一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮.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CN108612564A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201611134204.X(22)申请日2016.12.10(71)申请人天津文彬科技有限公司地址300000天津市武清区京滨工业园京滨睿城6号楼101室-34(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.F01D9/04(2006.01)F01D9/02(2006.01)F01D11/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图7页(54)发明名称一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮(57)摘要本发明的目的在于提供一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，包括机匣、轮毂、可调静叶片，可调静叶片沿轮毂周向均匀布置，每个可调静叶片的上端面均设置上旋转轴，可调静叶片的下端面均设置下旋转轴，每个可调静叶片的外侧均通过其上旋转轴与机匣相连，下旋转轴均设置在轮毂的静叶片槽里，上旋转轴上安装调节可调静叶片角度的调整杆，调整杆伸出至机匣外，可调静叶片里设置自引气-喷气结构，自引气-喷气结构为贯穿可调静叶片的喷气孔，每个喷气孔的引气口位于可调静叶片的前缘，每个喷气孔的喷气口位于可调静叶片的上端面。本发明既能减少间隙泄漏量，提高变几何涡轮效率，又能降低涡轮变几何时性能对间隙高度变化敏感度。CN108612564ACN108612564A权利要求书1/1页1.一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，其特征是：包括机匣、轮毂、可调静叶片，可调静叶片沿轮毂周向均匀布置，每个可调静叶片的上端面均设置上旋转轴，可调静叶片的下端面均设置下旋转轴，每个可调静叶片的外侧均通过其上旋转轴与机匣相连，轮毂上设置静叶片槽，下旋转轴均设置在静叶片槽里，上旋转轴上安装调节可调静叶片角度的调整杆，调整杆伸出至机匣外，可调静叶片里设置自引气-喷气结构，自引气-喷气结构为贯穿可调静叶片的喷气孔，每个喷气孔的引气口位于可调静叶片的前缘，每个喷气孔的喷气口位于可调静叶片的上端面。2.根据权利要求1所述的一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，其特征是：机匣与可调静叶片的上端面留有间隙，轮毂与可调静叶片下端面留有间隙，上旋转轴、可调静叶片、下旋转轴的轴线在一条直线上，上旋转轴轴径大于下旋转轴轴径。3.根据权利要求1或2所述的一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，其特征是：所述的喷气孔包括相互连通的引气段和喷气段，引气段的端部为引气口，喷气段的端部为喷气口；引气段和喷气段为平滑过渡的曲线。4.根据权利要求1或2所述的一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，其特征是：所述的喷气孔包括相互连通的引气段和喷气段，引气段的端部为引气口，喷气段的端部为喷气口；引气段和喷气段均为直线段，引气段水平布置，喷气段沿可调静叶片轴向布置。5.根据权利要求1或2所述的一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，其特征是：每个可调静叶片喷气孔的数量为2-6个，以上旋转轴为界，至少一个喷气孔的喷气口位于可调静叶片上端面的前端，至少一个喷气孔的喷气口位于可调静叶片上端面的后端；每个喷气孔的引气口孔径与喷气口孔径的比值区间为1～5；喷气口处与喷气口所在可调静叶片上端面所成的自引气-喷气结构的喷气角α为30°～90°。6.根据权利要求3所述的一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮，其特征是：每个可调静叶片喷气孔的数量为2-6个，以上旋转轴为界，至少一个喷气孔的喷气口位于可调静叶片上端面的前端，至少一个喷气孔的喷气口位于可调静叶片上端面的后端；每个喷气孔的引气口孔径与喷气口孔径的比值区间为1～5；喷气口处与喷气口所在可调静叶片上端面所成的自引气-喷气结构的喷气角α为30°～90°。2CN108612564A说明书1/3页一种可调静叶自引气与喷气结构的变几何涡轮技术领域[0001]本发明涉及的是一种燃气轮机的涡轮。背景技术[0002]燃气轮机经常会在非设计工况下工作，此时涡轮效率会大幅度降低。变几何涡轮技术可有效地改善燃气涡轮变工况效率，而调节涡轮静叶的安装角度则是一种行之有效的变几何方法。现有技术的可调静叶结构，为了保证涡轮静叶可以转动，静叶上下端壁要留有间隙，从而引起了静叶的泄漏损失，严重影响涡轮效率。此外，涡轮静叶转动时端区间隙高度会发生改变，尤其在大子午扩张变几何涡轮中间隙高度的变化速度更为明显，进一步影响了变几何涡轮的工作性能。为了减小叶顶间隙泄漏的不利影响，现代燃气轮机主要采用主动和被动间隙控制。被动间隙控制方法主要采用叶顶和机匣处理，比如凹槽叶顶、机匣端壁造型等，这种方法虽然可以改善涡轮设计点性能，但却无法对间隙高度变化进行有效反馈。主动间隙控制方法主要通过将压气机气流引出对机匣或者叶片表面进行加热或者冷却，使其相应膨胀或收缩，从而对