[发明专利]一种带有改进围带结构的透平叶轮

说明书

本发明属于涡轮技术领域，尤其是一种带有改进围带结构的透平叶轮。本发明包括轮盘、若干叶片和环形的围带，若干叶片沿轮盘圆周方向铣制分布，且相邻叶片之间构成气流通道；围带覆设在若干叶片的进口端上。本发明围带采用整体环状且部分覆设在叶片上，不仅使得气流流出时能量损耗较少，透平叶轮的效率较高，且整体铣制加工成型的叶轮为一个整体无缝零件，无外接连接紧固件，较于传统的采用较多配件连接的透平，大大减少气流流出损耗，降低加工及装配风险，进一步提高了透平叶轮的效率和设备的可靠性。

技术领域

本发明属于涡轮领域，尤其涉及一种带有改进围带结构的透平叶轮。

背景技术

透平是将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的机器，又称涡轮。按所用的流体介质不同透平可分为水轮机、汽轮机、燃气透平和空气透平等。其工作原理是流体将所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能，流过转子时冲击叶片，推动转子转动，从而驱动透平轴旋转。透平轴直接或经传动机构带动其他机械，输出机械功。透平是现代水电站、火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船及喷气式飞机的动力装置中。

叶轮是透平的核心部件，承担着对外做功的重要作用，叶轮性能的好坏，使用周期的长短，直接关系到透平的使用与维护。现有结构上，蒸汽透平顶部的围带均为分段式结构，且将叶轮叶片全部覆盖，再利用铆销与每只叶片连接并固定；每只叶片都是单独加工制造并通过榫槽嵌入轮盘中，再用销钉固定；而透平叶片数量多，几十甚至上百只，使得这种传统结构存在：

1)由于现有的叶轮的围带宽度与叶片沿叶轮的轴向长度相同，将叶轮叶片全部覆盖，使得气流流出叶轮时的轨迹只能为直线，而透平装置内气流的流出叶轮后的路径均为非直线型，因此易造成气流的能量损耗；

2)围带采用分段式结构与叶片铆接，这样使得叶片与围带之间必然会存在一定的间隙，该间隙会增加二次流量损失，降低叶轮的做功性能，从而降低叶轮效率；

2)该种结构复杂，加工量大，造价高，装配零件多，配合要求高，运行风险相对较高，失效点多且分散，可靠性及可维修性相对较差。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本发明提供一种带有改进围带结构的透平叶轮。本发明具有提高透平叶轮的效率的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有改进围带结构的透平叶轮，包括轮盘、若干叶片和环形的围带，若干叶片沿轮盘圆周方向铣制分布，且相邻叶片之间构成气流通道；围带覆设在若干叶片的进口端上。

优选的，围带的顶端与叶片的顶端位于同一圆弧面。

优选的，轮盘、若干叶片和围带采用钛合金一体化整体铣制而成。

优选的，围带沿气体流动方向的宽度L为叶片沿叶轮的轴向长度的50％-80％。

优选的，围带沿气体流动方向的宽度L为叶片沿叶轮的轴向长度的60％。

优选的，围带出口的内外缘分别设有倒角a和倒角b。

优选的，倒角a和倒角b的半径均为2mm。

优选的，若干叶片的横截面均呈月牙状。

本发明的优点在于：

(1)本发明围带采用整体环状且部分覆设在叶片上，不仅使得气流流出时能量损耗较少，透平叶轮的效率较高，且整体铣制加工成型的叶轮为一个整体无缝零件，无外接连接紧固件，较于传统的采用较多配件连接的透平，大大减少气流流出损耗，降低加工及装配风险，进一步提高了透平叶轮的效率和设备的可靠性。