[发明专利]一种用于冷却涡轮机转子的装置

权利要求书

1.一种对涡轮(T)的盘部(4)进行冷却的装置，所述盘部沿轴线(X)延伸，所述盘部(4)的圆周上包括至少一个槽(5)，所述槽由多个盘部齿(6)围绕，所述盘部齿中的每一个具有上游面(16)，所述槽(5)包括底部(10)，所述底部通过至少一个半月部(14)与上游腔(15)流体连通，所述半月部(14)包括多个侧表面部分(21)，所述槽具有与所述槽(5)的对称平面对应的径向平面(Ps)，所述半月部(14)通入所述槽(5)，

其特征在于，所述半月部(14)包括底部(20)，所述半月部的底部相对于所述盘部齿(6)的上游面(16)向下游方向凹进,

其中，所述侧表面部分(21)相对于所述径向平面倾斜一角度(δ)，并且所述槽(5)沿一轴线(A)延伸，该轴线相对于所述涡轮的所述轴线(X)倾斜一非零的拉削角度(Φ)，所述拉削角度(Φ)大于0°且小于等于20°，

其中，所述半月部(14)包括下弯曲表面部分(22a)和上弯曲表面部分(22b)，所述下弯曲表面部分和所述上弯曲表面部分将所述半月部(14)的所述侧表面部分(21)与所述半月部的底部(20)连接，所述下弯曲表面部分(22a)包括多个曲率半径(R1’)且所述上弯曲表面部分(22b)包括多个曲率半径(R1)，

其中，所述下弯曲表面部分(22a)的曲率半径(R1’)不同于所述上弯曲表面部分(22b)的曲率半径(R1)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述半月部的底部(20)与所述槽的底部(10)之间的界限具有断棱(19)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述断棱(19)包括棱倒圆角，所述棱倒圆角具有变化的曲率半径(r)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述棱倒圆角包括：

第一端部和第二端部，所述第一端部对应于所述棱倒圆角与所述盘部齿(6)中的第一齿之间的交会部，所述第二端部对应于所述棱倒圆角与所述盘部齿(6)中的第二齿之间的交会部；

多个径向平面，每个径向平面包括所述涡轮的轴线(X)并且将所述第一端部和所述第二端部之间的所述棱倒圆角截断；以及

多个径向截面，每个径向截面由相关的径向平面和所述棱倒圆角之间的交会部限定，每个径向截面具有所述棱倒圆角的曲率半径(r)，所述棱倒圆角的所述曲率半径(r)在所述第一端部和所述第二端部之间变化，所述棱倒圆角的曲率半径(r)的最长半径与所述棱倒圆角的所述曲率半径(r)的最短半径之间的比率介于2到20之间。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述棱倒圆角的所述曲率半径(r)的最长半径的切向位置位于所述棱倒圆角的应力峰处。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，对于所述下弯曲表面部分(22a)或所述上弯曲表面部分(22b)，曲率半径的最长半径和曲率半径的最短半径之间的比率介于2到13之间。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下弯曲表面部分(22a)的曲率半径(R1’)和所述上弯曲表面部分(22b)的曲率半径(R1)中的每一个的最大负荷的曲率半径与所述下弯曲表面部分(22a)的曲率半径(R1’)和所述上弯曲表面部分(22b)的曲率半径(R1)中的该每一个的最小负荷的曲率半径之间的比率介于1到20之间。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述半月部的底部(20)的法向轴线(n)被限定为与通过所述半月部(14)的底部的端部的直线垂直，所述法向轴线(n)相对于所述涡轮的轴线(X)在第一方向上倾斜一倾斜角度(α)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述半月部的底部的所述法向轴线(n)相对于所述涡轮(T)的轴线(X)在第二方向上倾斜一角度(β)。