專利名稱：蒸汽渦輪噴嘴罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽渦輪的噴嘴罩，用于將蒸汽流從基本上沿圓周方向引導(dǎo)至基本上沿軸向方向，以流過噴嘴。特別是，涉及具有在切線方向傾斜，與隔板的前緣的角度匹配的橋的噴嘴罩。
背景技術(shù)：
在蒸汽渦輪中，設(shè)有噴嘴罩，用于接收蒸汽流和引導(dǎo)蒸汽通過第一級噴嘴。一般，一個噴嘴罩包括具有一個或多個，一般為4個接收蒸汽的入口的一個環(huán)面部分；便于蒸汽流從圓周方向改變至基本上軸向方向的一個橋接部分；和最后，一個包含形成將蒸汽流引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子葉片的噴嘴隔板的噴嘴環(huán)部分。一般，噴嘴罩由180°弧度的多個半邊噴嘴罩構(gòu)成。該半邊噴嘴罩具有匹配的水平接頭，以形成一個連續(xù)的360°噴嘴。通常的噴嘴罩，例如在美國專利6631858，6196793和5392513號中所述的噴嘴罩是上述結(jié)構(gòu)的代表例子。例如，在美國專利6631858中所述。橋接環(huán)部分包括多個軸向在噴嘴隔板上游的橋。由于需要大量的橋的結(jié)構(gòu)原因，帶有多個橋的該通常的橋接環(huán)部分具有限制進入該噴嘴的蒸汽的趨向。該橋用于加強該噴嘴罩，以及矯直流動。然而通常的橋的通道面積損失大，并且一般與該隔板不匹配。因此，需要一種可以有效地矯直蒸汽通道和減小通道面積損失的噴嘴罩。
發(fā)明概述在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，提供了一種蒸汽渦輪的噴嘴罩，包括圍繞著一條軸線和包括多個圓周方向間隔的隔板的一個噴嘴環(huán)部分。每一個隔板具有一個前緣，該前緣相對于自通過該前緣的軸線出發(fā)的半徑形成一個夾角。另外，還包括一個圍繞該軸線的橋接環(huán)部分，用于將蒸汽輸送至該噴嘴環(huán)部分中。該橋接環(huán)部分包括多個沿圓周方向間隔的橋。該多個橋中的每一個選定的橋以相對于圍繞該軸線的半經(jīng)的夾角延伸。在圍繞該軸線的相同的圓周位置上，該夾角相應(yīng)于該前緣的角度。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，提供了一種蒸汽渦輪的噴嘴罩，包括圍繞一條軸線，包括多個沿圓周方向間隔的隔板的一個噴嘴環(huán)部分。每一個隔板具有沿切線從中心圍繞該軸線的一個假想圓柱體延伸的一個前緣。該假想圓柱體的直徑比該噴嘴環(huán)部分的直徑小。另外還包括圍繞該軸線的一個橋接環(huán)部分，用于將蒸汽引入該噴嘴環(huán)部分中。該橋接環(huán)部分包括多個沿切線，從該假想圓柱體伸出的沿圓周方向間隔的橋。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例中，提供了蒸汽渦輪的一種噴嘴罩，包括圍繞一條軸線的包括多個沿圓周方向間隔的隔板的一個噴嘴環(huán)部分。該隔板在徑向內(nèi)外環(huán)之間延伸。每一個隔板具有相對于圍繞通過該前緣的軸線的半徑傾斜的一個前緣。另外還包括圍繞該軸線的一個橋接環(huán)部分。該部分用于將蒸汽引入該噴嘴環(huán)部分中，并包括多個沿圓周方向間隔的橋。選定的橋相對于圍繞該軸線的半徑傾斜。在圍繞該軸線的同樣的圓周位置上，該傾斜相應(yīng)于圍繞該軸線的該前緣的傾斜。
附圖的簡要說明

圖1為一個噴嘴罩的一半的透視圖；圖2為表示環(huán)面部分，橋接環(huán)部分和噴嘴環(huán)部分的，通過該噴嘴罩的部分橫截面圖；圖3為在下游方向看的該橋接環(huán)部分的軸向圖；和圖4為表示橋的切向傾斜的圖3所示的橋接環(huán)部分的一部分的分解部分圖。
發(fā)明詳細說明圖1表示一個噴嘴罩10的一半。該噴嘴罩的沒有示出的第二個一半，在水平中線上與所示的噴嘴罩一半連接，從而形成圍繞一個蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)軸線對稱的一個完整的噴嘴罩。如圖所示，噴嘴罩10包括一個環(huán)面部分12，一個橋接環(huán)部分14和一個噴嘴環(huán)部分16。一般，該噴嘴罩10由彼此固定—例如焊接的三個部分構(gòu)成，然而，該噴嘴罩也可以由多個半邊構(gòu)成，每一個半邊作成一個整體，即一件。這樣，形成180°部分的該環(huán)面部分，橋接環(huán)部分和噴嘴環(huán)部分。
該環(huán)面部分12與一個或多個蒸汽入口18連通，從而蒸汽沿基本上為圓周方向的蒸汽流動方向，從入口流入該環(huán)面部分中。該橋接環(huán)部分14包括多個沿圓周方向間隔的橋20。該橋20分別在該橋接環(huán)部分的內(nèi)壁22和外壁24之間延伸，以便于將該環(huán)面中的基本上沿圓周方向的蒸汽流動重新引向該噴嘴環(huán)部分16中的基本軸向流動方向。如圖2所示，該噴嘴環(huán)部分16包括多個隔板26，該隔板沿圓周彼此間隔，并直接在蒸汽渦輪轉(zhuǎn)子17的葉片19的上游。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，該橋接環(huán)部分14的橋20相對于該隔板26，特別是該隔板的前緣28配置，以便有效地矯直蒸汽流動的方向，以進入由該隔板形成的噴嘴中。這可以減少先前的噴嘴罩設(shè)計的蒸汽通道面積的損失。
圖3表示在圓周方向相鄰的橋20之間形成的橋20和通道30。該隔板26(圖2)的前緣28(圖2)相對于自該噴嘴罩部分的軸線出發(fā)的半徑42成一個角度。每一個選定的橋20也相對于圍繞該噴嘴罩的軸線的半徑成一個角度延伸。在圍繞這種軸線的相同的圓周位置上，該角度相應(yīng)于該隔板26(圖2)的前緣28(圖2)的角度。
更詳細地說，參見圖3和圖4，在一個選定的或一定的橋軸向下游的每一個隔板(圖2)的前緣28(圖2)，沿切線38(圖4)從一個假想的圓柱36圍繞渦輪的軸線34延伸。該假想圓柱36的直徑比該噴嘴環(huán)部分的直徑小。另外，每一個選定的橋20沿著從該假想圓柱36延伸，并通過該橋20的切線40設(shè)置。如圖4所示，該切線38和40形成夾角α，而半徑42通過每一個軸向?qū)实那熬壓蜆?0延伸。即所選定的橋20沿切線方向傾斜，與相應(yīng)的緊接的軸向下游的隔板26(圖2)的前緣28(圖2)的傾斜角或入口角度匹配。橋20的數(shù)目超過隔板26的數(shù)目，并且最好橋20為隔板26的二倍。這樣，每一個其他的橋20，即每一個選定的橋20，在軸向方向與一個軸向相鄰的隔板26(圖2)的前緣28(圖2)對準。在對準的選定的橋20之間的橋20與相鄰的隔板相等地間隔。當該橋的上述結(jié)構(gòu)與這些隔板的前緣面對時，蒸汽流動通道被對準并矯直，以進入由相鄰的隔板形成的噴嘴。與先前的楔/隔板結(jié)構(gòu)比較，面積損失減小。
雖然結(jié)合目前認為是最實際和優(yōu)選的實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不是僅限于所述的實施例，相反，它涵蓋包括在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種改進和等同的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽渦輪的噴嘴罩，包括圍繞一條軸線并包含多個沿圓周方向間隔的隔板(26)的一個噴嘴環(huán)部分(16)，每一個隔板有一個前緣(28)，該前緣相對于自通過該前緣的所述軸線出發(fā)的半徑(42)形成一個夾角；和一個橋接環(huán)部分(14)，圍繞所述軸線，將蒸汽輸入該噴嘴環(huán)部分；所述橋接環(huán)部分包括多個沿圓周方向間隔的橋(20)，所述多個橋中的每一個選定的橋，以相對于圍繞所述軸線的半徑(42)的夾角延伸，在圍繞該軸線的同樣的圓周位置上，該夾角相應(yīng)于所述前緣的角度。
2.如權(quán)利要求1所述的噴嘴罩，其特征為，所述選定的一些橋(20)沿軸向與所述一些隔板(26)的前緣(28)各自對齊。
3.如權(quán)利要求1所述的噴嘴罩，其特征為，橋(20)的數(shù)目比隔板(26)的數(shù)目多。
4.如權(quán)利要求1所述的噴嘴罩，其特征為，所述選定的橋(20)沿軸向與所述隔板(26)的前緣(28)各自對齊，所述多個橋中的其余橋在所述選定的隔板之間相等地間隔。
5.如權(quán)利要求1所述的噴嘴罩，其特征為，包括用于從入口(18)接收蒸汽的一個環(huán)面部分(12)，所述橋接部分相對于所述環(huán)面部分安置，而所述噴嘴環(huán)部分用于將蒸汽流從圍繞所述環(huán)而部分的大致圓周方向改變成大致軸向流動方向，將蒸汽引入由所述一些隔板形成的噴嘴中。
6.一種蒸汽渦輪的噴嘴罩，包括圍繞著一條軸線的一個噴嘴環(huán)部分(16)，該噴嘴環(huán)部分包括多個沿圓周方向間隔的隔板(26)，每一個隔板(26)具有相對于圍繞通過所述前緣的軸線的半徑(42)傾斜的一個前緣(28)；圍繞所述軸線的一個橋接環(huán)部分(14)，用于將蒸汽轉(zhuǎn)移該噴嘴環(huán)部分(16)中，并包括多個沿圓周方向間隔的橋(20)，所選定的橋接環(huán)部分的橋相對于圍繞該軸線的半徑(42)傾斜，在圍繞所述軸線的同樣的圓周位置上，該傾斜相應(yīng)于所述前緣圍繞所述軸線的傾斜。
7.如權(quán)利要求6所述的噴嘴罩，其特征為，所述的選定的橋(20)沿軸向與所述一些隔板的前緣(28)各自對齊。
8.如權(quán)利要求6所述的噴嘴罩，其特征為，橋(20)的數(shù)目比隔板(26)的數(shù)目多。
9.如權(quán)利要求6所述的噴嘴罩，其特征為，所述選定的橋(20)沿軸向與所述一些隔板(26)的前緣(28)各自對齊，所述多個所選定的橋的其余橋在所述選定的隔板之間相等地間隔。
10.如權(quán)利要求6所述的噴嘴罩，其特征為，包括從入口接收蒸汽的一個環(huán)面部分(12)，所述橋接環(huán)部分(14)相對于所述環(huán)面部分，和所述噴嘴環(huán)部分(16)安置，用于將蒸汽流從圍繞所述環(huán)面部分的大致圓周方向改變?yōu)榇笾螺S向流動方向，將蒸汽引入由所述一些隔板形成的噴嘴中。
全文摘要
一個噴嘴罩包括一個環(huán)面部分(12)，一個橋接環(huán)部分(14)和一個噴嘴環(huán)部分(16)。其特征為，在該環(huán)面部分中，基本上沿著圓周方向流動的蒸汽，被該橋接環(huán)部分重新引導(dǎo)成基本上沿著軸向流動。從該橋接環(huán)部分流出的蒸汽流入由該噴嘴環(huán)部分的相鄰的隔板(26)形成的噴嘴中。在相同的圓周位置上，該橋接環(huán)部分中的橋在切線方面傾斜，以便精確地與該在軸向相鄰的隔板的前緣的傾斜角匹配。為了強度的目的，每一個隔板有兩個橋(20)。每一個其他的橋在軸向與和其角度匹配的，在軸向方向下游的隔板的前緣對齊，而其余的橋在對準的橋之間相等地間隔。用這種方式，該橋使蒸汽流動矯直，與該噴嘴隔板的前緣角度匹配，結(jié)果，可減少通道面積損失。
文檔編號F01D9/00GK1821549SQ20061000901
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月16日
發(fā)明者C·T·奧克萊爾, M·T·哈姆林 申請人:通用電氣公司