一种用于制造属于用于将液压能转换成电能或机械能的设备的液压机器的旋转部分的方法。该旋转部分包括围绕旋转部分的旋转轴线分布并且从前缘延伸至后缘(2082)的叶片。该方法包括由以下构成的步骤：以钢制造限定其前缘的各个叶片的第一部分(208A)，以除钢之外的材料制造叶片的第二部分(208C)，以及将该第二部分附接于叶片的第一部分以便形成后缘。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造属于用于将液压能转换成机械能或电能的设备的液压机器的旋转部分的方法、根据该方法制造的旋转部分、配备有此类旋转部分的液压机器，以及包括此类机器的能量转换设备。
技术介绍
在将液压能转换成机械能或电能的领域中，已知的是使用液压机器，如涡轮、栗或栗涡轮。在涡轮模式中，机器驱动轴旋转，因此将液压能转换成机械能。该能量转换借助于转轮实现，该转轮包括转轮冠部、转轮带和叶片，该叶片围绕转轮的旋转轴线分布在转轮冠部与转轮带之间。叶片遵循曲线在操作中分别为用于水流的前缘和后缘的第一边缘与第二边缘之间延伸。当以涡轮模式操作时，水从上游水储存器流过给水栓，并且到达包绕机器的转轮的外壳中。外壳接着将水分配在转轮的叶片之间。叶片具有特定轮廓，借助于其，低压区可在转轮内产生。这引起转轮旋转。当水到达叶片的后缘时，其朝下游的引流管移动。液压机器领域中的当前出现的问题中的一个在于产生转轮的叶片的后缘附近和下游的卡曼涡列。更准确地说，转轮的叶片的后缘不是非常流线形的，并且产生由围绕叶片的流动的不稳定分离引起的周期性涡流模式。卡曼涡列降低机器的效率，并且表示可导致开裂的叶片上的动态负载。产生卡曼涡列越大，叶片的后缘就越厚。因此，第一解决方案在于以非对称方式尽可能减小后缘的厚度，以便破坏现象的对称性及其强度。该途径使得有可能减小卡曼涡列，但不可消除它们，因为使用的钢的性质不允许厚度的必要减小。本专利技术更具体地旨在通过提出用于制造液压机器的旋转部分的方法来补救这些缺陷，借助于该方法，有可能制造更稳健并且具有改进的性能的液压机器。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种用于制造属于用于将液压能转换成电能或机械能的设备的液压机器的旋转部分的方法，该旋转部分包括围绕旋转部分的旋转轴线分布并且从前缘延伸至后缘的叶片。根据本专利技术，该方法包括由以下构成的步骤: a)以钢制造限定其前缘的各个叶片的第一部分， b)以除钢之外的材料制造叶片的第二部分并且将其附接于叶片的第一部分，以便形成后缘。借助于本专利技术，使用两部分的叶片，由除钢之外的材料制成的其第二部分使得有可能将后缘的厚度减小至接近零的厚度，而不削弱转轮的机械强度或装备的寿命，这意味着出现在叶片的后缘处的卡曼涡列减少。根据本专利技术的一个有利但非强制的方面，第二部分由粘合粘结、焊接或螺接来附接于第一部分。本专利技术还涉及一种属于用于将液压能转换成机械能或电能的设备的液压机器的旋转部分，该旋转部分在水流穿过其时围绕旋转轴线旋转，并且包括围绕旋转轴线分布并且从前缘延伸至后缘的叶片。根据本专利技术，旋转部分的各个叶片包括限定前缘的第一部分和由延伸部形成的第二部分，其附接于第一部分的附接区域并且限定叶片的后缘。根据本专利技术的有利但非强制的方面，属于液压机器的旋转部分可包括以任何技术上可容许的组合的以下特征中的一个或更多个: 延伸部包括两个表面，其分别使由叶片的第一部分限定的压力面和吸入面延伸。延伸部由如下材料制成，其弹性极限高于钢，其裂纹扩散趋势低于钢，或其弹性模量低于钢，如，复合材料。延伸部使叶片延伸，并且具有认作是在后缘与附接区域之间的为叶片的平均总长度的1%到25%之间，特别是等于10%的长度。旋转部分为弗朗西斯型转轮，其包括转轮冠部和转轮带，叶片在它们之间延伸，第一部分和第二部分附接于转轮冠部和转轮带。延伸部具有对称点形的截面。旋转部分属于球状、Kaplan、螺旋桨或Deriaz型的机器，并且包括在操作时围绕轴线旋转的毂，以及从毂相对于旋转轴线沿径向延伸的叶片。本专利技术还涉及一种包括如上文限定的旋转部分的液压机器。最后，本专利技术涉及一种用于将液压能转换成机械能或电能的设备，其包括如上文限定的液压机器。【附图说明】鉴于根据本专利技术的原理的用于制造属于液压机器的旋转部分的方法的实施例的纯粹示例性的以下描述，参照附图，将更好理解本专利技术，并且其其它优点将更清楚显现，在该附图中: 图1为并入也根据本专利技术的弗朗西斯式涡轮的根据本专利技术的能量转换设备的示例性轴向区段， 图2为图1的涡轮的转轮的侧视图， 图3为属于图2的转轮的单个叶片的详图，具体是如该图中所见从左侧的第五叶片， 图4为从图3的叶片的截面图， 图5为从图4的框V的放大视图， 图6为并入根据本专利技术的第二实施例的螺旋桨型涡轮的根据本专利技术的设备的示意性轴向区段， 图7为沿图6中的线VI1-VII的放大局部区段，以及图8为属于现有技术的转轮的叶片的截面的类似于图5的视图。【具体实施方式】图1示出了根据本专利技术的能量转换设备2。该能量转换设备2包括在实例中为弗朗西斯式涡轮的液压机器20。涡轮20的旋转部分因此为弗朗西斯型转轮202。该转轮202围绕垂直轴线Z202旋转，并且使传动轴204转动。在本情况下，传动轴204连接于交流发电机206，以便产生电力。然而，还有可能使用产生的机械能来驱动另一个装置。水在上游储存在水储存器(未示出)中。其接着经由具有压头的给水栓22的中介机构供应至液压涡轮20，该压头由水储存器与涡轮20之间的高度差限定。给水栓22通向外壳24，外壳24包绕转轮202，并且借助于外壳24，可大致有规则地围绕轴线Z202在转轮202内分配水。更准确地说，水在定位在转轮202的转轮冠部2022与转轮带2020之间的叶片208之间流动。这些叶片208均包括水相对于其从外壳24到达的前缘2080，以及水朝引流管26从其离开的后缘2082。叶片208具有非对称轮廓，具有压力面2084和吸入面2086。弦2088限定为在压力面2084与吸入面2086之间等距并且穿过前缘2080和后缘2082的线。水穿过涡轮20的流动方向在图1中由箭头E示出。图2示出了根据本专利技术的转轮202。更确切地说，关心的是流E到达叶片208的后缘2082的时刻，因为其是用于流E的特别关键的区域。实际上，该时刻标记流E与叶片208的分离。出于该原因，叶片208为制造方法的主题。图8示出了属于现有技术的转轮的叶片208’的后缘2082’。在该情况下，叶片具有接近后缘2082’的非对称形状，因为厚度朝该边缘减小。因此获得了减小厚度的后缘。然而，后缘2082’仍保持一定厚度，因为钢的性质并未使得在厚度过小时可保证所需的寿命，特别是具有开裂的风险。在下文中关心的是根据本专利技术的转轮202的叶片208的后缘2082与流E之间的界面。该界面还可应用于转轮202的其它叶片208。图3到5示出了借助于本专利技术的方法制造的叶片208。如图5中所示，叶片208包括由钢制成且在制造方法的第一阶段中制造的第一部分208A，以及为附接于第一部分208A的附接区域208A2的延伸部且由柔性材料如复合材料制成的第二部分208C。附接区域208A2垂直于弦2088。延伸部208C具有在类似于图3到5的平面当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制造属于用于将液压能转换成电能或机械能的设备(2)的液压机器(20)的旋转部分(202)的方法，该旋转部分包括围绕所述旋转部分的旋转轴线(Z202;Z204)分布并且从前缘(2080)延伸至后缘(2082)的叶片(208)，其中该方法包括由以下构成的步骤：a)以钢制造各个叶片(208)的第一部分(208A)，所述第一部分(208A)限定其所述前缘(2080)，b)以除钢之外的材料制造所述叶片的第二部分(208C)，并且将该第二部分附接于所述叶片的所述第一部分以便形成后缘(2082)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L博纳德，M萨布林，
申请(专利权)人：阿尔斯通再生能源技术公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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