[發(fā)明專利]帶有改進的交錯角翼展方向分布的壓縮機葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811562785.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109944830B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.維斯;M.羅澤利奇
• 申請（專利權(quán)）人: 安薩爾多能源瑞士股份公司
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權(quán);譚祐祥

一種在翼展方向上從轂區(qū)段（6）延伸到末端區(qū)段（7）且具有中間翼型截面（S）的壓縮機葉片（5），所述截面具有包括于翼弦（c）與經(jīng)向軸線（m）之間的交錯角（γ），其特征在于葉片（5）具有翼展方向交錯角分布γ(s)，其由以下公式限定為葉片的相對翼展（s）的函數(shù)：，其中WSA(s)是加權(quán)交錯角，其由包括于以下公式之間的曲線限定為相對翼展的函數(shù)：以及。

相關(guān)申請的交叉引用

此專利申請要求享有于2017年12月20日提交的歐洲專利申請第17209156.3號的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于燃氣渦輪動力設(shè)備的壓縮機的壓縮機葉片。

更特別地，本發(fā)明涉及一種壓縮機葉片的交錯角的改進的翼展方向分布。

背景技術(shù)

如已知的那樣，燃氣渦輪動力生成設(shè)備（下文中：“設(shè)備”）包括上游壓縮機、燃燒器組件和下游渦輪。

如本文中使用的用語下游和上游是指通過設(shè)備的主氣流的方向。

設(shè)備包括定子和容納在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，且包括帶有多排壓縮機葉片的壓縮機區(qū)段和帶有多個渦輪葉片的渦輪區(qū)段。

壓縮機葉片在翼展方向上從轂區(qū)段延伸到末端區(qū)段，該末端區(qū)段徑向地面向定子且由末端間隙從其分開。

壓縮機設(shè)計的主目標（隨同高效率）是高的操作范圍。壓縮機葉片的操作范圍由末端間隙的區(qū)域中的空氣動力學(xué)損失限制。

效率和操作范圍是矛盾的要求：效率在高負載下最大化，但在這些條件下操作范圍減小。

為了達成高的效率和操作范圍的已知現(xiàn)有技術(shù)解決方案包括所謂的“殼體處理”，即，在構(gòu)造成減小空氣動力學(xué)阻滯的旋轉(zhuǎn)葉片的區(qū)域中的殼體結(jié)構(gòu)。盡管從渦輪機的早期以來此技術(shù)是已知的，但因為額外部件和服務(wù)需要的費用，它沒有被廣泛地使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標在于提供一種帶有針對減小末端區(qū)域中的空氣動力學(xué)阻滯的改進設(shè)計的壓縮機葉片。

根據(jù)本發(fā)明，此目標通過在翼展方向上從轂區(qū)段延伸到末端區(qū)段且具有中間翼型截面的壓縮機葉片獲得，所述截面具有包括于翼弦與經(jīng)向軸線之間的交錯角，其特征在于，葉片具有翼展方向交錯角分布γ(s)，其由以下公式限定為相對翼展（s）的函數(shù)：

，

其中WSA(s)是加權(quán)交錯角，其由包括于以下公式之間的曲線限定為相對翼展的函數(shù)：

以及。

帶有此范圍中的交錯翼展方向分布的葉片被證明由于末端區(qū)域中（在該處交錯角與現(xiàn)有技術(shù)中相比增加得較少）較低的空氣動力學(xué)損失而具有較大的操作范圍。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，加權(quán)交錯角分布曲線在s=0.4與s=0.6之間的相對翼展（s）的范圍中（且優(yōu)選地在s=0.5處）具有最大值，這意味著交錯角分布從轂區(qū)段直到葉片的中間部分從線性級數(shù)（progression）發(fā)散，且然后在末端處逐漸以線性級數(shù)收斂。

優(yōu)選地，曲線在最大值與s=1處的零點之間的范圍中具有向下的凹度；這具有的影響是，交錯角分布的非線性分量在末端區(qū)域中急劇地減小。

優(yōu)選地，交錯角在葉片的末端區(qū)域中不增大，這減小空氣動力學(xué)阻滯且因此增大操作范圍。

本發(fā)明還涉及一種包括至少一個壓縮機級的壓縮機，該壓縮機級包括周向排的如上文限定的葉片。

附圖說明