CN106870013A - 叶片间通道扩张的涡轮机工作叶片 - Google Patents

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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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Abstract

本发明叶片间通道扩张的涡轮机工作叶片，一种燃气、蒸汽涡轮机工作叶片，包括叶片前翼，叶片中翼，叶片后翼。叶片前翼是和气流方向垂直的翼面，是轴流式涡轮机，垂直于旋转轴轴向，和旋转圆切面平行，是径流式涡轮机，垂直于旋转轴径向，和旋转圆周线平行。叶片前翼和叶片中翼大约是直角，叶片后翼和叶片中翼的内角成钝角，其角度大约是135度。用本发明所述叶片组成一叶轮，上叶片中翼及叶片后翼，和下叶片前翼形成扩张的叶片间通道。高温、高压气体在扩张的叶片间通道膨胀做功，提高了叶片热能转变为机械能的效率。气体膨胀做功后，流到下叶片中翼、后翼吸力面，增大工作轮叶片压力面、吸力面的压力差，提高了工作叶片做功效率。

Description

叶片间通道扩张的涡轮机工作叶片
技术领域
本发明涉及燃气、蒸汽涡轮机叶片，更具体涉及涡轮机工作叶片的几何造型。
背景技术
现有燃气、蒸汽涡轮机，是高温、高压气体在导向器叶片内膨胀把热能转变为动能，高速气流沿喷嘴环通道弯曲形状扭转一个角度后旋冲出，高速气流冲到工作叶片上。由于高速气体流过工作轮叶片压力、吸力两面的速度不同，即吸力面的压力小于压力面的压力，由此压力差所产生的圆周力使工作轮旋转。工作轮叶片的机械能是高速气流动能部分地转变成，叶片之间的通道截面变化不大，气体在工作叶片中很少膨胀做功。相应的，工作轮叶片压力面、吸力面的压力差也不大。因此，现有大流量高压比的燃气、蒸汽涡轮机，用多级式轴流式涡轮机，完成涡轮机中热能转变为机械能。而径流式涡轮机是单级的，通常在小流量时采用。
发明内容
为了克服现有技术中，燃气、蒸汽涡轮机工作叶片的机械能是高速气流动能部分地转变成，气体在工作叶片中很少膨胀做功，涡轮机工作叶片做功效率相应较低的问题，本发明提供一种燃气、蒸汽涡轮机工作叶片，涡轮机工作叶片有扩张的叶片间通道的构造，气体在工作叶片内能膨胀做功把热能转变为动能，同时，进入工作轮叶片的高温、高压气体膨胀做功后，才流到工作轮叶片吸力面，工作轮叶片压力面、吸力面的压力差增大，提高了工作叶片做功效率。
本发明所采用的技术方案是：一种叶片间通道扩张涡轮机工作叶片，包括叶片前翼，叶片中翼，叶片后翼，叶片前翼是和气流方向垂直的翼面，相应的，是轴流式涡轮机，就是垂直于旋转轴轴向，和旋转圆切面平行，是径流式涡轮机，就是垂直于旋转轴径向，和旋转圆周线平行。叶片前翼后，是叶片中翼，其翼面和叶片前翼大约是直角，最后是叶片后翼，其翼面和叶片中翼的内角成钝角，其角度大约是135度。用本发明所述叶片组成一叶轮，上叶片前翼后端、下叶片前翼前端之间，是叶片间通道入口。上叶片中翼及叶片后翼，和下叶片前翼形成扩张的叶片间通道。高速气流冲到叶片间通道入口，在上叶片中翼、后翼压力面，和下叶片前翼吸力面是高温、高压气体，气体在扩张的叶片间通道膨胀做功后，才流到下叶片中翼、后翼吸力面，气压相应的下降很多。
本发明的有益效果是，本发明涡轮机工作叶片，能让气体在扩张的叶片间通道内能膨胀做功，把热能转变为动能，相应的提高叶片热能转变为机械能的效率。同时，增大工作轮叶片压力面、吸力面的压力差，提高了工作叶片做功效率，而叶片前翼和旋转方向平行，其吸力面的高压不会增加工作轮旋转阻力。因此，用于大流量多级式轴流式涡轮机，能减少叶轮级数，用于径流式涡轮机，亦可使大流量高压比的径流式涡轮机获得发展。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明轴流式涡轮机工作叶片截面示意图；
图2为本发明轴流式涡轮机工作叶片示意图；
图3为本发明径流式涡轮机工作叶片示意图。
图中1.叶片前翼，2.叶片中翼，3.叶片后翼，4.叶片中翼、后翼压力面，5.叶片中翼、后翼吸力面，6.叶片前翼吸力面。
具体实施方式
用本发明所述叶片组成轴流式涡轮机一叶轮，如图1所示，上叶片前翼1后端、下叶片前翼1前端之间，是叶片间通道入口，叶片前翼1是和气流方向垂直的翼面，叶片前翼1后，是叶片中翼2，其翼面和叶片前翼1大约是直角，最后是叶片后翼3，其翼面和叶片中翼2的内角成钝角，其角度大约是135度。上叶片中翼2及叶片后翼3，和下叶片前翼1形成扩张的叶片间通道，叶片间通道的角度大约是45度。高速气流冲到叶片间通道入口，在上叶片中翼、后翼压力面4，和下叶片前翼吸力面6是高温、高压气体，气体在扩张的叶片间通道膨胀做功后，才流到下叶片中翼、后翼吸力面5，气压相应的下降很多。如图2所示，叶片前翼1垂直于旋转轴轴向，和旋转圆切面平行，由于叶片前翼1和旋转方向平行，其吸力面的高压不会增加工作轮旋转阻力。
用本发明所述叶片组成径流式涡轮机一叶轮，如图3所示，叶片前翼1垂直于旋转轴径向，和旋转圆周线平行。上叶片前翼1后端、下叶片前翼1前端之间，是叶片间通道入口，叶片前翼1是和气流方向垂直的翼面，叶片前翼1后，是叶片中翼2，其翼面和叶片前翼1大约是直角，最后是叶片后翼3，叶片后翼3是弯曲的翼面，其翼面和叶片中翼2的内角成钝角，其角度大约是135度。上叶片中翼2及叶片后翼3，和下叶片前翼1形成扩张的叶片间通道，高速气流冲到叶片间通道，在扩张的叶片间通道膨胀做功后，转弯90°后气体才沿轴向流出涡轮机。

Claims (3)

1.一种叶片间通道扩张的燃气、蒸汽涡轮机工作叶片，包括叶片前翼(1)，叶片中翼(2)，叶片后翼(3)，其特征在于，叶片前翼(1)是和气流方向垂直的翼面，叶片前翼(1)后，是叶片中翼(2)，其翼面和叶片前翼(1)是直角，最后是叶片后翼(3)，其翼面和叶片中翼(2)的内角是钝角，用本发明所述叶片组成一叶轮，上叶片前翼(1)后端、下叶片前翼(1)前端之间，是叶片间通道入口，上叶片中翼(2)及叶片后翼(3)，和下叶片前翼(1)形成扩张的叶片间通道，高速气流冲到叶片间通道入口，在上叶片中翼、后翼压力面(4)，和下叶片前翼吸力面(6)是高温、高压气体，气体在扩张的叶片间通道膨胀做功后，流到下叶片中翼、后翼吸力面(5)。
2.根据权利要求1所述的叶片间通道扩张的涡轮机工作叶片，其特征在于，用本发明所述叶片组成轴流式涡轮机一叶轮，其叶片前翼(1)垂直于旋转轴轴向，和旋转圆切面平行。
3.根据权利要求1所述的叶片间通道扩张的涡轮机工作叶片，其特征在于，用本发明所述叶片组成径流式涡轮机一叶轮，其叶片前翼(1)垂直于旋转轴径向，和旋转圆周线平行。
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