葉根、相應(yīng)的葉片、轉(zhuǎn)子盤和渦輪機組件的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，提供一種葉根，該葉根包括多個凸角和內(nèi)角以及在這兩者之間的側(cè)面，其中，在側(cè)面和內(nèi)角之間設(shè)置肩部，以增大與相應(yīng)轉(zhuǎn)子盤的相應(yīng)凸角的距離，具有這種葉根的葉片插入該相應(yīng)轉(zhuǎn)子盤中。本發(fā)明還涉及具有這種葉根的轉(zhuǎn)子葉片。而且，此特征也可以替代地或另外應(yīng)用于轉(zhuǎn)子盤的轉(zhuǎn)子盤槽，使得轉(zhuǎn)子盤槽的側(cè)面經(jīng)由軟肩部并入轉(zhuǎn)子盤槽的內(nèi)角以增大與葉根的相應(yīng)凸角的距離。此外，本發(fā)明的肩部也可以應(yīng)用于葉根和轉(zhuǎn)子盤的相應(yīng)槽兩者。
【專利說明】葉根、相應(yīng)的葉片、轉(zhuǎn)子盤和渦輪機組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及渦輪機葉片設(shè)計，并且更具體地涉及葉根和/或轉(zhuǎn)子盤的優(yōu)化輪廓。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)鉁u輪的渦輪部段通常具有多排固定翼片和旋轉(zhuǎn)葉片。一排葉片通常是彼此相同的，并且包括翼型部、平臺部、和根部。另外，一些葉列可包括防止熱氣體在葉尖上方流出的護罩部。根部是葉片徑向上最向內(nèi)的部分，并且是用于將葉片安裝在設(shè)置于轉(zhuǎn)子盤中的凹槽或槽中。通常，對于各轉(zhuǎn)子葉片，設(shè)置有相應(yīng)的安裝凹槽。具體地，通過將各根部軸向地滑入相應(yīng)的凹槽中而組裝葉片。
[0003]已知，通過配合揪樹輪廓將渦輪葉片安裝到渦輪盤上。這種固定方法提供葉片相對于盤的準(zhǔn)確位置。揪樹輪廓的強度足以承受盤及其附接葉片的旋轉(zhuǎn)期間以及安裝葉片的渦輪發(fā)動機的運行中施加在葉片上的向外徑向離心力。在運行中，葉片的揪樹輪廓的側(cè)面(這些側(cè)面以傾斜的方式背向發(fā)動機軸線并且與凹槽的相對的揪樹輪廓接觸)支持葉片防止其徑向地向外運動，并且可以被看作是負(fù)載側(cè)面。輪廓的相對側(cè)面可以被看作是無負(fù)載側(cè)面，因為在運行中它們不支持任何顯著的徑向力。
[0004]當(dāng)從葉根的剖視圖中觀察時，僅利用直線和圓弧來限定渦輪葉片揪樹型葉根的常規(guī)形狀，剖視圖由垂直于渦輪轉(zhuǎn)子軸線的平面限定。針對一些幾何約束和機械約束，對上述形狀進行優(yōu)化。
[0005]利用交替地凸形表面(通常但不總是呈弧形并且被稱為內(nèi)角或頸部)和凹形表面(通常但不總是呈弧形并且被稱為角或凸角或齒或凸耳)的過渡區(qū)使輪廓的側(cè)面相互連接。內(nèi)角通常是高應(yīng)力集中的區(qū)域。
[0006]通常，可在磨削工藝中形成渦輪葉根上的揪樹輪廓。
[0007]基本的揪樹型葉根構(gòu)造包含多條潛在的負(fù)載路徑，其中所產(chǎn)生應(yīng)力的值取決于葉根與盤中相應(yīng)凹槽之間的初始配合精度。在運行期間由作用于葉片的離心力產(chǎn)生這些應(yīng)力，離心負(fù)荷取決于整個葉片的質(zhì)量，這些應(yīng)力作為疲勞或應(yīng)力腐蝕開裂的這種潛在破壞值得特別關(guān)注。葉片的使用壽命或者葉片運行循環(huán)的數(shù)量是有限的。
[0008]葉根可以是大致鏡像對稱。葉根包括:一對對稱的最高頸部或內(nèi)角，這對頸部或內(nèi)角從平臺下表面向下延伸并且在圓周方向上形成凹陷；一對最高凸耳或凸角，這對凸耳或凸角從最高頸部向下延伸并且在圓周方向上構(gòu)成突起。多對對稱的頸部和凸角可以以交替的順序向下延續(xù)。根部將結(jié)束于一對對稱的最低頸部接著是一對對稱的最低凸角。在葉根底部，一對最低凸角的表面將會聚，并且通過弧形或平的表面而在最低位置相互連接。
[0009]專利公開EP0431766、US2, 343，225、EP0478234、JP59113206、DE3236021、EP1048821、GB2380770、EP0889202、US5554005、US2008/0298972 等揭示了不同類型葉根輪廓，基本上所有的葉根輪廓均致力于葉根不同區(qū)域中的應(yīng)力，均涉及優(yōu)化不同尺寸葉片和/或用于不同運行速度的不同類型機械的葉根。進而，目標(biāo)是減小在葉片與安裝葉片的相應(yīng)盤之間接觸點中的高水平應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的由獨立權(quán)利要求實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的有利的發(fā)展和修改。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供一種由多個凸角和內(nèi)角以及在前兩者之間的側(cè)面所組成的葉根，其中在側(cè)面與內(nèi)角之間設(shè)置軟肩部以增加與轉(zhuǎn)子盤相應(yīng)凸角之間的距離，具有這種葉根的葉片被插入相應(yīng)凸角中。本發(fā)明還涉及具有這種葉根的轉(zhuǎn)子葉片。替代地或另外，此特征還可應(yīng)用于轉(zhuǎn)子盤的轉(zhuǎn)子盤槽，以便轉(zhuǎn)子盤槽的側(cè)面經(jīng)由軟肩部并入轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)角從而增加與葉根的相應(yīng)凸角之間的距離。
[0012]這種肩部(該肩部包括彼此相鄰的內(nèi)角的內(nèi)半徑和外半徑，運行期間葉片的離心負(fù)荷作用于其相鄰的內(nèi)部和外部圓角半徑)的作用是在外半徑中在接觸端產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。這有助于消除將會由在此界面中的摩擦所形成的拉伸應(yīng)力。
[0013]為了更具體地定義本發(fā)明，本發(fā)明的一個方面涉及一種葉根，特別地涉及渦輪葉片的葉根，該葉根包括多對相對的凸角、多對相對的內(nèi)角、葉根的底部、和多個側(cè)面；其中凸角和內(nèi)角以交替的順序布置并且各側(cè)面被布置在凸角之一和內(nèi)角之一之間。各對凸角被布置成大致鏡像對稱，并且各凸角包括凸形凸角表面部。各對內(nèi)角被布置成大致鏡像對稱，并且各內(nèi)角包括凹形內(nèi)角表面部。背向底部的多個側(cè)面的第一側(cè)面具有第一平坦表面部(即平的表面，甚至在零負(fù)荷下)并且沒有突起或凹槽。根據(jù)本發(fā)明，該第一平坦表面部與凸形表面部相鄰和/或變化到凸形表面部。第一平坦表面部是在運行期間由于離心負(fù)荷因而將與相應(yīng)盤槽側(cè)面接觸的葉根的部分。第一平面表面部位于(虛擬的)第一平面中。凸形凸角表面部與第一平坦表面部相鄰和/或變化到第一平坦表面部。凹形內(nèi)角表面部與凸形表面部相鄰和/或變化到凸形表面部。根據(jù)本發(fā)明，凸形表面部和與凸形表面部鄰接的凹形內(nèi)角表面部的區(qū)域形成相對于第一平面的局部凹陷，即缺口、凹部。
[0014]換句話說，凸形表面部和與凸形表面部鄰接的凹形內(nèi)角表面部的區(qū)域形成底切。該底切被布置成使得當(dāng)組裝在一起時與轉(zhuǎn)子盤的相應(yīng)相對表面之間的距離由于凸形表面部而快速增加。在葉根內(nèi)角的區(qū)域在葉根和轉(zhuǎn)子盤的兩個所述表面之間形成間隙。
[0015]術(shù)語兩個凸角的“相對”對的凸角表示彼此為鏡像對稱并且限定在直徑方向上相互面對的表面。因此，這同樣適用于相對對的內(nèi)角、側(cè)面等。
[0016]如上所述，側(cè)面特別是第一側(cè)面可以是傾斜的表面，各表面基本上背向葉根的底部并且可限定支承或接觸表面區(qū)，在裝備有具有葉根的葉片的旋轉(zhuǎn)機械的運行期間，轉(zhuǎn)子盤(特別是渦輪盤)的相應(yīng)表面在該表面區(qū)接觸。具體地，如果將葉根插入可圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子盤中，那么相對于旋轉(zhuǎn)軸線這些側(cè)面可以是徑向的外側(cè)面。
[0017]在第一實施例中，對于更接近葉根底部的側(cè)面，支承表面的擴展區(qū)可增加。這是有利的，因為負(fù)荷被分布，從而可減小在運行期間在葉根與裝備有葉片的盤之間的接觸區(qū)的應(yīng)力水平。葉根的使用壽命將增加，特別是增加低循環(huán)疲勞壽命。
[0018]本發(fā)明可以優(yōu)選地涉及一種具有三對凸角、三對內(nèi)角以及前兩者之間的三對側(cè)面的布置。
[0019]如果第二側(cè)面被看作是中間側(cè)面和最接近底部的第三側(cè)面，那么第二側(cè)面和第三側(cè)面的平坦擴展區(qū)可以是相同的。替代地，第三側(cè)面的第三平坦擴展區(qū)可以大于第二側(cè)面的第二平坦擴展區(qū)。具體地，第二平坦擴展區(qū)可以比第一平坦擴展區(qū)大25%-50%。在一個非常優(yōu)選的實施例，第二平坦擴展區(qū)可以大致地比第一平坦擴展區(qū)大33%。
[0020]內(nèi)角的表面可以大致為圓柱體的部分，甚至是橢圓形的圓柱體。該圓柱體的半徑可被稱為內(nèi)角半徑。一個內(nèi)角可由一個圓柱體的部分所限定。替代地，更復(fù)雜的表面結(jié)構(gòu)是可能的，其中可以限定表面的若干部分，其中表面的各部分由內(nèi)角半徑限定。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，多個內(nèi)角的第一內(nèi)角的第一內(nèi)角半徑可被布置在最遠(yuǎn)離葉根底部的位置，多個內(nèi)角的第二內(nèi)角的第二內(nèi)角半徑可被布置在較接近葉根底部的位置，例如中間部或底部，并且第一內(nèi)角半徑可以大致等于第二內(nèi)角半徑。優(yōu)選地，內(nèi)角的所有內(nèi)角半徑可以是相同的，因為這樣可以減少應(yīng)力點。
[0021]本發(fā)明的局部凹陷可具體地形成為使得凸形表面部在從其第一端到其第二端的方向上增大與第一平面的垂直距離(即與虛擬平面之間的距離，假如該距離是在垂直于第一平面的方向上測量)，在第一端處，凸形表面部并入第一平坦表面部，在第二端處，凸形表面部并入凹形內(nèi)角表面部。因此，在葉根相應(yīng)表面與轉(zhuǎn)子盤之間形成間隙，并且利用特定的鞍狀的凸形表面部與凹形內(nèi)角表面部的相鄰部分的組合的構(gòu)造使該間隙變寬。
[0022]在另一個實施例中，凸形表面部可以以平滑過渡(特別是通過平滑的肩部)并入第一平坦表面部，即沒有邊緣或者沒有銳彎或折曲。這同樣適用于在凸形表面部并入凹形內(nèi)角表面部的位置。
[0023]在另一個實施例中，揪樹輪廓的寬度從平臺區(qū)到葉根底部變窄。具體地，假設(shè)各對凸角包括限定該對凸角的相對表面之間的最寬距離的最遠(yuǎn)表面部，那么一對凸角的相對表面之間的最寬距離對于最接近葉根底部的那一對凸角而言可以是最短的，并且對于與底部的距離更大的各對凸角而言增大。另外或替代地，假設(shè)各對內(nèi)角包括限定該對內(nèi)角的相對表面之間的最窄距離的最小距離表面部，那么一對內(nèi)角的相對表面之間的最窄距離對于最接近底部的那一對內(nèi)角而言可以是最短的，并且對于與底部的距離更大的各對內(nèi)角而言增大。
[0024]根據(jù)另一個實施例，最接近底部的兩個內(nèi)角的構(gòu)造可以大致彼此相似。鑒于多個內(nèi)角的第一內(nèi)角的第一內(nèi)角半徑被布置在相對于葉根底部最接近第一位置并且多個內(nèi)角的第二內(nèi)角的第二內(nèi)角半徑被布置在與第一位置相比相對于葉根底部為更遠(yuǎn)距離的第二位置。然后，第一內(nèi)角半徑可以大致等于第二內(nèi)角半徑。
[0025]通常，葉根可具有特定的剖面，并且在整個葉根的長度上可具有相同的剖面。沿著其長度，葉根可以是平的或者可采用穩(wěn)態(tài)曲線，該曲線具有可以在不傾斜的情況下插入相應(yīng)槽中的設(shè)計。面向葉根的端部可看上去像剖面。葉根的側(cè)面由凸角、內(nèi)角、側(cè)面、和葉根的底部構(gòu)成，如前所述。具體地，多對相對的凸角和多對相對的內(nèi)角可大致形成兩個波紋狀的無棱表面，這些表面特別地關(guān)于對稱平面對稱并且特別地在沒有突出且沒有垂直于對稱平面的表面(如臺階或頂點)的情況下遠(yuǎn)離底部連續(xù)地行進。
[0026]在又一個實施例中，在制成后或者在零負(fù)荷下，葉根可以顯示出前面討論的構(gòu)造。另外，當(dāng)在運行期間產(chǎn)生負(fù)荷時，也存在此構(gòu)造。具體地，在無負(fù)荷下，第一平坦表面部可以是平的表面。
[0027]在運行期間，這些表面的形狀取決于所使用的材料。具體地，可以使用的材料是不可變形的非彈性材料、剛性材料。該材料可以是在運行期間作用于表面上的預(yù)期力作用下不可變形的材料。
[0028]此外，本發(fā)明還涉及一種可提供給旋轉(zhuǎn)機械(如渦輪機)的葉片，例如特別是用于燃?xì)饣蛘羝麥u輪的渦輪葉片。該葉片包括:翼型；平臺，翼型從平臺向上延伸；以及葉根，葉根向下延伸；該葉根用于將葉片在轉(zhuǎn)子的凹槽或槽中附接到轉(zhuǎn)子(例如轉(zhuǎn)子盤)。葉根是根據(jù)前面討論的任何實施例而構(gòu)造的。
[0029]此外，本發(fā)明還涉及一種渦輪機組件，特別是用于渦輪(例如燃?xì)饣蛘羝麥u輪)的渦輪機組件，包括具有多個槽的盤和如前面所限定的多個具有葉根的葉片，各葉片插入多個槽中。槽和葉片被布置成使得在運行期間槽的表面和葉片的表面之間的接觸區(qū)(支承表面)局限于葉根的多個大致平坦表面部。
[0030]另外或替代地，本發(fā)明的構(gòu)思也應(yīng)用于轉(zhuǎn)子盤的槽。在下面將更詳細(xì)地定義并解釋轉(zhuǎn)子盤。即使沒有如前面關(guān)于轉(zhuǎn)子葉片那樣全文詳細(xì)描述，但所有上述針對葉根的實施例也可相應(yīng)地適用于轉(zhuǎn)子盤的槽。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，轉(zhuǎn)子盤特別是用于安裝渦輪葉片的轉(zhuǎn)子盤包括多個盤槽，多個盤槽的每一個還包括:
多對相對的槽凸角，各對槽凸角被布置成大致鏡像對稱，并且各槽凸角包括凸形槽凸角表面部；
多對相對的槽內(nèi)角，各對槽內(nèi)角被布置成大致鏡像對稱，并且各槽內(nèi)角包括凹形槽內(nèi)角表面部；
多個槽側(cè)面，其中槽凸角和槽內(nèi)角以交替的順序布置，并且每個槽側(cè)面被布置在槽凸角之一和槽內(nèi)角之一之間；
盤槽的底部；
其中多個槽側(cè)面的第一槽側(cè)面大致地面向具有第二平坦表面部的底部，第二平坦表面部與凸形過渡表面部相鄰，第二平坦表面部位于第一平面中，該第一平坦表面部與前述葉根的第一平面大致相同；并且
其中凸形凸角表面部與第二平坦表面部相鄰；并且 其中凹形槽內(nèi)角表面部與凸形過渡表面部相鄰；并且
其中凸形過渡表面部和與凸形過渡表面部鄰接的凹形槽內(nèi)角表面部的區(qū)域形成相對于第一平面的局部凹陷。
[0032]局部凹陷特別地形成第一平坦表面部的平行平移，就像導(dǎo)致偏移的臺階。
[0033]本發(fā)明還涉及一種渦輪機組件，該組件包括具有多個盤槽的轉(zhuǎn)子盤以及安裝在槽中的多個葉片。該渦輪機組件可包括具有本發(fā)明葉根的葉片，如前所述。在一個實施例中，轉(zhuǎn)子盤槽可以不具有局部凹陷。在運行時，第一平坦表面部可以是支承表面。替代地，在另一個實施例中，轉(zhuǎn)子盤槽可具有局部凹陷，如上所述，但葉根不具有這種特征。在運行時，第二平坦表面部可以是支承表面。
[0034]作為最后的構(gòu)造，轉(zhuǎn)子盤槽和葉根均可具有局部凹陷，如上所述。優(yōu)選地，第一平坦表面部和第二平坦表面部將是大致理想的匹配表面，并且在運行期間是支承表面。
[0035]如前所述，本發(fā)明涉及將用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的部件安裝到攜帶安裝部件的部件。這適用于例如蒸汽或燃?xì)鉁u輪中的轉(zhuǎn)子葉片。本發(fā)明原則上也可用于其它旋轉(zhuǎn)機械，如電機或壓縮機。此外，本發(fā)明的葉根也可以用于安裝非旋轉(zhuǎn)定子翼片，即使對于非旋轉(zhuǎn)裝置來說離心力的問題不存在。
[0036]必須指出的是，上面已就不同的主題描述了本發(fā)明的實施例。具體地，已就裝置類型要求描述了一些實施例，但已就方法描述了其它實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從上面和下面的描述中可以理解，除非另有說明，除了屬于一種類型的主題的特征的任意組合外，與不同主題有關(guān)的特征之間的任意組合，特別是不同裝置類型要求的特征之間或者裝置類型實施例的特征之間以及關(guān)于方法的實施例也被認(rèn)為是本專利申請中所公開的內(nèi)容。
[0037]基于下文中描述的實施例的實例，本發(fā)明的上述方面和其它方面將變得顯見，并且下面參考實施例的實例進行說明本發(fā)明的各方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]現(xiàn)在將通過舉例并參照附圖來說明本發(fā)明的實施例，其中:
圖1以剖視圖示意性地示出了燃?xì)鉁u輪的渦輪部段的一部分；
圖2以透視圖示出了轉(zhuǎn)子盤；
圖3以剖視圖示出了現(xiàn)有技術(shù)葉片的揪樹形狀葉根；
圖4以剖視圖示出了本發(fā)明葉片的揪樹形狀葉根和相應(yīng)的盤；
圖5示出了圖4的本發(fā)明葉片的放大區(qū)；
圖6示出了替代的本發(fā)明盤的放大區(qū)；
圖7示出了本發(fā)明葉片和本發(fā)明盤的組合的一個替代實施例的放大區(qū)；
圖8以透視圖示出了本發(fā)明葉片。
[0039]附圖中的說明是示意性的。應(yīng)注意的是，對于不同附圖中的相似或相同元件，將使用相同的附圖標(biāo)記。
[0040]下面將對組裝的燃?xì)鉁u輪部分特征特別是優(yōu)點進行說明，但顯然這些特征也可以適用于燃?xì)鉁u輪的單個構(gòu)件，但僅在組裝后和在運行期間顯示這些優(yōu)點。但是當(dāng)通過運行期間的燃?xì)鉁u輪進行解釋時，這些細(xì)節(jié)均不應(yīng)局限于運行中的燃?xì)鉁u輪。一般來說，本發(fā)明可應(yīng)用于提供圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動且其中旋轉(zhuǎn)部件需連接到承載元件的其它類型的機械，該機械執(zhí)行圍繞軸線的旋轉(zhuǎn)運動，因而離心力對旋轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生影響。特別地，此技術(shù)可應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機或蒸汽渦輪發(fā)動機。關(guān)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，本發(fā)明可應(yīng)用于渦輪部段和/或壓縮機部段內(nèi)部的轉(zhuǎn)子葉片。
【具體實施方式】
[0041]現(xiàn)在參照圖1，示出了沿旋轉(zhuǎn)軸線的燃?xì)鉁u輪的渦輪部段的一部分的剖視圖。圖中顯示兩個定子翼片和兩個轉(zhuǎn)子葉片是交替的。轉(zhuǎn)子葉片2包括翼型4、平臺2和葉根I。轉(zhuǎn)子葉片2經(jīng)由其葉根I插入轉(zhuǎn)子盤5的槽。槽和轉(zhuǎn)子盤5構(gòu)成為相應(yīng)地在轉(zhuǎn)子盤5的旋轉(zhuǎn)期間將轉(zhuǎn)子葉片2和其它轉(zhuǎn)子葉片加以固定。特別地，重要的是當(dāng)受到由于轉(zhuǎn)子盤5的高轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生離心力的作用時將轉(zhuǎn)子葉片2加以固定。
[0042]為了固定轉(zhuǎn)子葉片2，槽通常是鋸齒形的，如圖2中可見。
[0043]在本文件的全文中，軸向方向被定義成沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。在圖1中，軸向方向?qū)⑹窃诟綀D平面中，并且將是從左到右的方向。徑向方向也將是在附圖平面中，并且將垂直于軸向方向，例如從葉根I到葉片平臺3再到翼型4。垂直于徑向方向和軸向方向，可以限定圓周方向。
[0044]根據(jù)圖2，在透視圖中局部地示出了沒有其相應(yīng)葉片的兩個轉(zhuǎn)子盤5。圖中示出了在盤5徑向外區(qū)的多個槽6。各槽被設(shè)計成使得它們的形狀為揪樹形狀，從而實現(xiàn)具有揪樹形狀葉根的葉片。
[0045]參照示出已知葉根的剖視圖的圖3，對現(xiàn)有技術(shù)葉片的揪樹形狀葉根的特征和術(shù)語加以說明。剖面是在轉(zhuǎn)子盤的徑向平面中，圖中具體示出了葉根的揪樹設(shè)計和轉(zhuǎn)子盤的相應(yīng)揪樹設(shè)計。
[0046]參照圖3，可以用一組直線和圓弧來描述剖視圖中葉根的二維形狀，正如從軸向方向上可見。完整的三維體可以基本上是該圖示的二維剖面形狀的軸向突出。
[0047]以下降的順序徑向地向內(nèi)，如從指向葉片平臺的葉根的徑向向外端所見，葉片的葉根I包括一個最高葉根頸或內(nèi)角21、至少一個中間頸部或內(nèi)角22、和一個最低頸部或內(nèi)角23。各內(nèi)角在葉根中心線RCL兩側(cè)對稱；下面將更詳細(xì)地描述具有唯一形狀的一對鏡像彎曲表面。一對鏡像對稱內(nèi)角的各最小距離點被表示為最小距離表面部25、26、27以及其對稱的最小距離表面部25’、26’、27’。一對最小距離表面部25-25’、26_26’和27-27’之間的距離具有分別由最高內(nèi)角21、中間內(nèi)角22和最低內(nèi)角23的水平線D15、D16和D17所表示的寬度。
[0048]最小距離表面部也可被稱為底部或谷。該距離是在垂直于對稱平面的方向上測量的。
[0049]最高凸耳或凸角11形成于最高內(nèi)角21的下方，并且對稱地設(shè)置在葉根中心線RCL的兩側(cè)。中間凸耳或凸角12設(shè)置在中間內(nèi)角22的下方。最低凸耳或凸角13設(shè)置在最低內(nèi)角23的下方。
[0050]一對鏡像對稱凸角的各最大距離點被表示為最遠(yuǎn)表面部15、16、17以及其對稱的最遠(yuǎn)表面部15’、16’、17’。一對最遠(yuǎn)表面部15-15’、16-16’和17-17’之間的距離分別具有由最高凸角11、中間凸角12和最低凸角13的水平線D10、D11和D12所表示的寬度。
[0051]最遠(yuǎn)表面部也可稱為頂峰、尖點、或頂部。該距離是在垂直于對稱平面的方向上測量的。
[0052]在葉根中心線RCL各側(cè)上的最高內(nèi)角21具有復(fù)合半徑，其中第一半徑Rl具有樞轉(zhuǎn)中心R1C，從而限定從平臺部3延伸到過渡點134的表面。在點134處，第二半徑R2用于借由從樞轉(zhuǎn)中心RlC的向內(nèi)間隔的樞轉(zhuǎn)中心RlC畫出曲線而完成內(nèi)角表面。
[0053]樞轉(zhuǎn)中心RlC位于與葉根凸角11、12和13的外徑向表面相切的直線TN上。從第一半徑過渡到第二半徑的點134是通過從切線TN中畫出且經(jīng)過在葉根中心線RCL上的相交點PI的垂直線PL而選擇，其中包括最高凸角的支承表面以及葉根中心線RCL的平面PB彼此相交。
[0054]葉根的各凸角具有平坦的上支承表面,使得凸角11具有支承表面28a，凸角12具有支承表面30a并且凸角13具有支承表面32a。在最高凸角11中，在葉根中心線RCL的相對側(cè)上的支承表面在RCL處相交，因此為垂直線PL提供參照點，該參考點提供在最高內(nèi)角21的第一半徑和第二半徑之間的過渡點134。
[0055]就剩余的凸角和內(nèi)角而言，可在交錯的樞轉(zhuǎn)中心處使用單個半徑。例如，凸角11的外徑向延伸部可由半徑R3和R4的兩個半徑段組成。R3和R4可以彼此相等，但是樞轉(zhuǎn)中心R3C和R4C可能豎直地交錯從而在由兩個相等長度的半徑所形成的兩個半徑部之間形成平坦的表面部。
[0056]也存在從凸角11延伸到內(nèi)角22的、大致徑向向內(nèi)面向的平坦表面28b。在凸角12和內(nèi)角23之間可存在另一個平坦表面30b。
[0057]根據(jù)附圖，最低凸角13具有平坦的底部表面。底部是用附圖標(biāo)記10表不。
[0058]基于所介紹的該術(shù)語，參照以下附圖來描述本發(fā)明的實施例。
[0059]根據(jù)圖4，剖視圖中示出了本發(fā)明葉片的揪樹形狀的葉根1，包括表現(xiàn)為槽的轉(zhuǎn)子盤5的揪樹的剖面，葉片插入該槽中。該剖面是在轉(zhuǎn)子盤5的徑向平面中或者當(dāng)面對轉(zhuǎn)子盤5時可以從軸向視圖中看見，考慮到在運行期間轉(zhuǎn)子盤5將圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。
[0060]圖4中示出了與圖3中所示葉根I相似的設(shè)計，在不修改的情況下大部分附圖標(biāo)記仍然適用于圖4。已介紹的元件可以不再重復(fù)，前面所述的也可適用于圖4。
[0061]在詳細(xì)說明之前，圖4與圖3之間的主要差別在于葉根I的內(nèi)角21、22、23、21’、22’、23’的區(qū)域，表面可以不與轉(zhuǎn)子盤的相應(yīng)凸角處于支承接觸。由此，可減小應(yīng)力并且可延長葉片的使用壽命。
[0062]在以下的描述中，“上”或“向上”可表示葉根I的更接近葉片平臺3或者更接近翼型4的位置。“下”、“向下”或“下降”表示從葉根I到葉根I底部10的背向葉片平臺3的相反方向。在本專利文件中，葉根I的最低部分將被稱為底部10。一旦組裝到可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的盤5中，葉根I的葉根中心線RCL(如圖3中所示)則取向在徑向方向上。底部10比葉根I的其它部分更接近旋轉(zhuǎn)軸線。因此，“徑向地向外”對應(yīng)于“向上”方向，“徑向地向內(nèi)”則限定相反方向。
[0063]圖示的葉根I與可以用葉根中心線RCL(如圖3中所示)所表示的平面鏡像對稱。鏡像對稱的元件通常將用相同的附圖標(biāo)記來表示并附加上撇號(’)。
[0064]葉根I包括:底部10、多對相對的凸角、多對相對的內(nèi)角。在靠近平臺的葉根I的上端處開始并且然后向下，葉根的一側(cè)上的表面由如下構(gòu)成:第一內(nèi)角21，接著是第一凸角11，進而是第二內(nèi)角22(中間內(nèi)角)，進而是第二凸角12，接著是第三內(nèi)角23和第三凸角13 (第三凸角13是底部球狀葉根端的一部分并且并入底部10中)。最后，所討論的表面在底部10遇到相對的表面。
[0065]相對的表面被相同地形成，因為其與剛剛限定的表面是對稱的。相同順序適用于該相對的表面，即靠近平臺的第一內(nèi)角21’，接著是第一凸角11’、第二內(nèi)角22’、第二凸角12’、第三內(nèi)角23’和第三凸角13’。兩個表面將在底部10處閉合。
[0066]相對表面上的鏡像對稱點之間可以得到距離。一對相對的第一凸角11、11’的表面區(qū)之間的最大距離由第一寬度DlO給出(見圖3)。具有最大距離的表面區(qū)被表示為最遠(yuǎn)表面部15、15’(見圖3)。類似地，最遠(yuǎn)表面部16、16’(見圖3)限定一對相對的第二凸角12、12’之間的最大表面距離，即第二寬度Dll (見圖3)。此外,在最遠(yuǎn)表面部17、17’之間標(biāo)示出第三寬度D12(見圖3)，最遠(yuǎn)表面部17、17’具有在凸角13、13’的區(qū)域中的兩個表面之間的最寬距離。
[0067]如圖4中可見，關(guān)于葉根I的凸角11、11’、12、12’、13、13’之間的寬度，第一寬度DlO大于第二寬度D11。最小寬度是第三寬度D12。[0068]類似于凸角11、11，、12、12’、13、13’，也可以限定內(nèi)角 21,21'、22、22’、23、23’ 之
間的距離。此外，將基于圖4來說明部分的細(xì)節(jié)，但在圖3中僅可看見附圖標(biāo)記。一對相對的第一內(nèi)角21、21’的表面區(qū)之間的最短距離被標(biāo)示為第一寬度D15。具有最短距離的表面區(qū)被標(biāo)示為最小距離表面部25、25’。類似地，最小距離表面部26、26’限定一對相對的第二內(nèi)角22、22’之間的最短表面距離，即第二寬度D16。此外，在最小距離表面部27、27’之間標(biāo)示出第三寬度D17，最小距離表面部27、27’具有在最小距離表面部23、23’的區(qū)域中的兩個表面之間的最短距離。
[0069]如圖3中可見且類似于圖4 (即使圖4中未示出附圖標(biāo)記)，關(guān)于最小距離表面部之間的寬度，第一寬度D15大于第二寬度D16。最小寬度是第三寬度D17。
[0070]適用于圖3和/或圖4實施例,一個表面?zhèn)鹊乃凶钚【嚯x表面部25、26、27可位于單個虛擬平面中。這同樣適用于圖4，即使在附圖中未標(biāo)識內(nèi)角21、21’、22、22’、23、23’的最小表面部的附圖標(biāo)記25、26、27。顯然，這同樣適用于揪樹的鏡像對稱表面。另外，一個表面?zhèn)鹊乃凶钸h(yuǎn)表面部15、16、17可位于另一個單獨的虛擬平面中。此外，這同樣適用于圖4，即使在附圖中未示出用于凸角11、11’、12、12’、13、13’的最遠(yuǎn)表面部的附圖標(biāo)記15、
16、17。
[0071]可構(gòu)建與葉根表面的一側(cè)切線，一個葉根側(cè)的所有凸角表面可位于該切線上(見圖3中的切線TN)。另外，可以構(gòu)建與葉根表面的一側(cè)的切線，葉根一側(cè)的所有或至少兩個內(nèi)角表面可位于該切線上(參見圖3中的切線TNN)。
[0072]葉根I可以進一步被限定成最小距離表面部25、25’具有大于最小距離表面部26、26’與最小距離底部10之間的距離，最小距離表面部26、26’再次大于最小距離表面部27、27’的距離。
[0073]如圖中可見，凸角11、11，、12、12’、13、13’ 和內(nèi)角 21,21'、22、22’、23、23’ 以交替
的方式布置。在它們之間存在過渡區(qū)。在傾斜方向上面向葉片平臺且背向葉根I的底部10并且將會與盤5的槽6的相應(yīng)表面接觸的葉根表面的過渡區(qū)被標(biāo)示為側(cè)面31、31’、32、32’、33,33' o側(cè)面31、31’、32、32’、33、33’是大致平坦的并且是支承表面。在向下方向上從平臺開始并且僅關(guān)注一個表面?zhèn)壬?，接在第一?nèi)角21后面的是第一側(cè)面31，第一側(cè)面31然后并入第一凸角11。第二內(nèi)角22經(jīng)由第二側(cè)面32并入第二凸角12。最后，第三側(cè)面33限定第三內(nèi)角23和第三凸角13之間的過渡區(qū)。相同情況適用于示出與側(cè)面31、32、33相對的側(cè)面31’、32’、33’的對稱表面。
[0074]第一側(cè)面31包括具有第一平坦擴展區(qū)(expansion)的第一平坦表面部PS1。第一平坦擴展區(qū)的形狀大致為矩形，在圖4的剖視圖中可以看見一個維度并且另一個維度是葉根I的軸向長度。
[0075]其它側(cè)面也各自具有帶有平坦擴展區(qū)的平坦表面部，但下文中的所有說明是針對第一側(cè)面31。
[0076]根據(jù)本實施例，最低側(cè)面33的平坦擴展區(qū)可大于中間側(cè)面32的平坦擴展區(qū)，中間側(cè)面33的平坦擴展區(qū)也可大于最高側(cè)面31的平坦擴展區(qū)。替代地，兩個最低側(cè)面32、33的平坦擴展區(qū)可以是相同的。
[0077]因為平坦擴展區(qū)表示支承表面，所以應(yīng)理解的是經(jīng)由具有比第一側(cè)面31更大擴展區(qū)的第二側(cè)面32，葉根中會出現(xiàn)較小的應(yīng)力。[0078]經(jīng)由側(cè)面31、31’、32、32’、33、33’來抑制運行期間的離心力。其它表面可與盤5的槽6直接接觸，但是可以不被看作是支承表面。另外，在一些部件中，在槽6的表面和葉根I的表面之間甚至可以存在間隙。
[0079]在圖4中，內(nèi)角半徑也被標(biāo)示為Rll和R12。可以考慮內(nèi)角的一種簡化形式僅僅遵循圓柱體或橢圓柱體的一部分。內(nèi)角可由被內(nèi)角半徑限定的若干部分組成，如圖3中所示。然而，在一個優(yōu)選的實施例中，中間內(nèi)角22、22’的兩個所述內(nèi)角半徑Rll和所有內(nèi)角的下內(nèi)角23、23’的半徑R12是大致相同的。
[0080]與圖4相對應(yīng),用A表示的區(qū)域在圖5中被更詳細(xì)地顯示。所有的前述內(nèi)容不僅適用于凸角11、第一側(cè)面31和內(nèi)角21 (如圖5中所示)，而且可適用于其它凸角、內(nèi)角和側(cè)面。
[0081]根據(jù)圖5，在向上方向上，葉根I包括:具有凸形凸角表面部65的凸角11、具有第一平坦表面部PSl的第一側(cè)面31、具有凹形內(nèi)角表面部75的內(nèi)角21。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，凸形凸角表面部6與第一平坦表面部PSl直接地相鄰并且并入第一平坦表面部PS1，而過渡部則位于第一平坦表面部PSl和凹形內(nèi)角表面部75之間。該過渡部包括局部凹陷或底切UC，該局部凹陷或底切UC由凸形表面部CSl和凹形內(nèi)角表面部75的下端區(qū)域形成。
[0082]實際上，第一平坦表面部PSl平滑地遠(yuǎn)離第一平面PLl使得形成凸形表面部CSl，第一平坦表面部PSl位于第一平面PLl中。在向上方向，從凸形表面部CSl的第一端El開始，葉根I的表面將增加與第一平面PLl的距離。凸形表面部CSl將變平坦并且在凸形表面部CSl的第二端E2(拐折線)處并入凹形內(nèi)角表面部75。
[0083]凸形表面部CSl的擴展區(qū)具體地是凹形內(nèi)角表面部75、第一平坦表面部PSl或者凸形凸角表面部65的擴展區(qū)的一部分。限定凸形表面部CSl的圓柱體的半徑等于或大于凹形內(nèi)角表面部75或凸形凸角表面部65的半徑。
[0084]利用葉根I的這些表面特征，產(chǎn)生了總的拐折輪廓，從而增大了與相應(yīng)轉(zhuǎn)子盤表面的距離。肩部由凸形表面部CSl限定，在向上方向中，從該凸形表面部CSl開始，葉根I和轉(zhuǎn)子盤5的相應(yīng)表面將不處于支承接觸。支承局限于第一平坦表面部PS1。
[0085]根據(jù)該實施例，轉(zhuǎn)子盤5的槽可具有簡單的輪廓，在凹形內(nèi)角表面后面接著是平坦表面然后又是凸形凸角表面。槽的表面不具有如葉根I的局部凹陷或肩部(見底切UC)。
[0086]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，徑向地作用于支承界面外側(cè)的葉片的離心負(fù)荷通常將會導(dǎo)致在界面的邊緣廣生局部聞應(yīng)力，或者約束，其被稱為基底應(yīng)力的邊緣。已知此應(yīng)力可引起葉根的疲勞破壞，其中，垂直于葉根側(cè)面并且發(fā)源于接觸邊緣的裂紋是明顯的。根據(jù)如上所述的改進設(shè)計，葉片離心負(fù)荷作用于相鄰的內(nèi)部和外部圓角半徑的影響是在靠近凸形表面部CSi的第一端El的接觸邊緣處引起外部半徑中的壓縮應(yīng)力。這有助于消除由摩擦所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。這可具有增加內(nèi)部圓角半徑中的拉伸應(yīng)力的副作用，但這些可趨向于顯著地低于基底應(yīng)力的邊緣。
[0087]另外，給定的設(shè)計具有能夠利用常規(guī)方法(例如間歇進給磨削或拉削工藝)制造此輪廓的優(yōu)點。
[0088]圖4和圖5的發(fā)明構(gòu)思也可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)子盤使得轉(zhuǎn)子盤5的槽6得以優(yōu)化。在這種實施例中，進一步參照圖6進行說明，當(dāng)在剖視圖中看時可以粗略地說與前述實施例相比以點對稱來施加這些特征，使得現(xiàn)在槽表面包括肩部以形成局部凹陷并且葉根I不形成這種局部凹陷。
[0089]根據(jù)圖6，葉根I具有比前面更簡單的設(shè)計，使得在凸形凸角表面部65之后是第一平坦表面部PSl并且再次直接地接著凹形內(nèi)角表面部75。葉根I的表面不具有如圖4和圖5的前述實施例的葉根I那樣的凸形表面部CS1、局部凹陷或者肩部。
[0090]轉(zhuǎn)子盤5包括用于安裝渦輪葉片的多個盤槽6，各盤槽6包括多對相對的槽凸角和多對相對的槽內(nèi)角。在下文中，將參照圖6僅描述一個特定槽凸角100和一個特定的槽內(nèi)角101。將要討論的特征可以應(yīng)用于例如圖4中用附圖標(biāo)記A標(biāo)出的區(qū)域。槽凸角100限定并入第一槽側(cè)面104’的第二平坦表面部PS2的凸形槽凸角表面部102。所描述的側(cè)面104’是支承表面并且是大致面向盤槽6的底部105(見圖4)。根據(jù)本發(fā)明，第二平坦表面部PS2經(jīng)由過渡部并入槽內(nèi)角101的凹形槽內(nèi)角表面部103，該過渡部形成在盤槽6的表面中的局部凹陷UC(或底切)。具體地，在向下方向上，在第二平坦表面部PS2之后是凸形過渡表面部CS2，其中后者順利地并入凹形槽內(nèi)角表面部103。
[0091]考慮到第二平坦表面部PS2位于第一平面PLl中，凸形過渡表面部CS2和與凸形過渡表面部CS2鄰接的凹形槽內(nèi)角表面部103的區(qū)域的組合形成相對于第一平面PLl的局部凹陷UC(或底切)。實際上，表面的橫向位移由此構(gòu)造實現(xiàn)。術(shù)語“局部凹陷”表示使得表面將再次升高至其開始的相同高度的腔。僅表面的下降表示類似于如果表面輪廓遵守反余切的數(shù)學(xué)函數(shù)即arccot(x)則可以達到的輪廓。
[0092]參照圖7，示出了另一個實施例，其中，葉根I的表面和盤槽6的表面各自具有前述的局部凹陷。葉根I是如關(guān)于圖4和圖5所討論的那樣構(gòu)造的。盤槽6是如關(guān)于圖6所討論的那樣構(gòu)造的。葉根現(xiàn)在呈現(xiàn)出被稱為第一底切UCl的底切，盤槽呈現(xiàn)出被稱為第二底切UC2的底切。
[0093]作為一個優(yōu)選的構(gòu)造，與第二底切UC2相比，第一底切UCl將在第一平坦表面部PSl和第二平坦表面部PS2的接觸區(qū)的相對端。因此，由于葉片的凸形表面部CS1，葉片表面增加了與第一平面PLl的距離，第一平坦表面部PSl和第二平坦表面部PS2位于第一平面PLl中，而由于盤的凸形過渡表面部CS2，槽表面增加了與第一平面PLl的距離。
[0094]從不同的角度顯示圖4、圖5或圖7的實施例，圖8中還可以看到第一平坦表面部PSl以及葉根I的其它凸角的其它平坦表面部，圖8以透視圖示出了本發(fā)明的渦輪葉片2。最上側(cè)面31、31’的第一平坦表面部PSl (限定第一平坦擴展區(qū)A10)被標(biāo)出并且代表與盤5的槽6的相應(yīng)表面的接觸區(qū)，盤5在圖8中未示出。第一平坦表面部PSl大致為平的且呈矩形，如由第一平坦擴展區(qū)AlO所示。
[0095]此外，圖8中示出了中間凸角的第二平坦擴展區(qū)All，第二平坦擴展區(qū)Al I優(yōu)選地大于第一平坦擴展區(qū)AlO。特別地，與第一平坦擴展區(qū)AlO相比，第二平坦擴展區(qū)All可增大達30%。
[0096]最后，圖8中還示出了最低凸角的第三平坦擴展區(qū)A12，該第三平坦擴展區(qū)A12優(yōu)選地大于第一平坦擴展區(qū)AlO并且可等于或大于第二平坦擴展區(qū)Al I。第三平坦擴展區(qū)A12的擴展區(qū)由側(cè)面33的長度L12和葉根I的軸向長度限定。
[0097]在軸向長度上，下凸角13、13’和底部10之間的表面的形狀可以不做修改。替代地，如圖中所示，中間部分可具有凹陷，該凹陷可用于形成冷卻空氣的進口，冷卻空氣應(yīng)當(dāng)被引導(dǎo)到葉片的內(nèi)部中。[0098]在圖8中，內(nèi)角半徑也被標(biāo)示為R10、R11和R12?？梢钥紤]一種簡化形式:內(nèi)角僅遵循圓柱體或橢圓柱體的一部分。內(nèi)角可由可以由多個內(nèi)角半徑限定的若干部分組成，如圖3中所示。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，所有凸角和內(nèi)角可具有大體相似或相同的輪廓，因而盡管在圖5-7中僅示出了一個凸角和一個內(nèi)角，但所有或至少若干個其它凸角和內(nèi)角實際上可以以類似的方式實施為具有本發(fā)明的底切UCl和/或UC2。
[0099]前述的實施例可具有在葉片使用壽命方面的實質(zhì)性利益。能夠避免可能會導(dǎo)致裂紋的應(yīng)力。
[0100]此外，必須指出的是，如果葉根上存在確切地三對凸角和三對內(nèi)角則會是有利的。也許，其它構(gòu)造也是可能的。
[0101]此外，必須指出的是所示實施例應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于非運行狀態(tài)以及在運行期間應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種葉根(I)，特別是渦輪葉片(2)的葉根(1)，包括: 多對相對的凸角(11、11’、12、12’、13、13’)，各對凸角(11、11’、12、12’、13、13’)被布置成大致鏡像對稱，并且各凸角(11、11’、12、12’、13、13’)包括凸形凸角表面部(65、65’、66,66' 、67、67’)； 多對相對的內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)，各對內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)被布置成大致鏡像對稱，并且各內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)包括凹形內(nèi)角表面部(75、75’、76,76' 、77、77’)； 多個側(cè)面(31、31’、32、32’、33、33’)，其中，凸角(11、11’、12、12’、13、13’)和內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)以交替的順序布置并且每個側(cè)面(31、31’、32、32’、33、33’)被布置在凸角(11、11’、12、12’、13、13’)之一和內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)之一之間； 葉根⑴的底部(10)； 其中，背向底部(10)的多個側(cè)面(31、31’、32、32’、33、33’)的第一側(cè)面(31)具有第一平坦表面部(PSl)，所述第一平坦表面部(PSl)與凸形表面部(CSl)相鄰，第一平坦表面部(PSl)位于第一平面(PLl)中；并且 其中，凸形凸角表面部(65、65’、66、66’、67、67’)與第一平坦表面部(PSl)相鄰；并且 其中，凹形內(nèi)角表面部(75,75'、76、76’、77、77’)與凸形表面部(CSl)相鄰；并且 其中，凸形表面部(CSl)和與凸形表面部(CSl)鄰接的凹形內(nèi)角表面部(75、75’、76、76’、77、77’)的區(qū)域形成相對于第一平面(PLl)的局部凹陷(UC)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的葉根(I)，其特征在于: 局部凹陷(UC)被形成為使得凸形表面部(CSl)在從其第一端(El)到其第二端(E2)的方向上增加與第一平面(PLl)的垂直距離，在第一端(El)處，凸形表面部(CSl)并入第一平坦表面部(PSl)，在第二端(E2)處，凸形表面部(CSl)并入凹形內(nèi)角表面部(75、75’、76,76' 、77、77’)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的葉根(I)，其特征在于: 凸形表面部(CSl)以平滑過渡并入第一平坦表面部(PSl)和/或凸形表面部(CSl)以平滑過渡并入凹形內(nèi)角表面部(75,75'、76、76’、77、77’)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的葉根(I)，其特征在于: 各對凸角(11、11’、12、12’、13、13’)包括限定該對凸角(11、11’、12、12’、13、13’)的相對表面之間的最寬距離(dl、d2)的最遠(yuǎn)表面部(40、43、44)，以及 一對凸角(11、11’、12、12’、13、13’)的相對表面之間的最寬距離(dl、d2)對于最接近底部(10)的那一對凸角(11、11’、12、12’、13、13’)而言是最短的，并且對于與底部(10)的距離更大的各對凸角(11、11’、12、12’、13、13’)而言增大。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的葉根(I)，其特征在于: 各對內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)包括限定該對內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)的相對表面之間的最窄距離的最小距離表面部(41)，以及 一對內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)的相對表面之間的最窄距離對于最接近底部(10)的那一對內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)而言是最短的，并且對于與底部(10)的距離更大的各對內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)而言增大。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的葉根(I)，其特征在于:多個內(nèi)角(21,21'、22、22’、23、23’)的第一內(nèi)角(23)的第一內(nèi)角半徑(R12)被布置在相對于葉根(I)的底部(10)最接近的第一位置， 多個內(nèi)角(21、21’、22，22’、23、23’)的第二內(nèi)角(22)的第二內(nèi)角半徑(Rll)被布置在相對于葉根(I)的底部(10)與所述第一位置相比更遠(yuǎn)距離的第二位置， 第一內(nèi)角半徑(R12)大致等于第二內(nèi)角半徑(R11)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的葉根(I)，其特征在于: 多對相對的凸角(11、11’、12、12’，13、13’)和多對相對的內(nèi)角(21、21’、22、22’、23、23’)大致構(gòu)成兩個波紋狀的無棱表面，所述表面特別地關(guān)于對稱平面對稱并且特別地在沒有突出且沒有垂直于所述對稱平面的表面的情況下遠(yuǎn)離底部(10)連續(xù)地行進。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的葉根(I)，其特征在于: 在零負(fù)荷下且在運行期間，第一平坦表面部(PSl)是平坦的。
9.一種葉片(2)，特別是渦輪的葉片(2)，包括: 翼型⑷； 平臺⑶，翼型⑷從平臺⑶向上延伸；以及 葉根⑴，葉根⑴根據(jù)權(quán)利要求1至9之一來構(gòu)造，葉根(I)從平臺(3)向下延伸。
10.一種轉(zhuǎn)子盤(5)，特別是用于安裝渦輪葉片(2)的轉(zhuǎn)子盤(5)，包括多個盤槽(6)，多個盤槽出)的每一個還包括: 多對相對的槽凸角(100)，各對槽凸角(100)被布置成大致鏡像對稱，并且各槽凸角(100)包括凸形槽凸角表面部(102)； 多對相對的槽內(nèi)角(101)，各對槽內(nèi)角(101)被布置成大致鏡像對稱，并且各槽內(nèi)角(101)包括凹形槽內(nèi)角表面部(103)； 多個槽側(cè)面(104)，其中，槽凸角(100)和槽內(nèi)角(101)以交替的順序布置并且各槽側(cè)面(104)被布置在槽凸角(100)之一和槽內(nèi)角(101)之一之間； 盤槽(6)的底部(105)； 其中，大致面向底部(105)的多個槽側(cè)面(104)的第一槽側(cè)面(104’)具有第二平坦表面部(PS2)，所述第二平坦表面部(PS2)與凸形過渡表面部(CS2)相鄰，第二平坦表面部(PS2)位于第一平面(PLl)中；并且 其中，凸形槽凸角表面部(102)與第二平坦表面部(PS2)相鄰；并且其中，凹形槽內(nèi)角表面部(103)與凸形過渡表面部(CS2)相鄰；并且其中，凸形過渡表面部(CS2)和與凸形過渡表面部(CS2)鄰接的凹形槽內(nèi)角表面部(103)的區(qū)域形成相對于第一平面(PLl)的局部凹陷(UC)。
11.一種渦輪機組件，特別是用于渦輪的渦輪機組件，包括: 具有多個盤槽(6)的轉(zhuǎn)子盤(5)； 根據(jù)權(quán)利要求9限定的多個葉片(2)，各葉片⑵插入多個盤槽(6)； 其中，盤槽(6)和葉片⑵被布置成使得在運行期間盤槽(6)的表面和葉片⑵的表面之間的接觸區(qū)局限于第一側(cè)面(31)的第一平坦表面部(PSl)并且局限于葉根(I)的多個側(cè)面(31、31’、32、32’、33、33’)的其它側(cè)面的其它平坦表面部(PS11、PS111)。
12.一種渦輪機組件，特別是用于渦輪的渦輪機組件，包括: 根據(jù)權(quán)利要求10限定的具有多個盤槽(6)的轉(zhuǎn)子盤(5)；多個葉片(2)，各葉片⑵插入多個盤槽(6)； 其中，盤槽(6)和葉片⑵被布置成使得在運行期間盤槽(6)的表面和葉片⑵的表面之間的接觸區(qū)局限于第一槽側(cè)面(104’)的第二平坦表面部(PS2)并且局限于盤槽(6)的多個槽側(cè)面(104)的其它槽側(cè)面的其它平坦表面部。
13.—種渦輪機組件，特別是用于渦輪的渦輪機組件，包括: 根據(jù)權(quán)利要求10限定的具有多個盤槽(6)的轉(zhuǎn)子盤(5)； 根據(jù)權(quán)利要求9限定的多個葉片(2)，各葉片⑵插入多個盤槽(6)； 其中，盤槽(6)和葉片⑵被布置成使得在運行期間盤槽(6)的表面和葉片⑵的表面之間的接觸區(qū)局限于與第一槽側(cè)面(104’)的第二平坦表面部(PS2)支承接觸的第一側(cè)面(31)的第一平坦表面 部(PSl)并且局限于盤槽(6)的多個槽側(cè)面(104)的其它槽側(cè)面的和葉根(1)的多個側(cè)面(31、31’、32、32’、33、33’)的其它側(cè)面的其它平坦表面部(PS11、PS111)。
【文檔編號】F01D5/30GK103649467SQ201280034883
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月14日
【發(fā)明者】R.布盧克 申請人:西門子公司