RU2005102766A

RU2005102766A - Лопатка ротора для роторной машины

Info

Publication number: RU2005102766A
Application number: RU2005102766/06A
Authority: RU
Inventors: Брайн П. ДЬЮБ (US); Брайн П. ДЬЮБ; Эрик Д. ГРЭЙ (US); Эрик Д. ГРЭЙ
Original assignee: Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн (US); Юнайтед Текнолоджиз Корпорейшн
Priority date: 2004-01-31
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-07-10
Also published as: US20050169761A1; EP1559871A3; RU2005102768A; CN1648416A; EP1559871B1; US7396205B2; EP1559871A2; JP2005214207A

Claims

1. Рабочая лопатка для машины, которая содержит ротор и в которой сформирован канал течения газообразной рабочей среды, имеющая внутренний конец, в состав которого входит корневая часть, с помощью которой рабочая лопатка крепится на роторном узле, наружный конец, на котором имеется поверхность, выступающая в поперечном направлении и расположенная по круговому цилиндру с осью Ar, перо, имеющее входную кромку, выходную кромку, а также спинку и корыто, расположенные между входной и выходной кромками, и торцевую область, в которой расположен наружный конец лопатки, при этом рабочая лопатка содержит множество сечений пера, расположенных по размаху пера и перпендикулярных линии установки пера, ориентированной в направлении размаха пера, и в совокупности формирующих поверхности пера, причем у каждого сечения пера имеются входная кромка, выходная кромка, смещенная по хорде относительно входной кромки, спинка, расположенная от входной кромки до выходной кромки, корыто, расположенное от входной кромки до выходной кромки, бандажную полку, расположенную в торцевой области и снабженную крыльями, отходящими от корыта и спинки пера и содержащими крыло со стороны корыта пера, отходящее от корыта и имеющее переднюю часть и заднюю часть, а также сторону, ориентированную в поперечном направлении и обращенную к корыту пера, и включающее в себя часть переходной зоны, отходящей от корыта, крыло со стороны спинки пера, отходящее от спинки и имеющее переднюю часть и заднюю часть, а также сторону, ориентированную в поперечном направлении и обращенную к спинке пера, и включающее в себя часть переходной зоны, отходящей от спинки, балку, выполненную заодно с крыльями, ориентированную в поперечном направлении и расположенную между крыльями, разделяя каждое крыло на переднюю и заднюю части, при этом у балки имеются участок со стороны корыта пера, который выступает в поперечном направлении за пределы корыта пера в его торцевой области и у которого имеется поперечная сторона, обеспечивающая возможность состыковки балки с участком балки со стороны спинки пера на смежной лопатке, и обращенная вовнутрь поверхность, доходящая до указанной поперечной стороны балки, часть переходной зоны, отходящей от корыта пера, участок со стороны спинки пера, который выступает в поперечном направлении за пределы спинки пера в его торцевой области и у которого имеется поперечная сторона, обеспечивающая возможность состыковки балки с участком балки со стороны корыта пера на смежной лопатке, и обращенная вовнутрь поверхность, доходящая до указанной поперечной стороны балки, часть переходной зоны, отходящей от спинки пера, уплотняющий выступ, выступающий в радиальном направлении наружу за пределы пера между передней и задней частями крыльев и имеющий обращенную наружу поверхность, соответствующую части кругового цилиндра с осью Ar, причем указанная наружная поверхность обеспечивает возможность взаимодействия уплотняющего выступа со смежной частью машины для предотвращения утечки рабочей среды через край торцевой области рабочей лопатки, и переходную зону, образованную указанными частями переходной зоны, имеющимися на крыльях и на балке, и отходящую от участков сопряжения со спинкой и с корытом пера с формированием канала течения рабочей среды, имеющего гладкий контур, причем рабочая лопатка имеет базовую нормальную секущую плоскость Р, проходящую через граничную точку в месте сопряжения переходной зоны и пера, а также через первую линию, перпендикулярную стороне пера в указанной граничной точке, и через вторую линию, проходящую через указанную граничную точку перпендикулярно первой линии и параллельно линии установки пера лопатки, каждая граничная линия, представляющая собой линию пересечения плоскости Р с переходной зоной в граничной точке и задающая контур переходной зоны для конкретной граничной точки, характеризуется расстоянием А смещения относительно пера, соответствующим расстоянию проекции граничной линии на первую линию плоскости Р перпендикулярно стороне сечения пера, расстоянием В смещения от бандажной полки, соответствующим расстоянию проекции граничной линии на вторую линию плоскости Р, параллельную линии установки, и отношением смещений, представляющим собой отношение расстояния А смещения относительно пера, деленное на расстояние В смещения от бандажной полки, причем каждая граничная линия имеет первый конец в граничной точке и второй конец в точке, соответствующей завершению граничной линии, и плавно отклоняется, углубляясь в перо лопатки, от прямой линии, соединяющей концы граничной линии, по меньшей мере, на одной из сторон пера лопатки граничные линии, которые расположены под балкой, в большей степени выступают из пера на участке граничной линии, примыкающей к перу, чем в области, примыкающей к боковой стороне бандажной полки, так что среднее значение отношения Rb смещений для граничных линий, заходящих под балку, превышает 1 и является большим, чем среднее значение отношения Rw смещений для граничных линий, заходящих только под задние части крыльев.

2. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что среднее значение отношения Rb смещений для граничных линий, заходящих под балку, является большим, чем среднее значение отношения Rw смещений для граничных линий, заходящих только под задние части крыльев.

3. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, представляются образованными частью конического сечения, но являются приближением к коническому сечению посредством использования нескольких радиусов кривизны.

4. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, имеют первый радиус кривизны на отрезке, примыкающем к перу, и второй радиус кривизны на отрезке, примыкающем к бандажной полке, причем второй радиус кривизны больше, чем первый радиус.

5. Лопатка по п.4, отличающаяся тем, что отрезки граничной линии, имеющие первый и второй радиусы кривизны, сопрягаются по касательной с граничной линией.

6. Лопатка по п.5, отличающаяся тем, что участок сопряжения указанных отрезков граничной линии представляет собой прямую, касательную к первому и второму радиусам кривизны.

7. Лопатка по п.4, отличающаяся тем, что участок сопряжения указанных отрезков граничной линии представляет собой кривую, касательную к первому и второму радиусам кривизны.

8. Лопатка по п.5, отличающаяся тем, что отрезки граничной линии, имеющие первый и второй радиусы кривизны, сопрягаются друг с другом по касательной.

9. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что переходная зона плавно изменяется в направлении хорды до участка, расположенного позади балки, на котором поверхность переходной зоны и граничная линия приближенно характеризуются единственным радиусом кривизны, причем отношение R смещений для переходной зоны с округлением до второго десятичного знака находится в интервале 0,98≤R≤1,02, а величина смещения А граничной линии от бандажной полки приближенно равна величине смещения В граничной линии от пера.

10. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что переходная зона плавно изменяется в направлении хорды до участка, расположенного позади балки, на котором поверхность переходной зоны и граничная линия приближенно характеризуются единственным радиусом кривизны, причем отношение R смещений для переходной зоны с округлением до второго десятичного знака равно 1, а величина смещения А граничной линии от бандажной полки приближенно равна величине смещения В граничной линии от пера.

11. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что значения смещений для граничных линий, соответствующие частям переходной зоны, расположенным впереди и позади балки, выбраны меньшими, чем значения смещений, соответствующие участкам под балкой.

12. Лопатка по п.1, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, соответствуют частям конического сечения.

13. Лопатка по п.12, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, образованы несколькими дуговыми участками различного радиуса.

14. Лопатка по п.12, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, имеют первый радиус кривизны на отрезке, примыкающем к перу, и второй радиус кривизны на отрезке, примыкающем к бандажной полке, причем второй радиус кривизны больше, чем первый радиус.

15. Лопатка по п.12, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, представляют собой часть эллиптического конического сечения.

16. Лопатка по п.15, отличающаяся тем, что граничные линии, заходящие под балку, состоят из дуг различного радиуса.