用于旋轉機器的葉片和旋轉機器的制造方法
【技術領域】
[0001]本公開的領域大體涉及用于在旋轉機器中使用的葉片或輪葉，并且更特別地涉及用于穩定這樣的葉片的部分翼展式護罩。
【背景技術】
[0002]至少一些已知的旋轉機器(諸如蒸汽渦輪或燃氣渦輪)包括大體限定在固定構件和旋轉構件之間的流體流徑。這樣的已知旋轉機器可包括固定導葉和旋轉葉片，它們布置成交替的排，使得一排導葉和在下游不遠處的一排葉片協作而形成“級”。各個級可包括多個固定導葉和多個旋轉葉片，固定導葉聯接到固定構件上成周向陣列，沿徑向向內延伸到流體流徑中，旋轉葉片聯接到旋轉構件上成周向陣列，并且沿徑向向外延伸到流體流徑中。導葉定向成以期望的角度將流體流引導到下游不遠處的一排葉片中。已知葉片包括翼型件，翼型件可從流體中提取能量，從而形成驅動旋轉構件和附連的負載(例如發電機或泵)所需的功率。
[0003]在至少一些已知旋轉機器中，旋轉構件的旋轉速度例如可在旋轉機器的低壓級中引起不合需要的量的振動和/或軸向扭轉。為了限制這種振動和/或軸向扭轉，至少一些已知葉片包括部分翼展式護罩，部分翼展式護罩在各個葉片的尖部和根部區段之間的中間徑向距離處從翼型件延伸。部分翼展式護罩典型地聯接到各個葉片翼型件的各個壓力側(凹形)和吸力側(凸形)上，使得在旋轉機器的運行期間，在相鄰葉片上的沿周向相鄰的部分翼展式護罩在旋轉構件的旋轉期間彼此接觸。
[0004]典型地，部分翼展式護罩聯接到各個葉片的吸力側和各個相鄰葉片的壓力側上，使得部分翼展式護罩的前緣和后緣基本平行于葉片的旋轉方向。換句話說，如果沿著徑向方向，從葉片尖部上方且朝葉片根部看相鄰葉片，部分翼展式護罩前緣全部都大致在一條直線上，而且部分翼展式護罩后緣全部都大致在一條直線上。在這種定向中，這樣的對稱的部分翼展式護罩的后緣部分可至少部分地在相鄰葉片之間的流徑的喉部內延伸。也就是說，護罩可延伸到相鄰葉片之間的最小橫截面流徑面積的位置，并且導致從流體中提取功的效率有損失。另外，因為使部分翼展式護罩進一步延伸到喉部區域中將是不合需要的，所以這樣的對齊的部分翼展式護罩可對各個葉片的后緣提供非常小的結構支承。
[0005]至少一些已知葉片已經試圖通過聯接部分翼展式護罩，使得其前緣從葉片的吸力側的前緣延伸到沿著相鄰葉片的壓力側的弦的中間位置，來克服這些缺點。在這種定向中，部分翼展式護罩在旋轉方向上不是對齊的。這個定向有利于使部分翼展式護罩的后緣移離喉部區域，同時對葉片的后緣提供支承。但是，將部分翼展式護罩的前緣定位在葉片的吸力側的前緣處可在葉片前緣處產生不合需要的流阻礙程度，從而導致效率降低。
【實用新型內容】
[0006]一方面，提供一種制造葉片的方法，葉片具有用于旋轉機器的部分翼展式護罩。方法包括將部分翼展式護罩的吸力側區段聯接到葉片的翼型件的吸力側表面。吸力側區段定位成使得當旋轉機器運行時，翼型件吸力側表面的限定在吸力側區段的后緣與翼型件吸力側表面相交處的第一點在翼型件吸力側表面的限定在喉部與翼型件吸力側表面相交處的第二點的上游。吸力側進一步定位成使得翼型件吸力側表面的限定在吸力側區段的前緣與翼型件吸力側表面相交處的第三點在翼型件吸力側表面的限定在葉片的前緣處的第四點的下游。方法還包括將部分翼展式護罩的壓力側區段聯接到翼型件的壓力側表面上。壓力側區段定位成使得翼型件壓力側表面的限定在壓力側區段的后緣與翼型件壓力側表面相交處的第五點在第一點的下游。
[0007]另一方面，提供一種用于旋轉機器的葉片。葉片包括翼型件，翼型件具有壓力側表面和相對的吸力側表面。葉片還包括部分翼展式護罩的吸力側區段，其聯接到翼型件吸力側表面上。當旋轉機器運行時，翼型件吸力側表面的限定在吸力側區段的后緣與翼型件吸力側表面相交處的第一點在翼型件吸力側表面的限定在喉部與翼型件吸力側表面相交處的第二點的上游。另外，翼型件吸力側表面的限定在吸力側區段的前緣與翼型件吸力側表面相交處的第三點在翼型件吸力側表面的限定在葉片的前緣處的第四點的下游。葉片進一步包括部分翼展式護罩的壓力側區段，其聯接到翼型件壓力側表面上。翼型件壓力側表面的限定在壓力側區段的后緣與翼型件壓力側表面相交處的第五點在第一點的下游。
[0008]又一方面，提供一種旋轉機器。旋轉機器包括聯接到軸上的至少一個轉子輪，以及聯接到至少一個轉子輪上的多個葉片。各個葉片包括翼型件，翼型件具有壓力側表面和相對的吸力側表面。各個葉片還包括部分翼展式護罩的吸力側區段，其聯接到翼型件吸力側表面上。當旋轉機器運行時，翼型件吸力側表面的限定在吸力側區段的后緣與翼型件吸力側表面相交處的第一點在翼型件吸力側表面的限定在喉部與翼型件吸力側表面相交處的第二點的上游。另外，翼型件吸力側表面的限定在吸力側區段的前緣與翼型件吸力側表面相交處的第三點在翼型件吸力側表面的限定在葉片的前緣處的第四點的下游。各個葉片進一步包括部分翼展式護罩的壓力側區段，其聯接到翼型件壓力側表面上。翼型件壓力側表面的限定在壓力側區段的后緣與翼型件壓力側表面相交處的第五點在第一點的下游。
[0009]技術方案1.一種用于旋轉機器的葉片，所述葉片包括:
[0010]翼型件，其包括壓力側表面和相對的吸力側表面；
[0011]部分翼展式護罩的吸力側區段，其聯接到所述翼型件吸力側表面上，使得:當所述旋轉機器運行時，所述翼型件吸力側表面的限定在所述吸力側區段的后緣與所述翼型件吸力側表面相交處的第一點在所述翼型件吸力側表面的限定在喉部與所述翼型件吸力側表面相交處的第二點的上游；以及使得所述翼型件吸力側表面的限定在所述吸力側區段的前緣與所述翼型件吸力側表面相交處的第三點在所述翼型件吸力側表面的限定在所述葉片的前緣處的第四點的下游；以及
[0012]所述部分翼展式護罩的壓力側區段，其聯接到所述翼型件壓力側表面上，使得所述翼型件壓力側表面的限定在所述壓力側區段的后緣與所述翼型件壓力側表面相交處的第五點在所述第一點的下游。
[0013]技術方案2.根據技術方案I所述的葉片，其特征在于，所述壓力側區段聯接到所述翼型件壓力側表面上，使得限定在所述壓力側區段的前緣與所述翼型件壓力側表面相交處的第六點在所述第三點的下游。
[0014]技術方案3.根據技術方案2所述的葉片，其特征在于，所述第五點和所述第六點之間的軸向距離大于或等于所述第一點和所述第三點之間的軸向距離。
[0015]技術方案4.根據技術方案2所述的葉片，其特征在于，所述第五點和所述第六點之間的軸向距離小于所述第一點和所述第三點之間的軸向距離。
[0016]技術方案5.根據技術方案I所述的葉片，其特征在于，所述吸力側區段聯接到所述翼型件吸力側表面上，使得所述第三點在所述第四點的下游達大于或等于所述葉片軸向弦長的5%的軸向距離。
[0017]技術方案6.根據技術方案I所述的葉片，其特征在于，所述吸力側區段包括吸力側接口表面，并且所述壓力側區段包括壓力側接口表面，所述壓力側接口表面構造成與相鄰葉片吸力側接口表面在所述旋轉機器運行時協作，以形成所述部分翼展式護罩。
[0018]技術方案7.根據技術方案I所述的葉片，其特征在于，所述壓力側區段的最大厚度大于所述吸力側區段的最大厚度。
[0019]技術方案8.—種旋轉機器，其包括:
[0020]聯接到軸上的至少一個轉子輪；以及
[0021]聯接到所述至少一個轉子輪上的多個葉片，所述葉片中的各個包括:
[0022]翼型件，其包括壓力側表面和相對的吸力側表面；
[0023]部分翼展式護罩的吸力側區段，其聯接到所述翼型件吸力側表面上，使得:當所