波浪状前缘凹陷结构的波幅，如果太大，对叶片自身的性能损伤较大，反之，如果太小的话，所诱导出的对转流向涡的强度太小，控制效果同样较弱。因此，所述动叶片波浪状前缘凹陷结构的波长为叶片弦长的10%?30%，且波浪状前缘凹陷结构的波幅为叶片前缘直径的I?4倍。
[0027]另外，考虑到变几何涡轮在设计工况下动叶片通道内分离涡流呈三维流动特性，且从轮毂端壁产生并沿展向发展，因此所述动叶片波浪状前缘凹陷结构沿叶片高度方向呈等间距排列，或者沿轮毂到机匣方向呈渐疏状排列。
[0028]考虑到加工以及动叶片通道内流动对光滑壁面的要求，所述动叶片波浪状前缘凹陷结构与叶片表面的交界处采用圆角过渡。
[0029]—种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，包括机匣、轮毂，在机匣和轮毂之间沿圆周方向均匀安装可调静叶片和动叶片，可调静叶片在前，动叶片在后，可调静叶片的上、下端面分别设置上、下旋转轴，其轴心在同一旋转轴线上，且轴径不同，上旋转轴嵌入到机匣内，下旋转轴嵌入到轮毂内，动叶轮毂设置在静叶轮毂旁，动叶片安装在动叶轮毂上，动叶轮毂里装配有轮毂旋转轴，其特征是:在动叶片前缘位置设置沿叶片高度方向间隔排列的呈波浪状的凹陷结构。
[0030]本发明还可以包括:
[0031]1、所述动叶片波浪状前缘凹陷结构的波长为叶片弦长的10%?30%，且波浪状前缘凹陷结构的波幅为叶片前缘直径的I?4倍。
[0032]2、所述动叶片波浪状前缘凹陷结构沿叶片高度方向呈等间距排列，或者沿轮毂到机匣方向呈渐疏状排列。
[0033]3、所述动叶片波浪状前缘凹陷结构与叶片表面的交界处采用圆角过渡。
[0034]本发明的目的在于提供一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，包括机匣、轮毂，在机匣和轮毂之间沿圆周方向均匀安装可调静叶片和动叶片，可调静叶片在前，动叶片在后，可调静叶片的上、下端面分别设置上、下旋转轴，其轴心在同一旋转轴线上，且轴径不同，上旋转轴嵌入到机匣内，下旋转轴嵌入到轮毂内，动叶片安装在轮毂上，在动叶片前缘位置设置沿叶片高度方向间隔排列的呈波浪状的凹陷结构。本发明设计的带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮可在非设计工况尤其是低工况下减小甚至消除叶片前部的分离涡流，从而明显减小动叶片通道内气动损失，而且设计工况下的性能也有略微提高，整体上本发明设计的变几何涡轮具有良好的全工况特性。
【主权项】
1.一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，包括机匣、静叶轮毂和动叶轮毂，动叶轮毂设置在静叶轮毂旁，在机匣和静叶轮毂之间且沿圆周方向均匀安装有可调静叶片、在机匣和动叶轮毂之间且沿圆周方向均匀安装有动叶片，可调静叶片的上端面和下端面分别设置上旋转轴和下旋转轴，上旋转轴嵌入到机匣内，下旋转轴嵌入到静叶轮毂内，动叶片安装在动叶轮毂上，动叶轮毂里装配有轮毂旋转轴，其特征是:在动叶片前缘位置设置沿叶片高度方向间隔排列的呈波浪状的凹陷结构。2.根据权利要求1所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述动叶片波浪状前缘凹陷结构的波长为叶片弦长的10%?30%，且波浪状前缘凹陷结构的波幅为叶片前缘直径的I?4倍。3.根据权利要求1或2所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述动叶片波浪状前缘凹陷结构沿叶片高度方向呈等间距排列或者沿轮毂到机匣方向呈渐疏状排列。4.根据权利要求1或2所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述动叶片波浪状前缘凹陷结构与叶片表面的交界处采用圆角过渡。5.根据权利要求3所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述动叶片波浪状前缘凹陷结构与叶片表面的交界处采用圆角过渡。6.根据权利要求1或2所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述上旋转轴和下旋转轴的轴线与可调静叶片的旋转轴线均位于同一直线上，上旋转轴的轴径大于下旋转轴的轴径。7.根据权利要求3所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述上旋转轴和下旋转轴的轴线与可调静叶片的旋转轴线均位于同一直线上，上旋转轴的轴径大于下旋转轴的轴径。8.根据权利要求4所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述上旋转轴和下旋转轴的轴线与可调静叶片的旋转轴线均位于同一直线上，上旋转轴的轴径大于下旋转轴的轴径。9.根据权利要求5所述的一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，其特征是:所述上旋转轴和下旋转轴的轴线与可调静叶片的旋转轴线均位于同一直线上，上旋转轴的轴径大于下旋转轴的轴径。
【专利摘要】本发明提供一种带有动叶片波浪状前缘凹陷结构的变几何涡轮，包括机匣、轮毂，在机匣和轮毂之间沿圆周方向均匀安装可调静叶片和动叶片，可调静叶片在前，动叶片在后，可调静叶片的上、下端面分别设置上、下旋转轴，其轴心在同一旋转轴线上，且轴径不同，上旋转轴嵌入到机匣内，下旋转轴嵌入到轮毂内，动叶片安装在轮毂上，在动叶片前缘位置设置沿叶片高度方向间隔排列的呈波浪状的凹陷结构。本发明可在非设计工况尤其是低工况下减小甚至消除叶片前部的分离涡流，从而明显减小动叶片通道内气动损失，而且设计工况下的性能也有略微提高，整体上本发明设计的变几何涡轮具有良好的全工况特性。
【IPC分类】F01D5/14
【公开号】CN105626159
【申请号】CN201610118672
【发明人】高杰, 郑群, 魏明, 董平, 岳国强
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月3日