[發(fā)明專利]具有雙部分跨度護罩和空氣動力學(xué)特征的渦輪機槳葉在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111178980.0 | 申請日： | 2021-10-09 |
| 公開（公告）號： | CN114320481A | 公開（公告）日： | 2022-04-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 邁克爾·旺德拉塞克 | 申請（專利權(quán)）人： | 通用電氣公司 |
| 主分類號： | F01D5/14 | 分類號： | F01D5/14;F01D5/16 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 朱鐵宏;楊忠 |
| 地址： | 美國*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 部分 跨度 護罩 空氣動力學(xué) 特征 渦輪機 槳葉 | ||
本發(fā)明公開了一種槳葉(120，220)，包括一對徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩(238，240)和一對徑向外側(cè)部分跨度護罩(242，244)。槳葉(120，220)還包括燕尾部(234)、翼型(224)和設(shè)置在翼型(224)和燕尾部(234)之間的平臺(236)。翼型(224)包括在前緣和后緣(226，228)之間延伸的壓力側(cè)壁和相對抽吸側(cè)壁。徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩(238，240)從翼型(224)向外延伸，使得徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩中的每一者與前緣間隔一定距離并且與后緣間隔一定距離。徑向外側(cè)部分跨度護罩(242，244)從翼型(224)向外延伸，使得徑向外側(cè)部分跨度護罩(242，244)中的每一者與前緣間隔一定距離并且與后緣間隔一定距離，并且使得徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩(238，240)位于徑向外側(cè)部分跨度護罩(242，244)與平臺之間。翼型(224)和燕尾部中的至少一者包括有助于槳葉的模態(tài)形狀調(diào)整的至少一個空氣動力學(xué)特征。
背景技術(shù)
本公開的領(lǐng)域整體涉及旋轉(zhuǎn)機器，并且更具體地講，涉及與旋轉(zhuǎn)機器一起使用的槳葉。
至少一些已知的旋轉(zhuǎn)機器包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸的至少一個轉(zhuǎn)子組件。轉(zhuǎn)子組件包括多個周向間隔開的槳片或槳葉，這些槳片或槳葉朝向固定殼體徑向向外延伸，從而限定通過旋轉(zhuǎn)機器的流動路徑的一部分。多個固定葉片以周向陣列聯(lián)接到殼體，使得固定葉片徑向向內(nèi)延伸到流動路徑中。固定葉片和旋轉(zhuǎn)槳葉被布置成交替排，使得葉片排和緊靠下游的槳片或槳葉排形成旋轉(zhuǎn)機器的“級”。葉片將流引向下游槳葉排，其中槳葉從流中提取能量，由此產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)子和/或附接負載(例如，發(fā)電機)所需的動力。例如但不限于，轉(zhuǎn)子組件可以是蒸汽渦輪機的一部分，或燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機或渦輪機區(qū)段的一部分。
至少一些已知的槳片或槳葉在其高速旋轉(zhuǎn)時可能受到振動和/或軸向扭轉(zhuǎn)。例如，至少一些已知的槳葉可能特別容易受到非同步振動的影響，該非同步振動可與旋轉(zhuǎn)機器操作期間的非整體振動或抖振相關(guān)聯(lián)。此類槳片的操作壽命周期可至少部分地受旋轉(zhuǎn)機器操作期間引起的振動應(yīng)力所產(chǎn)生的疲勞的限制。
為了便于減小振動應(yīng)力的影響，在一些級中，至少一些槳片或槳葉可包括部分跨度護罩，該部分跨度護罩沿著每個翼型的壓力側(cè)和抽吸側(cè)延伸，介于翼型的尖端和根部區(qū)段之間。在轉(zhuǎn)子操作期間，相鄰槳片相互接觸并且沿部分跨度護罩滑動。盡管此類護罩增強了相鄰槳片之間的聯(lián)接，但取決于槳片的形狀和尺寸，護罩可能僅提供有限的益處。因此，其他已知的槳片被制造為具有中空尖端腔體，這減小了翼型的整體重量?；蛘撸渌阎臉恢圃鞛榫哂行纬稍跇舛瞬糠只驑辔膊坎糠种械囊幌盗锌?。盡管此類翼型的減小質(zhì)量減少了在轉(zhuǎn)子操作期間對此類槳片引起的力，但取決于載荷要求和/或機械和/或航空機械性能限制，形成具有減小重量的槳片的益處可能是有限的。因此，需要一種通過改進的振動阻尼和/或改進的蠕變壽命而增強性能的槳葉設(shè)計。
發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，提供了一種用于與旋轉(zhuǎn)機器一起使用的槳葉。槳葉包括燕尾部、翼型、一對徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩、一對徑向外側(cè)部分跨度護罩，以及在翼型和燕尾部之間延伸的平臺。翼型從平臺徑向向外延伸到尖端。翼型包括壓力側(cè)和相對的抽吸側(cè)。壓力側(cè)和抽吸側(cè)各自從前緣延伸到后緣。所述徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩中的第一者在平臺上方的第一徑向高度處從翼型抽吸側(cè)向外延伸。徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩中的第二者在平臺上方的第一徑向高度處從翼型壓力側(cè)向外延伸。徑向外側(cè)部分跨度護罩中的第一者在平臺上方的第二徑向高度處從翼型抽吸側(cè)向外延伸。徑向外側(cè)部分跨度護罩中的第二者在平臺上方的第二徑向高度處從翼型壓力側(cè)向外延伸，其中第二徑向高度大于第一徑向高度。該對徑向內(nèi)側(cè)部分跨度護罩和一對徑向外側(cè)部分跨度護罩中的每一者僅部分地在翼型前緣和后緣之間延伸。翼型還包括有助于模態(tài)形狀調(diào)整的至少一個內(nèi)部空氣動力學(xué)特征。
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