TW268070B - - Google Patents

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A7 268070 B7 五、發明説明（1 ) 技術範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關於軸流氣旋機，特別係有關於燃氣渦輪機 引擎的一棰沿著週緣環繞一壓縮鈒而延伸的一外般。背景 技藝 一部軸流氣旋機（axial flow rotary machine)* 諸如 推動飛機的燃氣渦輪機引擎（gas turbine engine)，具有 一壓縮段（compression section)，其具有數個壓縮級 (compression stage)。隨著工作介質氣體被吸人引擎之 中，氣體被壓縮Μ便提升氣體的溫度與壓力。氣體與燃料 一起燃焼並通過一渦輪機而膨脹，以便產生有用的動力與 功。此功經由一轉子組件由渦輪機段傳送至壓縮段。懕縮 段之中的此轉子組件並對進入的氣體胞功Μ便將氣體予Μ 壓縮。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 壓縮段的一種實例是為高旁通比渦輪機風顧引擎（h ί g h bypass ratio turbof an engine)的風扇段。此風扇段 (fan s e c t i ο η )可能會具有六至八英呎的直徑。數支風扇 葉片由轉子組件向外徑向延伸通過工作介質氣體。風扇葉 片可Μ超過每分鐘2,500轉的速度環繞一旋轉袖線而旋轉 。旋轉的風扇葉片驅動氣體向後，著氣體迆入引擎的風 扇段而懕縮工作介質氣體。 每一支風扇葉片皆具有一頂端。此頂端由不轉動的相鄹 外殻所包繞；随著葉片旋轉的風扇葉片在其頂端並不具有 包溪。在頂端與與之相鄰的外殻之間設置有一間隙，Μ便

適應葉片相對於外殻的暫態移動。此區域通常被稱為尾端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ29·7公釐) Ζ~Λ~I S6S070 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印奴 五、發明説明（ 2 ) Ί 1 壁 區 ο Jib 種 暫 態 移 動 可 能 會 反 nfcg 懕 於 負 載 的 操 作 » Μ 及 反 應 1 1 I 於 由 於 作 用 在 葉 片 上 的 旋 轉 力 所 產 生 的 正 常 增 長 而 發 生 〇 1 I 尾 端 壁 區 會 比 壓 縮 級 的 其 餘 部 份 經 受 到 更 多 不 同 的 空 氣 請 先 1 閱 1 動 力 條 件 〇 在 端 m 區 之 中 1 轉 子 葉 Η 的 頂 端 與 相 郯 近 的 讀 背 I 面 I 壁 之 間 的 空 氣 動 力 交 互 作 用 9 會 產 生 邊 界 層 驛 1 I ί 1 I (b 0 U n d a r y 1 a ye Γ e f f e c t )與阻力效辱（dr a g e f f e c t ) 〇 此 事 項 1 —S. I 再 1 I 些 效 pte 臑 會 使 得 向 後 壓 迫 氣 流 變 得 更 為 困 難 ο 其 結 果 9 在 尾 填 1 區 升 高 寫 本 裝 端 壁 區 中 的 壓 力 會 比 在 風 扇 Μ 片 的 中 段 開 展 中 要 頁 1 I 個 小 的 虽 〇 在 相 對 的 葉 片 之 蚰 向 延 伸 側 之 間 的 尾 端 區 會 反 1 1 應 於 横 過 葉 Η 頂 端 的 m 力 梯 度 而 發 生 洩 漏 〇 結 果 壓 縮 1 1 级 的 m 極 跟 與 空 氣 ftil, 動 力 k 率 亦 會 因 而 發 生 不 良 的 作 用 〇 1 訂 已 有 提 出 許 多 的 方 式 來 改 變 風 扇 葉 朝 外 的 外 壁 形 狀 以 I 維 持 適 當 的 ir m m j 0 有 . 重 要 的 議 題 是 為 該 些 外 形 在 壓 1 1 縮 級 的 空 氣 動 力 效 率 上 的 效 Itfg 愿 〇 1 1 此 類 作 法 的 —▲ 個 實 例 已 被 顯 示 於 頒 予 Ro be Γ t S， j r ' 並 謀 線 渡 予 本 發 明 受 譲 人 的 美 國 專 利 第 4 , 2 3 9 , 45 2號 題為 「燃 1 I 氣 渦 _ 機 引 擎 的 壓 縮 極 之 葉 片 頂 端 包 覆 J r B 1 ad e T i Ρ 1 | Sh Γ 0 ud f 0 Γ a C 0 D P r e s si ο η S t a g e 0 f a G a S Tu r b i η e 1 1 En g i n e ") 之 中 〇 在 Ro b e r t s案中 葉Η的徑向朝外的外殻 1 ；1 上 具 有 一 凹 穴 〇 不 連 續 的 部 份 係 被 設 置 於 凹 穴 之 中 ο 其 不 1 _ | 連 m 性 會 影 響 m 片 頂 端 與 壁 之 間 的 空 氣 動 力 交 互 作 用 〇 如 I Ro b e r t s案的圖6 中 所 顯 示 的 > 此 不 連 纊 性 可 增 加 衝 激 的 極 1 1 I 限 但 會 由 於 與 不 連 續 處 的 空 氣 動 力 作 用 而 在 空 氣 動 力 效 1 1 率 上 有 些 損 失 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 268070 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 3 ) ,1 I 例 如 在 Ro be Γ t S案中的- -具體之中 該凹穴中設置有 1 1 1 沿 週 緣 而 延 伸 的 槽 (圖3 )C 此種具有槽的结構可在— -個平 y—v 1 I 請 1 | 滑 壁 上 增 加 衝 激 的 極 限 (圖6 ，曲 線 C) 1 但 在 空 氣 動 力 效 率 先 閲 | 讀 1 上 有 所 減 損 〇 另 外 壁 上 可 能會 設 置 數 個 _ 向 延 伸 的 傾 斜 背 I 之 1 室 (圖 2)， 或沿週緣延伸槽與軸向延伸的傾斜室（圖 4 c ) 兩 注 意 1 | 者 的 組 合 0 圖 4中的構造顯示在衝激極限上的最大增加 事 項 1 再 I IM 在 一 平 滑 壁 上 的 最 小 空 氣 動力 效 率 減 損 〇 填 寫 本 1 裝 I _ 向 傾 斜 室 由 於 轉 子 m 片使 用 了 傳 送 來 將 工 作 介 質 氣 頁 ν_ 1 1 體 在 軸 向 傾 斜 室 中 加 Μ 泵 動 與再 泵 動 的 一 些 功 而 會 減 損 1 I 效 率 〇 泵 動 會 反 懕 於 突 然 增 加的 後 壓 力 而 增 加 在 尾 端 壁 中 1 1 I 獲 得 的 壓 力 之 程 度 〇 如 此 ，泵 rfil. 動 即 為 軸 向 延 伸 室 增 加 衝 1 訂 激 極 限 的 機 制 0 1 I 如 同 圖 6中可Μ見到的 相較於平滑壁 週緣槽的結構 1 I Μ 在 衡 激 極 限 上 的 中 等 程 度增 加 Μ 及 在 空 氣 yfil. 動 力 效 率 1 I 上 的 中 等 程 度 減 損 〇 如 此 若只 需 要 較 小 的 衝 激 掻 限 便 線 | 可 Μ 利 用 週 緣 延 伸 槽 來 達 成 ，並 比 某 些 其 他 揭 示 於 1 1 Ro b e Γ t s案中的構造具有較小的空氣動力減損 1 1 雖有前述的技藝 科學家與工程師在本案申謫人的譲 1 | \ . 渡 人 之 指 導 之 下 仍 在 尋 求 發展 外 殻 的 其 他 構 造 » 其 相 較 I 於 平 滑 壁 構 造 可 以 增 加 衝 激 極限 但 同 時 亦 能 減 低 此 種 構 1 造 在 空 氣 動 力 效 率 上 的 不 利 效應 〇 1 發 明 之 概 述 1 1 本 發 明 係 建 立 於 » 具 有 與 相鄰 風 扇 葉 片 之 数 量 有 關 的 臨 1 I 界 數 量 氣 級 的 不 連 讓 中 斷 週 緣槽 9 可 以 在 空 氣 動 力 效 率 只 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 6 268070 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 4 ) 丨 I 發 生 可 忽 略 效 ffto m 的 情 況 下 造 成 衝 激 極 限 的 改 進 的 認 知 之 上° 1 1 依 據 本 發 明 —- 蚰 流 氣 旋 機 的 壓 縮 段 之 —- 種 固 定 殼 體 包 1 I / 請 1 1 含 環 繞 轉 子 葉 Η 的 陣 列 之 週 緣 而 延 伸 的 __· 個 外 殻 此 外 殼 先 閲 1 1 讀 I | 具 有 包 含 至 少 一 條 » 且 在 大 部 份 的 具 體 例 中 包 含 數 條 袖 向 背 Λ 1 之 1 地 與 葉 Η 對 正 且 沿 週 緣 而 徑 向 朝 外 延 伸 的 槽 1 每 條 槽 注 意 1 I 皆 具 有 數 個 沿 迎 緣 而 分 離 m 的 氣 墉 1 其 中 斷 槽 的 週 緣 連 事 項- 1 —V I 再 I 壤 性 並 可 將 高 速 的 氣 流 由 槽 中 導 人 相 鄰 近 的 邊 界 層 中 〇 填 Μ 本 裝 I 依 據 本 發 明 之 一 具 體 例 沿 週 緣 而 分 離 開 的 氣 壩 之 數 量 1 1 係 在 一 個 範 圍 之 中 其 係 為 轉 子 m η 陴 列 中 葉 Η 數 量 的 一 1 I 個 函 數 而 且 沿 週 緣 而 分 離 m 的 槽 只 在 轉 子 葉 片 的 中 弦 1 1 1 lg 之 中 被 設 置 為 徑 向 朝 外 Μ 便 增 加 槽 與 氣 m 在 邊 界 層 上 \ 訂 的 效 懕 以 及 減 低 對 空 氣 動 力 效 率 的 衝 擊 〇 \ 1 本 發 明 之 一 主 要 特 點 係 在 於 在 一 壓 縮 段 之 中 個 陣 列 1 I 的 轉 子 m 片 之 徑 向 朝 外 的 一 個 外 骰 〇 此 外 榖 具 有 數 條 沿 週 1 I 緣 而 延 伸 的 槽 其 係 各 由 數 個 氣 塌 在 其 週 緣 方 向 上 打 斷 掉 線 1 〇 在 一 具 體 例 之 中 氣 m 係 沿 周 緣 而 延 伸 並 在 具 有 槽 的 1 1 蚰 向 寬 度 兩 倍 深 度 的 槽 中 伸 展 〇 伸 展 於 相 鄰 的 槽 之 間 的 平 1 1 原 具 有 槽 的 軸 向 寬 度 一 半 的 寬 度 〇 氣 壩 之 數 最 係 在 轉 子 葉 1 | Η 數 量 N之四分之三（〇. 75N ) 至 轉 子 m 片 數 量 之 一 倍 半 的 一 ；1 I 個 範 圍 之 中 〇 氣 猫 的 週 緣 長 度 係 大 約 等 於 寬 度 〇 1 在 該 特 定 之 具 體 例 之 中 > 於 每 一 楢 中 的 氣 m 之 數 量 係 等 1 1 於 轉 子 m Η 之 敝 量 而 氣 墒 係 沿 樓 的 週 緣 上 Μ 相 等 的 距 離 1 1 分 開 〇 在 另 一 具 體 例 之 中 9 該 些 槽 係 設 置 於 一 槽 區 中 * 此 1 I 槽 區 延 伸 於 葉 Η 的 中 弦 區 以 使 得 此 槽 區 與 在 Μ 片 外 側 的 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7 - 268070 kl B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 (5 ) 1 I 外 殼 之 相 鄰 表 面 皆 位 於 相 同 的 徑 向 高 度 上 〇 外 殻 的 相 鄰 表 1 1 1 面 可 Η 相 對 於 外 骰 的 内 表 面 上 凹 入 或 在 與 外 骰 的 内 表 面 1 I 請 I 1 相 同 的 徑 向 高 度 上 凹 入 〇 先 閲 I 本 發 明 的 個 主 要 優 點 係 為 衝 激 極 限 的 if 加 這 是 由 於 讀 背 1 面 I 在 引 擎 的 壓 縮 段 之 中 於 轉 子 葉 片 的 — 個 陣 列 之 徑 向 朝 外 之 注 I 意 I 之 處 設 置 數 個 沿 週 緣 不 連 m 的 權 所 造 成 的 結 果 〇 本 發 明 事 項 1 1 再 1 I 的 另 —> 優 點 係 為 —* β 的 空 氣 動 力 效 率 的 減 低 所 相 對 填 % 本 1 的- 衝 激 極 限 的 增 長 性 增 加 這 是 由 於 不 論 風 扇 m 片 的 頂 端 頁 1 I Μ 在 外 m 的 其 餘 部 份 相 同 的 徑 向 高 度 或 相 對 於 外 骰 的 表 1 1 1 面 而 凹 入 皆 使 用 沿 週 緣 不 連 m 的 槽 所 造 成 的 結 果 〇 1 1 本 發 明 前 述 的 與 其 他 的 特 點 與 優 點 在 後 面 配 合 所 附 圖 1 訂 式 的 實 施 本 發 明 之 最 佳 模 式 乙 節 說 明 之 中 將 變 得 更 為 明 顯。 \ | _ 式 之 簡 單 說 明 1 I 圖 1為- -渦輪機風扇燃氣渦輪機引擎之斜視_ 其顯示 1 1 "•κ 瞧 環 m 著 風 扇 葉 Η 頂 端 的 一 外 殻 〇 1 線 圖 2顯示於圖1 中 之 風 扇 外 殻 之 一 部 份 的 展 開 圖 (朝外觀 1 1 看 ) 其中顯示以沿週緣分離關的氣堋所中斷的週緣榷之 1 I 間 的 關 係 1 I 圆 3為對應於圖2的 一 個 展 開 圖 〇 1 1 圖 4為顯示於圖2 中 之 構 造 的 另 一 具 體 例 其 中 之 槽 係 沿 1 週 緣 而 互 相 交 錯 〇 1 圖 5為沿圖2 中 之 3- 3線所截取之側視圖 1 I 圖 6為顯示於圖3 中 之 構 造 的 衝 激 極 限 與 空 氣 動 力 效 率 1 1 I 相 對 於 在 週 緣 槽 中 之 沿 週 緣 分 離 的 氣 ϋ 數 量 的 百 分 比 改 變 1 1 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 8 268070 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（ 6 ) 1 曲 線 圖 形 顯 示 > 其 係 表 示 為 轉 子 葉 Η 陣 列 中 之 m 片 的 數 量 1 1 1 N之涵 % 1。 1 1 1 實 施 本 發 明 之 最 佳 模 式 請 1 閲 I 圖 1為用來ίΐ e進商用飛槠型態白' -棰渦輪機風1燃氣渦 ik 背 1 J 輪 機 引 擎 10 之 斜 視 圖 〇 此 引 擎 包 括 有 —_- 核 心 段 12與 一 風 扇 A 之 注 1 | 段 14 〇 數 支 未 包 覆 的 風 扇 Μ 片 16 由 —· 轉 子 1 8徑 向 朝 外 延 伸 意 事 1 項 1 〇 此 轉 子 係 設 置 於 旋 轉 的 —. 條 軸 線 A上。 再 填 1 寫 裝 1 每 __. 支 風 扇 * Η 皆 具 有 —^* 翼 剖 面 22 > 其 具 有 —^ 頂 端 24 〇 本 頁 此 頂 端 並 不 具 有 旋 鋪 轉 的 包 覆 1 但 可 能 具 有 一 局 部 展 開 的 包 1 1 m 〇 此 風 扇 m Η 具 有 一 平 台 26 其 可 適 於 令 Μ 扇 葉 Η 與 轉 1 I 子 組 件 之 中 的 ~- 個 附 接 槽 相 接 合 〇 風 扇 m 片 的 長 度 可 掂 會 1 訂 超 過 兩 英 呎 且 在 所 展 琨 的 特 定 具 體 例 之 中 由 平 台 量 起 J 1 為 大 約 二 十 七 (27) 英 时 長 〇 風 扇 葉 片 的 頂 端 之 外 徑 由. 1 1 旋 轉 蚰 Α量起係為大約九十四（9 4 )英Β ί 1 1 1 風 扇 (壓縮） 段 1 4包 括 可 供 工 作 介 質 氣 體 流 經 的 主 要 流 —K, I 線 1 I 路 28 t 其 延 伸 通 過 核 心 段 0 供 工 作 介 質 氣 體 流 經 的 次 要 流 路 32 * 其 延 伸 通 過 主 要 流 路 外 側 的 風 扇 段 0 此 次 要 流 路 1 1 成 旁 通 流 路 係 為 環 形 的 形 狀 〇 —_. 風 扇 外 殻 34 環 繞 流 路 而 延 1 1 伸 » Μ 利 用 其 最 外 側 的 部 份 包 繞 流 路 〇 此 外 殻 具 有 一 個 内 1 表 面 36 * Μ 一 種 可 磨 耗 的 材 質 製 成 t 其 在 週 緣 上 環 繞 著 轉 I 子 m η 〇 此 内 表 面 係 與 轉 子 葉 片 在 徑 向 上 分 離 m » 其 間 有 1 I 個 間 隙 G 。本具體例| ΐ的J 比間隙1 系大爹 勺為- -英Ρ 寸f 1勺千分 1 1 之 九 十 (0.090) 〇 1 1 圖 2為 一未展開圖 > ffi圖3則 為 除 外 觀 看 外 骰 的 内 表 面 36 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9 - 268070 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 五、發明説明 7 ) 1 I 時 外 殼 34之 展 開 圖 0 有 數 條 權 38沿 週 緣 環 繞 著 外 殻 的 內 部 1 1 1 而 伸 展 開 〇 每 一 槽 中 亦 設 置 有 數個 氣 m 42 0 每 一 氣 堪 皆 軸 1 I 請 1 向 延 伸 通 過 槽 ， 並 在 槽 中 徑 向 地延 伸 Μ 在 週 緣 上 中 斷 槽 之 先 I 讀 1 m m 0 每 —* 氣 塒 係 與 相 鄰 的 氣 壩Μ --- 個 節 距 距 離 Ρ分雔開 背 面 *1 I 〇 此 節 距 距 離 係 為 由 氣 塌 上 的一 點 至 —· 相 鄰 氣 墒 上 的 相 1 I t- I 對 點 之 距 雔 〇 此 節 距 距 雔 Ρ係等於内表面除以氣塌數量的 事 項一 1 I 1 週 緣 長 度 〇 氣 域 的 數 量 係 例 如， 等 於 轉 子 m Η 陣 列 之 葉 填 寫 本 1 ά 1 片 的 數 量 Ν >如同由圖6 中 所 可 Μ見 到 的 氣 級 的 數 量 有 _. 頁 '—^ 1 I 個 最 佳 設 計 數 量 的 範 圍 〇 (此設計範圍係為轉子葉片敝量 1 I 之 函 數 〇 ) 1 1 各 有 一 相 鄰 風 扇 葉 片 1 6 相 關 聯的 兩 轉 子 葉 片 之 頂 端 24 > 1 訂 % 在 圖 2之中完整的顯示 而在圖3 中 以 虛 線 顯 示 〇 在 操 作 1 1 狀 態 之 中 如 圖 中 標 示 風 扇 m 片運 動 方 向 的 箭 頭 V所顯示 1 I 的 此 些 轉 子 葉 片 係 向 上 掃 過 (圖2) 並且是由右至左（ 圖 1 1 —«S 3) 〇 每 一 葉 片 皆 各 具 有 一 前 緣 44與 一 後 緣 46 〇 在 葉 片 一 側 1 線 的 — 個 吸 力 側 壁 48 由 前 m 延 伸 至後 緣 〇 在 葉 片 另 —J 側 的 —-. 1 1 個 壓 力 側 壁 5 2則 亦 由 前 緣 延 伸 至後 緣 〇 葉 Η 具 有 平 行 於 旋 1 I 轉 蚰 線 測 量 的 — 個 軸 向 長 度 L >風扇葉片具有- -前緣5 4， 1 I 其 延 伸 Μ 片 的 軸 向 長 度 L的前百分之二十（2 0 ίϋ) Μ 及 一 後 1 1 | 緣 56 其 延 伸 葉 片 的 軸 向 長 度 L的後百分之二十（2 0 ίΚ) 〇 m 1 片 亦 具 有 一 中 弦 區 58 其 延 伸 於前 緣 區 與 後 緣 區 之 間 〇 外 1 1 骰 具 有 ___‘ 個 槽 區 62 其 在 葉 片 的中 弦 區 朝 外 徑 向 延 伸 的 一 1 | 個 位 置 上 延 伸 並 包 含 該 些 槽 〇 1 I 圓 4為對應於顯示於圖3 中 的 外骰 之 另 一 具 體 例 的 視 圖 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX29?公釐） 一 1 0 一 268070 A7 B7 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印裝 五、 發明説明 (8 ) 1 在 該 另 一 具 體 例 之 中 > 週 緣 榷 38係 被 氣 壜 4 2所 中 斷 I 其 係 1 1 I 相 對 於 相 鄰 的 氣 堋 在 週 緣 上 交 錯 重 叠 〇 1 | 圖 5係為顯示於圖1 > 圖 2與圖3 中 外 骰 36與 風 扇 葉 片 頂 端 請 先 I «S 24的 放 大 横 剖 面 圖 〇 風 扇 m 片 頂 端 朝 外 的 外 殻 之 内 表 面 36 閲 讀 Λ I 係 位 於 與 相 鄰 結 構 的 相 同 徑 向 位 置 上 〇 如 同 後 面 所 將 說 明 之 注 1 1 清 楚 的 » 反 應 於 操 作 時 的 作 用 力 風 扇 葉 Η 16可 能 會 磨 擦 意 事 項 1 —| 到 内 (可磨耗密封） 表 面 36 S 切 割 出 _. 個 凹 穴 64 其 會 形 成 再 填 1 由 虛 線 所 顯 示 的 與 内 表 面 的 __- 個 關 係 ϋ 如 同 虛 線 所 顯 示 本 頁 裝 1 的 在 頂 端 已 切 割 内 (可磨耗密封） 表 面 之 後 風 扇 絮 片 頂 1 1 端 朝 外 的 表 面 36 即 處 在 與 相 鄰 結 構 的 内 表 面 不 同 的 徑 向 位 1 1 置 上 〇 在 另 一 種 結 構 之 中 此 凹 穴 可 以 故 意 地 如 圖 所 示 形 1 訂 1 I 成 於 外 殻 上 例 如 前 面 所 討 論 的 美 國 專 利 第 4， 2 39 , 452 號 中 所 揭 示 者 〇 1 1 圖 5中顯示數條槽38 >如圖2 圖 3與圖5 中 所 顯 示 的 I 每 1 _ 1 條 槽 38具 有 -L—. _ 向 寬 度 W 與由轉子葉片朝外的外骰之 線 内 表 面 所 量 起 的 一 徑 向 深 度 D 1徑向深度D對 蚰 向 寬 度 y的 1 I 比 例 係 大 於 或 等 於 〇 在 所 顯 現 的 具 體 例 之 中 徑 向 深 度 1 1 | D對蚰向寬度W的 比 例 係 等 於 二 (D/W =2) )每- -條槽係與相 1 1 鄰 的 槽 Μ 等 於 蚰 向 寬 度 w- -半的- -個距離在軸線方向上分 1 1 m 開 ) 留 下 其 間 的 一 個 平 原 66 〇 如 同 前 面 已 有 討 論 過 的 > 1 在 每 * 條 槽 中 的 數 個 氣 m 4 2係 由 平 原 在 蚰 向 上 延 伸 ， Μ 在 1 週 緣 上 中 斷 槽 的 整 個 深 度 〇 氣 塒 的 週 緣 長 度 LC係 等 於 槽 38 1 1 I 的 軸 向 寬 度 W 3經驗顯示延伸如圖4 中 所 顯 示 槽 的 寬 度 VI達 1 1 二 倍 氣 壩 不 會 發 生 不 利 的 效 果 〇 要 氣 m 不 延 伸 槽 的 整 個 徑 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 11 A7 268070 B7 五、發明説明（9 ) 向深度亦是可能的，但這t使此具體例的性能犧牲達到一 個嚴重的程度。 圖6中顯示不連纗而中斷的槽3 8，其空氣動力效率（曲線 E)改變與衝激極限（曲線S)改變之間，做為氣堋42數量（中 斷）與節距P的一個函数時的關係。氣堋的敝量係以在風扇 Μ片的陣列中風扇葉片的數量N來表示的。此些變化係與 不具有氣塒來中斷每一條槽的週緣連續性的一種基礎構造 相比較而測量得到的。顯示於圖6中的闞係曲線係以實驗 數據的分析做為基礎。 如圖6中所顯示的•氣埴4 2的加入會增加衝激極限，但 並不減損空氣動力效率。例如，在具有中斷不連讀或氣通 的數量等於風扇轉子葉片數量的四分之三的具體例之中， 衝激極眼增加大約四個百分點，而在空氣動力效率上則沒 有明顯的減損。當氣墒的數量增加時，空氣動力效率上會 有輕微的減低，直到氣堪的數量大約等於轉子葉片數量的 一又二分之一倍時為止。在此點之後，衝激極限即無法測 出有所增加，而空氣動力效率則開始降低。因此，氣級數 Μ的最低設計範圍即相信應等於轉子葉片數量的四分之三 至一又二分之一之間。在此範圍之内，氣塌之間的節距Ρ ( 間隔）可大約由内壁的週緣除Μ轉子葉Η數量Ν的三分之二 增加至内壁週緣除Μ轉子葉片數虽Ν的一又三分之一倍。 顯示於圖1之中•當此燃氣渦輪機引擎操作時，工作介 質氣體係被吸入次要流路3 2之中，並由風扇葉片1 6加以壓 縮。隨#風扇Μ片Μ高速繞著旋轉蚰線Α轉動，在每一支 -12 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央標準局負工消費合作社印^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 268070 A7 B7 五、發明説明（10 ) 轉子葉片的頂端24與内部外殼36之間的尾端壁區68即會發 生洩漏效應。此類的洩漏效應，在局部上是由於在頂端之 上的壓力側壁至吸力側壁的流動方向P — S所引起的。週緣 槽可導引此洩漏至切線或週緣方向（相對於與遽接前緣至 後緣的一條線垂直的方向P - S )。這會減低作用於氣流被風 Μ所驅動向後的相反方向上的洩漏氣流速度之分量。這可 Μ增加此具體例的衝激極限，且如圖6中所顯示的*亦在 壓縮級的空氣動力效率上只有小的衝擊。 雖然在尾端壁區中的空氣動力交互作用並不明朗’但後 面所說明的是一棰工作理論，其可Μ解釋實驗數據的结果 。在引擎操作時*旋轉中ΐ勺葉Η傳送能量姶相鄰的氣體。 在尾端壁區68之中，發展出了 一個界面層。由於阻力效應 的緣故，此界面層具有比相鄰的風扇Μ片之輪圈速度逭為 較低的速度。不過，在槽3 6之中’工作介質氣體的速度則 遠為較高。因此，高速度工作介質氣體會沿週緣而横過在 界面層外側，具有相對較低速度氣體的風扇紫Μ 1 4的陴列。 由於界面層可能與壁36分離，故在界面層中的低速氣體 可能會引起顯著的損耗。在沿週緣延伸的槽3 8中的高速氣 體則被氣塌向内驅動進人低能量的界面層中。此些高能氣 體之作用會對界面層加Κ充能，並避免界面層的分離。這 可Μ避免與界面層的分離有關的損失，而同時甚至在週緣 槽提供增進的衝激極限時*亦可以達成能保持常定的空氣 動力效率。因此，增加對週緣槽内增加沿週緣而分離的氣 壩的數最，可Μ容許衝激極限增加，但不會發生陣列的空 本紙張尺度適用中國國家梯芈（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） :~~~~~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· m t —J . 、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 268070 ab] 五、發明説明（U〇 氣動力效率的無法令人接受的減損，不過氣圾的數量須等 於在最佳設計範圍中的一個風扇Μ Η數量。例如•槽中的 高速度是由於可Κ提供未中斷槽的充份長度，Μ便發展速 度的節距Ρ，才為可能的。在具有太多氣塌的具體例之中 ，永遠無法發展出高速度來。在具有太少氣娘的具體例之 中，高速度可Μ發展出來，但卻無法Μ所需要的頻率注入 界面層之中。雖然本發明已如前述·配合具體例進行了詳 細說明，但熟悉本技藝之士皆可以瞭解，其形式與细節上 的各種改變，省略與增加皆可Μ在不偏離於本發明的精神 範喊内達成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. ,ιτ 線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ,, -14-

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印黎 7T、 申請專利範圍 1 I 1 . —- 棰 軸 流 氣 旋 Wk 慨 用 之 固 定 體 具 有 一 旋 轉 軸 線 A Γ 1 一 m m 段 包 含 一 工 作 介 質 氣 體 用 之 環 肜 流 路 與 包 含 徑 向 1 I 朝 外 延 伸 横 過 流 路 的 個 陣 列 轉 子 葉 Η 的 __. 個 轉 子 組 件 » 請 先 1 閲 1 各 轉 子 Μ 片 皆 具 有 一 頂 端 該 固 定 殻 體 包 含 讀 背 Λ I 一 夕卜 —殻 具 有 Μ 一 種 可 磨 耗 材 料 形 成 之 内 表 面 該 外 殺 之 注 1 1 環 m 流 路 而 延 伸 Μ 便 工 作 介 質 氣 體 包 繞 流 路 並 由 轉 子 m $ 項一 1 〜.1 再 1 I Η 朝 外 而 環 m 延 伸 且 與 轉 子 葉 Η 在 徑 向 上 分 離 其 間 距 填 寫 本 1 裝 m _. 個 間 隙 G 該外殻具有- -個槽區 其係在每- -絮片徑 頁 »· 1 I 向 朝 外 之 處 該 槽 區 具 有 1 1 I 里 各 條 槽 沿 外 m 的 内 部 週 緣 而 環 m 延 伸 該 些 樓 1 1 之 中 的 至 少 一 條 具 有 一 蚰 向 寬 度 W 由内表面量起的- -徑 訂 向 深 度 D Μ及大於或等於- -的徑向深度D對 _ 向 寬 度 W之 I 比 例 (D/W 1 ) 且 每 一 條 槽 係 與 相 鄰 的 槽 在 軸 向 上 分 雔 開 1 | * Μ 在 其 間 留 下 一 平 原 與 1 1 設 置 於 該 些 槽 之 中 的 數 個 氣 塌 氣 塌 的 數 量 係 至 少 等 於 線 Μ 片 數 量 Ν的四分之三（ 〇. 75H ) 並 由 平 原 岫 向 地 延 伸 以 在 1 1 週 緣 上 中 斷 槽 之 連 續 1 I 其 中 槽 與 氣 墒 係 與 通 過 的 風 扇 Μ Η 在 空 氣 動 力 上 交 互 作 1 1 I 用 > 使 壓 縮 段 的 衝 激 極 限 得 以 随 未 連 讀 週 緣 槽 單 獨 時 相 1 1 同 大 小 的 效 率 而 增 加 Ο 1 2 . 如 甲 請 專 利 範 圍 第 1項之固定殻體 ，其中氣熵之數量 | 1系 在 葉 Η 數 量 N之四分之三（0 · 75N ) 至 m 片 數 Μ Ν之- -倍半 1 I (1 .5Ν ) 的 一 個 範 圍 之 中 〇 1 1 1 3 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1項之固定骰體 >其中每- -氣堪係 1 1 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS〉A4規格（210X297公釐〉 8 8 8 8 ABCD ^68070 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 在週緣上與相郯的氣嬾K等於内表面週緣除Μ N的一個節 距距離Ρ相分離。 4 .如申請專利範圍第2項之固定殻體，其中每一氣壩係 在週緣上與相鄰的氣壩以等於内表面週緣除Μ Ν的一個節 距距離Ρ相分離。 5.如申請專利範圍第4項之固定殻體，其中氣撕的數量 係等於葉片之數量Ν。 6 .申請專利範圍第4項之固定骰體，其中該槽具有等於 二的一個徑向深度D對軸向寬度W之比例。 7 .申請專利範圍第3項之固定骰體，其中該槽具有等於 二的一個徑向深度D對軸向寬度W之比例。 8 .如申請專利範圍第7項之固定殻體，其中氣塒的數量 係等於Μ片之數量Ν。 9 .如申請專利範圍第8項之固定殻體，其中平原之軸向 寬度係等於槽之軸向寬度W之一半。 1 0 .如申謫專利範圍第1項之固定殻體，其中該些槽中之 至少五條具有數個氣域。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 1 1 .如申謫專利範圍第]項之固定骰體，其中該些槽中之 至少兩條具有數個氣塌，且一條槽中的氣塌係相對於其他 的槽而在週緣上相交錯。 1 2 .如申請專利範圍第1項之固定殻SI，其中該外般在外 骰中具有面向葉片的一個凹穴，且其中該槽區係被設置於 該外殻之中。 1 3 .如申請專利範圍第1項之固定殻體，其中轉子葉片之 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -2 - 26807ο A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 頂端具有一中弦區，其於軸線方向上於頂端延伸長度L的 百分之六十（60¾)，並W等於長度L百分之二十（20¾)的距 離與葉片的前緣與後緣分離，且其中槽區係在每一葉片的 中弦區的徑向朝外之處。 14. 一種燃氣渦輪機引擎用之固戾 殻體，具有一旋 轉軸線A，一風扇壓縮段包含一工作介質氣體用之環形流 路，包含徑向朝外延伸横過流路的一個陣列風扇葉片的一 個轉子組件，各風扇葉片皆具有一頂端，並具有一中弦區 ，其於軸線方向上於頂端延伸長度L的百分之六十（6 0 X )， 並以等於長度L百分之二十（2 0 % )的距離與葉片的前緣與後 緣分離，該固定穀體包含： 一外殻，具有Μ —種可磨耗材料形成之內表面，該外殻 環繞流路而延伸以便工作介質氣體包繞流路，並由風扇葉 片朝外而環繞延伸，且與風扇葉片在徑向上分離，其間距 離一個間隙G，該外殼具有一個槽區，其係在葉Η中弦區 徑向朝外之處，該槽區具有 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 數條槽，各條槽沿外殻的内部週緣而環繞延伸，該些權 之中的至少一條具有一蚰向寬度W，由内表面虽起的一徑 向深度D，以及等於二的徑向深度D對軸向寬度W之比例 (D / W = 2 )，且每一條槽係與相郯的槽在蚰向上以等於袖向 寬度W的二分之一距離分離關| Μ在其間留下一平原•與 設置於該些槽之中的數個氣塙，氣堝的數星係等於葉片 的數量Ν·並由平原蚰向地延伸以在週緣上中斷槽之連纊 ，並徑向地延伸槽的整個深度，且每一氣堋係Μ等於内表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 3 2eS〇7〇 含8: D8六、申請專利範圍 作 互 ; 交 開上 離力 分動 堪氣 氣空 的在 鄰片 相葉 與扇 而風 的 過 通 與 係 塌 Μ 氣 除與 緣槽 週中 的其 面 離 距 距 節 的 相 時 獨 單 樓 緣 週 續 I- 趙 未 隨 Μ 得 限 極 激 〇 衝加 的增 段而 縮率 壓效 使的 Μ小 , 大 用间 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210Χ297公釐） 4