專利名稱：嵌套的渦輪葉片閉合組的制作方法
技術領域：
本申請一般涉及渦輪機并且更尤其涉及渦輪葉片閉合組。
背景技術：
汽輪機翼片或者葉片圍繞渦輪機葉輪每隔一定間隔進行設置。通過每次一個地軸向插入葉片到葉輪表面上的開口中，然后圍繞葉輪使葉片周向滑動來對葉片進行裝配。葉片通過配合的凸形和凹形的楔形榫進行固定。然而，為了封閉該組件，最后的葉片必須通過除了楔形榫以外的裝置進行限制。此最后的葉片，即閉合葉片，通常采用銷固定到葉輪上，或者通過鍵固定到它的鄰近的葉片上。
然而，圓形裙部葉片的彎曲特性不會幫助它們在裙部的實心部分(也就是楔形榫)中利用鍵，以便約束閉合葉片受到離心力。軸向設置的鍵也不希望的，因為與鄰近的葉片的接合非常小，從而限制抗剪強度。而且，相對機器的軸線成一定角度設置的鍵可能是不希望的，因為圓形裙部的彎曲特性產(chǎn)生不規(guī)則的剪切面，該剪切面不會在鍵最厚的部分處與鍵的中心相交。這會迫使閉合塊的使用，該閉合塊利用銷固定到葉輪上。閉合塊通常是沒有翼片的葉片。通過去除翼片，質(zhì)量和離心荷載減少，從而降低葉輪銷上應力到可接受的水平。然而，因為閉合塊沒有翼片，在蒸汽通路中存在有開口，會對性能產(chǎn)生不利的影響。
因此需要一種在不具有過度應力情況下能夠支撐翼片的改進的閉合葉片。這種葉片應該增加總體系統(tǒng)性能。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請描述用于安裝在渦輪葉輪的楔形榫上的閉合葉片組。該閉合葉片組可包括具有起始葉片后側(cè)的起始葉片，具有閉合葉片前側(cè)和閉合葉片后側(cè)的閉合葉片，和具有尾部葉片前側(cè)的尾部葉片。起始葉片后側(cè)和閉合葉片前側(cè)限定出第一封閉鍵槽，并且閉合葉片后側(cè)和尾部葉片前側(cè)限定出第二封閉鍵槽。多個的鍵可以設置在第一封閉鍵槽和第二封閉鍵槽之內(nèi)，以便于支撐閉合葉片。
起始葉片和尾部葉片可以包括用于與楔形榫匹配的一對鉤件。起始葉片的后側(cè)可包括起始葉片平坦軸向部分和一對起始葉片鍵槽，這些鍵槽沿著一對外部的平坦部分相對于葉輪軸線以一定角度設置。閉合葉片的前側(cè)可包括閉合葉片前部平坦的軸向部分和一對閉合葉片前部鍵槽，這些鍵槽沿著一對外部的平坦部分相對于葉輪軸線以一定角度設置。閉合葉片的后側(cè)可包括閉合葉片后部平坦的軸向部分和一對閉合葉片后部鍵槽，這些鍵槽沿著一對外部的平坦部分相對于葉輪軸線以一定角度設置。閉合葉片可包括翼片。尾部葉片的前側(cè)可包括尾部葉片平坦軸向部分和一對尾部葉片鍵槽，這些鍵槽沿著一對外部的平坦部分相對于葉輪軸線以一定角度設置。第一封閉鍵槽可包括一對第一封閉鍵槽，并且第二封閉鍵槽可包括一對第二封閉鍵槽。
本申請還描述了用于安裝在渦輪葉輪的楔形榫上的閉合葉片組。該閉合葉片組可包括具有一對起始鉤件以便于與楔形榫配合的起始葉片，閉合葉片，和具有一對尾部鉤件以便與楔形榫配合的尾部葉片。起始葉片和閉合葉片可限定出一對第一封閉鍵槽，并且閉合葉片和尾部葉片可限定出一對第二封閉鍵槽。多個鍵可以設置在第一封閉鍵槽和第二封閉鍵槽之內(nèi)，以便于支撐閉合葉片。
閉合葉片可包括翼片。起始葉片與閉合葉片嵌套，并且尾部葉片與閉合葉片嵌套。
本申請的這些及其他的特征，在本領域技術人員結合附圖和所附的權利要求對實施例的下面的詳細說明了解之后變得顯然。
圖1是在此描述的閉合葉片組的透視圖。
圖2是圖1的閉合葉片的頂部平面圖。
圖3是圖1的閉合葉片組的剖視圖。
圖4是圖1的閉合組的起始葉片的正面透視圖。
圖5是圖1的閉合組的起始葉片的后部透視圖。
圖6是圖1的閉合組的閉合葉片的正面透視圖。
圖7是圖1的閉合組的閉合葉片的后部透視圖。
圖8是圖1的閉合組的尾部葉片的正面透視圖。
圖9是圖1的閉合組的尾部葉片的后部透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，其中在多個附圖中相同的附圖標記表示相同的部件，圖1-3示出了在此描述的閉合葉片組100。如圖所示，閉合葉片組100包括起始葉片110、閉合葉片120和尾部葉片130。閉合葉片組100的葉片110，120，130設置在渦輪葉輪150的楔形榫140上。
圖4和5示出了閉合葉片組100的起始葉片110。如圖所示，起始葉片110具有前側(cè)160和后側(cè)170。起始葉片包括從平臺190延伸出的翼片180。平臺延伸到一對鉤件200中。鉤件200設計尺寸以容納渦輪葉輪150的楔形榫140。在起始葉片110的前側(cè)160上的平臺190具有常規(guī)的圓形裙部形狀。后側(cè)170具有形成在平臺190中央的平坦的軸向部分210，其中兩個鍵槽220從平坦的軸向部分210延伸到后側(cè)170的邊緣上。兩個鍵槽220沿著外部的平坦部分225以相對于葉輪軸線成一定角度設置。
圖6和7示出了閉合葉片組100的閉合葉片120。如起始葉片110一樣，閉合葉片120包括前側(cè)230和后側(cè)240。閉合葉片120還包括翼片250和平臺260。與起始葉片110不同，閉合葉片120具有一對與鉤件200相對的支腳270。支腳270沿著渦輪葉輪的楔形榫140倚靠。替代在起始葉片110中描述的平臺190的圓形裙部形式，閉合葉片120的前側(cè)230包括平坦的軸向部分280，其中一對鍵槽290從平坦的軸向部分280延伸到前側(cè)230的邊緣上。兩個鍵槽290沿著外部的平坦部分295相對于葉輪軸線成一定角度設置。閉合葉片120的前側(cè)230的平坦部分280，295和鍵槽290可以與起始葉片110的后側(cè)170的平坦的部分210，225以及鍵槽220嵌套。閉合葉片120后側(cè)240類似于起始葉片110的后側(cè)170，因為它包括平坦的軸向部分300和從平坦的軸向部分300延伸到后側(cè)240的邊緣上的一對鍵槽310。兩個鍵槽310沿著外部的平坦部分315相對于葉輪軸線成一定角度設置。
圖8和9示出了閉合葉片組100的尾部葉片130。尾部葉片130包括前側(cè)320和后側(cè)330。尾部葉片130還包括翼片340，平臺350和一對鉤件360。尾部葉片130的前側(cè)320包括在平臺350中間的平坦的軸向部分370，其中一對鍵槽380從平坦的軸向部分370延伸到前側(cè)320的邊緣上。兩個鍵槽380沿著外部的平坦部分385相對于葉輪軸線成一定角度設置。尾部葉片130的前側(cè)320的平坦部分370，385和鍵槽380可以與閉合葉片120的后側(cè)240的平坦部分300，315以及鍵槽310嵌套。尾部葉片130的后側(cè)330包括具有常規(guī)葉片的圓形裙部形狀的平臺350。
再次參見圖1-3，當閉合葉片組100的葉片110，120，130設置在渦輪葉輪150的楔形榫140上時，起始葉片110的后側(cè)170與閉合葉片120的前側(cè)230嵌套。同樣地，起始葉片110的鍵槽220和閉合葉片120的鍵槽290形成第一封閉鍵槽390。同樣地，尾部葉片130的前側(cè)320與閉合葉片120的后側(cè)240嵌套。同樣地，尾部葉片130的鍵槽380與閉合葉片120的鍵槽310對齊，以便形成第二封閉鍵槽400。鍵槽390，400在閉合葉片組100的兩側(cè)上延伸。第一鍵410可設置在第一封閉鍵槽190之內(nèi)，并且第二鍵420可設置在第二封閉鍵槽400之內(nèi)。可互換的鍵組，即第三鍵430和第四鍵440，設置在閉合葉片組100的另一側(cè)。
封閉鍵槽390，400提供沿著鍵410，420，430，440的整個長度的直的剪切面。因此閉合葉片120借助于鍵410，420，430，440固定和支撐。因此閉合葉片120的離心負荷借助于鉤件200，360大量地傳送到導向和尾部葉片110，130上。
顯然的是上述內(nèi)容僅僅涉及本申請的優(yōu)選實施例，在不脫離本發(fā)明的總的精神和范圍的情況下許多的改變和修改在此可由本領域普通技術人員得到，本發(fā)明總的精神和范圍如在下面權利要求和其等同物中所限定。
100閉合葉片組110起始葉片120閉合葉片130尾部葉片140楔形榫150渦輪葉輪160前側(cè)170后側(cè)180翼片190平臺200鉤件210平坦部分220鍵槽225外部的平坦部分230前側(cè)240后側(cè)250翼片260平臺270支腳280平坦部分290鍵槽295外部的平坦部分300平坦部分310鍵槽315外部的平坦部分320前側(cè)330后側(cè)340翼片350平臺360鉤件370平坦部分380鍵槽
385外部的平坦部分390第一封閉鍵槽400第二封閉鍵槽410第一鍵420第二鍵430第三鍵440第四鍵
權利要求
1.一種用于安裝在渦輪葉輪(150)的楔形榫(140)上的閉合葉片組(100)，包括具有起始葉片后側(cè)(170)的起始葉片(110)；具有閉合葉片前側(cè)(230)和閉合葉片后側(cè)(240)的閉合葉片(120)；具有尾部葉片前側(cè)(320)的尾部葉片(13)；其中起始葉片后側(cè)(170)和閉合葉片前側(cè)(230)限定出第一封閉鍵槽(390)，并且其中閉合葉片后側(cè)(240)和尾部葉片前側(cè)(320)限定出第二封閉鍵槽(400)；和設置在第一封閉鍵槽(390)和第二封閉鍵槽(400)之內(nèi)的多個鍵(410，420，430，440)。
2.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中起始葉片(110)的后側(cè)(170)包括起始葉片平坦的軸向部分(210)。
3.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中起始葉片(110)的后側(cè)(170)包括一對起始葉片鍵槽(220)。
4.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中閉合葉片(120)的前側(cè)(230)包括閉合葉片前部平坦的軸向部分(280)。
5.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中閉合葉片(120)的前側(cè)(230)包括一對閉合葉片前部鍵槽(290)。
6.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中閉合葉片(120)的后側(cè)(240)包括閉合葉片后部平坦的軸向部分(300)。
7.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中閉合葉片(120)的后側(cè)(240)包括一對閉合葉片后部鍵槽(310)。
8.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中尾部葉片(130)的前側(cè)(320)包括尾部葉片平坦的軸向部分(370)。
9.如權利要求1所述的閉合葉片組(100)，其中尾部葉片(130)的前側(cè)(320)包括一對尾部葉片鍵槽(380)。
全文摘要
公開了用于安裝在渦輪葉輪(150)的楔形榫(140)上的閉合葉片組(100)。該閉合葉片組(100)可包括具有起始葉片后側(cè)(170)的起始葉片(110)，具有閉合葉片前側(cè)(230)和閉合葉片后側(cè)(240)的閉合葉片(120)，和具有尾部葉片前側(cè)(320)的尾部葉片(130)。起始葉片后側(cè)(170)和閉合葉片前側(cè)(230)限定出一對第一封閉鍵槽(390)，并且閉合葉片后側(cè)(240)和尾部葉片前側(cè)(320)限定出一對第二封閉鍵槽(400)。多個鍵(410，420，430，440)可設置在第一封閉鍵槽(390)和第二封閉鍵槽(400)之內(nèi)。
文檔編號F01D5/22GK101063412SQ20071010190
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者D·A·卡魯索, J·C·拉瓦什 申請人:通用電氣公司