Лопатка статора турбомашины, содержащая выпуклый участок

Лопатка (10) статора компрессора турбомашины, имеющая главное радиальное направление R относительно главной оси турбомашины. Лопатка содержит радиально внутреннюю часть (12), называемую ножкой лопатки, радиально внешнюю часть (14), называемую головкой лопатки, и радиально среднюю часть (16). Лопатка (10) содержит часть (34), выгнутую в тангенциальном направлении, и, по меньшей мере, одну прямолинейную часть в области ножки (12) лопатки и/или в области головки (14) лопатки. Амплитуда А выпуклой части (34) в тангенциальном направлении составляет от 1% до 5% радиальной длины L лопатки (10). Упомянутая прямолинейная часть наклонена под углом, который больше нуля и меньше или равен 30°, относительно радиального главного направления R лопатки (10). Такой тангенциально выпуклый участок изменяет вибрационную ответную реакцию лопатки на вибрационные напряжения и отводит так называемые рисковые частоты за пределы рабочего диапазона лопатки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к лопатке турбомашины, которая выполнена так, чтобы ограничить совпадения частот колебаний лопатки относительно частот напряжения лопатки в процессе эксплуатации турбомашины, что может привести к риску повреждения лопатки или ее поломки.

В процессе эксплуатации турбомашины движение газа вдоль лопаток статора вызывает вибрацию лопаток.

Каждая лопатка обладает одной или множеством частот собственных колебаний, при которых амплитуда колебания может быть очень большой и привести к повреждению или поломке лопатки.

В документе US 3.745.629 приводится описание лопатки турбомашины, которая изогнута в соответствии с профилем, аналогичным профилю лопатки, вибрирующей согласно одной из ее частот собственных колебаний.

Данная изогнутость позволяет ограничить вибрации лопатки в диапазоне частот, соответствующем условиям эксплуатации турбомашины, и ограничить, таким образом, риски поломки лопатки.

Однако такая изогнутость также снижает эффективность и аэродинамическое качество лопатки.

Изобретение имеет целью предложить лопатку турбомашины, которая осуществлена таким образом, чтобы частота или частоты собственных колебаний лопатки отличались от частот напряжения лопатки в процессе эксплуатации турбомашины.

В изобретении предлагается лопатка компрессора турбомашины с радиальным основным направлением относительно главной оси турбомашины, причем лопатка имеет радиально внутреннюю часть хвостовика, радиально внешнюю часть головки и радиально среднюю часть,

отличающаяся тем, что лопатка содержит часть, тангенциально выпуклую в одном направлении, и, по меньшей мере, одну прямолинейную часть на уровне части хвостовика и/или на уровне части головки.

Такой тангенциально выпуклый участок изменяет вибрационную ответную реакцию лопатки на вибрационные напряжения и отводит так называемые рисковые частоты за пределы рабочего диапазона лопатки.

Предпочтительно, радиальная длина Ll выпуклой части составляет от 30% до 60% радиальной длины L лопатки.

Предпочтительно, тангенциальная амплитуда A выпуклой части составляет от 1% до 5% радиальной длины L лопатки.

Предпочтительно, упомянутая прямолинейная часть наклонена под углом, который меньше или равен 30°, относительно радиального основного направления лопатки.

Предпочтительно, выпуклая часть радиально расположена на уровне части хвостовика.

Предпочтительно, выпуклая часть радиально расположена на уровне части головки.

Предпочтительно, выпуклая часть радиально расположена на уровне средней части.

Предпочтительно, выпуклая часть тангенциально выгнута в направлении корытца лопатки.

В изобретении также предлагается статор компрессора турбомашины, содержащий радиально установленные лопатки, размещенные вокруг главной оси турбомашины, отличающийся тем, что каждая лопатка выполнена так, как заявлено.

В изобретении также предлагается турбомашина, содержащая статор, который содержит определенные ранее лопатки.

Краткое описание прилагаемых чертежей

Другие отличительные особенности и преимущества изобретения будут понятны при изучении нижеследующего подробного описания, для понимания которого приведены ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг.1 представляет собой схематический вид в перспективе лопатки, содержащей выпуклый участок согласно изобретению;

- фиг.2 изображает закон тангенциального наложения друг на друга центра тяжести сечений лопатки согласно изобретению.

В нижеследующем описании идентичные или похожие элементы будут обозначены одинаковыми цифровыми позициями.

Для описания изобретения, не неограничительным образом, принято, что радиальное, тангенциальное и осевое направления указано на фиг.1 по стрелкам R, T, A, среди которых радиальное направление является главным направлением лопатки, а тангенциальное направление представляет собой направление, перпендикулярное главной осевой плоскости лопатки.

На фиг.1 изображена лопатка 10, являющаяся составной частью статора (не показан) компрессора турбомашины.

Компрессор содержит множество лопаток 10, которые равномерно рассредоточены вокруг главной оси турбомашины для образования совокупности кольцевой формы, называемой решеткой спрямляющего аппарата, через который проходит поток газов, в данном случае воздуха.

Лопатка 10 в целом радиально вытянута в направлении R относительно главной оси турбомашины.

Лопатка 10 содержит радиально внутреннюю часть 12, называемую хвостовиком лопатки, на уровне которой лопатка 10 прикреплена к внутреннему кожуху компрессора (не показан).

Лопатка 10 содержит радиально внешнюю часть 14, называемую головкой лопатки, на уровне которой лопатка 10 прикреплена к внешнему кожуху компрессора (не показан).

Лопатка 10 содержит среднюю часть, соединяющую хвостовик 12 с головкой 14 лопатки 10.

Внутренний кожух и внешний кожух компрессора ограничивают кольцевой канал, называемый трубкой тока, в котором воздушный поток циркулирует и взаимодействует с лопаткой 10.

Лопатка 10 также содержит входную кромку 18, которая в осевом направлении расположена спереди, если следовать в направлении движения газов относительно лопатки 10, и выходную кромку 20, которая в осевом направлении расположена сзади, если следовать в направлении движения газов относительно лопатки 10.

Лопатка 10, кроме того, изогнута и содержит сторону 22, называемую корытцем, которая расположена со стороны, противоположной выгибу, и сторону 24, называемую спинкой 15, которая расположена со стороны выгиба.

На фиг.2 представлена кривая 26, изображающая закон тангенциального наложения друг на друга центра тяжести сечений лопатки 10.

Данный закон тангенциального наложения друг на друга соответствует положению центра тяжести каждого сечения лопатки в плоскости, перпендикулярной радиальному основному направлению лопатки относительно радиальной главной оси лопатки 10.

Данная кривая 26 содержит участок хвостовика 28, соответствующий хвостовику 12 лопатки 10, участок головки 30, соответствующий головке 14 лопатки 10, и средний участок 32, соответствующий средней части 16 лопатки 10.

Согласно изобретению, лопатка 10 осуществлена таким образом, что она содержит часть 34, которая является тангенциально выпуклой, и, по меньшей мере, одну прямолинейную часть.

Таким образом, как это можно более детально увидеть на фиг.2, кривая 26 содержит тангенциально выгнутый участок 36, соответствующий выпуклой части 34. Кривая 26 также содержит, по меньшей мере, один прямолинейный участок, соответствующий прямолинейной части лопатки 10.

Согласно изобретению, прямолинейная часть лопатки 10 находится на уровне хвостовика 12 и/или на уровне головки 14 лопатки 10 в зависимости от положения выпуклой части 34.

Таким образом, прямолинейный участок кривой 26 находится на уровне участка хвостовика 28 и/или на уровне участка головки 30 в зависимости от радиального положения выпуклого участка 36.

Согласно первому объекту изобретения, выпуклая часть 34 расположена в радиальном направлении на уровне хвостовика 12 лопатки 10. Прямолинейная часть, таким образом, находится на уровне головки 14 лопатки 10. Как следствие, выгнутый участок 36 расположен в радиальном направлении на уровне участка хвостовика 28, а участок головки 30 кривой 26 является прямолинейным.

Согласно второму объекту изобретения, выпуклая часть 34 расположена в радиальном направлении на уровне головки 14 лопатки 10. Прямолинейная часть, таким образом, находится на уровне хвостовика 12 лопатки 10. Выгнутый участок 36 кривой 26, как следствие, расположен в радиальном направлении на уровне участка головки 30, а участок хвостовика 28 кривой 26 является прямолинейным.

Согласно третьему объекту изобретения, выпуклая часть 34 расположена в радиальном направлении на уровне средней части 16 лопатки 10. И хвостовик 12, и головка 14 лопатки 10 образуют прямолинейную часть лопатки 10.

Следовательно, выгнутый участок 36 расположен в радиальном направлении на уровне среднего участка 32, а участок хвостовика 28 и участок головки 30 кривой 26 оба являются прямолинейными.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту практического осуществления, лопатка 10 выгнута таким образом, что выпуклая часть 34 тангенциально выгнута в направлении корытца 22, как это изображено на фиг.1.

Согласно варианту практического осуществления, который не показан, выпуклая часть 34 выгнута в направлении спинки 24.

Размеры выгнутого участка 36 определены относительно радиальной длины L лопатки 10.

Таким образом, радиальный размер L1 выгнутого участка 36 составляет от 30% до 60% радиального размера L лопатки 10.

Также тангенциальный размер A выгнутого участка 36 составляет от 1% до 5% радиального размера L лопатки 10.

Как отмечалось ранее, в зависимости от радиального положения выпуклого участка прямолинейным является участок хвостовика 28 и/или участок головки 30.

В этом случае каждый участок головки 28 и/или хвостовика 30, который является прямолинейным, наклонен относительно радиального основного направления лопатки на угол, величина которого меньше или равна 30°.

1. Лопатка (10) компрессора турбомашины, имеющая главное радиальное направление R относительно главной оси турбомашины, содержащая радиально внутреннюю часть (12), называемую ножкой лопатки, радиально внешнюю часть (14), называемую головкой лопатки, и радиально среднюю часть (16), причем лопатка (10) содержит часть (34), выгнутую в тангенциальном направлении, и, по меньшей мере, одну прямолинейную часть в области ножки (12) лопатки и/или в области головки (14) лопатки, причем амплитуда А выпуклой части (34) в тангенциальном направлении составляет от 1% до 5% радиальной длины L лопатки (10), отличающаяся тем, что упомянутая прямолинейная часть наклонена под углом, который больше нуля и меньше или равен 30°, относительно радиального главного направления R лопатки (10).

2. Лопатка (10) по п. 1, отличающаяся тем, что радиальная длина L1 выпуклой части (34) составляет от 30% до 60% радиальной длины L лопатки (10).

3. Лопатка (10) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выпуклая часть (34) радиально расположена в области ножки (12) лопатки.

4. Лопатка (10) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выпуклая часть (34) расположена радиально в области головки (14) лопатки.

5. Лопатка (10) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выпуклая часть (34) расположена радиально в области средней части (16) лопатки.

6. Лопатка (10) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выпуклая часть (34) выгнута в тангенциальном направлении Т, в направлении корыта лопатки (10).

7. Статор компрессора турбомашины, содержащий радиально установленные лопатки (10), размещенные вокруг главной оси турбомашины, отличающийся тем, что каждая лопатка (10) выполнена по любому из п. 1-6.

8. Турбомашина, содержащая статор, который содержит лопатки (10) по любому из п. 1-6.



 

Похожие патенты:

Лопатка (4) вентилятора для авиационного турбореактивного двигателя, содержащая перо (6), аксиально проходящее между передней кромкой (18) и задней кромкой (20), и содержащая множество сечений пера (S), уложенных радиально между сечением ножки (Spied) и сечением вершины ().

Изобретение относится к вентилятору для создания воздушного потока, содержащему корпус, содержащий впускной воздуховод, и сопло, соединенное с корпусом. Сопло содержит внутренний проход для приема воздушного потока из корпуса и воздуховыпускное отверстие, через которое воздушный поток испускается из вентилятора.

Турбонагнетатель содержит корпус, проточный канал внутри корпуса, рабочее колесо компрессора, содержащее основную лопасть и выполненное с возможностью вращения для сжатия всасываемого воздуха, а также кольцевой элемент срыва потока на корпусе.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сборке валопроводов газоперекачивающих агрегатов, в которых роторы соединены парами фланцев.

Изобретение относится к машиностроению. В вентиляторе, установленном на раме, на которой в опорах установлен вал, на одном из концов которого расположено рабочее колесо вентилятора, жестко закрепленное на валу, причем вал получает вращение через клиноременную передачу от электродвигателя, расположенного на раме, к раме жестко прикреплен каркас из уголков для крепления к нему через упругие прокладки корпуса вентилятора с входным и выходным патрубками, а корпуса опор вала установлены на раме через упругие прокладки, а подшипники вала установлены в корпусах опор посредством упругих втулок, причем в качестве упругих виброизолирующих прокладок могут использоваться прокладки, изготовленные из ковриков типа КВ-1 или КВ-2 или другого виброизолирующего материала, а в качестве упругих втулок могут использоваться втулки из полиуретана или других виброизолирующих эластомеров.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при балансировке сборных роторов в ходе изготовления центробежных компрессоров. Способ заключается в том, что определяют начальные дисбалансы и максимальное радиальное биение поверхности вала, уравновешивают и балансируют сборный ротор, обеспечивая направление остаточных дисбалансов участков вала и насадных элементов сборного ротора в сторону, противоположную максимальному радиальному биению поверхности вала.

Изобретение относится к машиностроению. В малошумном вентиляторе, выполненном в виде рамы, на которой в опорах установлен вал, на одном из концов которого расположено рабочее колесо вентилятора, жестко закрепленное на валу, причем вал получает вращение через клиноременную передачу от электродвигателя, расположенного на раме, к раме жестко прикреплен каркас из уголков для крепления к нему через упругие прокладки корпуса вентилятора с входным и выходным патрубками, а корпуса опор вала установлены на раме через упругие прокладки, а подшипники вала установлены в корпусах опор посредством упругих втулок, причем в качестве упругих виброизолирующих прокладок могут использоваться прокладки, изготовленные из ковриков типа КВ-1 или КВ-2 или другого виброизолирующего материала, а в качестве упругих втулок могут использоваться втулки из полиуретана или других виброизолирующих эластомеров.

Турбомашина содержит статор, имеющий кожух, ротор, а также щеточное и лабиринтное уплотнения. Ротор включает рабочее колесо, расположенное внутри кожуха, а щеточное уплотнение расположено между рабочим колесом и кожухом.

Изобретение относится к кожуху (10) для блиска (20) турбомашины (1), содержащему внутреннее покрытие (11), изготовленное из истираемого материала, и множество периферийных щелей (12), расположенных в указанном покрытии (11) из истираемого материала, причем кожух дополнительно содержит периферийную полость (13), образованную в покрытии (11) из истираемого материала, полость, в которую ведут щели (12), при этом щели (12) ведут в полость (13) и проходят между полостью (13) и внутренней поверхностью (15) кожуха (10).

Изобретение относится к области насосостроения. Шнекоцентробежный насос состоит из корпуса (1) с подводом (2) и отводом (3), крышки (4), перегородки (5), вала (6) крыльчатки (7) и шнека (8).

Уплотнение для герметизации зазора между лопаткой и накладкой спрямляющей лопатки направляющего аппарата состоит из соединительного участка для соединения с накладкой, гибкого участка гребня и гибкого участка буртика.

Уплотнение для герметизации зазора между лопаткой и накладкой спрямляющей лопатки направляющего аппарата состоит из соединительного участка для соединения с накладкой, гибкого участка гребня и гибкого участка буртика.

Изобретение относится к двигателестроению, к области разработки газотурбинных двигателей, в частности к способам их доводки до окончательного конструктивного облика.

Ступень турбины турбомашины содержит неподвижный сопловой направляющий аппарат и колесо турбины. Сопловой направляющий аппарат подвешен на картере и на выходе аксиально удерживается опиранием на разрезное кольцо, установленное в кольцевой выточке рельса картера.

Изобретение касается способа и инструмента для сборки ступени выпрямления (1), включающего соосные внутреннюю обечайку (6) и наружную обечайку, соединенные радиальными лопатками (8), при этом способ состоит из этапа поддержания пластин (19) с упором на наружную поверхность внутренней обечайки (6), так чтобы пластины (19) покрывали герметично и, по меньшей мере, частично зазоры (15), образованные между отверстиями (10) внутренней обечайки (6) и лопатками (8), и этапа нанесения заливочной смолы (11) на внутреннюю поверхность (12) внутренней обечайки (6), так чтобы смола заполнила зазоры (15), а радиально внутренние концы лопаток (8) были утоплены в смоле (11).

Изобретение относится к энергетике. Выпрямитель газотурбинного двигателя, содержащий множество лопаток, расположенных вокруг кольца с центром на оси газотурбинного двигателя, при этом каждая лопатка имеет переднюю кромку и проходит между концом ножки и концом головки.

Компонент газотурбинного двигателя содержит внутренний бандаж, наружный бандаж и направляющие лопатки, выполненные из композиционного материала, имеющего переплетенное волоконное армирование, уплотненное матрицей.

Направляющий лопаточный венец, предназначенный для последней ступени паровой турбины и содержащий направляющие лопаточные узлы, которые ограничивают кольцевую камеру и каждый из которых содержит удлиненную лопаточную часть.

Разделенный на сектора направляющий аппарат компрессора турбомашины содержит скрепленные сектора, образующие внешнее и внутреннее концентрические кольца, между которыми размещены лопатки.

Двухъярусная ступень паровой турбины содержит двухъярусный сопловой аппарат и двухъярусное рабочее колесо. Сопловой аппарат ступени выполнен в виде единой неразборной конструкции с конической перегородкой, разделяющей сопловые лопатки верхнего яруса от сопловых лопаток нижнего яруса.

Лопатка (4) вентилятора для авиационного турбореактивного двигателя, содержащая перо (6), аксиально проходящее между передней кромкой (18) и задней кромкой (20), и содержащая множество сечений пера (S), уложенных радиально между сечением ножки (Spied) и сечением вершины ().

Лопатка статора компрессора турбомашины, имеющая главное радиальное направление R относительно главной оси турбомашины. Лопатка содержит радиально внутреннюю часть, называемую ножкой лопатки, радиально внешнюю часть, называемую головкой лопатки, и радиально среднюю часть. Лопатка содержит часть, выгнутую в тангенциальном направлении, и, по меньшей мере, одну прямолинейную часть в области ножки лопатки иили в области головки лопатки. Амплитуда А выпуклой части в тангенциальном направлении составляет от 1 до 5 радиальной длины L лопатки. Упомянутая прямолинейная часть наклонена под углом, который больше нуля и меньше или равен 30°, относительно радиального главного направления R лопатки. Такой тангенциально выпуклый участок изменяет вибрационную ответную реакцию лопатки на вибрационные напряжения и отводит так называемые рисковые частоты за пределы рабочего диапазона лопатки. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх