用于流体机械的壳体的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于流体机械、优选用于蒸汽轮机的壳体（1），其中壳体（1）基本上围绕旋转轴线（2）构成并且在其12点钟位置中具有加强肋（6），所述加强肋梯形地构成。
【专利说明】用于流体机械的壳体
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于流体机械的壳体，其中壳体基本上围绕旋转轴线构成，其中壳体具有加强肋。
【背景技术】
[0002]在本申请的范围中，将作为流体机械的实施形式的蒸汽轮机理解成任意的由呈蒸汽的形式的做功介质穿流的涡轮机或部分涡轮机。与此不同的，燃气轮机由作为做功介质的燃气和/或空气穿流，然而所述燃气和/或空气承受与蒸汽轮机中的蒸汽完全不同的温度条件和压力条件。与燃气轮机相比，在蒸汽轮机中，例如流入部分涡轮机的具有最高的温度的做功介质同时具有最高的压力。敞开的相对于流动通道敞开的冷却系统在燃气轮机中在没有在外部输送冷却介质的情况下也能够实现。对于蒸汽轮机而言，应当设有用于冷却介质的外部的输送装置。因此，涉及燃气轮机的现有技术已经能够考虑不用于评论本申请主题。
[0003]蒸汽轮机通常包括装有涡轮叶片的可转动地安装的转子，所述转子设置在壳体内或壳体外壳内。在流动通道的由壳体外壳形成的内腔由加热的或加压的蒸汽穿流时，转子经由叶片通过蒸汽置于旋转。转子的涡轮叶片也称作工作叶片。此外，在内壳体上通常悬置有固定的导向叶片，所述导向叶片沿着体部的轴向扩展接合到转子叶片的空隙中。
[0004]这种蒸汽轮机的壳体外壳能够由多个壳体部段形成。蒸汽轮机的壳体外壳尤其理解成蒸汽轮机的或部分涡轮机的固定的壳体构件，所述壳体构件沿着蒸汽轮机的纵向方向具有呈流动通道形式的内腔，所述内腔设为用于由呈蒸汽的形式的做功介质穿流。这能够根据蒸汽轮机类型是内壳体和/或导向叶片支承件。
[0005]蒸汽轮机构造有所谓的内壳体，其中内壳体围绕转子设置并且支承所谓的导向叶片。在转子和内壳体之间构成所谓的流动通道，在所述流动通道中，流入的蒸汽的热能基本上转化成转动能。围绕内壳体构成在形成空隙的条件下设置的外壳体。通常，内壳体包括内壳体上部和内壳体下部。内壳体上部和内壳体下部经由设置在水平方向上的凸缘借助于已知的固定机构来彼此固定。
[0006]通常，这种内壳体是具有高重量的相对大的构件。内壳体被铸造并从而同样具有相对高的重量。壳体沿着旋转轴线长形地构成。因此，出于强度原因，在内壳体的12点钟位置中并且在内壳体的6点钟位置上考虑附加材料，所述附加材料称作加强肋。所述加强肋基本上是内壳体在局部部位上的突起的材料加厚部。所述局部部位如在更上面所描述的那样设置在内壳体的12点钟或6点钟位置上。由于重力，优选在壳体中部部分避免壳体的弯曲。
[0007]在蒸汽轮机运行时重要的是，在工作叶片的尖部和内壳体之间的径向间隙尽可能地小，其中径向间隙在从20°C (室温)至650°C的整个运行温度范围期间是足够大的。因此，值得期望的是，内壳体具有提高的强度。实用新型内容
[0008]因此，本实用新型的目的是，改进径向间隙并且实现改进用于流体机械的壳体的可铸性。
[0009]所述目的通过用于流体机械的壳体来实现，其中壳体基本上围绕旋转轴线构成，其中壳体具有加强肋，其中加强肋在横截面中来看具有梯形形状，其中在所述梯形形状的腰部和相对于边的垂直线之间的角度取在10°和30°之间的数值，其中所述壳体沿着所述旋转轴线构成并且具有长度L，并且所述加强肋在长度I上沿着所述旋转轴线延伸，其中1>80% L，其中所述加强肋在安装状态中设置在12点钟位置中。
[0010]根据现有技术，当前加强肋类似于壳体的接合部构造。加强肋根据现有技术在横截面中来看具有矩形的形状。
[0011]现在，根据本实用新型提出，根据A形状构成加强肋。这意味着，通过A形状或梯形形状，将材料从加强肋的尖部向下转移接近壳体表面，在所述尖部处，没有任何有用的优点，在所述壳体表面处，所述材料对内壳体的机械刚性产生影响。此外，通过梯形肋的形状，在使用相同材料的情况下改进了壳体的椭圆度。如果甚至能够达到与在传统的加强肋情况下相同的椭圆度，那么甚至能够减少用于加强肋的总材料使用。
[0012]本实用新型的另一个优点是，由此改进壳体的可铸性，因为在通过壳体表面形成的环绕的轮廓和通过加强肋表面形成的加强肋轮廓之间的交接处上减少了裂纹倾向。
[0013]在此，加强肋可理解成局部的材料加厚部，所述材料加厚部相对于壳体厚度或壳体轮廓示出相对突然的增大。
[0014]在此，加强肋构成为纯粹的加强肋。这意味着，在加强肋上不存在设置用于其它构件的突出部、凹陷部等。因此，加强肋构成为纯粹的梯形的构件。
[0015]有利的是，所述梯形形状的高度h在所述边的长度S的1.0倍和3.0倍之间。
[0016]因此，有利的是，梯形形状构成为是等腰的。梯形形状能够通过两个平行的边和两个腰部描述。在所述有利的改进形式中，腰部构成为是等腰的，也就是说，腰部具有相同的长度。通过对称地构成加强肋，能够避免环周方向中的不期望的扭曲。
[0017]在另一个有利的改进形式中，壳体沿着旋转轴线构成并且具有长度L，其中加强肋在长度I上沿着旋转轴线延伸，其中适用的是:1>80% L。通过所述有利的改进形式，加强肋近似完全地在壳体的长度上构成。通过所述措施，整体上提高刚度。
[0018]在一个尤其有利的改进形式中，加强肋的构成为梯形的横截面沿着长度L不变。这意味着，上边的长度和腰部的长度沿着旋转轴线不变。
[0019]在另一个有利的改进形式中，在梯形形状的腰部和相对于边的垂直线之间的角度范围为在10°和30°之间的数值。优选地，角度为17°。
[0020]在另一个有利的改进形式中，加强肋在安装状态下基本上设置在12点钟位置中。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本实用新型的实施例在下文中参照示意图来详细描述。在此，设有相同的附图标记的部件具有相同的工作原理。
[0022]附图示出:
[0023]图1示出壳体上部的立体视图；
[0024]图2示出壳体的侧视图；
[0025]图3示出加强肋的横截面视图。
【具体实施方式】
[0026]图1示出用于流体机械、例如用于蒸汽轮机的壳体I的立体视图。壳体I基本上在长度L上延伸。在壳体之内以可围绕旋转轴线2转动的方式安装有没有示出的转子。在图1中示出的壳体上部与壳体下部(没有示出)经由凸缘3借助于已知的固定机构，例如螺丝而彼此连接。凸缘3在此构成为在径向方向4上的材料突出部。壳体I包括壳体表面5，所述壳体表面基本上围绕旋转轴线2旋转对称地构成。
[0027]壳体I是具有相对闻的铸造重量的铸件。长度L在此在若干米上延伸。为了提闻刚度，对此加强肋6安装在壳体I上的12点钟位置7中。所述加强肋6在长度I上沿着旋转轴线2构成。在图1所示出的实施例中，壳体的长度L与加强肋6的长度I是相等的。加强肋6的特征在于径向方向4上的材料突出部。这意味着,沿着壳体表面5在不坚固部位8上构成跳跃的材料增高部。所述由附加材料构成的加强肋6在横截面中具有梯形形状。梯形形状的特征在于在环周方向上基本上平行的边S和第一腰部9以及第二腰部10。
[0028]第一腰部9在此与第二腰部10是同样长的。梯形形状具有下边11，所述下边示出壳体表面5的假想的延长部。
[0029]图2示出壳体I的侧视图。下边11在此通过虚线示出。
[0030]图3示出加强肋6的梯形形状。在第一腰部9和垂直于边S的第一垂直线12之间构成角度α，所述角度取在10°和30°之间的数值并且优选为17°。
[0031]在第二腰部10和同样垂直于边S的第二垂直线13之间构成第二角度β，所述第二角度同样取在10°和30°之间的数值、优选取17°。在特殊的实施形式中，角度α和β是同样大的，使得梯形形状为等腰的梯形形状。
[0032]根据图1，壳体沿着旋转轴线2构成，其中适用的是:梯形形状的横截面如在图1至3中示出的那样沿着长度I保持不变。
[0033]在下边11和边S之间构成高度h，其中高度h在长度S的1.0和3.0倍之间。
[0034]加强肋6根据图1和图2设置在12点钟位置7上。这种根据本实用新型的加强肋6也能够在没有详细示出的壳体下部上设置在6点钟位置中。
【权利要求】
1.一种用于流体机械的壳体(1)， 其中所述壳体(I)围绕旋转轴线(2)构成， 其中所述壳体(I)具有加强肋(6)， 其特征在于， 所述加强肋(6)在横截面中来看具有梯形形状， 其中在所述梯形形状的腰部和相对于边的垂直线之间的角度(α，β)取在10°和30°之间的数值， 其中所述壳体(I)沿着所述旋转轴线(2)构成并且具有长度L，并且所述加强肋(6)在长度I上沿着所述旋转轴线(2)延伸，其中1>80% L， 其中所述加强肋(6)在安装状态中设置在12点钟位置中。
2.根据权利要求1所述的壳体(I), 其中所述梯形形状是等腰的。
3.根据上述权利要求中任一项所述的壳体(I), 其中所述加强肋￠)的横截面沿着长度I不变地延伸。
4.根据权利要求1或2所述的壳体(I)， 其中所述梯形形状的高度h在所述边的长度S的1.0倍和3.0倍之间。
5.根据权利要求1或2所述的壳体(I)， 其中在所述梯形形状的腰部和相对于边的垂直线之间的角度(α，β)取17°。
【文档编号】F01D25/26GK204060828SQ201290000725
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年7月29日
【发明者】克里斯托夫·克斯特纳 申请人:西门子公司