[发明专利]涡轮机叶片、相对应的涡轮机和制造涡轮叶片的方法

说明书

技术领域

本发明公开的主题的实施例大体涉及制造涡轮机叶片的方法、以该方法制造的涡轮机单零件式空心叶片和使用该叶片的涡轮机。

背景技术

在“油和气”的领域，一直在寻找用于涡轮机叶片的改善的解决方案。

改善可能不仅涉及例如叶片的翼型部的形状和大小的功能方面，还涉及叶片的安装、维护以及特别是制造。

关于制造，必须理解在“油和气”的领域中小批量生产也是常见的，这是因为有时要为特定客户研发(或至少定制)解决方案。

发明内容

因此，至少在制造方面存在对改善涡轮机的叶片的普遍需求。

理想的是具有高性能和低生产成本。

对于本发明的一个重要考虑是制造方法可受到所要制造的叶片的具体构造的积极影响。

本发明的第一方面是涡轮机的叶片。

根据本发明的实施例，涡轮机的叶片包括翼型部；翼型部纵向延伸；翼型部由外表面侧向地限定；翼型部具有3D和扭转的形状且具有内腔；叶片是单个零件。此外，叶片被设计用于转子或定子阵列；转子或定子限定了径向和轴向；翼型部的外表面具有前缘和后缘；前缘和/或后缘随着径向上的移动而在轴向上向后或向前移位(shift)；内腔基本上沿翼型部的整个纵向长度延伸。

在该情况下，添加式(additive)制造是特别有效和有利的。

本发明的第二方面是涡轮机。

根据本发明实施例，涡轮机包括布置成涡轮机级的转子或定子阵列的多个叶片；叶片具有上面陈列的特征。

本发明的第三方面是制造涡轮机叶片的方法。

根据本发明实施例，以单个零件制造涡轮机叶片的方法使用添加式制造；涡轮机叶片具有上面陈列的特征。

叶片、涡轮机和制造方法的优势技术特征在详细的描述中陈列。

附图说明

并入本文且构成说明书一部分的附图示出本发明的实施例并与描述一起解释这些实施例。在附图中：

图1非常示意性地显示涡轮机的直线空心叶片的侧视图，

图2非常示意性地显示涡轮机的直线扭转空心叶片的侧视图，

图3非常示意性地显示根据本发明的涡轮机的第一3d形状的空心叶片的侧视图，

图4非常示意性地显示根据本发明的涡轮机的第二3d形状的空心叶片的侧视图，

图5A显示根据本发明的涡轮机的扭转空心叶片的来自侧向观察点的立体图，

图5B显示根据相同的视图并来自相同的观察点的图5A的叶片，其中仅仅已经考虑在不同水平面的一组横截面以及前缘和后缘，以及

图5C显示图5A的叶片的俯视图。

应指出，为了附图的易读性，图5A和图5B和图5C未显示叶片的内腔。

具体实施方式

以下示例性的实施例的描述参考附图。在不同附图中的相同的参考编号标识相同或类似的元件。下面详细的描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附的权利要求书限定。

贯穿说明书，参考“一个实施例”或“实施例”表示结合实施例描述的具体的特征、结构、或者特性被包括在公开的主题的至少一个实施例中。因此，词语“在一个实施例中”或“在实施例中”在贯穿说明书的不同地方的出现不是必然地涉及相同实施例。此外，在一个或更多实施例中的具体的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。

在图1中，显示有涡轮机叶片10，其包括翼型部11、邻近于翼型部11的第一端的(小的)护罩部12和邻近于翼型部11的第二端的(小的)根部13；腔14位于翼型部11的内部且几乎沿翼型部11的全长延伸；腔14是完全封闭的。

在图2中，显示有涡轮机叶片20；这样的叶片特别难于以合理的成本来制造；该实施例将在下面被使用来解释本发明。

一般地，根据本发明的涡轮机的叶片(20)包括翼型部(21)；翼型部(21)纵向地延伸(例如从邻近于叶根23的第一端到邻近于护罩22的第二端)；翼型部(21)由外表面(也被称为“翼型表面”)侧向地限定；翼型部(21)是3D形状且具有内腔(24)；叶片是单个零件。

一般地，“3D形状”是指不具有圆柱对称性的形状。更具体地，在本发明的情况中，它是指从下平面形状延伸到上平面形状的实体形状，其中实体形状从下平面形状到上平面形状的发展是非直线的。

在图2的实施例中，“3D形状”是由于翼型部21是“扭转的”而产生的。