CN1171005C - 涡轮机叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明的任务是改善备有一个加厚孔以容纳阻尼元件的涡轮机叶片的效率。为此叶片(4)沿孔(10)的中心线方向逐渐加厚的边缘部位(11)的突起的端面(12，13)构成一个向叶片(4)的入口边(5)张开的锐角α和/或构成一个向叶片顶端(9)张开的锐角β。

Description

涡轮机叶片
技术领域
本发明涉及一种备有一个阻尼线材孔的涡轮机叶片，其中叶片具有一个入口边、一个出口边、一个抽吸侧、一个压力侧以及一个叶片顶端并设有一个直通孔以容纳一个阻尼元件用于减轻叶片振动，其中叶片有一个沿孔的中心线方向逐步加厚的边缘部位，该边缘部位不仅在抽吸侧而且在压力侧各有一个突起的端面。
背景技术
为了避免涡轮机叶片的不希望有的振动，通常使用阻尼线材或其它的阻尼元件，它们容纳在叶片的相应孔中。但由于转数很高，尤其在孔边缘处出现很高的应力。
为了预防过早的材料疲劳，已知在叶片的孔部位进行相应的加厚。在涡轮机运行过程中阻尼线材到阻尼线材孔所具有的该接触部位，由加厚的界限平面之间的间距限定。该间距，或者说接触部位的长度这样选择，即，使得不仅保证足够的静力学强度而且保证足够的动力学强度。
专利文献FR-2 381 905公开了一种抵抗材料流入的加厚件，例如一个在抽吸侧包围孔的凸缘和一个在压力侧包围孔的凸缘。每个凸缘具有一个向孔内倒圆的圆环形面。为加工简单，圆环形面最好相互平行对齐，或者也平行于叶片抽吸侧的表面或者平行于叶片压力侧的表面，如该专利文献中的图2所示。
但这种孔部位加厚所存在的问题在于这样的事实，即每个加厚都会在阻尼线材部位对流动产生干扰，从而降低叶片组的效率。这样，效率的减少越多，加厚设计得越大。
发明内容
本发明旨在避免所有上述缺点。其任务是改善涡轮机叶片的效率，该叶片具有一个加厚的孔以容纳一阻尼元件。
根据本发明，该任务是这样实现的，即在一种涡轮机叶片中，其中叶片具有一个入口边、一个出口边、一个抽吸侧、一个压力侧以及一个叶片顶端并设有一个直通孔以容纳一个阻尼元件用于减轻叶片振动，其中叶片有一个沿孔的中心线方向逐步加厚的边缘部位，该边缘部位不仅在抽吸侧而且在压力侧各有一个突起的端面，该端面构成一个向叶片的入口边张开的锐角和/或构成一个向叶片顶端张开的锐角。
由此，加厚的边缘部位的端面向叶片出口边以及向向叶片根部收敛，从而加厚边缘部位的尺寸沿工作液体的主流动方向减少。结果产生一种在孔部位有利于气体动力学设计的效率得以改善的涡轮机叶片。
最好是，两个锐角α和β在5°到30°之间的范围内。业已证明，在这种设计方案中，在阻尼元件部位的流动受到的干扰特别小。
附图简要描述
附图中借助一种涡轮增压机的废气涡轮工作叶片示出了本发明的一种实施例。
图1  工作叶片的抽吸侧侧视图；
图2  沿图1中的线II-II的工作叶片剖视图；
图3  沿图1中的线III-III的工作叶片剖视图；
图中仅示出了对于理解本发明来说重要的零件。例如废气涡轮的其它构件包括其涡轮都没有示出。
本发明的具体实施方式
图1中所示的作为为工作叶片1的涡轮机叶片由一个叶片根部2、一个平台3和一个叶片4构成。未示出的涡轮的与平台相邻的涡轮叶片直接紧挨着布置，从而构成对流动通道的内部限定，该流动通道向外被一个同样未示出的叶片罩封闭。叶片4有一个入口边5、一个出口边6、一个抽吸侧7以及一个压力侧8并具有一个叶片顶端9。
在叶片4内设置了一个用于容纳未示出的阻尼线材的从抽吸侧7直通到压力侧8的孔10，该线材降低在运转过程中出现的叶片振动。此外叶片有一个向着孔10逐步加厚的边缘部位11，其中边缘部位11不仅在抽吸侧7而且在压力侧8各有一个相对叶片4突起的端面12，13。该端面12，13构成一个向叶片4的入口边5张开的大约10°的锐角α，以及构成一个向叶片顶端9张开的大约20°的锐角β(图2，图3)。
因此加厚的边缘部位11的两个端面12，13向着叶片4的出口边6的方向和叶片根部2的方向收敛，使得出口侧的加厚和边缘部位11的叶片根部的加厚明显小于入口侧的加厚和边缘部位11的叶片顶端的加厚。
叶片4在孔10部位的这种设计引起涡轮增压机或废气涡轮工作过程中的流动导向得以改善。尤其是在主流动方向14上沿着叶片4流动的工作介质由于如上述的相互锐角布置的端面12，13而明显比现有技术解决方案的干扰小得多。由于在涡轮部位流动导向得到改善，就可以实现涡轮增压机的较高的效率从而最终也提高了与之相连的内燃机的效率。
根据叶片4的设计形式和相应的涡轮增压机使用条件，业已证明，加厚的边缘部位的端面12，13之间的夹角α和β最好是在5°到30°的范围内。
当然，端面12，13也可以只有两个锐角α，β之一(未示出)，这尽管在制造上简单了，但放弃了一定的效率。
很显然，容纳阻尼线材的孔的边缘部位的这种加厚设计可用于所有类型的阻尼元件，例如也可用在线材束、接线柱等以及所谓的之字形结构。
附图标记清单
15 涡轮机叶片，工作叶片
16 叶片根部
17 平台
18 叶片
19 入口边
20 出口边
21 抽吸侧
22 压力侧
23 叶片顶端
24 孔
25 边缘部位
26 端面
27 端面
28 主流动方向

Claims (3)

1.涡轮机叶片，其中叶片具有一个入口边(5)、一个出口边(6)、一个抽吸侧(7)、一个压力侧(8)以及一个叶片顶端(9)并设有一个直通孔(10)以容纳一个阻尼元件用于减轻叶片振动，其中叶片(4)有一个沿孔(10)的中心线方向逐步加厚的边缘部位(11)，该边缘部位(11)不仅在抽吸侧(7)而且在压力侧(8)各有一个突起的端面(12，13)，其特征在于，端面(12，13)构成一个向叶片(4)的入口边(5)张开的锐角(α)和/或构成一个向叶片顶端(9)张开的锐角(β)。
2.根据权利要求1所述的涡轮机叶片，其特征在于，角α的大小在5°≤α≤30°的范围内。
3.根据权利要求1所述的涡轮机叶片，其特征在于，角β的大小在5°≤β≤30°的范围内。
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