[发明专利]带有边缘保护的转子叶片

说明书

本发明涉及无论叶片具有直的或弯曲的轨迹都在护套(10)的径向高度上具有一致的装配方向的用于叶片的护套(10)。这通过护套(10)来实现，其围绕边缘(7、8)形成且具有第一内表面(14、24)，其中在纵向平面中沿离开头部部分(20)的方向切向地伸出到第一内表面(14、24)的第一切向向量(18、28)与旋转轴线(2)形成在护套(10)的径向高度(3)上不变的第一角(16)，而沿朝向头部部分(20)的方向从护套(10)的第二内表面(14、24)的任一点切向地伸出的第二切向向量(18、28)与第一切向向量(18、28)相交。

技术领域

本公开大体涉及转子叶片边缘保护(包括这样的应用于复合材料叶片的边缘保护)的配置，并且更具体地，涉及针对三维形成的叶片前缘和后缘的保护。

背景技术

在蒸汽涡轮中，旋转叶片的前缘可能暴露于水滴，这导致前缘尤其是在叶片由诸如复合材料的材料制成时易受冲击腐蚀。为此，众所周知，以提高耐腐蚀性的材料覆盖边缘。例如，美国专利No.7896221 B2讨论给叶片翼面的一部分提供提高的耐腐蚀性的制造方法。这通过使用钛元素和β稳定材料来实现。钛元素和β稳定材料如此组合，使得β稳定材料与钛元素相邻。在被加热时，β稳定材料扩散至钛元素的相邻部分中，造成一个或更多个元素的相邻部分具有提供提高的耐腐蚀性的β微型结构。该解决方案要求多个元素的组合，以便形成耐腐蚀性的叶片边缘。

美国专利No.5782607讨论涉及使用形成提供保护护套的螺旋桨叶片的前缘的保护护套的一部分的可置换陶瓷插入件的另一方法。为了便于对保护护套的维护和修复，由诸如胶粘剂、螺杆或销钉的紧固部件将护套保持在适当的位置。

具体地，对于具有沿圆周方向弯曲的边缘的涡轮叶片，这些解决方案要求边缘护套由许多结合在一起的较小件制成。

发明内容

提供了配合于弯曲边缘的叶片护套，其中，护套配置成解决如何使不可弯曲的护套作为单件配合于叶片的弯曲边缘的问题。

本公开尝试借助于独立权利要求的主题来解决该问题。在从属权利要求中给出有利的实施例。

本公开基于如下的总体思路：给具有可能由易受腐蚀的碳纤维增强聚合物或其他材料制成的芯主体的叶片提供实心前缘或后缘。前缘/后缘安装的特征是其相对于前缘/后缘与芯主体之间的界面的内部形状的几何结构。几何结构为使得护套在护套的径向高度上具有一致的装配方向，护套可能是直的或弯曲的轨迹。这通过如下来实现：护套覆盖芯的一部分，以形成前缘或后缘，前缘或后缘如此配置，使得尽管有覆盖边缘的弯曲，护套仍具有在芯上的固定的装配角。

该配置的优点是允许单件安装至叶片芯上，导致更低的丢失零件的风险、更高的制造精度和界面强度的可靠性、以及允许使用引导工具因而容许沿着直线安装的改进的装配简易性。

一个大体方面包括旋转叶片，该旋转叶片具有旋转轴线以及第一表面和第二表面，叶片围绕该旋转轴线旋转。叶片还包括由第一表面和第二表面沿径向方向上的接界限定的边缘，其中，该边缘沿圆周方向弯曲。围绕边缘形成的护套具有在护套的径向远端之间的径向高度，并且还具有覆盖叶片边缘的头部段。护套的径向高度可以在叶片边缘的全部径向高度或叶片边缘的部分径向高度上延伸。从头部段沿着旋转叶片的第一表面伸出的第一部分具有：第一内表面，如从限定为在离旋转轴线固定的距离处截取的截面的圆周截面所观察到的，第一内表面在径向高度的任一点处大致上是直的：以及第一切向向量，其在纵向平面中沿离开头部段的方向切向地伸出到第一内表面，以便于与旋转轴线形成第一角，该第一角在径向高度上不变。从头部段沿着旋转叶片的第二表面伸出的第二部分包括第二内表面，其中从第二内表面的任一点切向地伸出的第二切向向量在第二部分从头部部分延伸的方向上偏离第一切向向量。

另外的方面可以包括以下特征中的一个或更多个。如在圆周截面中所观察到的，第一内表面在径向高度的任一点处大致上是直的。旋转叶片边缘是前缘。第一表面是叶片的压力面，并且第二表面是叶片的吸力面。