(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211361417.1 (22)申请日 2022.11.02 (71)申请人 中国联合重型燃气轮 机技术有限公 司 地址 201306 上海市浦东 新区自由贸易试 验区临港新片区环湖西二路8 88号C楼 (72)发明人 周小勇　吴宏　贾小强　吕顺日　 徐建壮　 (74)专利代理 机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 1 1240 专利代理师 李慧　宋鸣镝 (51)Int.Cl. F04D 29/32(2006.01) F04D 29/54(2006.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种燃气轮 机压气机叶排 (57)摘要 本发明公开了一种燃气轮机压气 机叶排， 包 括叶片和固定叶片的安装件， 安装件靠近叶片一 侧的流道 面沿周向延伸形成端壁面， 相邻叶片之 间的端壁面形成流道单元， 流道单元包括多个流 道区域， 相邻流道区域在周向交界处具有高度 差， 以降低端壁面附近的二次流损失和角区分离 损失。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115539440 A 2022.12.30 CN 115539440 A 1.一种燃气轮机压气机叶排， 包括叶片(10)和固定所述叶片(10)的安装件(20)， 所述 安装件(20)靠近所述叶片(10)一侧的流道 面沿周向延伸形成端壁面(200)， 其特征在于， 相 邻所述叶片(10)之间的所述的端壁面(200)形成流道单元， 所述流道单元包括多个流道区 域， 相邻所述流道区域在周向交界处具有高度差， 以降低所述端壁面(200)附近的二次流损 失和角区分离损失。 2.根据权利要求1所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述多个流道区域的轮廓 分别由不同流道型线限定， 多个流道区域组合形成非对称端壁结构。 3.根据权利要求2所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述各流道区域包括至少 一个子区域， 所述各子区域相 对于所述叶片(10)限定的基准面凸起或者凹陷， 与所述子区 域相邻的子区域相对于所述叶片(10)限定的基准面凹陷或者凸起， 彼此相 邻的所述子区域 形成凹凸变化， 其中所述基准 面由所述叶片(10)的前缘向后缘延伸。 4.根据权利要求3所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述多个流道区域的轮廓 由不同流道型线围绕所述压气机轴线回转形成。 5.根据权利要求4所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述多个流道区域为第 一 流道区域(210)和第二流道区域(220)， 所述第一流道区域(210)为所述叶片(10)的根部所 在区域， 所述第二 流道区域(2 20)夹设于相邻两个所述第一 流道区域(210)之间。 6.根据权利要求5所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第一流道区域(210) 包括沿所述端壁面(200)轴向排列的第一子区域(211)和第二子区域(212)， 相邻的所述第 一子区域(211)和所述第二子区域(212)的轮廓的凹凸变化以调节所述叶片(10)根部的压 力分布。 7.根据权利要求6所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第二流道区域(220) 包括沿所述端壁面(210)轴向排列的第三子区域(221)和第四子区域(222)， 相邻所述第三 子区域(221)和所述第四子区域(222)的轮廓凹凸变化以调节所述叶片(10)的根部的压力 分布。 8.根据权利要求7所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第一子区域(211)对 应相对于所述基准面的第一凹陷部(2111)， 所述第三子区域(221)对应相对于所述基准面 的第一凸起部(2211)， 所述第二子区域(212)对应相对于所述基准面的第二凸起部(2121)， 所述第四子区域(2 22)对应相对于所述基准 面的第二凹陷部(2 221)。 9.根据权利 要求8所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第一子区域(211)、 所 述第二子 区域(212)、 所述第三子区域(221)以及所述第四子 区域(222)通过以下函数曲线 分别定义各自的流道型线： T＝az5+bz4+cz3+dz2+ez1+f 其中， T为流道型线上的点到所述基准面的距离， z为沿所述端壁面(200)的轴向位置坐 标， a、 b、 c、 d、 e、 f为多项式系数， 所述第一子区域(211)、 所述第二子区域(212)、 所述第三子 区域(221)以及所述第四子区域(2 22)的流道型线具有不同多 项式系数。 10.根据权利要求9所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第一子区域(211)在 所述端壁面(200)轴向上由第一端点沿第一流道型线延伸至第二端点， 所述第一流道型线 的函数曲线的多项式系数a1、 b1、 c1、 d1、 e1、 f1由所述第一端点和所述第二端点的轴向坐标、 所述第一端点和所述第二端点到所述基准面的距离、 所述第一端点和所述第二端点处的切权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115539440 A 2线斜率， 以及所述第一凹陷部(2111)到所述基准面的最大距离数值， 所述最大距离处的轴 向坐标、 所述 最大距离处的切线斜 率中的一个或多个因素决定 。 11.根据权利要求10所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第三子区域(221) 在所述端壁面(200)轴向上由第三端点沿第三流道型线延伸至第四端点， 所述第三流道型 线的函数曲线的多项式系数a3、 b3、 c3、 d3、 e3、 f3由所述第三端点和所述第 四端点的轴向坐 标、 所述第三端点和所述第四端点到所述基准面的距离、 所述第三端点和所述第四端点处 的切线斜率， 以及所述第一凸起部(2211)到所述基准面的最大距离数值， 所述最大距离处 的轴向坐标、 所述 最大距离处的切线斜 率中的一个或多个因素决定 。 12.根据权利要求11所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第二子区域(212) 在所述端壁面(200)轴向上由所述第二端点沿第二流道型线延伸至第五端点， 所述第二流 道型线的函数曲线的多项式系数a2、 b2、 c2、 d2、 e2、 f2由所述第二端点和所述第五端点的轴向 坐标、 所述第二端点和所述第 五端点到所述基准面的距离、 所述第二端点和所述第 五端点 处的切线斜率， 以及所述第二凸起部(2121)到所述基准面的最大距离数值， 所述最大距离 处的轴向坐标、 所述 最大距离处的切线斜 率中的一个或多个因素决定 。 13.根据权利要求12所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第四子区域(222) 在所述端壁面(200)轴向上由所述第四端点沿第四流道型线延伸至第六端点， 所述第四流 道型线的函数曲线的多项式系数a4、 b4、 c4、 d4、 e4、 f4由所述第四端点和所述第六端点的轴向 坐标、 所述第四端点和所述第六端点到所述基准面的距离、 所述第四端点和所述第六端处 的切线斜率， 以及所述第二凹陷部(2221)到所述基准面的最大距离数值， 所述最大距离处 的轴向坐标、 所述 最大距离处的切线斜 率中的一个或多个因素决定 。 14.根据权利要求11所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 一端点与所述第 三端点靠 近所述叶片(10)前缘。 15.根据权利要求11所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 二端点与所述第 四端点靠 近所述叶片(10)中部 。 16.根据权利要求13所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第五端点和所述第 六端点靠 近所述叶片(10)尾缘。 17.根据权利要求8 ‑16任一项所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 一凹陷 部(2111)到所述基准面距离最大的位置位于所述叶片(10)轴向弦长的10％～40％处， 所述 第一凹陷部(21 11)到所述基准 面的最大距离小于所述叶片(10)高度的1％。 18.根据权利要求8 ‑16任一项所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 一凸起 部(2211)到所述基准面距离最大的位置位于所述叶片(10)轴向弦长的10％～40％处， 所述 第一凸起部(2 211)到所述基准 面的最大距离小于所述叶片(10)高度的1％。 19.根据权利要求8 ‑16任一项所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 二凸起 部(2121)到所述基准面距离最大的坐标位于所述叶片(10)轴向弦长的60％～90％处， 所述 第二凸起部(2121)到所述基准 面的最大距离小于所述叶片(10)高度的1％。 20.根据权利要求8 ‑16任一项所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 二凹陷 部(2221)到所述基准面距离最大的位置位于所述叶片(10)轴向弦长60％～90％处， 所述第 二凹陷部(2 221)到所述基准 面的最大距离小于所述叶片(10)高度的1％。 21.根据权利要求5 ‑16任一项所述的燃气轮机压气机叶排， 其特征在于， 所述第 一流道权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115539440 A 3