[發明專利]組合葉輪及燃氣渦輪發動機的壓氣機

在審

• 申請號: 201910302200.5
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110067774A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 吳仕鈺;銀越千;彭文雯;金海良
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F04D29/32
• 分類號: F04D29/32;F04D29/38;F04D29/66
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發明公開了一種組合葉輪，包括輪轂和沿輪轂徑向布設的轉子葉片，多個轉子葉片沿輪轂的周向間隔設置，轉子葉片包括壓力面和吸力面，組合葉輪還包括沿組合葉輪的周向布設的小翼，小翼沿組合葉輪的周向分別穿過壓力面和所示吸力面設置，用于抑制相鄰轉子葉片之間的氣流通道中氣流展向摻混以及抑制轉子葉片之間產生的共振。本發明的技術方案，通過設置沿組合葉輪的周向布設的小翼，增加了轉子葉片的剛性，同時起到阻尼器的作用，吸收非定常氣動力和離心力帶來的振動能量，抑制轉子葉片的振動，改善了轉子葉片的振動性能；通過小翼分別穿過壓力面和吸力面設置，采用物理阻隔的方法抑制徑向分離，抑制由于展向摻混帶來的氣流分離。

技術領域

本發明涉及葉輪機械技術領域，特別地，涉及一種組合葉輪。本發明還涉及一種燃氣渦輪發動機的壓氣機。

背景技術

目前，燃氣渦輪發動機的壓氣機主要用于連續從大氣中吸入空氣并進行壓縮。為了不斷提升風扇或壓氣機的性能，風扇或壓氣機的轉子葉片數變得越來越少，這就使得氣流在壓氣機的轉子葉片通道中更易發生展向分離；同時為了提升風扇或壓氣機的氣動性能，轉子葉片變得越來越薄，使得轉子葉片振動特性變差。

現有的壓氣機上的壓氣機通道(相鄰的兩個轉子葉片之間的氣流通道)中由于存在離心力，氣流沿半徑方向存在壓差及摻混，尤其在壓氣機轉子葉片稠度較低的情況下，氣流展向摻混明顯，容易發生分離，影響壓氣機的性能，而將轉子葉片稠度增大又會增大壓氣機的重量，導致損失增大，使壓氣機的效率降低；對于展弦比較大的轉子葉片，特別是壓氣機的前面級，振動特性較差，在非定常氣動力和離心力的共同作用下，轉子葉片極易發生共振。

發明內容

本發明提供了一種組合葉輪，以解決現有的燃氣渦輪發動機中的壓氣機的葉輪部分，容易產生氣流展向摻混及葉片共振的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種組合葉輪，包括輪轂和沿輪轂徑向布設的轉子葉片，多個轉子葉片沿輪轂的周向間隔設置，轉子葉片包括壓力面和吸力面，組合葉輪還包括沿組合葉輪的周向布設的小翼，小翼沿組合葉輪的周向分別穿過壓力面和所示吸力面設置，用于抑制相鄰轉子葉片之間的氣流通道中氣流展向摻混以及抑制轉子葉片之間產生的共振。

進一步地，相鄰的兩個轉子葉片上的小翼的葉尖相互抵接布設，以將相鄰兩個轉子葉片之間的氣流通道分隔成上、下兩個通道。

進一步地，小翼沿轉子葉片的高度方向設于轉子葉片也高的80％位置處。

進一步地，轉子葉片包括沿軸向流動方向布設的轉子葉片前緣和轉子葉片尾緣，小翼包括沿軸向流動方向布設的小翼前緣和小翼尾緣，小翼前緣和小翼尾緣均處于轉子葉片前緣與轉子葉片尾緣之間的區域。

進一步地，小翼還包括靠近輪轂的小翼下壁面和遠離輪轂的小翼上壁面，小翼上壁面為凸面、凹面或平面；小翼下壁面為凸面、凹面或平面。

進一步地，轉子葉片的根部通過焊接方式、榫頭連接方式或者樅樹連接方式與輪轂可拆卸地連接。

進一步地，小翼與轉子葉片的連接處設有加強筋，加強筋環繞小翼布設。

進一步地，小翼與轉子葉片一體成型地鑄造。

進一步地，小翼的形狀為弧形，小翼朝向輪轂的方向彎曲。

本發明還提供一種燃氣渦輪發動機的壓氣機，包括上述的組合葉輪，還包括設于組合葉輪外圍的機匣。

本發明具有以下有益效果：