用于压缩机叶片的翼面
阅读：771发布：2021-04-05
专利汇可以提供用于压缩机叶片的翼面专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于一种经过改进的用于 压缩机 叶片 的第二级翼面，其特征在于，独特的弦长(CD)、安装 角 (γ)和脊线角(Δβ)。安装角(γ)和脊线角(Δβ)改进了空 气动 力 学性能，而弦长(CD)减轻了翼面的重量。，下面是用于压缩机叶片的翼面专利的具体信息内容。
用于压缩机叶片的翼面
技术领域
背景技术
[0002] 对于燃气轮机压缩机的各级而言，存在许多设计要求，以便使该级能够符合包括整机效率、翼面负荷、机械完整性等指标在内的设计目标。特别是，由于压缩机二级叶片是进入压缩机内的进口叶片，因此压缩机二级叶片的设计是非常关键的。
[0003] 已经提出了多种经过改进的用于燃气轮机的翼型。例如参见EP 0887 513 B1，该文献中披露了二级涡轮叶片的翼面的安装角(staggerangle)和脊线角(camber angle)。然而，在流量恒定的状态下，强烈需求压缩机设计能够实现效率的提高。因此，提供能够在这些新研发出的涡轮机中改进机械完整性与空气动力效率之间的均衡关系的翼面设计是有利的。因此，对新型翼面设计的需求与该项研发部分地相关联。
发明内容
[0004] 根据本发明，提供一种具有独特型面的经过改进的新型翼面，用以改进燃气轮机压缩机性能。该目的是通过由安装角和脊线角定义出的独特翼型而得以实现的。另外，为了减轻翼面的重量，同由申请人生产出的翼面相比，提供缩短的弦长。
[0005] 另一方面，翼面高度按1∶1.2的比例系数进行缩减。按照这种方式，未经缩减的和经过缩减的特征使得翼面分别适于在标称50赫兹和标称60赫兹的条件下进行工作。
附图说明
[0007] 下面，通过实例的方式并且结合附图对本发明披露的实施例进行描述，在所述附图中：
[0008] 图1是沿着燃气轮机的压缩机部段的一部分的纵向轴线截取的剖面视图；
[0009] 图2是用以定义安装角、脊线角和弦长等特征尺寸的图1所示叶片的翼面的顶视图；
[0010] 图3是图1所示叶片的侧视图，图中示出了径向翼面高度分度(height division)；
[0011] 图4是示出了本发明的一个典型实施例中的弦长与翼面高度之间关系的曲线图；
[0012] 图5是示出了本发明的一个典型实施例中的安装角与翼面高度之间关系的曲线图；和
[0013] 图6是示出了本发明的一个典型实施例中的脊线角与翼面高度之间关系的曲线图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图对本发明披露的优选实施例进行描述，在各附图中使用相似的附图标记表示相似的元件。在下面的说明书中，出于进行解释说明的目的，陈述了许多具体细节从而提供对所披露内容的全面理解。然而，本申请的实践不受上述这些具体细节的限制。
[0015] 下面参见图1，图1中示出了多级压缩机1的一部分。压缩机1的每一级包括多个被装配在转子7上面的周向隔开的叶片(blade)6和多个被装配在定子9上面沿压缩机1的纵向轴线LA位于叶片6下游的周向隔开的轮叶(vane)8。出于图示说明的目的，图1中仅示出了第二级5。压缩机1的不同级中的每一级具有形状独特的轮叶8和叶片6翼面10。
[0016] 图2是用以示例性地定义在整个说明书中翼面10所使用的术语安装角γ、脊线角Δβ和弦长CD的图1所示叶片的翼面10的顶视图。
[0017] 如图2中所示，安装角γ被定义为前缘LE后缘TE连线与垂直于纵向轴线的线PA之间的夹角。
[0018] 同样如图2所示，脊线角Δβ由下面进行定义，即：
[0019] -脊线CL，所述脊线是从前缘LE延伸至后缘TE的叶片型面的中线；
[0020] -入口角β1m，所述入口角β1m是位于前缘LE处的垂直于纵向轴线的线PA与脊线CL的切线之间的夹角；和
[0021] -出口角β2m，所述出口角β2m是位于后缘TE处的垂直于纵向轴线的线PA与脊线CL的切线之间的夹角。如图2中所示，脊线角Δβ是由在前缘LE和后缘TE处的脊线CL的切线交叉形成的外角并且等于入口角β1m与出口角β2m之差。
[0022] 弦长CD被定义为在前缘LE和后缘TE处垂直于纵向轴线LA的切线之间的距离(参见图2)。
[0023] 如图2中所示的安装角γ、脊线角Δβ和弦长CD可以沿翼面高度AH产生变化(如图3中所示)。为了对翼面10进行定义，可参考翼面高度AH的分度(参见图3)。例如，图3列举了从位于翼面10底端处的基准点A持续到位于翼面远端的点I的任意分度。
[0024] 下面，通过实例的方式，结合在自翼面10的底端测得的位于沿如图3所示径向方向的各翼面高度AH处的在图2中所定义的尺寸特征，对本发明的实施例进行描述。适于燃气轮机压缩机在50赫兹的条件下进行工作的该实施例包括用于压缩机1的第二级5叶片6的翼面10，如图1所示，所述翼面具有如表1所列且如图4所示的弦长CD、如表1所列且如图5所示的安装角γ和如表1所列且如图6所示的脊线角Δβ，其中表1和图4-6中的数据保留三个小数位。在另一实施例中，弦长CD和翼面高度AH的公差值为±10毫米并且安装角γ和脊线角Δβ的公差值为±1°。
[0025] 表1
[0026]
[0027] 在另一实施例中，翼面高度AH按1∶1.2的比例系数进行缩减以便适用于在60赫兹的条件下进行工作。
[0028] 虽然在本文中所披露和所描述的内容被视为最实用的典型实施例，但是本领域的技术人员可以意识到：在不偏离本发明的精神或必要特征的条件下，本发明可表现为其它一些具体形式。当前披露的实施例因此从任何角度上看都应被视为示例性的，而非限制性的。由所附权利要求书而非前面的说明书表示本发明的保护范围，并且落入前述保护范围内和相等同的所有改变或变型旨在落入本发明的保护范围内。
[0029] 附图标记列表
[0030] 1 缩机
[0031] 5 第二级
[0032] 6 叶片
[0033] 7 转子
[0034] 8 轮叶
[0035] 9 定子
[0036] 10 翼面
[0037] γ 安装角
[0038] β1m 入口角
[0039] β2m 出口角
[0040] Δβ 脊线角
[0041] CD 弦长
[0042] CL 脊线
[0043] LE 前缘
[0044] TE 后缘
[0045] LA 纵向轴线
[0046] PA 垂直于纵向轴线的线
[0047] AH 翼面高度
[0048] A-I 翼面分度
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