用於壓縮機葉片的翼面的製作方法

2023-07-31 22:39:21 2

專利名稱：用於壓縮機葉片的翼面的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及燃氣輪機壓縮機翼面，特別是，本發明涉及用於一級壓縮機葉片 的經過改進的新型翼型。
背景技術：
對於燃氣輪機壓縮機的各級而言，存在許多設計要求，以便使該級能夠符合包括 整機效率、翼面負荷、機械完整性等指標在內的設計目標。特別是，由於壓縮機一級葉片是 進入壓縮機內的進口葉片，因此壓縮機一級葉片的設計是最為關鍵的。已經提出了多種經過改進的用於燃氣輪機的翼型。例如參見EP 0887 513 Bi，該 文獻中披露了一級渦輪葉片的翼面的安裝角(staggerangle)和脊線角(camber angle) 0 然而，在流量恆定的狀態下，強烈需求壓縮機設計能夠實現效率的提高。因此，提供能夠在 這些新研發出的渦輪機中改進機械完整性與空氣動力效率之間的均衡關係的翼面設計是 有利的。因此，對新型翼面設計的需求與該項研發部分地相關聯。

發明內容
根據本發明，提供一種具有獨特型面的經過改進的新型翼面，用以改進燃氣輪機 壓縮機性能。該目的是通過由安裝角和脊線角定義出的獨特翼型而得以實現的。另外，為 了減輕翼面的重量，同由申請人生產出的翼面相比，提供縮短的弦長。另一方面，翼面高度按1 1.2的比例係數進行縮減。按照這種方式，未經縮減的 和經過縮減的特徵使得翼面分別適於在標稱50赫茲和標稱60赫茲的條件下進行工作。通過閱讀下面的說明書並結合附圖，本發明的其它目的和優點將會變得更加明 顯。在附圖中示例性地示出了本發明的實施例。


下面，通過實例的方式並且結合附圖對本發明披露的實施例進行描述，在所述附 圖中圖1是沿著燃氣輪機的壓縮機部段的一部分的縱向軸線截取的剖面視圖；圖2是用以定義安裝角、脊線角和弦長等特徵尺寸的圖1所示葉片的翼面的頂視 圖；圖3是圖1所示葉片的側視圖，圖中示出了徑向翼面高度分度(height division)；圖4是示出了本發明的一個典型實施例中的弦長與翼面高度之間關係的曲線圖；圖5是示出了本發明的一個典型實施例中的安裝角與翼面高度之間關係的曲線 圖；和圖6是示出了本發明的一個典型實施例中的脊線角與翼面高度之間關係的曲線 圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明披露的優選實施例進行描述，在各附圖中使用相似的附圖 標記表示相似的元件。在下面的說明書中，出於進行解釋說明的目的，陳述了許多具體細節 從而提供對所披露內容的全面理解。然而，本申請的實踐不受上述這些具體細節的限制。下面參見圖1，圖1中示出了多級壓縮機1的一部分。壓縮機1的每一級包括多 個被裝配在轉子7上面的周向隔開的葉片(bl ade) 6和多個被裝配在定子9上面沿壓縮機 1的縱向軸線LA位於葉片6下遊的周向隔開的輪葉(vane)8。出於圖示說明的目的，圖1 中僅示出了第一級5。壓縮機1的不同級中的每一級具有形狀獨特的輪葉8和葉片6翼面 10。圖2是用以示例性地定義在整個說明書中翼面10所使用的術語安裝角γ、脊線角 Δ β和弦長⑶的圖1所示葉片的翼面10的頂視圖。如圖2中所示，安裝角γ被定義為前緣LE後緣TE連線與垂直於縱向軸線的線PA 之間的夾角。同樣如圖2所示，脊線角Δ β由下面進行定義，即-脊線CL，所述脊線是從前緣LE延伸至後緣TE的葉片型面的中線；-入口角βlm，所述入口角β lm是位於前緣LE處的垂直於縱向軸線的線PA與脊線 CL的切線之間的夾角；和-出口角β2ω，所述出口角β%是位於後緣TE處的垂直於縱向軸線的線PA與脊線 CL的切線之間的夾角。如圖2中所示，脊線角Δ β是由在前緣LE和後緣TE處的脊線CL 的切線交叉形成的外角並且等於入口角β1ω與出口角之差。弦長⑶被定義為在前緣LE和後緣TE處垂直於縱向軸線LA的切線之間的距離 (參見圖2)。如圖2中所示的安裝角Y、脊線角Δ β和弦長⑶可以沿翼面高度AH產生變化 (如圖3中所示)。為了對翼面10進行定義，可參考翼面高度AH的分度(參見圖3)。例 如，圖3列舉了從位於翼面10底端處的基準點A持續到位於翼面遠端的點I的任意分度。下面，通過實例的方式，結合自翼面10的底端測得的位於沿如圖3所示徑向方向 的各個翼面高度AH處的在圖2中所定義的尺寸特徵，對本發明的實施例進行描述。適於燃 氣輪機壓縮機在50赫茲的條件下進行工作的該實施例包括用於壓縮機1的第一級5葉片 6的翼面10，如圖1所示，所述翼面具有如表1所列且如圖4所示的弦長CD、如表1所列且 如圖5所示的安裝角γ和如表1所列且如圖6所示的脊線角Δ β，其中表1和圖4-6中的 數據保留三個小數位。在另一實施例中，弦長CD和翼面高度AH的公差值為士 10毫米並且 安裝角Y和脊線角Δ β的公差值為士 Γ。表 權利要求
1. 一種用於第一級(5)壓縮機(1)葉片(6)的翼面(10)，其特徵在於，沿著從位於翼 面(10)第一端處的基準點㈧延伸到翼面(10)的第二遠端⑴的翼面高度(AH)而位於 多個分度處的弦長(CD)、安裝角(Y)和脊線角(八日)，如下表中所示分度翼面高度 AH (毫米)安裝角γ (度)弦長CD (毫米)脊線角 Δβ (度)A0.00028.594216.30028.919B72.05935.305217.40024.761C139.66940.998218.80021.093D203.90045.857220.30017.883E265.35850.003222.00015.100F324.43053.520223.90012.714G381.39056.478225.80010.695H436.49058.932227.9009.014I489.88060.928230.0007.644其中表中的數據保留三個小數位。
2.根據權利要求1所述的翼面，其中弦長(CD)和翼面高度(AH)的公差值為士10毫米 並且安裝角(Y)和脊線角(Δ β)的公差值為士Γ。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的翼面，其中翼面高度(AH)按1 1. 2的比例系 數進行縮減。
全文摘要
本發明涉及用於一種經過改進的用於壓縮機葉片的第一級翼面，其特徵在於，獨特的弦長(CD)、安裝角(γ)和脊線角(Δβ)。安裝角(γ)和脊線角(Δβ)改進了空氣動力學性能，而弦長(CD)減輕了翼面的重量。
文檔編號F01D5/00GK102108880SQ20101010711
公開日2011年6月29日 申請日期2010年1月29日 優先權日2009年12月23日
發明者G·鄧克爾, L·F·普爾塔, M·米切爾, W·卡皮斯 申請人:阿爾斯託姆科技有限公司