[发明专利]一种涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构及其设计方法

权利要求书

1.一种涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构，其特征在于，包括：顶盖(2)以及叶顶围墙(1)，所述顶盖(2)设置在所述涡轮转子叶片的顶部，所述叶顶围墙(1)设置在所述顶盖(2)的四周，其中，

所述叶顶围墙(1)包括压力面叶顶围墙以及吸力面叶顶围墙，所述压力面叶顶围墙的壁厚L1大于所述吸力面叶顶围墙的壁厚L2；

所述顶盖(2)以及所述叶顶围墙(1)形成叶顶凹槽；

所述叶顶围墙(1)与所述顶盖(2)之间设置有变半径倒圆；

所述叶顶围墙(1)与所述顶盖(2)之间设置的变半径倒圆包括：

将前缘驻点o作为叶顶吸力面与压力面的分界点，吸力面按其叶顶弧长百分比5％、10％、70％、80％分别设置标记点a1、b1、b2、c1，压力面按其叶顶弧长百分比5％、10％、80％、90％分别设置标记点a2、d2、d1、c2；

设置标记点a1至标记点a2区域的倒圆半径R-a＝0.3×H，标记点b1至标记点b2区域的倒圆半径R-b＝0.8×H，标记点c1至标记点c2区域的倒圆半径R-c＝0.3×H，标记点d1至标记点d2区域的倒圆半径R-d＝0.8×H；

H为所述叶顶凹槽深度；

设置标记点a1至标记点b1、标记点b2至标记点c1、标记点c2至标记点d1、标记点d2至标记点a2四段区域为倒圆半径的过渡区域。

2.根据权利要求1所述的涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构，其特征在于，所述吸力面叶顶围墙的壁厚L2≥0.6mm。

3.根据权利要求2所述的涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构，其特征在于，所述压力面叶顶围墙的壁厚L1为所述吸力面叶顶围墙的壁厚L2的1.2倍，即L1＝1.2×L2。

4.根据权利要求3所述的涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构，其特征在于，所述压力面叶顶围墙与所述吸力面叶顶围墙之间设置有壁厚过渡区域。

5.根据权利要求1所述的涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构，其特征在于，所述叶顶凹槽深度H的范围为L1≤H≤2mm。

6.一种涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构设计方法，基于权利要求1至权利要求5任意一项所述的涡轮转子叶片凹槽形叶顶结构，其特征在于，包括：

对涡轮转子叶片的叶顶围墙(1)进行变壁厚设计，设置所述叶顶围墙(1)的压力面叶顶围墙壁厚L1大于吸力面叶顶围墙壁厚L2；

通过性能计算得出涡轮转子叶片的叶顶凹槽深度H的选取范围后，进一步选取所述叶顶凹槽深度H的取值区间；

将涡轮转子叶片的叶顶围墙(1)与顶盖(2)之间进行变半径倒圆设计。