[发明专利]涡轮转子、膨胀机和空气循环机

权利要求书

1.一种涡轮转子，其特征在于，包括轮盘(1)和沿所述轮盘(1)周向设置的叶片，所述叶片前缘的气流攻角为0°，其中所述涡轮转子的进口气流角α为气流方向FD与所述涡轮转子的轴向的夹角，所述涡轮转子的前缘叶片角β为所述叶片的翼型中弧线前缘切线与所述涡轮转子的轴向的夹角，气流攻角i＝α-β。

2.根据权利要求1所述的涡轮转子，其特征在于，通过子午面流线绕涡轮转子的中心轴线O轴旋转，与叶片相交形成叶片交割线JL，将交割线JL沿子午方向坐标m以及周向坐标θ平直展开得到叶片的翼型，以子午方向坐标m为x轴，以周向坐标θ为y轴，以翼型的前缘两端点的连线与翼型的中弧线的交点为圆心，建立所述叶片的翼型坐标系。

3.根据权利要求2所述的涡轮转子，其特征在于，所述叶片包括第一叶片(2)和第二叶片(3)，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)的叶高相同，所述第一叶片(2)的轴向长度大于所述第二叶片(3)的轴向长度，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)沿所述轮盘(1)的周向交替排布。

4.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)的前缘对齐。

5.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，所述第一叶片(2)和所述第二叶片(3)在同一坯料上一体加工而成。

6.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，在所述叶片的翼型坐标系内，所述翼型的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为波尔茨曼函数，所述第一叶片(2)与所述轮盘(1)的相交面为HU1，所述第一叶片(2)的叶顶曲面为SH1，所述第二叶片(3)与所述轮盘(1)的相交面为HU2，所述第二叶片(3)的叶顶曲面为SH2，其中，

HU1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝1.08076－1.08736/(1+e^{(m-2.99171)/0.42001})

SH1的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝4.11889－4.12590/(1+e^{(m-1.29564)/0.18631})

HU2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.43835－0.09317/(1+e^{(m-1.76698)/0.15371})

SH2的中弧线在子午方向与周向坐标系中的分布函数为：

θ＝0.88796－0.54092/(1+e^{(m-0.89473)/0.13378})。

7.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，在所述叶片的翼型坐标系内，所述第一叶片(2)的翼型厚度满足：

t＝2×[0.67564+0.01378(m/C_m)－2.18765×10^-4(m/C_m)²+6.78833×10^-7(m/C_m)³]

所述第二叶片(3)的翼型厚度满足：

t＝2×[0.68432－0.00101(m/C_m)－2.71351×10^-4(m/C_m)²－2.75724×10^-7(m/C_m)³]

其中Cm为叶片弦长在子午方向的分量。

8.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，在所述叶片的翼型坐标系内，所述第一叶片(2)的最大厚度TH为1.6～2.0mm，且最大厚度位置TP位于40％～50％弦长位置，所述第一叶片(2)的前缘厚度t_LE为0.6～0.7mm，尾缘厚度t_TE为0.55～0.65mm。