用于涡轮机的叶片结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110953021A(43)申请公布日2020.04.03(21)申请号201910820806.8(22)申请日2019.08.30(30)优先权数据16/143,7532018.09.27US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人布莱恩·罗伯特·哈勒(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人危凯权金飞(51)Int.Cl.F01D5/14(2006.01)F01D9/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称用于涡轮机的叶片结构(57)摘要本发明题为“用于涡轮机的叶片结构”。本发明提供了一种叶片，所述叶片具有：翼型件，所述翼型件包括：在第一径向端部处的根部区域；在与所述第一径向端部相对的第二径向端部处的尖端区域；以及所述根部区域与所述尖端区域之间的中跨区域；和至少一个端壁，所述至少一个端壁沿着所述吸力侧、所述压力侧、所述后缘和所述前缘与所述翼型件的所述根部区域或所述尖端区域连接，其中所述中跨区域包括相对于所述根部区域的轴向宽度和所述尖端区域的轴向宽度减小的轴向宽度，以及在所述中跨区域处的相对于所述根部区域和所述尖端区域减小的开口-间距比。CN110953021ACN110953021A权利要求书1/2页1.一种适于放置在涡轮机的流动路径内的叶片结构(200)，所述叶片结构(200)包括：翼型件(202)，所述翼型件包括：吸力侧(204)；与所述吸力侧(204)相对的压力侧(206)；在所述压力侧(206)与所述吸力侧(204)之间的前缘(208)；与所述前缘(208)相对的并且在所述压力侧(206)与所述吸力侧(204)之间的后缘(210)；在第一径向端部处的根部区域(R)；在与所述第一径向端部相对的第二径向端部处的尖端区域(T)；以及所述根部区域(R)与所述尖端区域(T)之间的中跨区域(M)；和至少一个端壁(212)，所述至少一个端壁沿着所述吸力侧(204)、所述压力侧(206)、所述后缘(210)和所述前缘(208)与所述翼型件(202)的所述根部区域(R)或所述尖端区域(T)连接，其中所述中跨区域(M)包括相对于所述根部区域的轴向宽度和所述尖端区域的轴向宽度减小的轴向宽度，并且所述翼型件(202)在所述中跨区域(202)处的叶片开口-间距比大于所述翼型件(202)在所述根部区域(R)和所述尖端区域(T)处的叶片开口-间距比，以便与所述根部区域(R)和所述尖端区域(T)相比使所述流动路径内的流体流朝向所述翼型件(202)的所述中跨区域(M)集中，并且其中所述中跨区域(M)在所述根部区域和所述尖端区域之间创建轴向宽度差异相对于所述根部区域(R)和所述尖端区域(T)减小了跨所述中跨区域(M)的流体流动剖面损失。2.根据权利要求1所述的叶片结构(200)，其中所述翼型件(202)在所述中跨区域(M)处的叶片开口-间距比至少为约0.32，并且其中所述根部区域(R)和所述尖端区域(T)处的叶片开口-间距比最多为约0.24。3.根据权利要求1所述的叶片结构(200)，其中所述中跨区域(M)中的轴向宽度介于所述翼型件(202)在所述根部区域(R)或所述尖端区域(T)处的轴向宽度的约百分之七十与约百分之九十五之间。4.根据权利要求1所述的叶片结构(200)，其中所述翼型件(202)的叶片开口与所述翼型件(202)的所述后缘(210)之间的所述吸力侧(204)表面的后表面偏转(BSD)在所述翼型件(202)的所述根部区域或所述尖端区域处介于约33°与约37°之间，并且在所述翼型件(202)的所述中跨区域(M)处介于约31°与约33°之间。5.根据权利要求4所述的叶片结构(200)，其中在所述后缘(210)的混合点处的所述吸力侧(204)表面与所述吸力侧(204)表面的切线之间的角度介于约0.8°与约5°之间。6.根据权利要求1所述的叶片结构(200)，其中所述翼型件(202)的所述前缘(208)包括在所述根部区域(R)与所述尖端区域(T)之间的弧形剖面，并且其中所述弧形剖面的顶点位于所述翼型件(202)的所述中跨区域(202)内。7.根据权利要求1所述的叶片结构(200)，还包括将所述至少一个端壁(212)的表面连接到所述翼型件(202)的表面的圆角(214)，其中所述圆角(214)的半径等于所述根部或尖端处的所述叶片开口乘以0.233。8.根据权利要求1所述的叶片结构(200)，其中所述翼型件(202)在所述中跨区域(M)处的叶片开口-间距比与在所述根部区域(R)或所述尖端区域(T)处的叶片开口-间距比之间的差异使所述流动路径内的大部分流体流体积朝向所述翼型件(202)的所述中跨区域(M)集中