[发明专利]一种低反转鼓风损失倒车涡轮动叶叶型

说明书

本发明的目的在于提供一种低反转鼓风损失倒车涡轮动叶叶型，包括前缘、尾缘，前缘与尾缘的一侧为压力侧，前缘与尾缘的另一侧为吸力侧，前缘、压力侧、尾缘和吸力侧依次连接成一个封闭的叶片型线，该叶片型线构成的叶片与相邻叶片组成倒车涡轮叶珊通道，高温高压燃气在叶栅通道内推动叶片旋转，并对外输出功率。本发明既可满足倒车涡轮正常工作对功率、效率等核心指标要求需求，又可最大程度减小倒车涡轮动叶反转运行时的鼓风损失。

技术领域

本发明涉及的是一种叶片，具体地说是涡轮动叶。

背景技术

燃气轮机从诞生之日起，便因功率密度大、反应迅速等特点，受到各国青睐，燃气轮机已成为大中型水面船舶的主动力。

目前船用燃气轮机的倒车功能主要是通过变距桨实现，可倒车涡轮的出现为燃气轮机倒车提供了新的途径，即燃气轮机同时具有正、反转的能力，正倒车功率均由燃气轮机直接提供。

燃气轮机倒车功能是通过具有正反转能力的可倒车涡轮实现，这种涡轮动叶由双层叶片组成，通常情况下，其内层叶片为正车涡轮叶片，外层叶片为倒车涡轮叶片，两层叶片连成一体，通过涡轮盘与轴相连输出功率。当燃气气流全部流经内层叶片时，正车涡轮叶片工作，此时倒车涡轮叶片反转；当燃气气流全部流经外层叶片时，倒车涡轮叶片工作，此时正车涡轮叶片反转。

传统涡轮叶片叶型重点从如何减小叶型损失、提高涡轮性能角度出发开展叶片造型设计，以满足涡轮效率等性能指标要求，而对倒车涡轮动叶叶片造型设计方法关注不足，科研人员迫切希望有一种能够满足船用倒车涡轮特殊工作要求的先进叶型，以避免因过渡追求正常工作状态下性能，而忽略长时间处于反转状态引起鼓风损失偏大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能解决船用可倒车燃气轮机倒车涡轮叶片设计时忽略其长时间处于反转状态，而引起鼓风损失偏大等问题的一种低反转鼓风损失倒车涡轮动叶叶型。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种低反转鼓风损失倒车涡轮动叶叶型，其特征是：包括前缘、尾缘，前缘与尾缘的一侧为压力侧，前缘与尾缘的另一侧为吸力侧，前缘、压力侧、尾缘和吸力侧依次连接成一个封闭的叶片型线，该叶片型线构成的叶片与相邻叶片组成倒车涡轮叶珊通道，高温高压燃气在叶栅通道内推动叶片旋转，并对外输出功率。

本发明还可以包括：

1、压力侧和吸力侧的型线采用贝塞尔曲线构造而成。

2、所述叶片为直叶片，叶片根截面叶型和顶截面叶型相同，叶片通过一个截面的型线拉伸得到。

3、当倒车涡轮正向旋转时，高温高压的燃气在倒车涡轮级导叶内部经过膨胀加速后，冲入倒车涡轮叶珊通道内，推动动叶旋转，并对外输出功率；当正车涡轮工作时，倒车涡轮逆向旋转，倒车涡轮进入压气机工作模式，即气流逆向流动，从原先的出口流向进口侧，空气被压缩，正车涡轮排气被吸入倒车涡轮叶珊通道内，倒车涡轮处于反转耗功状态，不仅不发出功率，且消耗功率。

本发明的优势在于：

1、在满足倒车涡轮性能指标要求的基础上，最大程度的降低了倒车涡轮反转鼓风损失。相比传统叶型仅考虑倒车涡轮工作状态下气动性能，本发明的倒车涡轮动叶叶型，可降低倒车涡轮长期处于反转状态时鼓风损失20％以上，提高可倒车涡轮正常运行(正车涡轮正车状态工作，倒车涡轮反转)时的效率，有利于降低可倒车涡轮的能耗，提高船舶的续航力。

2、本发明给出的低反转鼓风损失倒车涡轮动叶叶型，针对倒车涡轮反转状态下鼓风损失，结合已有工程经验，有重点地对动叶叶型参数进行了优化调整，可以实现船用可倒车燃气轮机倒车涡轮鼓风损失有效控制，有利于船用可倒车燃气轮机正车工作时机组性能改善。

3、本发明给出的低反转鼓风损失倒车涡轮动叶叶型，倒车涡轮动叶弦长较短，倒车涡轮动叶质量较轻，有利于改善动叶受力状态，提高可倒车涡轮动叶寿命。