用于旋转机器的叶片和旋转机器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开的领域大体涉及用于在旋转机器中使用的叶片或轮叶，并且更特别地涉及用于稳定这样的叶片的部分翼展式护罩。
【背景技术】
[0002]至少一些已知的旋转机器(诸如蒸汽涡轮或燃气涡轮)包括大体限定在固定构件和旋转构件之间的流体流径。这样的已知旋转机器可包括固定导叶和旋转叶片，它们布置成交替的排，使得一排导叶和在下游不远处的一排叶片协作而形成“级”。各个级可包括多个固定导叶和多个旋转叶片，固定导叶联接到固定构件上成周向阵列，沿径向向内延伸到流体流径中，旋转叶片联接到旋转构件上成周向阵列，并且沿径向向外延伸到流体流径中。导叶定向成以期望的角度将流体流引导到下游不远处的一排叶片中。已知叶片包括翼型件，翼型件可从流体中提取能量，从而形成驱动旋转构件和附连的负载(例如发电机或泵)所需的功率。
[0003]在至少一些已知旋转机器中，旋转构件的旋转速度例如可在旋转机器的低压级中引起不合需要的量的振动和/或轴向扭转。为了限制这种振动和/或轴向扭转，至少一些已知叶片包括部分翼展式护罩，部分翼展式护罩在各个叶片的尖部和根部区段之间的中间径向距离处从翼型件延伸。部分翼展式护罩典型地联接到各个叶片翼型件的各个压力侧(凹形)和吸力侧(凸形)上，使得在旋转机器的运行期间，在相邻叶片上的沿周向相邻的部分翼展式护罩在旋转构件的旋转期间彼此接触。
[0004]典型地，部分翼展式护罩联接到各个叶片的吸力侧和各个相邻叶片的压力侧上，使得部分翼展式护罩的前缘和后缘基本平行于叶片的旋转方向。换句话说，如果沿着径向方向，从叶片尖部上方且朝叶片根部看相邻叶片，部分翼展式护罩前缘全部都大致在一条直线上，而且部分翼展式护罩后缘全部都大致在一条直线上。在这种定向中，这样的对称的部分翼展式护罩的后缘部分可至少部分地在相邻叶片之间的流径的喉部内延伸。也就是说，护罩可延伸到相邻叶片之间的最小横截面流径面积的位置，并且导致从流体中提取功的效率有损失。另外，因为使部分翼展式护罩进一步延伸到喉部区域中将是不合需要的，所以这样的对齐的部分翼展式护罩可对各个叶片的后缘提供非常小的结构支承。
[0005]至少一些已知叶片已经试图通过联接部分翼展式护罩，使得其前缘从叶片的吸力侧的前缘延伸到沿着相邻叶片的压力侧的弦的中间位置，来克服这些缺点。在这种定向中，部分翼展式护罩在旋转方向上不是对齐的。这个定向有利于使部分翼展式护罩的后缘移离喉部区域，同时对叶片的后缘提供支承。但是，将部分翼展式护罩的前缘定位在叶片的吸力侧的前缘处可在叶片前缘处产生不合需要的流阻碍程度，从而导致效率降低。
【实用新型内容】
[0006]一方面，提供一种制造叶片的方法，叶片具有用于旋转机器的部分翼展式护罩。方法包括将部分翼展式护罩的吸力侧区段联接到叶片的翼型件的吸力侧表面。吸力侧区段定位成使得当旋转机器运行时，翼型件吸力侧表面的限定在吸力侧区段的后缘与翼型件吸力侧表面相交处的第一点在翼型件吸力侧表面的限定在喉部与翼型件吸力侧表面相交处的第二点的上游。吸力侧进一步定位成使得翼型件吸力侧表面的限定在吸力侧区段的前缘与翼型件吸力侧表面相交处的第三点在翼型件吸力侧表面的限定在叶片的前缘处的第四点的下游。方法还包括将部分翼展式护罩的压力侧区段联接到翼型件的压力侧表面上。压力侧区段定位成使得翼型件压力侧表面的限定在压力侧区段的后缘与翼型件压力侧表面相交处的第五点在第一点的下游。
[0007]另一方面，提供一种用于旋转机器的叶片。叶片包括翼型件，翼型件具有压力侧表面和相对的吸力侧表面。叶片还包括部分翼展式护罩的吸力侧区段，其联接到翼型件吸力侧表面上。当旋转机器运行时，翼型件吸力侧表面的限定在吸力侧区段的后缘与翼型件吸力侧表面相交处的第一点在翼型件吸力侧表面的限定在喉部与翼型件吸力侧表面相交处的第二点的上游。另外，翼型件吸力侧表面的限定在吸力侧区段的前缘与翼型件吸力侧表面相交处的第三点在翼型件吸力侧表面的限定在叶片的前缘处的第四点的下游。叶片进一步包括部分翼展式护罩的压力侧区段，其联接到翼型件压力侧表面上。翼型件压力侧表面的限定在压力侧区段的后缘与翼型件压力侧表面相交处的第五点在第一点的下游。
[0008]又一方面，提供一种旋转机器。旋转机器包括联接到轴上的至少一个转子轮，以及联接到至少一个转子轮上的多个叶片。各个叶片包括翼型件，翼型件具有压力侧表面和相对的吸力侧表面。各个叶片还包括部分翼展式护罩的吸力侧区段，其联接到翼型件吸力侧表面上。当旋转机器运行时，翼型件吸力侧表面的限定在吸力侧区段的后缘与翼型件吸力侧表面相交处的第一点在翼型件吸力侧表面的限定在喉部与翼型件吸力侧表面相交处的第二点的上游。另外，翼型件吸力侧表面的限定在吸力侧区段的前缘与翼型件吸力侧表面相交处的第三点在翼型件吸力侧表面的限定在叶片的前缘处的第四点的下游。各个叶片进一步包括部分翼展式护罩的压力侧区段，其联接到翼型件压力侧表面上。翼型件压力侧表面的限定在压力侧区段的后缘与翼型件压力侧表面相交处的第五点在第一点的下游。
[0009]技术方案1.一种用于旋转机器的叶片，所述叶片包括:
[0010]翼型件，其包括压力侧表面和相对的吸力侧表面；
[0011]部分翼展式护罩的吸力侧区段，其联接到所述翼型件吸力侧表面上，使得:当所述旋转机器运行时，所述翼型件吸力侧表面的限定在所述吸力侧区段的后缘与所述翼型件吸力侧表面相交处的第一点在所述翼型件吸力侧表面的限定在喉部与所述翼型件吸力侧表面相交处的第二点的上游；以及使得所述翼型件吸力侧表面的限定在所述吸力侧区段的前缘与所述翼型件吸力侧表面相交处的第三点在所述翼型件吸力侧表面的限定在所述叶片的前缘处的第四点的下游；以及
[0012]所述部分翼展式护罩的压力侧区段，其联接到所述翼型件压力侧表面上，使得所述翼型件压力侧表面的限定在所述压力侧区段的后缘与所述翼型件压力侧表面相交处的第五点在所述第一点的下游。
[0013]技术方案2.根据技术方案I所述的叶片，其特征在于，所述压力侧区段联接到所述翼型件压力侧表面上，使得限定在所述压力侧区段的前缘与所述翼型件压力侧表面相交处的第六点在所述第三点的下游。
[0014]技术方案3.根据技术方案2所述的叶片，其特征在于，所述第五点和所述第六点之间的轴向距离大于或等于所述第一点和所述第三点之间的轴向距离。
[0015]技术方案4.根据技术方案2所述的叶片，其特征在于，所述第五点和所述第六点之间的轴向距离小于所述第一点和所述第三点之间的轴向距离。
[0016]技术方案5.根据技术方案I所述的叶片，其特征在于，所述吸力侧区段联接到所述翼型件吸力侧表面上，使得所述第三点在所述第四点的下游达大于或等于所述叶片轴向弦长的5%的轴向距离。
[0017]技术方案6.根据技术方案I所述的叶片，其特征在于，所述吸力侧区段包括吸力侧接口表面，并且所述压力侧区段包括压力侧接口表面，所述压力侧接口表面构造成与相邻叶片吸力侧接口表面在所述旋转机器运行时协作，以形成所述部分翼展式护罩。
[0018]技术方案7.根据技术方案I所述的叶片，其特征在于，所述压力侧区段的最大厚度大于所述吸力侧区段的最大厚度。
[0019]技术方案8.—种旋转机器，其包括:
[0020]联接到轴上的至少一个转子轮；以及
[0021]联接到所述至少一个转子轮上的多个叶片，所述叶片中的各个包括:
[0022]翼型件，其包括压力侧表面和相对的吸力侧表面；
[0023]部分翼展式护罩的吸力侧区段，其联接到所述翼型件吸力侧表面上，使得:当所