[發(fā)明專利]帶有具有曲線形后緣的翼片的渦輪機(jī)噴嘴

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011305547.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112943383A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬里奧斯·卡拉卡西斯
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F02C3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;金飛

本發(fā)明題為“帶有具有曲線形后緣的翼片的渦輪機(jī)噴嘴”。本發(fā)明公開了一種渦輪機(jī)(10)，該渦輪機(jī)限定軸向方向(A)、垂直于軸向方向(A)的徑向方向(R)和圍繞軸向方向(A)同心地延伸的周向方向(C)。渦輪機(jī)(10)包括噴嘴(202)，該噴嘴具有內(nèi)部平臺(208)、外部平臺(210)和翼片(212)。翼片(212)包括前緣(218)、前緣(218)下游的后緣(220)、壓力側(cè)表面(224)和與壓力側(cè)表面(224)相反的抽吸側(cè)表面(226)。后緣(220)在軸向?徑向平面中與外部平臺(210)正交，并且后緣(220)在軸向?徑向平面中相對于內(nèi)部平臺傾斜。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開整體涉及渦輪機(jī)。更具體地講，本公開涉及用于渦輪機(jī)的定子葉片。

背景技術(shù)

氣體渦輪引擎通常包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段逐漸增加進(jìn)入氣體渦輪引擎的工作流體的壓力，并且將該壓縮的工作流體供應(yīng)到燃燒區(qū)段。經(jīng)壓縮的工作流體和燃料(例如，天然氣)在燃燒區(qū)段內(nèi)混合并在燃燒室中燃燒以生成高壓和高溫燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段流入渦輪區(qū)段，在該渦輪區(qū)段中燃燒氣體膨脹以做功。例如，渦輪區(qū)段中燃燒氣體的膨脹可使連接到例如發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電力。然后燃燒氣體經(jīng)由排氣區(qū)段離開氣體渦輪。

渦輪區(qū)段通常包括多個(gè)定子葉片，有時(shí)也稱為噴嘴。每個(gè)定子葉片包括定位于燃燒氣體流內(nèi)的翼片(airfoil)。定子葉片的翼片通常從內(nèi)部平臺徑向向外延伸到外部平臺。

翼片可從前緣延伸到前緣下游的后緣，并且可在它們之間限定空氣動(dòng)力學(xué)表面，諸如壓力側(cè)表面和抽吸側(cè)表面?？諝鈩?dòng)力學(xué)表面與內(nèi)部平臺和外部平臺的相交部可產(chǎn)生相對高的二次損耗的區(qū)域。一些翼片設(shè)置有曲線形狀以減少此類二次損耗；然而，已知的曲線形狀可導(dǎo)致其他低效率，諸如由于葉片之間的喉部間距增加而導(dǎo)致的低效率。

因此，這樣的用于定子葉片的翼片將是有用的，該翼片在外部平臺處提供減少的二次損耗和有效的整體空氣動(dòng)力學(xué)性能兩者。

發(fā)明內(nèi)容

本技術(shù)的各方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中部分闡述，或者可以從描述中顯而易見，或者可以通過本技術(shù)的實(shí)踐來了解。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供了一種用于渦輪機(jī)的定子葉片的翼片。翼片在定子葉片的內(nèi)部平臺和定子葉片的外部平臺之間徑向延伸。翼片包括前緣，該前緣沿流動(dòng)方向在翼片上從內(nèi)部平臺延伸到外部平臺和前緣下游的后緣。后緣在翼片上從內(nèi)部平臺延伸到外部平臺。翼片還包括在內(nèi)部平臺和外部平臺之間延伸并且在前緣和后緣之間延伸的壓力側(cè)表面。翼片還包括抽吸側(cè)表面，該抽吸側(cè)表面在內(nèi)部平臺和外部平臺之間延伸并且在前緣和后緣之間延伸。抽吸側(cè)表面與壓力側(cè)表面相反。后緣在軸向-徑向平面中與外部平臺正交，并且后緣在軸向-徑向平面中相對于內(nèi)部平臺傾斜。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，提供了一種渦輪機(jī)。渦輪機(jī)限定軸向方向、垂直于軸向方向的徑向方向和圍繞軸向方向同心地延伸的周向方向。該渦輪機(jī)包括壓縮機(jī)、設(shè)置在壓縮機(jī)下游的燃燒器以及設(shè)置在燃燒器下游的渦輪。渦輪包括定子葉片，該定子葉片具有內(nèi)部平臺、外部平臺和翼片。定子葉片的翼片包括前緣，該前緣沿流動(dòng)方向在翼片上從內(nèi)部平臺延伸到外部平臺和前緣下游的后緣。后緣在翼片上從內(nèi)部平臺延伸到外部平臺。翼片還包括在內(nèi)部平臺和外部平臺之間延伸并且在前緣和后緣之間延伸的壓力側(cè)表面。翼片還包括抽吸側(cè)表面，該抽吸側(cè)表面在內(nèi)部平臺和外部平臺之間延伸并且在前緣和后緣之間延伸。抽吸側(cè)表面與壓力側(cè)表面相反。后緣在軸向-徑向平面中與外部平臺正交，并且后緣在軸向-徑向平面中相對于內(nèi)部平臺傾斜。

參照以下描述和所附權(quán)利要求，本技術(shù)的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。結(jié)合到本說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖示出了本技術(shù)的實(shí)施方案，并與描述一起用于解釋本技術(shù)的原理。

附圖說明

在參照附圖的說明書中闡述了針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本技術(shù)的全面且能夠?qū)嵤┑墓_內(nèi)容，包括其最佳模式。

圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方案的示例性氣體渦輪引擎的示意圖；