[发明专利]一种压缩机叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机设备技术领域，尤其涉及一种透平压缩机中使用的叶轮。

背景技术

通常情况下，透平压缩机叶轮叶片根部结构形状都是等半径的圆角形状，是在完成叶片铣制后选用一定半径的铣刀沿着叶片根部铣制而成的等半径圆弧结构。在叶轮设计中，叶片前缘是进口气体流动的敏感位置，该区域的圆角半径应尽可能小；同时，叶片尾缘吸力面根部是结构应力的敏感位置，该位置又需要较大的圆角半径以降低应力集中。一般情况下，在叶轮设计过程中，通常折中考虑气动性能和应力，叶根圆角选取折中的等半径，这种结构设计即无法很充分地降低应力集中，又影响了叶轮气动性能。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提出一种结构新颖的压缩机叶轮。根据实际叶轮的气动性能，提出的压缩机有效地解决了气动敏感位置和应力集中位置的设计矛盾，大幅度降低根部的应力集中，提高叶轮寿命，同时也相应地降低了叶轮材料要求，提高叶轮经济性。

为了实现上述目的，本发明提供一种压缩机叶轮，包括转盘和安装在转盘上的多个叶片，其特征在于，所述叶片沿径向离开转盘中心并沿着转盘表面向外伸出，所述叶片的根部与转盘连接处形成倒圆角形状结构，所述叶片的前缘部与转盘处形成倒圆角形状的半径为R_h，所述叶片的尾缘与转盘处形成倒圆角形状的半径为R_f，所述R_h的数值小于R_f的数值。

在本发明提供的一优选实施例中，其中所述叶片根部圆角形状的半径沿叶片根部方向逐渐增大。

本发明提供的压缩机叶轮有效地解决了气动敏感位置和应力集中位置的设计矛盾，使实际叶轮的气动性能接近理想设计值，又大幅度降低根部的应力集中，提高叶轮寿命，同时也相应地降低了叶轮材料要求，提高叶轮经济性。

附图说明

图1是本发明提供的压缩机叶轮示意图。

图2是本发明压缩机叶轮上叶片的放大图。

图3是本发明压缩机叶轮上叶片的根部结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种压缩机叶轮，保证压缩机叶轮叶气动性能，使叶轮气动性能接近理论设计值。同时，降低叶轮应力集中，进而降低材料要求，提高经济性。

以下通过实施例对本发明提供的压缩机叶轮作进一步详细说明，以便更好理解本发明创造的内容，但实施例的内容并不限制本发明创造的保护范围。

如图1和图2所示，压缩机叶轮由转盘和安装在转盘上的多个叶片1组成。叶片1沿径向离开转盘中心并沿着转盘表面向外伸出，叶片1的根部与转盘连接处形成倒圆角形状结构。所述叶片的前缘部11与转盘处形成倒圆角形状的半径为R_h，所述叶片的尾缘14与转盘处形成倒圆角形状的半径为R_f，所述R_h的数值小于R_f的数值。整个叶片与转盘相交处的倒圆角形状半径延叶片延伸方向线性增大，从近转盘中心位置到转盘边缘位置逐步增大的不等半径圆角光滑过渡形成圆角去面，以增大叶片的强度。

压缩机叶轮的转盘上一般设有12~20张叶片，优选转盘上设有16张叶片。

本发明提出透平压缩机叶轮叶片根部具有可变半径倒圆角结构的形状，在叶片前缘根部，取尽可能小的圆角半径R_h以保证叶轮气动性能；在叶片尾缘根部，取适当大的圆角半径R_f以有效降低应力集中。叶片前缘根部圆角半径R_h和叶片尾缘根部圆角半径R_f的具体大小结合气动计算和强度计算而确定。该压缩机叶轮使实际叶轮的气动性能接近理想设计值，又大幅度降低根部的应力集中，提高叶轮寿命，同时也相应地降低了叶轮材料要求，提高叶轮经济性。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。