CN203743058U - 一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片 - Google Patents
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Abstract
一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，本实用新型涉及一种汽轮机叶片，实用新型为了解决现有技术中燃气轮机在一定转速下，当压气机的增压比增大到某一数值时，易发生喘振，使整个系统产生低频大振幅的气流轴向脉动，甚至会发生瞬间气流倒流的现象。压气机喘振可能导致叶片断列、结构损坏、燃烧室超温和发动机熄火停车而腐蚀、耐、抗蠕变性能较差，易出现振动，疲劳损环现象，压气机叶片常因振动而产生裂纹甚至断裂而且造价高的问题，所述叶片包括叶型和叶根，叶型为梯形叶片，叶根的底端为倒置的梯形体，叶根顶端的长方体和底端倒置的梯形体之间加工有梯形体，叶型的底端嵌入在嵌入槽内，本实用新型用于燃汽轮机压气机中使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽轮机叶片，具体涉及一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片。
背景技术
火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。目前我国的主要动力设备是蒸汽机，其热效率较低。而燃气轮机由于其具有重量轻、起动快、设备简单、不需要大量水、建设周期短、发电效率优于常规汽轮发电机组等众多优点，近些年发展较快，在航空、发电、舰船、石油开发及输送等领域中占有绝对的优势地位。
燃气轮机Gas Turbine是一种以连续流动的气体作为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。在空气和燃气的主要流程中，只有压气机Compressor、燃烧室Combustor和燃气透平Turbine这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。因为它的结构最简单，而且最能体现出燃气轮机所特有的体积小、重量轻、起动快、少用或不用冷却水等一系列优点。
压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的燃气；然后再进入到透平中膨胀做功，推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。压气机都是按给定的进气条件、转速、增压比和空气流量设计的，但其工作状态工作环境的温度、压力、转速和空气流量等实际上是变化的，压气机在各种工作状态下的性能称为压气机特性。在一定转速下，当压气机的增压比增大到某一数值时，压气机就会进入不稳定的工作状态，很容易发生喘振，使整个系统产生低频大振幅的气流轴向脉动，甚至会发生瞬间气流倒流的现象。压气机喘振可能导致叶片断裂、结构损坏、燃烧室超温和发动机熄火停车。常规的燃气轮机压气机各级叶片采用的全部是合金材料，锻造加工一体成型，耐腐蚀、耐、抗蠕变性能较差，易出现振动，疲劳损坏现象。压气机叶片常因振动而产生裂纹甚至断裂而且造价高。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中燃气轮机在一定转速下，当压气机的增压比增大到某一数值时，易发生喘振，使整个系统产生低频大振幅的气流轴向脉动，甚至会发生瞬间气流倒流的现象。压气机喘振可能导致叶片断裂、结构损坏、燃烧室超温和发动机熄火停车耐腐蚀、耐、抗蠕变性能较差，易出现振动，疲劳损坏现象，压气机叶片常因振动而产生裂纹甚至断裂而且造价高的问题，进而提出一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片。
本实用新型为解决上述问题而采用的技术方案是：所述叶片包括叶型和叶根，叶型为梯形叶片，叶根的顶端为长方体，叶根的底端为倒置的梯形体，叶根顶端的长方体和底端倒置的梯形体之间加工有梯形体，位于叶根上倒置的梯形体的顶端与梯形体的底端重合，长方体的顶端加工有嵌入槽，叶型顶端的宽度为d，叶型顶端的厚度为t，叶型底端的宽度为D，叶型底端的厚度为T，叶型的高度为h，长方体的高为h1，长方体的宽为w，倒置的梯形体的高为h2，梯形体的高为h3，叶型的底端嵌入在嵌入槽内。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用直叶型叶片，本实用新型采用叶型和叶根镶嵌焊接结构连接，叶根采用合金材料，叶片采用碳基复合材料制造。碳基复合材料叶片延长燃气轮机叶片的使用寿命，本实用新型的叶片具有抗拉伸和耐压缩，耐磨擦，而且还具有很强的耐破坏力，本实用新型简化了燃气轮机压气机叶片的叶根结构、减轻重量、提高抗震性和耐腐蚀性、制造简单，降低了叶片易损坏现象，从而降低造价，节省大量资金成本，投入少，本实用新型具有结构简单的特点。
附图说明
图1是叶片的整体结构示意图,图2是本实用新型叶片安装在燃汽轮压气机6上的整体结构主视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，所述叶片包括叶型1和叶根2，叶型1为梯形叶片，叶根2的顶端为长方体3，叶根2的底端为倒置的梯形体4，叶根2顶端的长方体3和底端倒置的梯形体4之间加工有梯形体5，位于叶根2上倒置的梯形体4的顶端与梯形体5的底端重合，长方体3的顶端加工有嵌入槽3-1，叶型1顶端的宽度为d，叶型1顶端的厚度为t，叶型1底端的宽度为D，叶型1底端的厚度为T，叶型1的高度为h，长方体3的高为h1，长方体3的宽为w，倒置的梯形体4的高为h2，梯形体5的高为h3，叶型1的底端嵌入在嵌入槽3-1内。
具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，所述d的取值范围为70～120mm，t的取值范围为5～10mm，D的取值范围为100～150mm，T的取值范围为10～20mm，h的取值范围为300～600mm，h1的取值范围为5～10mm，h2的取值范围为20～25mm，h3的取值范围为10～15mm，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，所述叶型1是由碳基复合材料制成的叶型1，叶根2是由合金材料制成的叶根2，碳纤维是含碳量在95%以上的新型高性能纤维，碳纤维具有轻质高强、高模量、耐高温的特点，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，所述合金为钛合金Ti-6A1-4V材料，其它与具体实施方式一相同。
工作原理
使用本实用新型工作时将本实用新型叶片安装在燃气轮机压气机上，通过本实用新型的叶片进行工作可以降低汽轮机叶片的损坏几率。
Claims (4)
1.一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，其特征在于：所述叶片包括叶型（1）和叶根（2），叶型（1）为梯形叶片，叶根（2）的顶端为长方体（3），叶根（2）的底端为倒置的梯形体（4），叶根（2）顶端的长方体（3）和底端倒置的梯形体（4）之间加工有梯形体（5），位于叶根（2）上倒置的梯形体（4）的顶端与梯形体（5）的底端重合，长方体（3）的顶端加工有嵌入槽（3-1），叶型（1）顶端的宽度为d，叶型（1）顶端的厚度为t，叶型（1）底端的宽度为D，叶型（1）底端的厚度为T，叶型（1）的高度为h，长方体（3）的高为h1，长方体（3）的宽为w，倒置的梯形体（4）的高为h2，梯形体（5）的高为h3，叶型（1）的底端嵌入在嵌入槽（3-1）内。
2.根据权利要求1所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，其特征在于：所述d的取值范围为70～120mm，t的取值范围为5～10mm，D的取值范围为100～150mm，T的取值范围为10～20mm，h的取值范围为300～600mm，h1的取值范围为5～10mm，h2的取值范围为20～25mm，h3的取值范围为10～15mm。
3.根据权利要求1所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，其特征在于：所述叶型（1）是由碳基复合材料制成的叶型（1），叶根（2）是由合金材料制成的叶根（2）。
4.根据权利要求3所述一种高性能复合材料燃汽轮机压气机叶片，其特征在于：所述合金为钛合金Ti-6A1-4V材料。
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