專利名稱：葉尖向外展開的渦輪機葉片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及渦輪機，確切地說，涉及一種用于提高性能和耐久性的渦輪機葉片幾何形狀。
背景技術：
渦輪機系統(tǒng)包括燃氣渦輪機、蒸汽渦輪機以及水力渦輪機。通常，渦輪機經配置以使用渦輪葉片來從氣體、蒸汽或水等流體流中提取能量。例如，渦輪葉片可從支撐轉子盤徑向向外延伸，且當流體流穿過渦輪葉片時，渦輪葉片可迫使轉子盤旋轉。但不幸的是，渦輪葉片的現(xiàn)有設計使提供的氣動性能有限。此外，改進的渦輪葉片設計可能在經濟方面不實用。例如，改進的渦輪葉片設計可能由于耐久性限制而在機械方面不可行。因此，渦輪機性能可受渦輪葉片設計的限制。

發(fā)明內容
以下將概述與最初提出權利要求的本發(fā)明的范圍相符的某些實施例。這些實施例的目的并不在于限制本發(fā)明的范圍，而僅在于概述本發(fā)明的可能形式。實際上，本發(fā)明可包括與下述實施例類似或不同的各種形式。在本發(fā)明的第一實施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪機，所述渦輪機包括連接到轉子的多片渦輪機葉片，其中每片渦輪機葉片具有葉片基部以及向外展開的葉尖部分(flaredblade tip portion),所述葉尖部分相對于所述葉片基部向外展開。另外,每片潤輪機葉片的后緣沿公共平面延伸。所述向外展開的葉尖部分從所述葉片基部的所述后緣向外展開。所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸至少部分沿軸向向外展開；或者，所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸至少部分沿周向向外展開；或者，所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸沿軸向和周向向外展開。所述公共平面至少部分由每片渦輪機葉片的所述后緣處每片渦輪機葉片的中弧線界定。每片渦輪機葉片的所述后緣處每片渦輪機葉片的所述中弧線由所述后緣處每片渦輪機葉片的翼展向平均值界定。所述渦輪機包括燃氣渦輪機。在第二實施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪機翼片，所述渦輪機翼片具有基部以及向外展開的葉尖部分，所述葉尖部分相對于所述基部向外展開。此外，渦輪機翼片的后緣整個沿公共平面延伸。所述向外展開的葉尖部分從所述基部的所述后緣向外展開。所述向外展開的葉尖部分相對于渦輪機旋轉軸至少部分沿軸向向外展開；或者，所述向外展開的葉尖部分相對于渦輪機旋轉軸至少部分沿周向向外展開。所述公共平面至少部分由所述渦輪機翼片的所述后緣處所述渦輪機翼片的中弧線界定。所述系統(tǒng)包括具有所述渦輪機翼片的渦輪機。在第三實施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪葉片，所述渦輪葉片包括葉片基部以及向外展開的葉尖部分。向外展開的葉尖部分從葉片基部延伸、并相對于所述葉片基部向外展開，且渦輪葉片的后緣整體地沿公共平面延伸。所述公共平面由所述渦輪葉片的中弧線界定，所述中弧線穿過沿所述渦輪葉片的所述后緣的每個點。所述公共平面由位于沿所述渦輪葉片的所述后緣的每個點處的所述渦輪葉片的翼展向平均值界定。所述系統(tǒng)包括具有連接到所述渦輪葉片的轉子的渦輪機。


在參考附圖閱讀以下詳細說明后，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點，在附圖中，類似的符號代表所有附圖中類似的部分，其中:圖1是燃氣渦輪機系統(tǒng)的一項實施例的示意圖，所述系統(tǒng)包括渦輪機，該渦輪機具有向外展開的葉尖的渦輪葉片，其中渦輪葉片的后緣沿公共平面延伸；圖2是具有向外展開的葉尖的渦輪葉片的透視圖，其中渦輪葉片的后緣沿公共平面延伸；圖3是具有向外展開的葉尖的渦輪葉片的側視圖，其中渦輪機的后緣沿公共平面延伸；以及圖4是描繪渦輪葉片的向外展開的葉尖部分以及渦輪葉片的葉片基部的示意圖，描繪了沿公共平面延伸的渦機葉片的后緣。兀件符號列表:
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括: 渦輪機，所述渦輪機包括: 連接到轉子的多片渦輪機葉片，其中每片渦輪機葉片包括葉片基部，以及向外展開的葉尖部分，所述葉尖部分相對于所述葉片基部向外展開，其中每片渦輪機葉片的后緣沿公共平面延伸。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分從所述葉片基部的所述后緣向外展開。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸至少部分沿軸向向外展開。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸至少部分沿周向向外展開。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸沿軸向和周向向外展開。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述公共平面至少部分由每片渦輪機葉片的所述后緣處每片渦輪機葉片的中弧線界定。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中每片渦輪機葉片的所述后緣處每片渦輪機葉片的所述中弧線由所述后緣處每片渦輪 機葉片的翼展向平均值界定。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述渦輪機包括燃氣渦輪機。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分從所述葉片基部的所述后緣向外展開，所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的旋轉軸至少部分沿軸向向外展開，所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機的所述旋轉軸至少部分沿周向向外展開，且所述公共平面至少部分由位于每片渦輪機葉片的所述后緣處的、每片渦輪機葉片的中弧線界定。
10.一種系統(tǒng),包括: 渦輪機翼片，所述渦輪機翼片包括基部以及向外展開的葉尖部分，所述葉尖部分相對于所述基部向外展開，其中所述渦輪機翼片的后緣整個沿公共平面延伸。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分從所述基部的所述后緣向外展開。
12.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分相對于渦輪機旋轉軸至少部分沿軸向向外展開。
13.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分相對于渦輪機旋轉軸至少部分沿周向向外展開。
14.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述公共平面至少部分由所述渦輪機翼片的所述后緣處所述渦輪機翼片的中弧線界定。
15.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述向外展開的葉尖部分相對于渦輪機旋轉軸沿軸向向外展開，所述向外展開的葉尖部分相對于所述渦輪機旋轉軸沿周向向外展開，所述向外展開的葉尖部分從所述基部的所述后緣向外展開，且所述公共平面至少部分由所述渦輪機翼片的所述后緣處所述渦輪機翼片的中弧線界定。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其中包括具有所述渦輪機翼片的渦輪機。
17.一種系統(tǒng),包括: 渦輪葉片，所述渦輪葉片包括葉片基部和向外展開的葉尖部分，其中所述向外展開的葉尖部分從所述葉片基部延伸、并相對于所述葉片基部向外展開，且所述渦輪葉片的后緣整個沿公共平面延伸。
18.根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述公共平面由所述渦輪葉片的中弧線界定，所述中弧線穿過沿所述渦輪葉片的所述后緣的每個點。
19.根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述公共平面由位于沿所述渦輪葉片的所述后緣的每個點處的所 述渦輪葉片的翼展向平均值界定。
20.根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中包括具有連接到所述渦輪葉片的轉子的渦輪機。
全文摘要
本發(fā)明公開一種葉尖向外展開的渦輪機葉片，其可用于具有渦輪機的系統(tǒng)。所述渦輪機包括連接到轉子的多片渦輪機葉片，其中每片渦輪機葉片具有葉片基部以及向外展開的葉尖部分，所述葉尖部分相對于所述葉片基部向外展開。另外，每片渦輪機葉片的后緣沿公共平面延伸。
文檔編號F01D5/14GK103089321SQ20121041798
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權日2011年10月28日
發(fā)明者R.J.古斯塔夫森, C.M.彭妮 申請人:通用電氣公司