[发明专利]半开式向心涡轮及燃气轮机有效
申请号: | 202110446435.9 | 申请日: | 2021-04-25 |
公开(公告)号: | CN113062774B | 公开(公告)日: | 2022-06-21 |
发明(设计)人: | 宋友富;曾飞;潘尚能 | 申请(专利权)人: | 中国航发湖南动力机械研究所 |
主分类号: | F01D1/22 | 分类号: | F01D1/22;F01D5/04 |
代理公司: | 长沙智嵘专利代理事务所(普通合伙) 43211 | 代理人: | 黄武 |
地址: | 412002 湖南省株*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半开 向心 涡轮 燃气轮机 | ||
1.一种半开式向心涡轮,包括轮毂(11)、轮盘(12)以及叶片(13),所述轮盘(12)设于所述轮毂(11)的一端,所述叶片(13)设于所述轮毂(11)和所述轮盘(12)之间,相邻的两个所述叶片(13)之间形成涡轮气流通道(14),其特征在于,
所述轮盘(12)包括沿所述轮毂(11)的径向设于所述轮毂(11)上的轮背(121),所述轮背(121)沿其中轴线对称地设置,多个所述轮背(121)沿所述轮毂(11)的周向间隔排布,所述轮背(121)与所述叶片(13)一一对应布设,
所述轮背(121)包括沿所述轮盘(12)的径向依次排布并连接的截面渐扩段(121a)、等截面段(121b)以及截面渐缩段(121c),所述截面渐缩段(121c)设于所述等截面段(121b)远离所述轮毂(11)的一侧,
通过所述等截面段(121b)阻挡压差力主导的泄漏流,通过所述截面渐缩段(121c)减少粘性力主导的刮削流的刮削面积,进而减少了轮背(121)的泄漏损失。
2.根据权利要求1所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
所述截面渐扩段(121a)的径向尺寸与所述轮背(121)的径向尺寸的比为0.4:1至0.5:1,所述截面渐缩段(121c)的径向尺寸与所述轮背(121)的径向尺寸的比为0.05:1至0.2:1,所述截面渐扩段(121a)的末端与所述截面渐缩段(121c)的起始端之间的区域为所述等截面段(121b)。
3.根据权利要求2所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
所述轮背(121)的起始端至所述轮背(121)的径向尺寸的1/2的位置处之间的区域为所述截面渐扩段(121a),
所述轮背(121)的径向尺寸的9/10的位置处至所述轮背(121)的末端之间的区域为所述截面渐缩段(121c)。
4.根据权利要求1所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
所述截面渐扩段(121a)的宽度自所述截面渐扩段(121a)的起始端至所述截面渐扩段(121a)的末端呈直线型外扩,
或者所述截面渐扩段(121a)的宽度自所述截面渐扩段(121a)的起始端至所述截面渐扩段(121a)的末端呈曲线型外扩。
5.根据权利要求4所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
所述截面渐扩段(121a)的渐扩外边缘和与其对应位置的轮毂(11)的切线的夹角为α。
6.根据权利要求5所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
α的值为70度至85度。
7.根据权利要求1所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
所述截面渐缩段(121c)包括对称布设的两个渐缩外边缘和设于两个渐缩外边缘之间的用于连接两个渐缩外边缘的末端外边缘,
所述截面渐缩段(121c)的宽度自所述截面渐缩段(121c)的起始端至所述截面渐缩段(121c)的末端呈直线型内缩,
或者所述截面渐缩段(121c)的宽度自所述截面渐缩段(121c)的起始端至所述截面渐缩段(121c)的末端呈曲线型内缩。
8.根据权利要求7所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
末端外边缘为平直延伸段,
所述截面渐缩段(121c)的渐缩外边缘与末端外边缘之间的夹角为β。
9.根据权利要求8所述的半开式向心涡轮,其特征在于,
β的值为15度至25度。
10.一种燃气轮机,其特征在于,
包括如上述权利要求1至9中任一项所述的半开式向心涡轮。
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