一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构的制作方法

1.本发明涉及一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，属于燃气轮机设计加工行业。


背景技术：

2.压气机作为船舶燃气轮机最为重要的三大核心部件之一，其技术性能和可靠性直接影响着船舶燃气轮机的安全性、技术指标与经济性指标的实现。为了适应船舶航行过程中的要求，船舶燃气轮机要在保证设计点性能的同时，特别强调低工况下的宽裕度高效运行。这种大范围变工况下的运行特点，使燃气轮机在作为船舶动力系统推进或发电使用时的低工况稳定性问题十分突出，并往往成为机组性能的限制瓶颈，这就对船舶燃气轮机压气机在非设计工况下的性能与稳定性提出了更高的要求。因此，为了使船舶燃气轮机具有更宽的稳定工作范围与更优秀的变工况性能，往往需要采用各种防喘扩稳技术，提高其压气机在低工况下的喘振裕度指标，同时满足压气机在设计点的效率指标。
3.在各种压气机防喘扩稳技术中，处理机匣技术是提高压气机非设计工况喘振裕度常用的技术手段。传统的压气机机匣处理技术通过在压气机机匣上开缝或槽等各种结构，在压气机叶顶间隙和机匣之间建立特殊的流动关系，从而改变压气机的失速状态，增加压气机的喘振裕度，然而这样必然会破坏原有已定型的流动状态，造成压气机效率的下降。因此，如何设计出既能增加压气机喘振裕度且效率基本不降低的处理机匣结构成为了亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决船舶燃气轮机压气机在保证设计点性能的同时，提升低工况稳定性的问题，进而提供了一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构。
5.本发明的目的是这样实现的：包括处理机匣外壳、微型导流叶片组件、螺钉和锁紧垫片，微型导流叶片组件与处理机匣外壳通过螺钉和锁紧垫片连接紧固；微型导流叶片组件包括微型导流叶片、小环、大环和连接销，微型导流叶片通过连接销与大、小环连接。
6.本发明还包括这样一些结构特征：
7.1.微型导流叶片由回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型决定，回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数这三个参数通过改变处理机匣的回流量，影响整体的扩稳效果；微型导流叶片叶型影响主流道的气体进入回流腔时的损失，微型导流叶片由回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型的选取由船舶燃气轮机压气机回流腔
‑
扰流片式处理机匣设计方法确定。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效地解决了上述问题，提出了一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，在增加喘振裕度的同时，效率降低的尽量少，从而满足设计指标。
9.本发明利用压差使原本在主流道中动叶顶部的部分低速流体通过微型导流叶片
进行导流引至回流腔内，减少了动叶顶部低速区，改善了叶片通道内的流动，从而达到扩稳的作用；气体经微型导流叶片导流后进入回流腔，随后再次进入主流道，这样就形成了回流，避免形成死腔，在提升压气机喘振裕度的同时，最大限度地减少了压气机效率的损失。
附图说明
10.图1是本发明的船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构示意图。
11.图2是本发明的微型导流叶片的俯视图。
12.图3是本发明的微型导流叶片式处理机匣重要结构参数原理示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
14.参照图1，一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，包括处理机匣外壳1、微型导流叶片组件2、螺钉3和锁紧垫片4。微型导流叶片组件2与处理机匣外壳1通过螺钉3和锁紧垫片4连接紧固，形成了微型导流叶片式处理机匣的主体结构。
15.参照图2，微型导流叶片组件包括微型导流叶片11、小环12、大环13和连接销14、15。微型导流叶片11通过连接销14和15与大小环连接。微型导流叶片零件按整周组合加工；大小环内侧设有与微型导流叶片相配的槽道，保证了结构的稳定性。
16.参照图3，回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型为本发明的四个重要结构参数。回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数这三个参数通过改变处理机匣的回流量，从而影响整体的扩稳效果。微型导流叶片叶型影响主流道的气体进入回流腔时的损失，设计合理的微型导流叶片叶型能够有效地降低峰值效率的减少量。这四个结构参数的具体选取由船舶燃气轮机压气机回流腔
‑
扰流片式处理机匣设计方法确定。
17.为了便于在压气机试验台架上实现快速换装，微型导流叶片式处理机匣采用上下分半结构，也即目的是实现在压气机试验台架上快速换装不同结构形式的处理机匣。
18.本发明未详细阐述的技术内容属于本领域技术人员的公知技术。
19.本发明提出的一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，不仅局限于船舶燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种带有处理机匣的工业用燃气轮机轴流压气机、航空发动机轴流压气机。
20.综上，本发明提供了一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，其目的是为了船舶燃气轮机压气机使用时的低工况稳定性问题。首先微型导流叶片组件与处理机匣外壳通过螺钉和锁紧垫片连接在一起，构成了微型导流叶片式处理机匣的主体结构。其次微型导流叶片组件包括微型导流叶片、小环、大环和连接销；微型导流叶片通过连接销和与大小环连接。再次回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型为本发明的四个重要结构参数，这四个结构参数的具体选取由船舶燃气轮机压气机回流腔
‑
扰流片式处理机匣设计方法确定。最后微型导流叶片式处理机匣采用分半结构，目的是实现在压气机试验台架上快速换装不同结构形式的处理机匣。同时，该结构不仅局限于船舶燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种带有处理机匣的工业用燃气轮机轴流压气机、航空发动机轴流压气机。


技术特征：
1.一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，其特征在于：包括处理机匣外壳、微型导流叶片组件、螺钉和锁紧垫片，微型导流叶片组件与处理机匣外壳通过螺钉和锁紧垫片连接紧固；微型导流叶片组件包括微型导流叶片、小环、大环和连接销，微型导流叶片通过连接销与大、小环连接。2.根据权利要求1所述的一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，其特征在于：微型导流叶片由回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型决定，回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数这三个参数通过改变处理机匣的回流量，影响整体的扩稳效果；微型导流叶片叶型影响主流道的气体进入回流腔时的损失，微型导流叶片由回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型的选取由船舶燃气轮机压气机回流腔
‑
扰流片式处理机匣设计方法确定。

技术总结
本发明提供一种船舶燃气轮机压气机微型导流叶片式处理机匣结构，首先微型导流叶片组件与处理机匣外壳通过螺钉和锁紧垫片连接在一起，构成了微型导流叶片式处理机匣的主体结构。其次微型导流叶片组件包括微型导流叶片、小环、大环和连接销；微型导流叶片通过连接销和与大小环连接。再次回流腔外径、微型导流叶片外径、微型导流叶片个数和微型导流叶片叶型为本专利的四个重要结构参数，这四个结构参数的具体选取由船舶燃气轮机压气机回流腔


技术研发人员：张舟 金鹏 王琦 洪青松 王廷 万新超 张亮
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0三研究所
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/9/21