專利名稱：渦輪機(jī)的葉片或翼片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及渦輪機(jī)、尤其是具有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的燃?xì)廨啓C(jī)的一個(gè)組件。該組件包括用于燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子翼片或?qū)蛉~片。
特別的，本發(fā)明涉及限定用于具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的葉片和翼片中的一個(gè)的組件，其中轉(zhuǎn)子可關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該組件包括一個(gè)內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間由彼此面對(duì)的第一壁和第二壁限定，并且有一個(gè)入口和一個(gè)出口，其中該內(nèi)部空間形成了一條從入口到出口的用于冷卻流體的通道；至少第一肋，從第一壁突伸出并大體相互平行延伸，以形成從第一肋的前端(leadingend)到第一肋的后端(trailing end)的用于流體的第一通道；和第二肋，從第二壁突伸出，以形成從第二肋的前端到第二肋的后端的用于流體的第二通道，其中第一肋和第二肋相交且在所述交點(diǎn)上直接相互連接。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在已知的是，如US-A-6,382,907，其為此組件提供一個(gè)冷卻系統(tǒng)，包括分別位于第一壁和第二壁上的第一肋和第二肋，亦即，在真空側(cè)和壓力側(cè)，關(guān)于機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸和關(guān)于冷卻空氣的流動(dòng)方向成不同的傾角。這些肋形成了一個(gè)通道陣列(matrix of channels)，用于冷卻流體通過組件。這些肋在它們的交點(diǎn)處相互連接，并且與該組件的中央平面(central plane)連接，在該現(xiàn)有技術(shù)文件中，該組件有一前端肋組和幾個(gè)后端肋組，它們要么相互連接要么彼此分開。
盡管這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)已經(jīng)能為組件提供有效的冷卻，但可能發(fā)生這樣的事情，如果冷卻流體不純凈，冷卻流體中外來的微粒會(huì)被通道陣列捕獲。在更糟糕的情況下，有些通道陣列在后端附近的地方會(huì)被堵塞，因此降低了系統(tǒng)的冷卻性能。更進(jìn)一步，因?yàn)檫@些肋是連結(jié)在組件的中央平面(central plane)上的，冷卻通道的高度僅僅是總高度(也就是組件中兩個(gè)壁面間的距離)的50％，可以為冷卻系統(tǒng)所用。這在組件的后端是尤其嚴(yán)重，這個(gè)地方是冷卻通道高度在整個(gè)組件中達(dá)到最低的地方。
SU-A-1228559公開一種旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子葉片。該葉片包括一個(gè)內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間形成供冷卻流體流動(dòng)的通道，并且由彼此面對(duì)的第一壁和第二壁限定。肋從所述各壁面突伸出，沿大體相互平行的方向延伸，以形成從內(nèi)部空間的前入口部分到內(nèi)部空間的后出口部分的用于所述冷卻流體的第一通道。這些肋被分為前入口部分的前肋組和后出口部分的后肋組。前肋組沿第一方向延伸，第一方向在所述前部分中與所述機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸形成第一傾角。后端肋組沿第二方向延伸，第二方向在所述后部分中與旋轉(zhuǎn)軸形成第二傾角。某些前端肋組的后端跟隨彎曲路徑，以獲得一個(gè)逐漸減小的傾角。
RU-Cl-2042833示出了旋轉(zhuǎn)機(jī)器的另一種葉片。該葉片包括一個(gè)內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間形成用于冷卻流體的通道，并且由彼此面對(duì)的第一壁和第二壁限定。肋從所述各壁面突伸出，沿大體相互平行的方向延伸，以形成從內(nèi)部空間的前入口部分到內(nèi)部空間的后出口部分的用于所述冷卻流體第一通道。這些肋被分為前入口部分的前肋組和后出口部分的后肋組。前肋組沿第一方向延伸，第一方向在所述前部分中與機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸形成第一傾角。后肋組沿第二方向延伸，第二方向在所述后部分中與機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸形成第二傾角。第一傾角明顯小于第二傾角。
US-A-3,806,274公開了一種燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子葉片。它具有在內(nèi)壁上的第一肋，在相對(duì)的壁面上相對(duì)的第二肋。然而，第一肋和第二肋被插入的一塊金屬板隔開，使得第一肋形成的流動(dòng)通道與第二肋形成的流動(dòng)通道完全隔離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種改進(jìn)的組件，適于用做旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的轉(zhuǎn)子葉片或者導(dǎo)向翼片。進(jìn)一步的目的是提供一種組件，其可呈現(xiàn)從組件流體的良好流動(dòng)。進(jìn)一步的目的是提供一種組件，對(duì)冷卻流體中混入的灰塵和其他微粒具有高抵抗性。進(jìn)一步的目的是提供這樣一種組件，可呈現(xiàn)冷卻流體流動(dòng)中較低的空氣動(dòng)力損失(aerodynamic losses)。進(jìn)一步的目的是提供一種組件，能呈現(xiàn)較高的機(jī)械強(qiáng)度和較高的機(jī)械完整性(mechanicalintegrity)。
這些目的和其他目的都由最初定義的組件實(shí)現(xiàn)，在組件中，在后端附近的相交接頭處，第一肋和第二肋以如下方式相交，使得第一通道和第二通道形成具有流動(dòng)面積的公共出口通道。
通過這樣的組件，離開組件后緣的流體的流動(dòng)將被很好的限定(defined)。有可能獲得從組件的理想方向中的流動(dòng)，比如，沿大體與旋轉(zhuǎn)軸平行的方向直接向后。流動(dòng)也可能被稍微向上引導(dǎo)，也就是說遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸；或者稍微向下引導(dǎo)，也就是說朝向旋轉(zhuǎn)軸。更進(jìn)一步，由于肋對(duì)齊延伸，組件壓力側(cè)和吸力側(cè)的接觸(contact)在后端附近處得到了極大的改善。這就提供了一個(gè)更大的接觸面積，它反過來又為組件的不同側(cè)提供了更高的熱通量(heat flux)，并且減少了兩側(cè)的溫差。結(jié)果，后緣附近處的熱應(yīng)力(thermalstresses)降低。
根據(jù)此發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每一條這樣的公共出口通道都包括用于在后端附近處提供流動(dòng)面積的減少的裝置。比如，第一肋和第二肋沿其延伸部分有主厚度(main thickness)，其中第一肋和第二肋在相交接頭處厚度大于主厚度，因此提供了所述公共出口通道流動(dòng)面積的所述減少。通過這樣的設(shè)計(jì)，后緣的冷卻效率可以得到提高。而且，組件的機(jī)械強(qiáng)度也可以得到增強(qiáng)。
根據(jù)此發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)公共出口通道(common outlet channel)都有一個(gè)從第一壁到第二壁來測(cè)量的高度，其中每個(gè)第一通道和第二通道都有一個(gè)分別從第一壁和第二壁分別延伸到第二肋和第一肋的高度。由于肋在后端的平行延伸，公共通道的高度也因此相比現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)有所增加。由于組件在后緣附近處通常會(huì)擁有冷卻通道的最小高度，故本設(shè)計(jì)大大降低了通道被外來異物堵塞的可能性。
根據(jù)此發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，第一肋是相互平行延伸的，第二肋也是相互平行延伸的。而且，第一肋從前端延伸到后端，在接近前端的部分，它沿第一方向延伸，在后端附近的部分它沿第二方向延伸，其中第一方向關(guān)于第二方向傾斜，并且該組件適合以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子上，使得第一方向和旋轉(zhuǎn)軸形成第一傾角。有利的是第一肋沿一條大體連續(xù)的彎曲路徑從前端向后端延伸。通過這樣一條連續(xù)彎曲路徑，通道將比較平滑，以確保較小的冷卻流體空氣動(dòng)力損失。而且，平滑的通道減輕了灰塵和其他微粒堵塞內(nèi)部空間(更確切地說，在內(nèi)部空間的通道陣列)中的風(fēng)險(xiǎn)。由于肋傾角的連續(xù)變化，這里提供的技術(shù)方案也確保了組件的較高的機(jī)械完整性，原因是此方案提供了一個(gè)沒有任何尖角(會(huì)用作應(yīng)力集中器件)的連續(xù)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，第二肋從前端延伸到后端，在前端部分附近沿第三方向延伸，在后端部分附近沿第四方向延伸，其中第三方向關(guān)于第四方向傾斜，其中組件適合以這樣的方式被安裝在轉(zhuǎn)子上，使得第三方向和旋轉(zhuǎn)軸形成第三傾角。以一個(gè)相應(yīng)的方式，第二肋可以沿大體連續(xù)的彎曲路徑從前端向后端延伸。通過內(nèi)部空間的通道陣列中這種交叉通道布置，冷卻流體均勻地分散在組件內(nèi)部，以提供整體組件的有效冷卻。第一肋又將促進(jìn)第二通道內(nèi)的紊流(turbulence)，而第二肋將促進(jìn)第一通道內(nèi)的紊流。要強(qiáng)調(diào)的是，第三方向也可以和第四方向及和旋轉(zhuǎn)軸大體平行。有利的是，第三方向和第一方向相交。
根據(jù)此發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，第二方向與第四方向大體平行。第一肋形成的通道和第二肋形成的通道在后端附近彼此平行地延伸形成公共出口通道。而且，第二方向和第四方向與旋轉(zhuǎn)軸大體平行。因此公共通道將與旋轉(zhuǎn)軸大體平行地延伸。然而，也可以使第二方向和第四方向相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸輕微地傾斜，特別是，這個(gè)傾斜度可沿組件后端以如下方式變化，公共出口通道在組件底部稍微向下朝向旋轉(zhuǎn)軸地傾斜(slope)，在組件中部大體與旋轉(zhuǎn)軸平行，而在組件頂部則稍微朝上遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸地傾斜。由此，自組件出口的流體流動(dòng)將會(huì)分叉。
根據(jù)此發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，第一方向和第三方向相交。因此，第一肋可以在兩個(gè)方向交點(diǎn)位置直接與第二肋連接，其中流體可以從第一通道流向第二通道，和相反流動(dòng)。通過這樣的布置，組件的高強(qiáng)度可以得到保證，同時(shí)內(nèi)部空間的體積也可以得到利用，用于冷卻流體地流動(dòng)。
根據(jù)此發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，該組件適于以這樣方式安裝在轉(zhuǎn)子上，使得第三方向從前端朝向旋轉(zhuǎn)軸傾斜。而且，組件還可以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子上，使得第一方向從前端遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸傾斜。這意味著冷卻流體將沿平滑傾斜的路徑從組件根部(root)附近的入口流動(dòng)到組件后緣。
根據(jù)該發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該組件適合以如下方式安裝在轉(zhuǎn)子上，使得第一肋設(shè)置在組件的壓力側(cè)上，而第二肋設(shè)置在組件的吸力側(cè)上。通過對(duì)肋這樣的布置，冷卻流體的傳熱強(qiáng)化度(heat transfer intensification)在組件的壓力側(cè)將更大一些，在該組件是轉(zhuǎn)子葉片的情況下，這是有好處的，因?yàn)閴毫?cè)的冷卻效果增加了，而轉(zhuǎn)子葉片的壓力側(cè)溫度通常比吸力側(cè)要高。第一方向和第三方向的角度的絕對(duì)值可以不同，但根據(jù)該發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它們是大體相等的。第一方向和第三方向的角度可以是30°-80°，優(yōu)選的是50°-80°，最優(yōu)選的是60°-70°。
根據(jù)該發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，第一肋和第二肋延伸越過(extend over)自前端延伸的前區(qū)域(leading zone)和從后端延伸的后區(qū)域(trailing zone)。組件也可以包括從第一壁突伸出的附加的第一肋，所述附加的第一肋相互大體平行延伸越過后區(qū)域到達(dá)后端，其中附加第一肋以這樣的方式與第一肋平行延伸，使得大體上每一條附加第一肋都設(shè)置在兩條各自相鄰的第一肋之間，因此，大體每一條第一通道都被劃分為兩個(gè)平行的、越過后區(qū)域延伸的部分通道。而且，該組件可以包括從第二壁突伸出的附加第二肋，大體相互平行延伸越過后區(qū)域到達(dá)后端，其中附加第二肋以如下方式與第二肋平行延伸，使得大體每一條附加第二肋都設(shè)置在兩條各自相鄰的第二肋之間，因此，大體上把每一條第二通道劃分為兩個(gè)平行的、越過后區(qū)域延伸的部分通道。
根據(jù)該發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，附加的第一肋和第二肋以這樣的方式相交在后端附近的相交接頭(intersection joint)處，使得第一通道的每一條部分通道與第二通道的一條部分通道一起形成具有流動(dòng)面積的公共出口通道。附加的第一肋和附加的第二肋沿其延伸部分具有主厚度，其中附加第一肋和附加第二肋在它們相交接頭處的厚度大于所述主厚度，因此提供了公共通道流動(dòng)面積的減少。附加肋限制了在后緣附近的冷卻通道的流動(dòng)面積，由于增加了表面積，對(duì)轉(zhuǎn)子葉片壁面提供了更好的冷卻。由于在附加肋位置處傾角平滑改變，由附加肋造成的氣體動(dòng)力損失就可以被保持在比較低的水平上。
根據(jù)該發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)部空間沿組件中心軸從與入口相鄰的底部向相對(duì)的頂部延伸。入口下游和肋的前端的上游的內(nèi)部空間包括一個(gè)分配室(distribution chamber)，適用于將冷卻流體從入口散布到大體全部通道。該分配室可以從底部延伸到頂部。


下面將依照不同的實(shí)施例、參考下面的附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1示出了燃?xì)廨啓C(jī)的縱向剖面圖；圖2示出了燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的軸心剖面圖；圖3示出了沿圖2線III-III的轉(zhuǎn)子葉片的橫剖面圖；圖4示出了圖2中轉(zhuǎn)子葉片的一部分的放大剖面圖；圖5示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子葉片的軸向剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性的示出了一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)，它具有固定殼體1和轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子2可在殼體1中繞旋轉(zhuǎn)軸x旋轉(zhuǎn)。此燃?xì)廨啓C(jī)包括多個(gè)安裝在轉(zhuǎn)子2上的轉(zhuǎn)子葉片3和多個(gè)安裝在殼體1上的固定導(dǎo)向翼片(stationary guide vane)4。
轉(zhuǎn)子葉片3和導(dǎo)向翼片4的每一個(gè)因此形成了燃?xì)廨啓C(jī)的一個(gè)組件。盡管下面的描述是關(guān)于轉(zhuǎn)子葉片3形式的組件，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明也適用于導(dǎo)向翼片4并且下面描述的特征也同樣包括在固定導(dǎo)向翼片中。
這個(gè)組件，亦即這里的轉(zhuǎn)子葉片3，在圖2和圖3中被更加詳盡示出。轉(zhuǎn)子葉片3包括一個(gè)內(nèi)部空間10，所述內(nèi)部空間10由第一壁11和相對(duì)的第二壁12限定。第一壁11和第二壁12彼此面對(duì)。第一壁11設(shè)置在轉(zhuǎn)子葉片3的壓力側(cè)上，而第二壁12設(shè)置在轉(zhuǎn)子葉片3的吸力側(cè)(suction side)上。進(jìn)一步說，轉(zhuǎn)子葉片3具有前緣13，后緣14，頂部15和底部16。底部16形成了轉(zhuǎn)子葉片3的根部。轉(zhuǎn)子葉片3以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子2的主體上，使得根部被固附到轉(zhuǎn)子2的主體上，而頂部15則位于轉(zhuǎn)子2的徑向最外側(cè)位置處。轉(zhuǎn)子葉片3沿中心軸(centre axis)y延伸，中心軸y從底部16到頂部15延伸穿過轉(zhuǎn)子2，大體與前緣13和后緣14平行。中心軸y和旋轉(zhuǎn)軸x基本垂直。
轉(zhuǎn)子葉片3有通往內(nèi)部空間10的入口17和從內(nèi)部空間10通出的出口18。入口17設(shè)置在底部16上，出口18在后緣14上。內(nèi)部空間10由此形成了用于冷卻流體從入口17流動(dòng)到出口18的通道。內(nèi)部空間10大體關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸x徑向延伸、與從底部16延伸到頂部15的中心軸y平行。內(nèi)部空間10包括分配室19和通道陣列20。分配室19位于內(nèi)側(cè)并接近前緣13的位置，從入口17平行于中心軸y延伸。通道陣列20位于分配室19和后緣14之間。通道陣列20從底部16延伸到頂部15。
轉(zhuǎn)子葉片3的通道陣列20由自第一壁11上突伸出的第一肋21和自第二壁12上突伸出的第二肋22形成。第一肋11大體上相互平行延伸以形成第一通道23，用于流體從通道陣列20的前端流動(dòng)到通道陣列20的后端。第二肋22大體上相互平行延伸以形成第二通道24，用于流體從通道陣列20的前端流動(dòng)到通道陣列20的后端。
第一肋從通道陣列20的前端沿一條大體連續(xù)的彎曲路徑延伸到通道陣列20的后端。這條路徑的曲率使得第一肋21在第一肋21的前端附近處沿第一方向延伸，而在第一肋21的后端附近處沿第二方向延伸。第一方向關(guān)于第二方向傾斜。第一方向與旋轉(zhuǎn)軸x形成第一傾角α。第二方向與旋轉(zhuǎn)軸x大體平行，因而與中心軸y大體垂直。
第二肋從通道陣列20的前端沿一條大體連續(xù)的彎曲路徑延伸到通道陣列20的后端。這條路徑的曲率使得第二肋22在通道陣列20的前端附近處沿第三方向延伸，而在通道陣列20的后端附近處沿第四方向延伸。第三方向關(guān)于第四方向傾斜。第三方向與旋轉(zhuǎn)軸x形成第三傾角β。第四方向與旋轉(zhuǎn)軸x以及第二方向大體平行，因而與中心軸y大體垂直。
轉(zhuǎn)子葉片3因此適合以如下方式安裝在轉(zhuǎn)子2上第一方向從前端遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸x傾斜，而第三方向從前端朝向x軸傾斜。第一方向和第三方向的各自傾角α和β的絕對(duì)值在所示實(shí)施例中大體相等。角α和β可以是30-80°之間的任何值，優(yōu)選的是在50-80°之間，最優(yōu)選的是在60-70°之間。然而，需要強(qiáng)調(diào)的是，為了給葉片3不同側(cè)上的熱傳導(dǎo)之間提供最好的一致性(correspondence)，第一方向的傾角絕對(duì)值可以與第三方向的不同。
由圖2所示，第一方向與第三方向交叉。所以，第一肋21和第二肋22在通道陣列20中會(huì)多次相交。第一肋21與第二肋22在第一肋21和第二肋22相交的地方直接連接或連結(jié)，第一肋21和第二肋22之間沒有任何中間元件。特別的，需要強(qiáng)調(diào)的是，第一肋21和第二肋2以如下方式相交在通道陣列20后緣附近的相交接頭26，由此第一通道23和第二通道24合并形成公共出口通道27，公共出口通道具有一定流動(dòng)面積。每條公共出口通道27具有從第一壁11到第二壁12測(cè)量的高度H。每條第一通道23和第二通道24具有分別從第一壁11和第二壁12分別延伸到第二肋22和第一肋21所測(cè)得的高度h。內(nèi)部空間中用于冷卻流體的總高度如圖3所示。而且，圖中示出總高度從分配室19朝向后緣14減少。接近出口18，那里的第一肋和第二肋互相平行延伸，公共通道的高度H因此與內(nèi)部空間的總高度一致。
第一肋21和第二肋22沿其大體所有延伸部分都具有主厚度。然而在后端附近的相交接頭26處的第一肋21和第二肋22的厚度比主厚度大些。大體上每個(gè)相交接頭26由此都會(huì)提供一個(gè)兩合并肋21和22的較厚部分。相交接頭26連接葉片3的壓力側(cè)和吸力側(cè)。每個(gè)相交接頭26都具有寬度B，此寬度可以比肋21和22主延伸部分的寬度b大1.1倍到3倍。
在圖4中的剖面圖中，每個(gè)相交接頭26可以看作為一個(gè)大體圓柱形銷。圓柱形銷通過上游圓角部(upstream fillet)31和下游圓角部(downstreamfillet)32被連接到各自的肋21和22。圓角部31和32可以有不同的半徑，這取決于通道中的流動(dòng)方向。比較合適的是，將上游圓角部31的半徑做的相當(dāng)小，亦即在0.1*b到1*b之間，以便于增加熱傳導(dǎo)，利用空氣的動(dòng)能。下游圓角部的半徑可以做的較大些，比如在0.1*b到10*b之間，由此產(chǎn)生通道后端的平滑擴(kuò)展。這直接減少了直接在相交接頭26后面的損失，產(chǎn)生了出口18處的高速率。
通道陣列20并且因而第一肋21和第二肋22延伸越過了與分配室19相鄰的前區(qū)域35和與前區(qū)域35以及出口18相鄰的后區(qū)域36。而且，轉(zhuǎn)子葉片3的通道陣列20包括附加第一肋21′，其從第一壁11突伸出，大體相互平行延伸越過后區(qū)域36到達(dá)后端。附加第一肋21′與第一肋21平行延伸，使得大體上每個(gè)附加第一肋21′都設(shè)置在兩條各自相鄰的第一肋21之間，因此把每條第一通道23大體劃分為兩個(gè)平行的、延伸越過后區(qū)域36的部分通道23′。通道陣列20還包括附加第二肋22′，它從第二壁12突伸出，大體相互平行延伸越過后區(qū)域36到達(dá)后端。附加第二肋22′與第二肋22平行延伸，使得大體上每條附加第二肋22′都設(shè)置在兩條各自相鄰的第二肋22之間，因此把每條第二通道24大體劃分為兩個(gè)平行的、延伸越過后區(qū)域36的部分通道24′。
附加第一肋21′和附加第二肋22′在后端附近的相交接頭26′位置上交匯，使得來自第一通道23的每個(gè)部分通道23′以及來自第二通道24的一個(gè)部分通道24′一起合并形成具有一定流動(dòng)面積的公共出口通道27′。
除了長(zhǎng)度以外附加肋21′，22′與肋21，22大體相等，也就是說，附加肋21′，22′比肋21，22短的多。與肋21，22平行的附加肋21′，22′的傾角從5°-60°連續(xù)變化到0°。它們?cè)诤髤^(qū)域36的起點(diǎn)與肋21，22連接，此處的傾角最大。
圖5示出了轉(zhuǎn)子葉片3的另一個(gè)實(shí)施例，它與圖2-4中的實(shí)施例有所不同，轉(zhuǎn)子葉片沒有附加的肋，或者換言之，所有的肋21，22都有著大體相同的長(zhǎng)度，除了在陣列20中上端和下端以外。
本發(fā)明并不局限于所述實(shí)施例，但可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變和修正。比如，此發(fā)明可以做成所示結(jié)構(gòu)，但不加厚相交接頭。
權(quán)利要求
1.一種組件，限定了用于具有可繞旋轉(zhuǎn)軸(x)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的葉片或翼片，所述組件包括內(nèi)部空間(10)，所述內(nèi)部空間由彼此面對(duì)的第一壁(11)和第二壁(12)限定，并且有入口(17)和出口(18)，其中內(nèi)部空間(10)形成從入口(17)到出口(18)的用于冷卻流體的通道；至少第一肋(21)，所述第一肋從第一壁(11)突伸出，大體相互平行延伸，以形成從第一肋(21)的前端到第一肋(21)的后端的、用于流體的第一通道(23)，第二肋(22)，所述第二肋從第二壁(12)突伸出，形成從第二肋(22)的前端到第二肋(22)的后端的、用于流體的第二通道(24)，其中第一肋(21)和第二肋(22)彼此相交并且在所述交點(diǎn)上直接相互連接，其特征在于，第一肋和第二肋(21，22)在后端附近的相交接頭(26)以如下方式相交，使得第一通道(23)和第二通道(24)形成具有流動(dòng)面積的公共出口通道(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，每一條這樣的公共出口通道都包括用于在后端附近處提供流動(dòng)面積的減少的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，第一肋和第二肋(21，22)沿其延伸部分具有主厚度(b)，第一肋和第二肋(21，22)在相交接頭(26)處的厚度大于主厚度，因此提供了所述公共出口通道(27)流動(dòng)面積的減少。
4.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，每個(gè)公共出口通道都具有從第一壁(11)到第二壁(12)測(cè)量的高度(H)，其中每個(gè)第一通道(23)和第二通道(24)都具有分別從第一壁(11)和第二壁(12)分別延伸到第二肋(22)和第一肋(21)的高度(h)。
5.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，第一肋(21)相互平行延伸，第二肋(22)也是相互平行延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，第一肋(21)從前端延伸到后端，在前端附近沿第一方向，而在后端附近沿第二方向，其中第一方向關(guān)于第二方向傾斜，而且該組件適于這樣安裝在轉(zhuǎn)子(2)上，使得第一方向和旋轉(zhuǎn)軸(x)形成第一傾角(α)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，第一肋(21)沿大體連續(xù)的彎曲路徑從前端延伸到后端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，第二肋(22)從前端延伸到后端，在前端附近沿第三方向，而在后端附近沿第四方向，其中第三方向關(guān)于第四方向傾斜，且該組件適合于以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子(2)上，使得第三方向和旋轉(zhuǎn)軸(x)形成第三傾角(β)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，第二肋(22)沿大體連續(xù)的彎曲路徑從前端延伸到后端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，第二方向大體平行于第四方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，第二方向和第四方向大體平行于旋轉(zhuǎn)軸(x)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，第一方向與第三方向相交。
13.根據(jù)權(quán)利要求8到12的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，該組件適合以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子(2)上，使得第三方向從所述前端朝向旋轉(zhuǎn)軸(x)傾斜。
14.根據(jù)權(quán)利要求6到13的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，該組件適合以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子(2)上，使得第一方向從所述前端遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸(x)傾斜。
15.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，該組件適合以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)子(2)上，使得第一肋(21)設(shè)置在組件的壓力側(cè)上而第二肋(22)設(shè)置在組件的吸力側(cè)上。
16.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，第一肋和第二肋(21，22)延伸越過從前端延伸的前區(qū)域(35)和從后端延伸的后區(qū)域(36)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組件，其特征在于，該組件包括附加第一肋(21′)，所述附近第一肋從第一壁(11)突伸出，大體相互平行地延伸越過后區(qū)域(36)到達(dá)后端，其中附加第一肋(21′)以這樣的方式與第一肋(21)平行延伸，使得每一條附加第一肋(21′)都設(shè)置在兩條各自相鄰的第一肋(21)之間，因而大體將每條第一通道(23)劃分為延伸越過后區(qū)域(36)的兩條平行的部分通道(23′)，。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于，該組件包括附加第二肋(22′)，所述附加第二肋從第二壁(12)突伸出，大體相互平行地延伸越過后區(qū)域(36)到達(dá)后端，其中附加第二肋(22′)以這樣的方式與第二肋(22)平行延伸，使得每一條附加第二肋(22′)都設(shè)置在兩條各自相鄰的第二肋(22)之間，因而大體將每條第二通道(24)劃分為延伸越過后區(qū)域(36)的兩條平行的部分通道(24′)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組件，其特征在于，附加第一通道和附加第二通道(21′22′)以這樣的方式在后端附近的相交接頭(26′)處相交，使得每條來自第一通道(23)的部分通道(23′)和一條來自第二通道(24)的部分通道(24′)一起形成具有流動(dòng)面積的公共出口通道(27′)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的組件，其特征在于，附加第一肋和附加第二肋(21′，22′)沿其延伸部分具有主厚度，其中附加第一肋和附加第二肋(21′，22′)在相交接頭(26′)處的厚度大于主厚度，因而提供了公共通道(27′)的流動(dòng)面積的減少。
21.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，內(nèi)部空間(10)沿組件的中心軸(y)從鄰近入口(17)的底部(16)延伸到相對(duì)的頂部(15)。
22.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，入口(17)下游、肋的前端的上游的內(nèi)部空間(10)包括一個(gè)分配室(19)，分配室適用于將冷卻流體從入口(17)分布到大體所有的通道中。
23.根據(jù)權(quán)利要求21和22的任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，分配室(19)從底部(16)延伸到頂部(15)。
全文摘要
一種組件，用于轉(zhuǎn)子的一個(gè)葉片或翼片，該轉(zhuǎn)子可繞旋轉(zhuǎn)軸(x)旋轉(zhuǎn)。組件的內(nèi)部空間(10)由第一壁(11)和第二壁(12)限定，并形成用于供冷卻流體的一條通道。第一肋和第二肋(21，22)分別從第一壁和第二壁突伸出，形成從肋前端到后端的用于流體第一通道和第二通道。第一肋和第二肋相交且在所述交點(diǎn)直接相互連接。第一肋和第二肋以這樣的方式在后端附近的相交接頭(26)相交，使得第一通道(23)和第二通道(24)形成具有流動(dòng)面積的公共出口通道(27)。
文檔編號(hào)F01D5/18GK1997811SQ200580013506
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者馬茨·安納費(fèi)爾特, 安德雷·舒金, 瑟奇·舒金 申請(qǐng)人:西門子公司