可倒车涡轮双通道整体叶轮的制作方法
【专利摘要】一种可倒车涡轮双通道整体叶轮，涉及燃气轮机技术领域，它包括叶轮本体，叶轮本体设有中间轴，中间轴两侧对称连接叶轮组，叶轮组包括轮盘、正车动叶片和倒车动叶片，轮盘与中间轴连接，轮盘顶连接正车动叶片，正车动叶片与轮盘之间设内环，正车动叶片顶连接倒车动叶片，倒车动叶片与正车动叶片之间设中间环，倒车动叶片顶端设上环，轮盘、正车动叶片以及倒车动叶片为一体结构。本可倒车涡轮双通道整体叶轮采用正车动叶片和倒车动叶片以及动叶片和轮盘形成一体结构，省去传统连接中榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使结构大为简化；利用中间环的合理设计，以便装配，增加气密性，减少泄露损失。
【专利说明】
可倒车涡轮双通道整体叶轮
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及燃气轮机技术领域，具体涉及可倒车涡轮双通道整体叶轮。
[0003]【背景技术】:
[0004]燃气轮机已经大量应用，具有功率密度大、反应速度快等特点，受到各国青睐。然其不能如柴油机般地直接倒车是其不足之处，西方国家从上世纪70年代就开始研究燃气轮机直接倒车涡轮技术，根据资料，最早提出倒车涡轮设想方案的是美国，但方案不理想未获应用，俄罗斯的研究成果最为成功，装备可倒车的首船1969年问世，船两侧对转的燃气轮机使船几乎能绕“点”旋转。1975?1979年“机械设计”企业设计的“可倒车涡轮”在英、德、美、日申请专利，此后又不断改进，在俄罗斯，多种型号的可倒车燃气轮机已经装备约150条船，然而现有的燃机轮机扔无法实现直接倒车。
[0005]【实用新型内容】:
[0006]本实用新型的目的是提供一种可倒车涡轮双通道整体叶轮，以解决现有的燃气轮机无法直接倒车问题。
[0007]本实用新型采用的技术方案为:可倒车涡轮双通道整体叶轮，包括叶轮本体，叶轮本体设有中间轴，中间轴两侧对称连接叶轮组，叶轮组包括轮盘、正车动叶片和倒车动叶片，轮盘与中间轴固定连接，轮盘顶端连接正车动叶片，正车动叶片与轮盘之间设有内环，正车动叶片顶端连接倒车动叶片，倒车动叶片与正车动叶片之间设有中间环，倒车动叶片顶端设有上环，轮盘、正车动叶片以及倒车动叶片为一体结构。
[0008]所述的正车动叶片与倒车动叶片为叶型相反的动叶片。
[0009]所述的轮盘、正车动叶片与倒车动叶片采用高温合金材料制成。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]1.采用正车动叶片和倒车动叶片，叶型相反双层叶片形式，可使燃气轮机轴直接进行正向和反向旋转，避免榫头气流损失，提高气动效率；
[0012]2.动叶片和轮盘形成一体结构，省去传统连接中的榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使结构大为简化；
[0013]3.利用中间环的合理设计，以便装配，增加气密性，减少泄露损失，并将正车动叶片与倒车动叶片合成为双层整体动叶叶环。
[0014]【附图说明】:
[0015]图1是本实用新型结构不意图。
[0016]图2是本实用新型叶轮局部示意图。
[0017]图3是正车动叶片型线图。
[0018]图4是倒车动叶片型线图。
[0019]【具体实施方式】:
[0020]参照各图，可倒车涡轮双通道整体叶轮，包括叶轮本体7，叶轮本体7设有中间轴8，中间轴8两侧对称连接叶轮组，叶轮组包括轮盘6、正车动叶片5和倒车动叶片4，轮盘6与中间轴8固定连接，轮盘6顶端连接正车动叶片5，正车动叶片5与轮盘6之间设有内环3，正车动叶片5顶端连接倒车动叶片4，倒车动叶片4与正车动叶片5之间设有中间环2，倒车动叶片4顶端设有上环I，轮盘6、正车动叶片5以及倒车动叶片4为一体结构。所述的正车动叶片5与倒车动叶片4为叶型相反的动叶片。所述的轮盘6、正车动叶片5与倒车动叶片4采用高温合金材料制成。
[0021]在传统涡轮动叶的外环增加一层动叶叶片，且增加的一层动叶叶片与原有的内环动叶片叶型反向，通过正车动叶片5和倒车动叶片4叶型的优选，实现正、倒车动叶片较小的叶型损失。通过轮盘6端面的径向销与轴连接，实现传递扭矩。将正车动叶片5、倒车动叶片4和轮盘6设计成一个整体，正车工作时，正车时气流仅通过中间环2和内环3之间的正车动叶片5，提供驱动正车时轴旋转所需的扭矩;倒车工作时，倒车时气流仅通过上环I与中间环2的倒车动叶片4.提供驱动与正车动叶片5旋转方向相反的倒车动叶片4旋转所需的扭矩。
[0022]由于可倒车涡轮双通道整体叶轮其结构复杂，通道开敞性性差，加工精度要求高，叶片型面为空间自由曲面，导致对其制造技术要求较高，而且首次应用到燃气轮机中，其工作条件为高温，高压，高转速，气流交变等恶劣环境，故整体轮盘6、正车动叶片5与倒车动叶片4采用先进的高温合金材料，并采用3D打印整体成型技术，很好地解决了环境上的不足。
[0023]综上所述，本可倒车涡轮双通道整体叶轮，采用正车动叶片5和倒车动叶片4，叶型相反双层叶片形式，可使燃气轮机轴直接进行正向和反向旋转，避免榫头气流损失，提高气动效率;动叶片和轮盘6形成一体结构，省去传统连接中的榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使结构大为简化;利用中间环2的合理设计，以便装配，增加气密性，减少泄露损失，并将正车动叶片5与倒车动叶片4合成为双层整体动叶叶环。
【主权项】
1.一种可倒车涡轮双通道整体叶轮，包括叶轮本体(7)，其特征在于:叶轮本体(7)设有中间轴(8)，中间轴(8)两侧对称连接叶轮组，叶轮组包括轮盘(6 )、正车动叶片(5 )和倒车动叶片(4)，轮盘(6)与中间轴(8)固定连接，轮盘(6)顶端连接正车动叶片(5)，正车动叶片(5)与轮盘(6)之间设有内环(3)，正车动叶片(5)顶端连接倒车动叶片(4)，倒车动叶片(4)与正车动叶片(5)之间设有中间环(2)，倒车动叶片(4)顶端设有上环(I)，轮盘(6)、正车动叶片(5)以及倒车动叶片(4)为一体结构。2.根据权利要求1所述的可倒车涡轮双通道整体叶轮，其特征在于:正车动叶片(5)与倒车动叶片(4)为叶型相反的动叶片。3.根据权利要求1或2所述的可倒车涡轮双通道整体叶轮，其特征在于:轮盘(6)、正车动叶片(5)与倒车动叶片(4)采用高温合金材料制成。
【文档编号】F01D5/02GK205503192SQ201620342263
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】郁顺旺, 牛夕莹, 张馨, 舒春英, 黎明
【申请人】中国船舶重工集团公司第七 三研究所