该复杂的护罩几何形状反过来又需要复杂的叶片加工和显著的制造成本。

在根据现有技术的另一解决方案中，摩擦阻尼装置在两个相邻护罩之间互锁。该阻尼装置即使在上述转子叶片伸长现象的情况下也使护罩保持机械连接。

然而，在这种情况下，该解决方案需要护罩的复杂几何形状，其必须容纳阻尼装置。反过来，这种复杂几何形状又需要非常复杂的叶片加工。而且，还需要将附加部件即阻尼装置添加到转子中，从而增加组件的复杂性。

发明内容

能够克服现有技术的缺陷和技术问题的一种改进的转子组件和组装方法将在该技术中受到欢迎。更一般地，期望提供一种组装方法，该方法可在叶片形状尤其是基座和翼型件护罩的形状不过于复杂的情况下获得，并且该方法不需要添加任何部件。

还期望一种轴向插装转子叶片系统，其能够保持非常高的离心载荷和/或支持严苛的蒸汽条件，如低压叶片、冲动级/控制级叶片或高压段和中压段级叶片。

还期望一种提供对转子叶片的干涉的简便、便宜且稳固的方式。

在一个方面，本文公开的主题涉及用于涡轮机的旋转构件组件，包括旨在围绕旋转轴旋转的转子轮。转子轮具有围绕其边沿的具有轴向插装方向或以轴向插装方向为主导的多个周向间隔开的凹形燕尾铣削狭槽。另外，旋转构件组件包括用于拦截涡轮机的流体流的多个叶片。

每个叶片包括凸形或第一燕尾，以沿轴向的或相对于转子轮的旋转轴成角度的插入方向与转子轮的对应的凹形或第一燕尾狭槽配合。该角度通常限定为倾斜角。

每个凸形燕尾沿着插入方向插入到对应的凹形燕尾狭槽中，该插入方向与转子轮的旋转轴会聚，从而与其形成插入角。该角度在本文中将称为会聚角。

在另一方面，本文公开的主题，每个凸形燕尾插入到相应凹形燕尾狭槽中的插入方向不平行于包含转子轮的旋转轴的平面。

在另一方面，本文公开了一种叶片，该叶片包括翼型件、固定到翼型件的自由端的翼型件护罩。每个叶片的每个翼型件护罩提供毛坯材料，以便至少在凸形燕尾完全插入到转子轮的相应凹形燕尾狭槽中时干涉相邻护罩。

本公开的另外的方面涉及一种用于组装旋转构件组件的方法，其中所有凸形燕尾最初部分地插入到相应凹形燕尾狭槽中，并且随后在所有叶片至少部分地插入到相关的凹形燕尾狭槽之后，所有凸形燕尾被逐渐插入，直到每个叶片的所有凸形燕尾完全插入到相应凹形燕尾狭槽中。实际上，在插入期间，护罩干涉增加。燕尾接头可提供对护罩干涉的反作用力。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将容易地获得对本发明所公开的实施方案及其许多伴随的优点的更全面的理解，这同样变得更好理解，其中：

图1示出了根据第一实施方案的转子叶片组件的透视分解图；

图2示出了根据第一实施方案的转子叶片组件的附加透视组装视图；

图3示出了根据第一实施方案的经加工转子的转子轮的顶视图，其中叶片未组装；

图4示出了图3的转子轮的凹形燕尾狭槽的细节的正视图；

图5示出了根据第一实施方案的垂直于转子轮的旋转轴(X方向)的平面；

图6示出了根据第一实施方案的倾斜平面，其中倾斜平面为将垂直于旋转轴的平面围绕径向方向(z方向)旋转而获得，旋转量称为倾斜角并且被示出；

图7示出了根据第一实施方案的点P，该点P位于与转子叶片根参考坐标对应的径向坐标处的径向轴Z上，其中根据第一实施方案的轴C通过点P，包含在倾斜平面上并且垂直于z轴；

图8示出了根据第一实施方案的新平面，其称为会聚平面，该会聚平面通过使倾斜平面围绕轴旋转而获得，其中旋转量称为会聚角并且被示出；

图9示出了根据第一实施方案的在叶片被插入到凹形燕尾狭槽中之前的转子轮和叶片的顶视图；

图10示出了根据第一实施方案的在叶片被插入到凹形燕尾狭槽中之前的转子轮和叶片的透视图；

图11描述了根据第一实施方案的在叶片被插入到凹形燕尾狭槽中之前的转子轮和叶片的与插入方向对齐的视图；

图12示出了根据第一实施方案的当叶片被部分地插入到转子轮的凹形燕尾狭槽中时转子轮和叶片的透视图；

图13示出了根据第一实施方案的被完全插入到转子轮的凹形燕尾狭槽中的叶片的顶视图；

图14示出了根据第一实施方案的被完全插入到转子轮的凹形燕尾狭槽中的叶片的透视图；

图15示出了根据第一实施方案的被插入到转子轮的凹形燕尾狭槽中的叶片的与插入方向对齐的视图；并且

图16示出了用于组装第一实施方案的转子组件的方法的流程图。

具体实施方式

据信，发明人已经发现用于组装蒸汽涡轮的转子叶片的新的且有用的方法。通过将每个叶片的凸形燕尾插入到转子的转子轮的对应的凹形燕尾狭槽中来实现解决方案，其中插入角被设计成在不修改一些叶片和/或不具有任何附加连接结构的情况下填塞蒸汽涡轮的叶片。

具体地，由此获得的旋转机械能够提供对轴向插装(或以轴向插入方向为主导的)叶片的护罩干涉，即使在旋转机械上具有倾斜的护罩设计(即翼型件护罩的菱形形状)。

更具体地，借助于旋转构件的转子轮的凹形燕尾狭槽(通常也被称为轴向加工凹槽)和凸形燕尾(也称为叶片根部)的几何特征，并且具体地，借助于滑动方向与转子轴向量之间的会聚角和旋转轴与位于与转子直径相切的平面上的插入方向之间的倾斜角、以及相邻护罩之间的界面角，可获得叶片插入期间的减小的节距。

该方法旨在提供对旋转机械的旋转构件诸如蒸汽涡轮的转子中的叶片的护罩干涉。护罩是放置在叶片的翼型件的自由端上的覆盖件。护罩可具有不同的形状，以便在转子的旋转构件的旋转期间使叶片与相邻叶片的护罩保持正确连接。护罩由铣削的锻制棒材制成，以便实现翼型件、护罩和凸形燕尾。该护罩经受翼型件的相同热力学条件。在转子护罩覆盖件环与定子密封件之间存在小间隙，以最小化工作流体(蒸汽、气体…)的任何泄漏。

根据本文所公开的主题的一个方面，每当叶片的凸形燕尾插入到与该凸形燕尾互补的在转子轮周边上实现的凹形燕尾狭槽中时，插入轨迹不平行于转子轮的旋转轴，但是该插入轨迹相对于转子轮的旋转轴倾斜(即，插入轨迹不在转子轮的旋转轴所在的同一平面上)并且朝向转子轮的旋转轴会聚，从而减小叶片的切向节距。此外，翼型件护罩之间的界面角被设定成合适的尺寸。在插入期间，翼型件护罩首先克服其间的间隙、接触随后是干涉。以此方式，为了组装转子轮，可将转子组件或一般地旋转构件的所有叶片的凸形燕尾插入到转子轮的相应凹形燕尾或凹槽中，从而防止在叶片的插入过程期间每个护罩与相邻护罩的过量干涉，以便完成所有叶片几乎一起插入，以导致护罩之间均匀的和分布式干涉。以此方式，当在使用转子组件期间受到压力场时，翼型件护罩被填塞，并且防止叶片的翼型件独立地弯曲。

此方法允许将每个叶片的凸形燕尾逐渐插入到转子组件的转子轮的相应凹形燕尾狭槽中。因此，获得了对彼此填塞在一起的每个叶片的翼型件护罩的干涉的控制，同时简化了组装，在组装时也不需要特定的组装工具或设置。

如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指基本上平行于蒸汽涡轮引擎的纵向轴延伸的方向和取向。此外，术语“径向”和“径向地”是指基本上垂直于蒸汽涡轮引擎的纵向轴即转子组件的旋转轴延伸的方向和取向。另外，如本文所用，术语“周向”和“周向地”是指围绕旋转机械的纵向轴弓形延伸的方向和取向。

现在参考附图，图1、图2、图3和图4示出了旋转机械的旋转构件，并且具体地为转子组件1，其旨在在不限制本文公开的解决方案的范围的情况下，例如被安装在蒸汽涡轮中(图中未示出)。根据所示实施方案，施加到本文公开的转子组件1的解决方案也可应用于其它类型的涡轮诸如气体涡轮等的旋转机械。

转子组件1包括基本上为盘形的转子轮2。转子轮2具有旋转轴，该旋转轴用参考字母R指示，该转子轮在使用时围绕该旋转轴旋转。

转子轮还包括多个叶片3，该多个叶片机械连接到转子轮2的圆周，如下文更好地公开。

转子轮2还具有多个周向间隔开的凹形燕尾狭槽(或凹槽)21。凹形燕尾狭槽21围绕转子轮2的外围边缘或边沿22周向地间隔开。

可以看出，凹形燕尾狭槽21是枞树形形状，以便更好地与对应的凸形部件或凸形燕尾接合，这在下文更好地描述。在其它实施方案中，凹形燕尾狭槽21可具有不同的形状。在任何情况下，大体上轴向的狭槽或凹槽的形状通常使得其牢固地将叶片保持机械连接到转子轮2，以抵消在操作时叶片3所经受的力，因为如前文所述，当叶片3所连接的转子轮2旋转时，叶片3经受离心力。

凹形燕尾狭槽21围绕转子轮边沿22均匀地间隔开，因此连接到该凹形燕尾狭槽的叶片3同样如此。

转子组件1的每个叶片3包括平台31，该平台具有凸形燕尾32(通常也称为根部)。每个凸形燕尾32反过来又具有枞树形形状，其与凹形燕尾狭槽21互补，以便与其配合。更具体地，凸形燕尾32旨在插入到凹形燕尾狭槽21中，如下文更好地解释。

叶片3还包括翼型件33，其旨在拦截蒸汽并具有第一端331和第二端332。翼型件3的第一端331联接到平台31。

叶片3还包括固定到翼型件33的第二端332的翼型件护罩34。

在附图中所示的实施方案中，翼型件护罩34具有菱形形状，因此，用大写字母I指示的插入方向具有大于零的会聚角α和倾斜角β。更具体地，在使用中，每个叶片3的翼型件33受到蒸汽的压力场的应力，众所周知，该压力场通常是可变的，即在转子组件1的周边上是不均匀的。由于每个翼型件护罩34的菱形形状，在两个相邻叶片3的翼型件2受到完全不同的应力的情况下，第一叶片3的移动被减弱、阻挡或至少由第二叶片3的“锚定”效应控制，从而由于翼型件护罩34的连接而有助于保持第一叶片3。

在其它实施方案中，翼型件护罩34可具有不同的形状。更具体地，翼型件护罩34可在其接触相邻翼型件护罩34的配合侧上具有所谓的z锁定形状。

同样的效果适用于倾斜角β为零并且翼型件护罩34因此是矩形而非菱形的情况。

每个叶片3的每个翼型件护罩34提供毛坯材料，以便至少在凸形燕尾32完全插入到转子轮2的相应凹形燕尾狭槽21中时进行干涉。毛坯材料确保即使在转子组件1旋转时转子叶片3的离心伸长的情况下，并且即使在翼型件解扭的情况下，每个翼型件护罩34仍然与相邻的翼型件护罩接合。

通过利用毛坯材料，在领域中也称为备用材料，意味着每个护罩34具有大于理论尺寸的有效尺寸。换句话说，毛坯材料或备用材料是护罩34的实际节距与理论节距之间的差异，理论节距由所有护罩34形成的护罩阵列的圆周除以叶片3的数目而获得。

在第一实施方案中，并且具体地参考图3和图4，凹形燕尾狭槽21被成形为允许凸形燕尾32的插入方向沿着用字母I表示的插入轴或方向，该插入轴或方向朝向转子轮2的旋转轴会聚，并且同时位于不含有转子轮2的旋转轴R的平面中。换句话说，转子轮2的旋转轴R和插入轴或方向I位于非平行平面中。沿方向I插入确定叶片相对于转子轮轴R的更近的径向距离，从而获得节距的减少和护罩干涉的增加。

参考图5、图6、图7和图8，示出了与凸形燕尾32被插入到凹形燕尾狭槽21中的插入方向I正交的平面的取向。

具体地，图5示出了垂直于转子轮2的旋转轴R的平面41，其中旋转轴R与三个XYZ垂直轴的笛卡儿坐标系的X轴对齐。

图6示出了将垂直平面41围绕Z轴旋转第一角度而获得的倾斜平面42。而且，在图7中，在平面42和41的相交处，点P被定位在与21的径向位置对应的Z距离处。垂直平面41与倾斜平面42之间的角度是倾斜角β。

图7示出了会聚轴C，该会聚轴在点P中穿过并且包含在平面42(倾斜)中，并且还包含在平行于笛卡尔轴X和Y的平面中，即位于等于常数的Z处(其包含点P)。图7中的点P位于狭槽相对于转子轴的径向距离处。

最后，图8示出了会聚平面43，该会聚平面为将倾斜平面42围绕会聚轴C旋转而获得。与平面43的垂直方向限定插入向量。表示倾斜平面42的旋转的角度α是插入角。在图8中，所进行的旋转是例如为5°的会聚角α。这同样适用于全部采用轴向插装、倾斜角等于零的情况。在这种情况下，方向I将与旋转轴R相交形成等于α的角度。

用于组装转子组件1的方法及其操作如下。

参考图9、图10、图11和图12，并且还参考图16，可以看到一组叶片3，其中凸形燕尾32必须沿着箭头I所示的插入方向各自插入到相关的凹形燕尾狭槽21中。

翼型件护罩干涉被定义(以百分比计)为：

其中：Pitch_actual＝Pitch_theoretical+extramaterial

所设计的护罩干涉可介于0.1％与10％之间。

在组装期间当叶片完全插入到狭槽内时，在护罩配合表面处获得干涉，因为叶片在插入到会聚狭槽期间朝向相对更近的位置移动。当具有干涉时，整个护罩阵列被切向地压缩，并且所得护罩构型使得护罩自身围绕径向方向Z扭曲(参见图11)。在这种情况下，护罩阵列能够表现为刚性连续环。

具体参考图11，示出了界面角γ，两个相邻的翼型件护罩34相对于该界面角交接。界面角γ允许进一步控制翼型件护罩34的干涉，从而表示另外的设计方案。取决于γ角相对于径向方向Z的倾斜度，上述干涉可增加或减少。因此，通过对倾斜角β、会聚角α和界面角γ的组合评估，允许对该级的干涉进行设计。

能够在翼型件护罩之间产生干涉的可能组合如下：

α＝0ANDβ≠0ANDγ≠radial；或者

α≠0ANDβ≠0ANDγ＝radial；或者

α≠0ANDβ≠0ANDγ≠radial；或者

α≠0ANDβ＝0ANDγ≠radial；或者

α≠0ANDβ＝0ANDγ＝radial。

回到插入过程，在第一步骤51(参见图16)中，每个叶片3的凸形燕尾32可部分地插入到相关的凹形燕尾狭槽21中。从实际的角度来看，该插入由用户通过将每个叶片3的凸形燕尾32一个一个地部分插入来执行。此时，护罩界面处仍然存在间隙。具体地，将第一凸形燕尾32插入到对应的凹形燕尾狭槽21中，并且将下一个凸形燕尾插入到另一相应凹形燕尾狭槽21中，以此类推。以此方式，叶片3的翼型件护罩34与相邻叶片的翼型件护罩34彼此接近而不接触。

然而，由于沿朝向转子轮1的旋转轴R会聚的会聚角α取向的插入方向I，以及在旋转轴R与投射在与穿过点P的转子轮22的直径相切的平面上的插入方向I之间形成的倾斜角β，当每个叶片3的凸形燕尾32未被完全插入到凹形燕尾狭槽21中时，每个叶片3还有每个翼型件护罩34也与其相邻叶片3保持一定间隔，从而允许如上所述将转子轮2的所有叶片3插入到凹形燕尾狭槽21中。每个翼型件护罩34与相邻翼型件护罩的部分干涉是由于插入方向I相对于转子轮2的旋转轴R的角度布置。换句话说，由于插入方向I会聚到旋转轴R并且是倾斜的，因此每个翼型件护罩34在某个时刻与两个相邻叶片3的翼型件护罩34接触，而每个叶片3的凸形燕尾32部分地插入到凹形燕尾狭槽21中。

在所有叶片3至少部分地插入并且其护罩34在它们之间接触之后，再次将下一个相邻叶片3部分地插入(参见图16的步骤52)更远的距离，并且对于转子组件1的转子轮2的整个圆周均以此类推。然后，继续插入圆形阵列中的每个叶片3，直到所有叶片3完全插入到相应凹形燕尾狭槽21中。由于插入方向I朝向转子轮2的旋转轴R的会聚角α，因此在逐渐被插入到相应凹形燕尾狭槽21中时，每个叶片3与相邻的叶片填塞在一起。

在插入过程结束时，并且现在参考图13、图14、图15和图16，叶片3的所有凸形燕尾32完全插入到凹形燕尾狭槽21内，并且翼型件护罩34通过所设计的护罩干涉保持彼此均匀地填塞，使得通过使护罩34彼此干涉来使翼型件33保持预加载，以便防止翼型件33在蒸汽涡轮操作期间受到由蒸汽压力场以独立模态施加的应力，其中转子组件1被安装。

当叶片3的整个圆形阵列的凸形燕尾32插入到凹形燕尾狭槽21中时，翼型件护罩34的干涉增加。该干涉在最初部分地插入时较低，并且当每个凸形燕尾32被插入时该干涉增加。该技术效果源于朝向转子轮2的旋转轴R会聚的会聚插入方向I。

在一些实施方案中，凹形燕尾狭槽21被成形为允许凸形燕尾32沿轴的朝向转子轮2的旋转轴会聚的插入方向，同时，插入方向位于还包含转子轮2的所述旋转轴的平面中。另外，凸形燕尾32被成形为使得适合相关凹形燕尾狭槽21的特定形状。

当转子组件1组装完成时，预见到轴向锁定系统或步骤，以防止叶片3在操作期间在蒸汽压力的作用下或任何其它外力作用下可在与插入方向I相反的方向上滑脱。因此，通常在转子组件1上进行加工步骤以锁定叶片3。

在一些实施方案中，此锁定加工步骤提供安装单根钢丝，其横向于方向I布置，该钢丝锁定叶片3并防止叶片被抽拔。在其它实施方案中，在每个叶片3下方安装块。在另外的实施方案中，安装板以在每个叶片3的底部弯曲。

可看到，可提供叶片3的任何轴向锁定系统以用于在插入过程之后阻挡叶片3的位置。

虽然已经依据各种特定实施方案描述了本发明的各方面，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本权利要求的实质和范围的情况下，多种修改、变化和省略是可能的。此外，除非本文另外指明，否则任何过程或方法步骤的顺序或序列可根据另选的实施方案改变或重新排序。

已详细参考本公开的实施方案，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释本公开而非限制本公开来提供每个示例。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对本公开进行各种修改和变型。本说明书通篇对“一个实施方案”或“实施方案”或“一些实施方案”的提及意指结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施方案中。因此，在整篇说明书的多处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”或“在一些实施方案中”不一定是指相同的实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。

当介绍各个实施方案的要素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在要素中的一个或多个要素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意指除列出要素外还可以存在附加要素。

Claims (14)

1.一种用于使用流体流操作的涡轮机的旋转构件组件(1)，所述旋转构件组件(1)包括：

转子轮(2)

所述转子轮具有外围边沿(22)并且

被构造成围绕旋转轴(R)旋转，

其中所述转子轮(2)具有围绕所述转子轮(2)的边沿(22)的多个周向间隔开的凹形燕尾狭槽(21)；和

多个叶片(3)，

所述多个叶片被构造成在所述涡轮机操作时拦截所述流体流，

其中每个叶片(3)包括

凸形燕尾(32)，所述凸形燕尾被成形为使得沿插入方向(I)与所述转子轮(2)的所述凹形燕尾狭槽(21)中的对应的一个凹形燕尾狭槽配合，

翼型件(33)，所述翼型件具有连接到所述凸形燕尾(32)的第一端(331)，和第二端(332)，和

翼型件护罩(34)，所述翼型件护罩固定到所述翼型件(33)的所述第二端(332)；

其中所述旋转机械组件(1)的特征在于

所述凹形燕尾狭槽(21)中的每个凹形燕尾狭槽被成形为使得每个对应的凸形燕尾(32)的插入方向(I)与所述转子轮(2)的所述旋转轴(R)会聚，以便与所述转子轮的所述旋转轴形成插入会聚角(α)，使得叶片(3)在所述插入期间朝向相对于所述转子轴(R)更近的位置移动，并且

当每个叶片3的所述凸形燕尾(32)插入到对应的凹形燕尾狭槽(21)中时，每个叶片(3)的所述翼型件护罩(34)彼此接触。

2.根据权利要求1所述的旋转构件组件(1)，其中每个凸形燕尾(32)插入到相应凹形燕尾狭槽(21)中所沿的所述插入方向(I)不平行于包含所述转子轮(2)的所述旋转轴(R)的平面，以便与所述转子轮的所述旋转轴形成倾斜角(β)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，其中每个叶片(3)的每个翼型件护罩(34)在所述翼型件护罩接触所述相邻的翼型件护罩(34)的配合侧上提供备用材料，以便至少当所述凸形燕尾(32)完全插入到所述转子轮(2)的相应凹形燕尾狭槽(21)中时进行干涉。

4.根据权利要求3所述的旋转构件组件(1)，其中每个叶片(3)包括平台(31)，所述平台联接到所述凸形燕尾(32)以及联接到所述翼型件(33)的所述第一端(331)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，其中每个叶片(3)的所述翼型件护罩(34)具有菱形形状或矩形形状。

6.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，其中两个相邻的翼型件护罩(34)交接形成界面角(γ)，

其中所述界面角(γ)允许根据所述界面角(γ)相对于径向方向(Z)的倾斜来进一步控制所述翼型件护罩(34)的干涉。

7.根据权利要求6所述的旋转构件组件(1)，当根据权利要求2时，其中能够在所述翼型件护罩(34)之间产生干涉以便保持所述叶片(3)彼此连接的所述角度组合是以下中的一者：

α＝0 ANDβ≠0 ANDγ≠radial；或者

α≠0 ANDβ≠0 ANDγ＝radial；或者

α≠0 ANDβ≠0 ANDγ≠radial；或者

α≠0 ANDβ＝0 ANDγ≠radial；或者

α≠0 ANDβ＝0 ANDγ＝radial。

8.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，其中所述凹形燕尾狭槽(21)围绕所述转子轮边沿(22)均匀地间隔开。

9.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，

其中所述凹形燕尾狭槽(21)是枞树形形状，并且

其中所述凸形燕尾(32)也具有枞树形形状以与所述凹形燕尾狭槽(21)互补。

10.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，其中所述转子轮(2)是盘形的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的旋转构件组件(1)，其中所述旋转构件组件(1)是转子组件(1)。

12.一种用于组装旋转构件组件(1)的方法，

其中所述旋转机械组件(1)包括

转子轮(2)，所述转子轮具有周边边沿(22)并且被构造成围绕旋转轴(R)旋转，其中所述转子轮(2)具有围绕所述转子轮(2)的所述边沿(22)的多个周向间隔开的凹形燕尾狭槽(21)，和

多个叶片(3)，

所述多个叶片被构造成在所述涡轮机操作时拦截所述流体流，其中每个叶片(3)包括凸形燕尾(32)，所述凸形燕尾被成形为使得沿插入方向(I)与所述转子轮(2)的对应的凹形燕尾狭槽(21)配合，

其中所述凹形燕尾狭槽(21)被成形为使得每个凸形燕尾(32)的所述插入方向(I)与所述转子轮(2)的所述旋转轴(R)会聚，以便与所述转子轮的所述旋转轴形成插入会聚角(α)，

其中所述方法包括以下步骤：

-将每个叶片(3)的所述凸形燕尾(32)部分地插入(51)到相应凹形燕尾狭槽(21)中；

-在所有叶片(3)至少部分地插入到相关凹形燕尾狭槽(21)中之后，对于每个叶片(3)，继续将每个凸形燕尾(32)至少插入(52)到相应的凹形燕尾狭槽(21)中更远的距离，然后插入相邻叶片(3)的所述凸形燕尾(32)，并且对于所述转子组件(1)的所述转子轮(2)的整个圆周均以此类推，直到每个叶片(3)的所述凸形燕尾(32)完全插入到相应凹形燕尾狭槽(21)中；以及

-获得所设计的翼型件护罩干涉。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法包括轴向锁定步骤，以防止所述叶片(3)在与所述插入方向(I)相反的方向上滑脱。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中两个相邻的翼型件护罩(34)交接形成界面角(γ)，其中所述界面角(γ)允许根据所述界面角(γ)相对于径向方向(Z)的倾斜来进一步控制所述翼型件护罩(34)的干涉。

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