NO325848B1 - Fremgangsmate for produksjon av en hydraulisk turbinkomponent - Google Patents
Fremgangsmate for produksjon av en hydraulisk turbinkomponent Download PDFInfo
- Publication number
- NO325848B1 NO325848B1 NO20032366A NO20032366A NO325848B1 NO 325848 B1 NO325848 B1 NO 325848B1 NO 20032366 A NO20032366 A NO 20032366A NO 20032366 A NO20032366 A NO 20032366A NO 325848 B1 NO325848 B1 NO 325848B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- skins
- component
- skin
- ribs
- blade
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000965 Duroplast Polymers 0.000 description 1
- 239000004638 Duroplast Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
- F03B3/121—Blades, their form or construction
- F03B3/123—Blades, their form or construction specially designed as adjustable blades, e.g. for Kaplan-type turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
- F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
- F03B3/121—Blades, their form or construction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører en hydraulisk komponent og en fremgangsmåte til fremstilling av en slik komponent.
En hydraulisk komponent forstås å bety ethvert element som er i stand til samvirke med en strøm av vann, og for eksempel en turbinskovl av Pelton-typen, en ledeskovl for en strøm, et turbinblad av Kaplan-typen eller et turbinhjul av Francis-typen.
Det er kjent, for eksempel fra WO-A-99/49213 eller fra EP-A-0 902 183, å fremstille skovlene for et Pelton-turbinhjul av komposittmaterialer. Det er imidlertid en vanskelig sak å bestemme disse skovlene, og det er nødvendig å gå frem iterativt ved å fremstille suksessive prototyper, for å bestemme en tilfredsstillende geometri for disse skovlene.
I virkeligheten er det ikke mulig effektivt å bruke en fremgangsmåte til beregning, for eksempel ved hjelp av ferdige elementer, basert på analyse av et isotropt materiale, så som metall, hvilket vanligvis utføres for metallskovler. I tilfellet av en skovl som er laget av komposittmaterialer er strukturen i materialet anisotropt, og den ovennevnte fremgangsmåte kan ikke brukes effektivt, og prøving og feiling som forlenger utvik-lingen av disse skovlene gjør den følgelig kostbar.
Tilsvarende problemer forekommer for andre hydrauliske komponenter som også må modelleres med hensyn på at de må bestemmes før fremstilling.
Det er en særlig hensikt med oppfinnelsen å overvinne disse ulempene ved å foreslå en ny struktur for en hydraulisk komponent som tillater en pålitelig og nøyaktig bestemmelse av disse delelementene, og følgelig en effektiv modellering. Dette forårsaker en ikke-neglisjerbar tidsbesparelse ved utvikling av denne komponenten, og man unngår systematisk å bruke kostbare prototyper.
Innenfor denne tankegang vedrører oppfinnelsen en hydraulisk komponent som omfatter minst en flate som er tiltenkt å samvirke med en strøm av vann, idet flaten fremkom-mer ved forming eller støping av komposittmaterialer, karakterisert ved at komponenten omfatter to huder som respektive utgjør trykkflaten og sugeflaten av komponenten, som er fremstilt ved forming eller støping av komposittmaterialer, og som mellom seg avgrenser et innvendig volum hvor det er anordnet avstivningsribber hvorav i det minste visse forbinder de to huder.
Takket være oppfinnelsen kan det utføres en nøyaktig beregning av den dynamiske opp-førsel til hvert element i komponenten. Særlig kan de to huder som respektive utgjør trykkflaten og sugeflaten i komponenten, modelleres som overflater, idet lokaliseringen og geometrien av avstivningsribbene i dette tilfellet bestemmes for å forsterke de deler av komponenten som er sterkest belastet fra mekanisk synspunkt.
Ifølge fordelaktige aspekter ved oppfinnelsen inkorporerer komponenten et eller flere av de følgende karakteristika: Det innvendige volum med de ovennevnte flater fylles med syntetisk skum og/eller en cellestruktur mellom de ovennevnte ribber. En slik fylling øker stivheten og dimensjonsstabiliteten til komponenten.
Minst en av hudene som danner trykkflaten eller sugeflaten, er lokalt belagt med en beskyttelse mot slitasje eller støt. Denne beskyttelsen kan dannes med minst en metallinnsats som er integrert i eller festet på huden. Denne beskyttelsen kan også være
dannet av en elektrolytisk avsetning som er basert på metall, idet huden dannes, i området for denne avsetningen, av et tekstil eller en matte med visse tråder eller fibrer som er forsterket med metall eller som er metalliske.
I det minst visse av ribbene er i ett stykke med en av hudene. Dette karakteristis-ke trekk letter sammenstilling av komponenten, som hovedsakelig omfatter to huder, uten at det er nødvendig å tilveiebringe en nøyaktig posisjonering av ribbene under sammenstilling.
Ifølge en første fordelaktig form for utførelse av oppfinnelsen omfatter komponenten essensielt en struktur som er laget av komposittmaterialer, inkludert de ovennevnte huder.
Ifølge en annen fordelaktig form for utførelse av oppfinnelsen omfatter komponenten en metallstruktur på hvilken det er påsatt en struktur av komposittmateriale som inkluderer i det minste de to huder.
Oppfinnelsen vedrører bestemte typer av komponenter, og mer spesifikt en hjulskovl av Pelton-turbintypen hvor de to huder mellom seg avgrenser et volum for mottak av et fremspring på en ledekrans på turbinen. En Pelton-turbin ifølge oppfinnelsen har en ledekrans hvor fremspringene har flater som er hovedsakelig parallelle to og to. I dette tilfellet er det fortrinnsvis anordnet et mellomrom mellom en flate på et fremspring på ledekransen og en motstående flate på en av de ovennevnte huder, idet dette mellomrommet enten er fylt med et fyllmateriale, særlig et syntetisk skum eller en cellestruktur, eller man har latt det være tomt.
Oppfinnelsen vedrører også et Kaplan-turbinblad som omfatter en plate for forbindelse til et nav og et steg. I dette tilfellet omfatter avstivningsribbene minst en ribbe som hovedsakelig er anordnet i omkretsretningen i forhold til navets rotasjonsakse. I tillegg kan steget i bladet være anordnet for å ha et metallisk steg som en eller flere ribber strekker seg gjennom. Det kan være tilveiebrakt midler for immobilisering av de to huder av steget i forhold til platen eller en lagertapp som tilhører platen. Avhengig av formene for utførelse omfatter disse midlene en ring, som er anordnet rundt navet og de ovennevnte huder, eller et element for blokkering av kantene av disse hudene, i en posisjon hvor de dekker en flens på navet.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte til fremstilling av en hydraulisk komponent som er tidligere beskrevet, og mer bestemt en fremgangsmåte under hvilken i det minste en del av komponenten fremstilles av komposittmaterialer. Denne fremgangsmåten omfatter trinn som består av: ved beregning bestemmelse av geometrien og sammensetningen av trykkflaten og sugeflaten for komponenten, så vel som for avstivningsribbene;
forming av en hud som er tiltenkt å danne trykkflaten;
forming av en hud som er tiltenkt å danne sugeflaten;
forming av minst en avstivningsribbe, eventuelt samtidig som forming av en av hudene, og
sammenstilling av komponenten ved å anordne ribben i et innvendig volum i komponenten som er avgrenset mellom hudene.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillater en aktualisering av fremstillingen av de hydrauliske komponenter og en god reproduserbarhet av deres mekaniske egenskaper. Det bestemte komposittet er et resultat av valget av de materialer som brukes. Disse hudene og denne ribben formes fortrinnsvis i samme trinn.
Ifølge et første fordelaktig aspekt av oppfinnelsen fylles dette volumet med et fyllmateriale, av skumtypen og/eller cellestrukturtypen.
Ifølge et annet fordelaktig aspekt av oppfinnelsen består fremgangsmåten i å forme hudene og ribben av en matte av fibrer som på forhånd er gjennomtrukket med harpiks.
Ifølge et annet fordelaktig aspekt består fremgangsmåten i bruk av, for de ytre lag av hudene og i det minste visse områder av komponenten, metallfibrer eller fibrer som er forsterket med metall, som er kompatible med en etterfølgende elektrolyttavsetning i de aktuelle områdene.
Oppfinnelsen vil klarere forstås og andre fordeler med denne vil fremtre klarere i lys av den følgende beskrivelse av fem former for utførelse av en hydraulisk komponent i samsvar med dens prinsipp og dens fremgangsmåte til fremstilling, kun gitt som et eksempel og foretatt med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 er et utspilt perspektivriss av en skovl for et Pelton-turbinhjul ifølge oppfinnelsen, med et delvis riss av hjulets ledekrans; Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom skovlen på fig. 1 etter at den er sammenstilt; Fig. 3 viser en del av et halvveis snitt gjennom innfestingsområdet for et Pelton-turbinhjul som er forsynt med en skovl av den type som er vist på fig. 1 og 2; Fig. 4 viser en del av et snitt som tilsvarer den venstre del av fig. 2 for en skovl i samsvar med en annen form for utførelse av oppfinnelsen; Fig. 5 viser en del av et snitt som tilsvarer den høyre del av fig. 2 for en skovl i samsvar med en tredje form for utførelse av oppfinnelsen; Fig. 6 er et perspektivriss hvor deler er fjernet av et Kaplan-turbinblad ifølge oppfinnelsen;
Fig. 7 viser et snitt i planet VII-VII på fig. 6; og
Fig. 8 er et riss som tilsvarer fig. 7, for et Kaplan-turbinblad ifølge en annen form for utførelse av oppfinnelsen.
Skovlen 1 som er vist på fig. 1 og 2 er tiltenkt å monteres på ledekransen 2 på et Pelton-turbinhjul, idet denne ledekransen er forsynt med radiale fremspring 21 som omfatter flater 23 og 24, som står vinkelrett på den sentrale akse i ledekransen 2, og flater 25 og 26 som respektive er orientert mot tilstøtende fremspring. Flatene 23 og 24 er parallelle med hverandre og flatene 25 og 26 er parallelle med hverandre.
Skovlen 1 utgjøres av en første hud 11 som danner dens trykkflate, og av en andre hud 12 som danner dens sugeflate, idet disse hudene er laget ved å stable lag av komposittmateriale som er dannet av karbon-, glass- eller aramidforsterkede fibrer i form av et tekstil, en overlapping, en remse, en matte eller korte fibrer som på forhånd er gjennomtrukket med termoplastharpiks eller duroplastharpiks som er basert på polyester, epok-sy, poly-eter-eter-keton, vinylester, polyvinyl, polyamid, uretan osv.
Ifølge en variant kan en matte eller et tekstil være dannet av tørre fibrer, idet matten eller tekstilet innføres i en form hvor harpiksen som sammen med matten eller tekstilet er tiltenkt å danne en av hudene 11 og 12, injiseres under trykk.
Andre formingsteknikker kan utføres, så som posisjonering av en fibrøs preform, som på forhånd er bygget opp i en bestemt bearbeiding med en mellomlagsbinding, eller samtidig innsprøyting av harpiks og av korte fibrer.
Geometrien til hudene 11 og 12 og posisjoneringen av armeringsfibrene i disse hudene kan på forhånd bestemmes nøyaktig ved beregning, uansett hvilken ferdig tykkelse skovlen 1 har så snart den sistnevnte er sammenstilt.
Så snart de er sammenstilt, danner hudene 11 og 12 en boksstruktur og avgrenser mellom seg et volum V, innenfor hvilket det er anordnet avstivningsribber 13 med et hovedsakelig l-formet tverrsnitt, som vist på fig. 1 og 2. Så snart den er sammenstilt, som vist på fig. 1, er skovlen 1 stiv og kan uten å skades bære kraftige mekaniske belast-ninger, så som de som finnes på nivået for et Pelton-turbinhjul.
Hudene 11 og 12 tar opp trekk/trykkspenninger som skovlen utsettes for, og til og med bøyespenninger som er et resultat av strømmen av vann. Avstivningsribbene tar opp trykk- og skjærspenninger som overføres av hudene.
Ribbene 13 er også laget ved forming av komposittmaterialer. De kan være monolittiske eller bygges opp ved å plassere lag ved siden av hverandre, eller sandwich, av typen laminert stmkturellkompositf syntetisk skum/laminert strukturellkompositt. De kan imidlertid like godt være laget av metall eller en metallegering.
Ribbene 13 er på figurene vist parallelle med midtplanet P i skovlen 1. Andre ribber kan imidlertid om nødvendig anordnes i en retning som står hovedsakelig vinkelrett på dette planet.
En metallinnsats 14 er anordnet på midtkanten 15 av skovlen som er dannet av huden 11. Denne innsatsen 14 er festet på huden 11 med skruer, hvorav kun en synes på fig. 2, med henvisning 16. Innsatsen 14 kan like godt være limt på huden 11 eller festet med et hvert annet middel, for eksempel nagler.
En flerhet av innsatser av samme type som innsatsen 14 kan selvsagt brukes på de for-skjellige forkanter av skovlen.
Ribbene 13 er fortrinnsvis limt mot de innvendige flatene 1 la og 12a av hudene 11 og 12 som avgrenser volumet V.
Hudene 11 og 12 har sidevanger 1 lb og 12b som er gjennomhullet med åpninger lic henholdsvis 12c, for gjennomføring av skruer 17 for fastholdelse av skovlen 1 på fremspringet 21 og ekvivalente skovler på de andre fremspring på ledekransen 2, som vist på fig. 3. Geometrien til hudene 11 og 12 av skovlen 1 og av fremspringet 21 er slik at sidevangene 1 lb og 12b er anordnet for å komme til anlegg mot flatene 23 og 24 som de kan limes på, i tillegg til den mekaniske innfesting på grunn av skruene 17. Et volum V er avgrenset mellom flaten 26 på hvert fremspring 21 og en flate 12d på huden 12 som forbinder sidevanger 12b i den nedre del av huden 12. Dette volumet V er fortrinnsvis fylt med et skum 18 som sikrer en effektiv posisjonering av skovlen 1 i forhold til fremspringet 21.1 en variant kan man la volumet V være tomt.
Mellomlegg 19 er anordnet mellom sidevangene 12b og flatene 23 og 24 for å kompen-sere for forskjellen i avstanden mellom sidevangene 12b og bredden av fremspringene 21, idet denne forskjellen i bredde muliggjør inngrep mellom huden 11 og huden 12 ved det nivå hvor sidevangene 1 lb og 12b overlapper hverandre og krysses av en eller flere skruer 17.
På fig. 3 er, for å gjøre tegningen klarere, turbinen vist før skruene 17 er trukket til.
I den annen form for utførelse som er vist på fig. 4, har elementer som tilsvarer de i den første utførelsen, identiske henvisninger økt med 50.1 denne utførelsen omfatter skovlen 51 en trykkflatehud 61 og en sugeflatehud 62 som mellom seg avgrenser et innvendig volum V. I dette volumet V tjener ribbene 63 til å avstive skovlen 51, i likhet med ribbene 13 i den første utførelse.
Disse ribbene 63 er i ett stykke med sugeflatehuden 62, og kommer til anlegg mot den innvendige flate 61a av huden 61.
Ribbene 63 kan selvsagt være anordnet slik at de er i én del med huden 61 og strekker seg i retning av huden 62.
Volumet V er fylt med en masse 69 av organisk skum som også bidrar til økningen i dimensjonsstabilitet av skovlen 51 og dens bøyestivhet.
I dens del som danner midtkanten 65 i skovlen 51, er huden 61 belagt med et elektrolytisk belegg 70 som har til hensikt å beskytte huden 61. En slik avsetning kan være anordnet på alle forkantene av skovlen.
For å muliggjøre et effektivt inngrep eller vedheft med dette belegget 70 på huden 61 er imidlertid visse av armeringsfibrene i huden 61 i området ved midtkanten 65 og andre forkanter anordnet til å være metalliske fibrer, idet dette muliggjør et nært inngrep med avsetningen 70 på disse fibrene, og man unngår at belegget løsner.
I den tredje form for utførelse av oppfinnelsen vist på fig. 5, har elementer som tilsvarer de som er i den første utførelse, henvisninger økt med 100. Skovlen 101 i denne utførel-sen er dannet av en trykkflatehud 111 og en sugeflatehud 112 som mellom seg avgrenser et volum V hvor det er anordnet ribber 113 og 113' som er i ett stykke med huden 111 henholdsvis huden 112. Disse ribbene kommer til anlegg mot hverandre og gjør det mulig å avstive skovlen 101. Volumet V er fylt med en cellestruktur 119 som også bidrar til økningen i stivheten til skovlen 101. Som tidligere, er et belegg 120 for beskyttelse anordnet på midtkanten 115 som er dannet av huden 111, og eventuelt på andre forkanter.
Den fjerde form for utførelse av oppfinnelsen vedrører et Kaplan-turbinblad 151 som omfatter en plate 152 for fastsetting på et nav på turbinen og et steg 153 som er tiltenkt å bades av strømmen av væske som driver turbinen.
Som det særlig fremgår av fig. 7, strekker platen 152 seg inn i et skaft 154 for monte-ring på turbinens nav.
Steget 153 er dannet av en trykkflatehud 161 og av en sugeflatehud 162 som mellom seg avgrenser et volum V hvor det er anordnet ribber 163 for avstivning av steget 153. Disse ribbene er i én del med huden 162 og er av tre typer. Radiale ribber 163a strekker seg fra platen 152 i hovedsakelig radiale retninger i forhold til rotasjonsaksen i turbinen når bladet 151 er montert på navet. Omkretsribber 163b er utformet slik at de hovedsakelig står vinkelrett på radiale ribber 163 a. Til slutt strekker tverrgående ribber 163 seg i volumet V, idet disse står på skrå i forhold til ribbene 163a og 163c. I praksis strekker de tverrgående ribber 163 seg langs diagonaler i elementære bokser som er avgrenset mellom to radiale ribber 163a og to omkretsribber 163b.
Ribbene 163 kan være adskilt fra huden 162, slik som ribbene 13 er adskilt fra hudene 11 og 12 i den første formen for utførelse.
Som det særlig fremgår av fig. 7, er hudene 161 og 162 forlenget med deler 161e og
162e som kommer til anlegg mot den utvendige flate 152e av platene 152. Disse delene er respektive forlenget med skjørt 161f, 162f som er tiltenkt å omgi den utvendige radiale overflate 152f av platen 152, idet disse skjørtene er forsynt med en flens 161g, 162g som er tiltenkt å gå i inngrep i et spor 152g som er anordnet på den innvendige overflate av platen 152.
En ring 171 er anordnet rundt skjørtene 161 f og 162f for effektivt å holde hudene 161 og 162 i forhold til platen 152.
I den femte form for utførelse av oppfinnelsen som er vist på fig. 8, har elementer som tilsvarer de i den fjerde utførelse identiske henvisninger som er økt med 50. Kaplan-tur-binbladet 201 ifølge denne formen for utførelse omfatter en plate 202, hvor 202e angir den utvendige overflate og 202h en ytre radial flens. Dette bladet omfatter også et steg 203 med overflater som er tiltenkt å samvirke med strømmen, som driver turbinen, er dannet av en trykkflatehud 211 og en sugeflatehud 212 som mellom seg avgrenser et volum V, i hvilket det er anordnet ribber 213 som strekker seg vekselvis fra huden 211 eller fra huden 212.
Denne formen for utførelse er forskjellig fra den foregående ved at platen 202 er forlenget med en forsterkning 202i, i hvilken det er tillaget boringer 202j for gjennomfø-ring av ribber 213, idet forsterkningen 202i hovedsakelig fyller volumet V. I så hen-seende omfatter steget 203 i bladet 201 en metallisk struktur, nemlig forsterkningen 202i, på hvilken strukturen av komposittmaterialet som er dannet av hudene 211 og 212, er påsatt. Dimensjonene og posisjonene til boringene 202j er selvsagt bestemt for ikke å gjøre forsterkningen 202i for meget skjør.
Hudene 211 og 212 er forlenget av deler 21 le og 212e som dekker overflaten 202e og avsluttes i kanter 21 lh og 212h, som er tiltenkt å dekke flensen 202h. Kantene 21 lh og 212h holdes på plass av en ring 222 som er tiltenkt å anordnes rundt den radiale overflate 202f av platen 202. Skruer 223 er fordelt rundt aksen 204 av platen 202, idet disse skruene gjør det mulig å stramme ringen 222 på flensen 202h, og således å immobilisere kantene 21 lh og 212h på hudene 211 og 212. En O-ring 224 er anordnet i ringen 222, som er laget av rustfritt stål, i kontakt med overflaten 202f.
Oppfinnelsen har blitt vist med henvisning til en Pelton-turbinskovl og til et Kaplan-turbinblad. Den er imidlertid anvendbar på andre typer av hydrauliske komponenter, og for eksempel på en ledeskovl som omfatter en lagertapp, og et steg som strekker seg fra denne lagertappen. I dette tilfellet kan avstivningsribbene være parallelle og/eller stå vinkelrett på lagertappen, og til og med også på skrå i forhold til denne lagertappen. Oppfinnelsen kan også anvendes på et turbinhjul av Francis-typen, hvor bladene kan være dannet av en trykkflatehud og en sugeflatehud, mellom hvilke det er anordnet avstivningsribber. Tilsvarende kan kledningen og/eller beltet på et Francis-turbinhjul være dannet av en trykkflatehud og en sugeflatehud som er avstivet med ribber. Man kan også tenke seg å fremstille dreibare elementer, så som ledeskovlarmer eller Kaplan-hjulmekanismer, i samsvar med oppfinnelsen.
Uansett hvilken form for utførelse som betraktes, kan det innvendige volum som er avgrenset mellom trykkflatehuden og sugeflatehuden fylles eller ikke fylles med et fyllmateriale, så som et skum eller en cellestruktur.
Claims (21)
1.
Hydraulisk komponent (1; 51; 101; 151; 201) omfattende minst flate som er tiltenkt til samvirkning med en strøm av vann, idet flaten er fremkommet ved forming av komposittmaterialer, karakterisert ved at komponenten omfatter to huder (11, 12; 61, 62; 111, 112; 161, 162; 211, 212) som respektive utgjør trykkflaten og sugeflaten av komponenten, og som er fremstilt ved forming av komposittmaterialer og mellom seg avgrenser et innvendig volum (V) hvor det er anordnet avstivningsribber, hvorav i det minste visse forbinder de to huder.
2.
Komponent ifølge krav 1, karakterisert ved at det innvendige volum (V) er fylt med syntetisk skum (69) og/eller en cellestruktur (119) mellom ribbene (13; 63; 113; 163; 213).
3.
Komponent ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at minst en (11; 61; 111) av hudene er lokalt belagt med en beskyttelse (14;
70; 120) mot slitasje og støt.
4.
Komponent ifølge krav 3, karakterisert ved at beskyttelsen er dannet av minst en metallisk innsats (14) som er integrert i eller festet på huden (11).
5.
Komponent ifølge krav 3, karakterisert ved at beskyttelsen er dannet av en elektrolytisk avsetning (70; 120) som er basert på metall, idet huden (61; 111) i området for denne avsetningen, er dannet av et tekstil eller en matte hvor visse tråder eller fibrer er metallforsterket eller er metalliske.
6.
Komponent ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at minst visse av irbbene (63; 113; 163; 213) er i ett stykke med en av hudene.
7.
Komponent ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den hovedsakelig omfatter en struktur (11-13; 61-63; 111-113; 161-163) av komposittmateriale som inkluderer i det minste nevnte to huder.
8.
Komponent ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert v e d at den omfatter en metallisk struktur (202i), på hvilken det er påsatt en struktur av komposittmateriale (211-213) som inkluderer i det minste de to huder (211, 212).
9.
Skovl (1; 51; 101) for et turbinhjul av Pelton-typen ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at hudene (11,12) mellom seg avgrenser et volum for mottak av et fremspring (21) på en ledekrans (2) på turbinen.
10.
Pelton-turbin inneholdende skovler ifølge krav 9, karakterisert ved at fremspringene på ledekransen har flater (23-26) som hovedsakelig er parallelle to og to.
11.
Pelton-turbin ifølge krav 10, karakterisert ved at et mellomrom (V) er anordnet mellom en flate (26) på et fremspring (21) og en motstående flate (12d) på én (12) av hudene (11, 12), idet dette mellomrommet enten er fylt med et fyllmateriale (18), særlig et syntetisk skum eller en cellestruktur, eller man har latt det være tomt.
12.
Turbinblad (151) av Kaplan-typen ifølge et av kravene 1 til 8, hvilket blad omfatter en plate (152) for forbindelse til et nav og et steg (153), karakterisert ved at avstivningsirbbene (163) omfatter minst en ribbe (163b) som hovedsakelig er anordnet i omkretsretningen i forhold til en rotasjonsakse for navet og minst en radial ribbe (163a) i forhold til aksen.
13.
Turbinblad (201) av Kaplan-typen ifølge et av kravene 1 til 8, hvilket blad omfatter en plate (202) for forbindelse til et nav og et steg (203), karakterisert v e d at steget har et metallsteg (202i) som minst en avstivningsribbe (213) strekker seg gjennom.
14.
Blad ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at det omfatter midler (171,222) for immobilisering av hudene (161,162; 211, 212) i forhold til platen (152; 202) eller i forhold til en lagertapp som tilhører platen.
15.
Blad ifølge krav 14, karakterisert ved at midlene omfatter en ring (171) som er anordnet rundt platen (152) og hudene (161,162).
16.
Blad ifølge krav 14, karakterisert ved at midlene omfatter et element (222) for blokkering av kanter (21 lh, 212h) av hudene (211, 212) i en posisjon hvor de dekker en flens (101h) av platen (202).
17.
Fremgangsmåte til fremstilling av en hydraulisk komponent under hvilken i det minste en del av komponenten fremstilles av komposittmaterialer, karakterisert ved at den omfatter trinn som består av: ved beregning bestemmelse av geometrien og sammensetningen til trykkflaten og sugeflaten for komponenten, så vel som for avstivningsribbene; forming av en hud (11; 61; 111; 161; 211) som er tiltenkt å danne trykkflaten av komponenten; forming av en hud (12; 62; 112; 162; 212) som er tiltenkt å danne sugeflaten av komponenten; forming av minst en ribbe (13; 63; 113; 163; 213) for avstivning av komponenten, muligens samtidig som formingen av en av hudene, og sammenstilling av komponenten ved å anordne ribben i et innvendig volum (V) i komponenten, avgrenset mellom hudene.
18.
Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at hudene (11,12; 61; 62; 111,112; 161,162; 211, 212) og ribben (13; 63; 113; 163; 213) er formet i det samme trinn av fremgangsmåten.
19.
Fremgangsmåte ifølge et av kravene 17 eller 18, karakterisert v e d at den består i fylling av volumet (V) med et fyllmateriale, av skumtypen (69) og/eller cellestrukturtypen (119).
20.
Fremgangsmåte ifølge et av kravene 17 til 19, karakterisert ved at den består i forming av hudene (11,12;61;62; 111,112; 161,162; 211,
212) og ribben (13; 63; 113; 163; 213) av en matte av fibrer som på forhånd er gjennomtrukket med harpiks.
21.
Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at den består i bruk av, for de ytre lag av hudene og i det minste visse områder (65; 115) av komponenten, metallfibrer eller fibrer som er forsterket med metall som er kompati-belt med en etterfølgende elektrolytisk avsetning (70; 120) i de aktuelle områdene.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0015288A FR2817283B1 (fr) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Composant hydraulique et procede de fabrication d'un tel composant |
PCT/FR2001/003732 WO2002042638A1 (fr) | 2000-11-27 | 2001-11-26 | Procede de fabrication d'un composant de turbine hydraulique |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20032366D0 NO20032366D0 (no) | 2003-05-26 |
NO20032366L NO20032366L (no) | 2003-07-18 |
NO325848B1 true NO325848B1 (no) | 2008-07-28 |
Family
ID=8856910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20032366A NO325848B1 (no) | 2000-11-27 | 2003-05-26 | Fremgangsmate for produksjon av en hydraulisk turbinkomponent |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1337753B1 (no) |
AU (1) | AU2002222050A1 (no) |
FR (1) | FR2817283B1 (no) |
NO (1) | NO325848B1 (no) |
PE (1) | PE20020879A1 (no) |
PT (1) | PT1337753E (no) |
WO (1) | WO2002042638A1 (no) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2845427B1 (fr) * | 2002-10-02 | 2005-05-06 | Alstom Switzerland Ltd | Roue de type francis et turbine hydraulique equipee d'une telle roue |
GB0425137D0 (en) | 2004-11-13 | 2004-12-15 | Rolls Royce Plc | Blade |
GB2471031B (en) * | 2008-05-08 | 2011-04-27 | Aviat Entpr Ltd | Rotor blades having foam ribs |
DE102009004816B4 (de) | 2009-01-13 | 2010-09-16 | Voith Patent Gmbh | Freistrahlturbine |
FR2941639B1 (fr) * | 2009-01-30 | 2012-04-20 | Alstom Hydro France | Composant neuf de machine hydraulique, procede de fabrication ou de maintenance d'un tel composant |
AT512432B1 (de) | 2012-01-20 | 2016-06-15 | Andritz Hydro Gmbh | Rotorflügel für eine turbine |
DE102016214126B3 (de) * | 2016-08-01 | 2017-07-27 | Voith Patent Gmbh | Laufrad für eine Pelton-Turbine |
CN117730199A (zh) | 2021-08-03 | 2024-03-19 | 福伊特专利有限公司 | 水电涡轮机的构件和制造方法 |
CN115837467B (zh) * | 2022-12-08 | 2024-10-08 | 水利部杭州机械设计研究所 | 一种超高水头冲击式水轮机水斗抗冲击磨蚀方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH216126A (de) * | 1939-08-31 | 1941-07-31 | Burger Amanz | Wasserturbinenschaufel. |
GB583291A (en) * | 1944-10-16 | 1946-12-13 | Boving And Company Ltd | Improvements relating to wedging the buckets of pelton wheels |
GB652315A (en) * | 1947-05-21 | 1951-04-18 | Ceskomoravska Kolben Danek | Runners, especially of hydraulic turbines |
FR2052248A5 (no) * | 1969-07-31 | 1971-04-09 | Alsthom | |
JPS5912171A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-21 | Fuji Electric Co Ltd | プロペラ水車のランナ羽根 |
GB2167500B (en) * | 1984-11-20 | 1988-05-18 | Rolls Royce | Rotor aerofoil blade containment |
FR2599081B1 (fr) * | 1986-05-23 | 1988-07-29 | Snecma | Redresseur de soufflante de turboreacteur multiflux |
FR2688264A1 (fr) * | 1992-03-04 | 1993-09-10 | Snecma | Redresseur de turbomachine a aubes ayant une face alveolee chargee en materiau composite. |
DE4443440A1 (de) * | 1994-01-26 | 1995-07-27 | Forschungskuratorium Maschinen | Verschleißschutzschicht und Verfahren zum Auftragen dieser auf Bauteile |
EP0902183B1 (de) | 1997-09-04 | 2003-07-30 | VA TECH HYDRO GmbH & Co. | Befestigung von Schaufeln an einer Peltonlaufradscheibe |
FR2776341B1 (fr) * | 1998-03-23 | 2000-06-09 | Gec Alsthom Neyrpic | Roue de turbine et turbine de type pelton equipee d'une telle roue |
-
2000
- 2000-11-27 FR FR0015288A patent/FR2817283B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-11-26 EP EP01997640A patent/EP1337753B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-26 AU AU2002222050A patent/AU2002222050A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-26 PT PT01997640T patent/PT1337753E/pt unknown
- 2001-11-26 WO PCT/FR2001/003732 patent/WO2002042638A1/fr active IP Right Grant
- 2001-11-27 PE PE2001001184A patent/PE20020879A1/es not_active Application Discontinuation
-
2003
- 2003-05-26 NO NO20032366A patent/NO325848B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2002222050A1 (en) | 2002-06-03 |
PE20020879A1 (es) | 2002-09-27 |
WO2002042638A1 (fr) | 2002-05-30 |
PT1337753E (pt) | 2006-11-30 |
EP1337753A1 (fr) | 2003-08-27 |
NO20032366L (no) | 2003-07-18 |
EP1337753B1 (fr) | 2006-07-26 |
NO20032366D0 (no) | 2003-05-26 |
FR2817283B1 (fr) | 2003-06-13 |
FR2817283A1 (fr) | 2002-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2538424Y2 (ja) | 回転翼航空機用ブレード | |
JP4015703B2 (ja) | ヘリコプタのメインロータブレード用の複合材製先端キャップアセンブリ | |
CN101046159B (zh) | 用于降低涡轮机叶片中的应力的方法和设备 | |
DK2731772T3 (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING A WING TO A WINDMILL | |
NO325848B1 (no) | Fremgangsmate for produksjon av en hydraulisk turbinkomponent | |
DK176335B1 (da) | Fremgangsmåde til fremstilling af vindmöllevinger | |
US9370905B2 (en) | Module for holding at least one bushing | |
US8734605B2 (en) | Manufacturing a composite component | |
CN101021202B (zh) | 风力涡轮机转子叶片的碳-玻璃混合型翼梁 | |
CN101171122B (zh) | 制造中空纤维增强结构件的方法 | |
EP2316629A1 (en) | Modular mould system for manufacturing a shell part | |
US20120107129A1 (en) | Rotor blade of a wind power plant and method for fabricating a rotor blade of a wind power plant | |
EP2543499A1 (en) | Wind turbine blade comprising metal filaments and carbon fibres and a method of manufacturing thereof | |
CN101595300A (zh) | 风力涡轮机叶片 | |
JPH0322298B2 (no) | ||
TR201810926T4 (tr) | Bir uzatılmış kompozit yapının imal edilmesi için bir usul. | |
CN102015274A (zh) | 生产用于航空和航天旅行的复合纤维组件的方法和成形装置 | |
JPS58118402A (ja) | 炭素繊維強化プラスチツク製スポ−クプレ−ト | |
KR101958948B1 (ko) | 모노리식 블레이드, 모노리식 블레이드를 구비한 회전익기 로터, 및 관련된 회전익기 | |
FR3092787B1 (fr) | Réparation ou reprise de fabrication d’une pièce en matériau composite à renfort fibreux tissé tridimensionnel | |
US20120107128A1 (en) | Rotor blade of a wind power plant, method of fabricating a rotor blade and a pair of belts for a rotor blade | |
JP2011051515A (ja) | 船舶用プロペラ | |
ITVI20010143A1 (it) | Metodo di realizzazione di una struttura di pedivella per biciclette e veicoli similari, nonche' struttura di pedivella ottenuta con tale me | |
Watson et al. | Composite materials for wind blades | |
KR200427330Y1 (ko) | 선박용 방향타 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ALSTOM HYDRO FRANCE, FR |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ALSTOM RENEWABLE TECHNOLOGIES, FR |
|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: CURO AS, INDUSTRIVEIEN 53, 7080 HEIMDAL, NORGE |
|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |