本发明一般是关于具有轴向进口叶片的任何涡轮机构,特别是关于其叶片具有一个普通冷杉树状榫头和与之相配的普通冷杉树状槽的这种类型的汽轮机。 在轴向进口叶片型的汽轮机里,叶轮(也就是转子上固定叶片的部分)有许多普通的冷杉树状的槽,它们沿轴向伸展,并配置在叶轮的周围。多个叶片环绕着叶轮装配,每一个叶片都有一个与槽相配的普通的冷杉树状的榫头。
在这样的汽轮机里,存在有一个问题,由于榫头的表面和叶轮的表面之间对不齐,会引起气阻损失。对不齐的现象也可能在邻近的叶片的平台之间产生,也会增加气阻损失。进一步说,在每一个榫头的和与之相配的槽的边缘之间以及在叶片地平台之间和下面常常存在的小间隙,为蒸汽提供了一个漏汽的通道。这种情况是我们不希望的。
因此,本发明的主要目的是提供一种可以避免这种对不齐的装置。
从此目的来看,本发明归属于一种涡轮机械,此涡轮机有叶轮,叶轮有进气侧和出气侧多个,通常轴向延伸的槽配置在叶轮的周围,多个叶片,每一个叶片都有一个平台和一个与其中一个槽相配的榫头,并置在叶轮的进气侧和出气侧的环形板,复盖着槽和平台的表面。其特征在于,在每一个榫头的最底部和与之相配的槽的底部之间形成间隙,而且上述的环形板具有分隔的插脚,每一个插脚有一个自由端,此端部在叶轮的一侧,沿叶轮的一侧的对面一侧径向弯折,其环形板与之并置着。
根据最佳实施例,定位装置有多个分隔开的插脚,这些插脚和环形板是一体的。这些插脚穿过榫头最底部和与之相配的槽的底部之间的间隙延伸,每一个插脚都有一个自由端。在叶轮的环形板与之并置的一侧的对面自由端沿径向朝外或朝内弯折。如果自由端径向朝外弯折,则每一个自由端都可以座落于榫头表面的凹进处。
如果设置了二个环板,即:一个环板装在叶轮的一侧,则第二个环形板并置在此叶轮的装有第一个环形板的一侧的对面一侧,第二个环形板也复盖叶轮上的槽和叶片平台的端面。第二个环板也有多个整体的插脚,这些插脚穿过不同于第一个环形板的其他间隙。第二个环形板的插脚都有自由端,在叶轮的与第二个环形板并置的一侧的对面的一侧,自由端沿径向朝外或朝内弯折。如果沿径向向外弯折,每一个自由端可置于一个榫头表面的凹进处。
从下面的作为例子显示在附图中的最佳实施例的描述中,本发明将更容易被了解。
图1是具有轴向进口叶片的汽轮机的部分透视图。
图2是具有轴向进口叶片的汽轮机的部分透视图并表示了按照本发明的装配一排叶片的方法中的一个中间步骤。
图3表示装有本发明的装置的汽轮机的一部分的透视图。
图4是汽轮机中一个叶片的侧视图,用以说明此叶片和本发明中的各部件间的配合。
参照附图,这里相应的数字标号代表相应的部件,图1表示了通常标号为10的汽轮机的一部分。汽轮机包括有叶轮20,在叶轮20的周围,环绕着配置了多个叶片12。每一个叶片都有一个平台14,可能在其远端配置一个整体的侧板26。然而应当了解,本发明是并不局限于这种具有整体侧板的叶片的涡轮机,还可以应用到单独地固定的或成组的叶片的涡轮机。(联接和/或铆接)。正象图1中所说明的,设置有多个普通的轴向伸展的冷杉树状的槽18在叶轮20的周围。叶轮20有一个进气侧I和出气侧O。每一个叶片12在与槽18相配的尾端都有一个普通的杉树状的榫头16。而且每一个榫头16都有位于叶轮的出气侧的面17,而且另一面位于转子的进气侧。(未示出)
根据图1所示,通常在相邻的平台14之间有一个小的间隙22,而且通常在每一个叶片的榫头16和与其相配的槽18的边缘之间也有一个小的空隙。(在图1中所表示的所有空隙)为了明瞭起见都被夸张了。)而且还是如图1中所示,每一个榫头16的位于出气侧的面17和叶轮20的位于出汽侧的面21,并不是精确地对齐的,榫头的位于进气侧的面(未示出)也不是和叶轮21的位于进气侧的面对齐的。榫头表面和叶轮21的表面对不齐,会引起气阻损耗,(也称为叶轮的摩擦损耗),这种损耗对涡轮机的效率产生负作用。另外间隙22和24提供了蒸汽的漏汽通道,这个蒸汽通道,对涡轮机效率也产生负作用。
转到图2将叙述减少气阻和漏汽损耗的装置。
根据本发明,在每一个榫头16的最底部和与榫头16相配的槽18的底部之间有一个小的间隙,这个间隙可以用加工榫头最底部的表面或与榫头相配的槽的底部来提供,也可以对二者共同加工提供。环形板的外径γ1大约为叶轮20的半径加上叶片平台14的厚度。(如图中所示)环形板28由多个部分合在一起组成的,这样可了解,如本说明书及权利要求书所使用的那种术语“环形板”即包括一个整体的板也包括多个部分合在一起组成的环形板。环形板28有一个大小约为从叶轮20的中心到槽18底部的径向距离的内半径γ2。当按照以下的描述组装转子时,环形板28将并置在叶轮20的进气侧或出气侧,同时将复盖环形板所在一侧的叶轮边上的每一个槽18和环形板所在一侧的叶轮边上的叶片平台14的端面。
参看图3,在图2和图3中,显示出第一个环形板28和第二个环形板30分别并置在叶轮的出气侧O和进气侧I,但是必须明白,只需要一个环形板,或在进气侧1或在出气侧O。为了方便起见,本发明被描述为只在出汽侧O边有环形板28,然后再叙述进汽侧I边的环形板30,但是,本发明并不局限于这些形式。
为了使环形板28并置在叶轮20的出气侧O,环形板28具有整体的固定装置,固定装置的更可取的具体形式为多个整体的相互间隔开的插脚32,相互分开使之能和间隙29中所选择的那些相配。更为可取的是,插脚32和按照和每间隔一个榫头/平台的结合间隙相配合。插脚32穿过间隙19延伸,在叶轮20的进气侧I径向朝外或径向朝内弯折,(为了方便,在图中插脚均径向向外弯折)。如果插脚是径向向外弯折,则每一个自由端正好置于进汽侧榫头面的凹进处。在下文,上述情况会更明显的。
正如上文所述,在叶轮20的进气侧可安装第二个环形板30,(但这并不要求)。更可取的是第二个环形板30的结构和大小与环形板28大体相同。(第二个环形板30的内径可以稍微减少,以遮盖第一个环形板28的弯折的插脚32)。这样,环形板30也有多个整体间隔分布的与间隙19相配的插脚34。当环形板30如图所示安装时,它是并置在叶轮的进气侧1的,在图3里显示得很清楚。插脚最好穿过环板28的插脚(32)之外的间隙(19)。正如图所示,插脚32、34互相交替是最好的。
在已装环形板28的情况下,再安装环形板30,最好让插脚34的自由端40在叶轮20的出气侧径向朝外或径向朝内弯折,参看图4,如果径向朝外弯折,则自由端40位于出气侧的面17的凹进处。
图4中,在出气侧和进气侧0,I的平台14上分别有二个台阶36,38,这样,可抵消环形板28,30上的离心载荷。
榫头16和槽18由机械加工,使榫头16的最低部和与之相配的槽18的底部之间产生一个间隙,环形板28(30)中的插脚32(34)插入此间隙19中的一些间隙,在叶轮20的进气侧I或出气侧O并置着环形板30(28)。环形板复盖叶轮20中的槽18和环形板28(30)所在侧面的平台的端面。然后在并置着环形板28(30)的相对着的一侧,径向向外或径向向内弯折插脚32(34)的自由端。如果,插脚是径向向外弯折的,则插脚32的自由端置于凹进处。
如果要装入第二个环形板30(28),那么其方法包括进一步把插脚34(32)插入到除插脚32(34)已插入的间隙之外的间隙中去,而且并置第二个环形板30(28),在叶轮20的对面一侧,在这一侧环形板28(30)依然并置着。然后在叶轮的一侧径向向外或径向向内弯折插脚34(32)的自由端40,在另一侧,环形板30(28)并置着。如前所述,如果插脚34(32)径向向外弯折,可以在榫头16的表面机械加工出一个凹口,然后置插脚34(32)的自由端于凹处。如果装上两个环形板28,30,插脚32、34交替插入的方法是最好的,如图3中显示的那样。
本发明装置具有下列优点:
①环形板使得叶片平台之间及其下面的漏气面(间隙22)和榫头与槽结合面之间的(间隙24)漏气面减至最小。
②环形板消除了因叶片榫头和叶轮的轴向对不齐形成粗糙的表面,从而减少了气阻。
③环形板很容易拆除,便于检查或和更换。
④环形板仅仅用一块薄钢板就可简单地加工制造。
⑤如果环形板是由几个部件组成,部件的数目可以调整以适合特殊的叶片设计中的叶片排列。
⑥环形板可以进行改进,以适用于现有的涡轮机或新的设计,只需要最少的附加的机加工量。
⑦对于具有标准平台(象图1所示的后缘支撑翼片)环形板把一组叶片轴向地固定在叶轮上,叶片的一半由一个环形板阻止向顺流方向滑动,叶片的另一半(也就是每一个交替的叶片)由另一个环形板来固定,免于逆流移动。这样每一对互相靠近的叶片就象图2和图3所示的那样被互锁。