專利名稱：風扇平臺肋片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于具有主氣流和次氣流的雙函道葉輪機的風扇平臺，該平臺
限定主氣流在其周圍流動的整流罩(nose)表面的一部分，并支承從平臺徑向向外 延伸的葉片。
背景技術：
在葉輪機中，進氣分成兩股氣流，在更靠近中央?yún)^(qū)域中流動的主氣流，和圍繞 在主氣流周圍的次氣流。主氣流的徑向外邊界，即主氣流與次氣流相交的區(qū)域，形 成以與葉輪機主軸平行的軸為軸的大致圓柱形。 一旦與葉輪機的整流罩接觸，主氣 流的中央?yún)^(qū)域旋轉并沿著葉輪機的整流罩壁流動，其整流罩為圓錐形狀，沿氣體流 動方向漸開到環(huán)形通道的入口，其中整流罩壁與葉輪機的主軸逐漸平行。整流罩的 圓錐形壁上從通道沿主氣流流動方向的上游的一部分，由被稱作風扇平臺且用來支 承葉片的平臺構成。這些葉片用來壓縮主氣流的氣體，并傳遞軸向的旋轉動力。主 氣流沿著，葉片間的錐形前進且旋轉至嗵3IA口時，同時還被錐形壁和次氣流之 間徑向壓縮，其內邊界遠離葉輪機的主軸。該機構用來在通道入口獲得被壓縮的氣 體，并且由于以大于初始平均半徑的平均半徑(與主軸的平均距離)，相對于葉輪機 的主軸旋轉，所以具有增大的能量。
主、次氣流在圍繞葉輪機整流罩的環(huán)形通道入口分開，主氣流穿ail道而次氣 流沿著限定通道外偵啲環(huán)形壁的徑向外表面流動。在通道中布置有徑向延伸且主氣 流被進一步壓縮的葉片。穿Mil道的主氣流氣體可被盡可能地壓縮，以利于通皿 道的低壓壓縮TO所述氣體執(zhí)行的壓縮操作。M葉片壓縮主氣流氣體的效率隨著 葉片數(shù)量的增多而增大。然而，這些葉片的成本很高。如果肖,減少葉片的數(shù)量將
會比較有利。此外，減少葉片的數(shù)sa會減小平臺的重量，從而使慣性減小。然而，
在具有較少葉片的風扇平臺上很難壓縮穿過葉片之間的氣體，這使其下游的壓縮機
執(zhí)行工作更加困難。
本發(fā)明意圖克服上述缺陷，或者至少減輕這些吿夫陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明意圖提供一種葉輪機的風扇平臺，禾,平臺上設置的規(guī)定數(shù)量的葉片， 盡可能高效地壓縮的主氣流氣體。
本發(fā)明是通過這樣來實現(xiàn)的，在平臺的兩個相鄰葉片之間設置至少一斜申出于 兩個葉片之間空間內的肋，所述肋被設計成參與壓縮主氣流氣體，并延伸在由葉片
所限定空間的40%范圍內即沿主氣流流動方向的最下游。
禾傭這些從主氣流流動的空間內伸出的肋，穿過葉片之間的主氣流的氣體被壓 縮得比無肋結構中的更多。此外，每條肋用來減小從肋與平臺相交的每個葉片的導 邊(葉片的端部即沿主氣流流動方向的最上游)開始產生的渦流的振幅。由于這些 渦流減弱了葉片的性能，故渦流是不希望出現(xiàn)的紊流區(qū)域。因此本發(fā)明的平臺與支 承了更多葉片的平臺同樣有效，而由于制造肋比制造葉片的成本更低且包括較少的 材料，所以成本較低且質量較輕。
iM地，所述至少一條肋延伸在由葉片之間所限定的空間的30%范圍內沿主氣 流流動方向的最下游。
肋的這種布置用來減小從葉片的導邊開始產生并產生干擾葉片之間氣流的紊流 區(qū)域的渦流的振幅。


通過下面對所給出的非限制性實施例的實施方式的詳細描述，本發(fā)明及其優(yōu)點
將會更加易于理解，描述中參考下列附圖，其中
圖1是雙函道葉輪機前部的縱截面圖，示出主氣流與次氣流的位置；
圖2是示出了兩個相鄰葉片的本發(fā)明平臺的立體圖3是沿圖2中Ill-Ill線的橫截面圖4是本發(fā)明所述肋上帶有圓形尾邊的平臺的示意圖5A和5B是肋為非線性的本發(fā)明所述的平臺的示意圖6是兩個相鄰葉片之間設有兩條肋的本發(fā)明所述的平臺的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出了主軸A的雙函道葉輪機的前部分。由于關于X軸對稱，所以只示 出葉輪機的上半部。在下面的描述中，術語"前"是指位于相對于穿過葉輪機的氣
流的上游部分，術語"后"是指位于比所述氣流更下游的部分。
葉輪機前部設有整流罩10，其端部指向前面即圖1中的左側。整流罩首先向右
張開，形成大體上的圓錐形狀，然后整流罩壁逐漸與A軸平行以形成A軸的大致圓 柱體。整流罩10由大致圓柱形的外殼17圍繞，外殼17的軸與A軸對稱。外殼17 的徑向內表面18和整流罩10的表面12之間限定氣流經(jīng)過的環(huán)形區(qū)域。葉輪機從右 向左前進，因而氣流沿著箭頭F的方向從左向右流經(jīng)外殼17與整流罩10之間。
向后，即朝向相對于外殼17前端的后面設有環(huán)形壁20，呈以對稱軸A為軸的 大致圓筒體形狀。該環(huán)形壁20與整流罩10共同限定環(huán)形通道5。環(huán)形壁20將氣流 分成:！Ail道5中的主氣流l，和圍繞在主氣流1周圍的次氣流2。因而，主氣流由 整流罩10限定，次氣流由整流罩10和環(huán)形壁20限定，而次氣流由主氣流和外殼 17的徑向內表面18限定，然后由環(huán)形壁20和外殼17的徑向內表面18限定。因而 在環(huán)形壁20前面主氣流1與次氣流2之間的分離區(qū)域，大體上呈以A軸為對稱軸 的圓柱體3的形狀。
當穿過葉輪機時，次氣流2為等截面穿過且占據(jù)由圓筒體3與外殼17的徑向 內表面18所限定的環(huán)空體積。相反地，假設整流罩10為圓錐形狀，貝岫于該區(qū)域 由圓筒體3向外限定且由整流罩IO上沿著氣流流動方向逐漸遠離A軸的表面12向 內限定，所以主氣流1流經(jīng)的環(huán)形區(qū)域的橫截面在氣流(在圖1中從左向右)穿過 葉輪機時減小，因而壓縮穿M道5的氣體。
此外，整流罩10的表面12上位于通道5前面的環(huán)形部分，由支承葉片30的 風扇平臺40構成。這些葉片30等間隔分布在平臺40的圓周上，用于壓縮并向氣體
的主氣流1傳遞旋轉運動。
如圖2和3所示，葉片30沿其寬度(葉片寬度為沿大致沿著葉輪機主A軸方 向的尺寸)彎曲，以使每個葉片30具有凹面32和凸面33， 二者前面相交于導邊34， 后面相交于尾邊35。葉片30的凹面32面向平臺40的旋轉方向，圖2和圖3中用 箭頭R表示該旋轉方向，從左向右。箭頭R與A軸大致垂直。葉片30的凸面33 面向相鄰葉片30的凹面32位置。兩個相鄰葉片30限定空間38。主氣流在空間38 中沿著箭頭F方向從葉片30的導邊34向尾邊35流動，且在穿過時被壓縮。
平臺40帶有沿著與兩相鄰葉片30大致等距的線延伸的肋50。肋50具有向前 布置的導邊54和向后布置的尾邊55。肋50為從平臺40向外徑向延伸的鰭形，即 其與平臺40大致垂直。肋50可以是線性的，也可以是以與葉片30相似的方式且沿相同方向彎曲。肋50的高度可以小于葉片30的高度，或者實際上小得多。肋50 可以是通過鍛造平臺40或者是加工平臺40得到。
如圖3所示，導邊54與平臺40形成的角度小于尾邊55與平臺40所形成的角 度，因此肋50的尖端56即肋上與平臺40最遠的點，與導邊54與平臺40相交的位 置相比，更靠近尾邊55與平臺40相交的位置。例如，尖端56可以與本身為線性的 尾邊55在一條直線上。例如，尾邊55可以垂直于平臺40徑向延伸，以使尖端56 位于尾邊55與平臺40相交位置徑向上方?？蛇x地，如圖4所示，肋50可以具有圓 形尾邊55。
在圖2和圖3中，肋50位于空間38的最后區(qū)域，即與葉片30的導邊34相比 更靠近其尾邊35。因而，肋50對于減弱在空間38中從葉片30的導邊34開始產生 的渦流60的振幅更加有效。例如，將肋50布置成以使空間38的60%置于導邊54 與平臺40相交位置的前面，空間38的40%置于導邊54與平臺40相交位置的后面。 舉例來說，將肋50布置成以使空間38的70%置于導邊54與平臺40相交位置的前 面，空間38的30%置于導邊54與平臺40相交的后面。
肋50可以#置于相對于A軸徑向且與平臺40垂直的平面。肋50還可以具 有沿平臺40旋轉方向傾斜的徑向外端510，如圖5A中的箭頭R所示，即從左向右。 因而，徑向外端510以圖5A所示的方式與垂直于平臺40的肋的徑向內部形成角度。 肋50沿其徑向還可以設有多個連續(xù)部，這些連續(xù)部沿著平臺40的旋轉方向彼此相 對傾斜。
如圖5B所示，肋50還可以在平臺40的旋轉方向沿著整個徑向彎曲，如圖箭 頭R所示。在此情況下，肋50上與平臺40相交的部分可以與平臺垂直，也可以在 與旋轉方向相反的方向相對于平臺40傾斜。
本發(fā)明并不局限于上述的實施方式。因而，在每對相鄰葉片30之間也可以設置 多條肋50。例如，平臺40在相鄰對葉片30之間可以設有兩條肋50，如圖6所示。
權利要求
1.一種用于具有主氣流(1)和次氣流(2)的雙函道葉輪機的風扇平臺(40)，所述平臺限定主氣流在其周圍流動的整流罩表面的一部分，并支承從所述平臺(40)徑向向外延伸的葉片(30)，所述平臺的特征在于，在兩個相鄰葉片(30)之間設有至少一條肋(50)，伸出于兩個葉片(30)之間的空間(38)中，所述至少一條肋(50)被設計成參與壓縮主氣流(1)中的氣體，并延伸于由葉片(30)之間所限定的空間(38)的40％范圍即在主氣流(1)流動方向的最下游。
2. 如權利要求1所述的風扇平臺(40)，其特征在于所述至少一條肋(50)延 伸于由葉片(30)之間所限定的空間(38)的30%范圍內在主氣流(1)流動方向 的最下游。
3. 如權利要求1或2所述的風扇平臺(40)，其特征在于所述至少一條肋(50) 是連同平臺(40)被鍛造制成。
4. 如權利要求1或2所述的風扇平臺(40)，其特征在于所述至少一條肋(50) 被機械加工到平臺(40)中而制成。
5. 如權利要求1至4所述的任一種風扇平臺(40)，其特征在于所述至少一條 肋(50)的尖端(56)與所述肋的導邊(54)與所述平臺(40)相交位置之間的距 離大于所述尖端(56)與所 的尾邊(55)與所述平臺(40)相交位置的距離。
6. 如權利要求1至5所述的任一種風扇平臺(40)，其特征在于所述至少一條 肋(50)的徑向外端(510)沿所述平臺(40)的旋轉方向傾斜。
7. 如權利要求1至5所述的任一種風扇平臺(40)，其特征在于所述至少一條 肋(50)在其整個徑向長度上沿所述平臺(40)的旋轉方向彎曲。
8. 如權利要求1至6所述的任一種風扇平臺(40)，其特征在于在兩個相鄰葉 片(30)之間設有兩條肋(50)。
9. 一種葉輪機風扇，包括固定到上述任一項權利要求所述平臺的葉片。
10. —種設有依據(jù)權利要求9的風扇的葉輪機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有主氣流(1)和次氣流(2)的雙函道葉輪機的風扇平臺(40)。平臺(40)限定主氣流在其周圍流動的整流罩表面的一部分，并支承從所述平臺(40)徑向向外延伸的葉片(30)。在兩個相鄰葉片(30)之間，平臺(40)設有至少一條肋(50)，伸出于兩個葉片(30)之間的空間(38)中，所述肋被設計成參與壓縮主氣流。
文檔編號F04D29/38GK101165355SQ20071016285
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權日2006年10月20日
發(fā)明者斯蒂芬·奧賓 申請人:斯奈克瑪