涡轮机流动路径表面的凸肋制造技术

本发明专利技术公开了一种用于包括部件部分的涡轮机的部件级。所述部件部分包括流动路径表面，当所述部件级安装在所述涡轮机中时，所述流动路径表面至少部分曝露于由所述涡轮机限定的核心空气流动路径。所述部件进一步包括所述流动路径表面上的多个按顺序排列的凸肋，所述多个按顺序排列的凸肋通过限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者，针对所述涡轮机内的所述流动路径表面的预期位置进行定制。

The ribs of a turbine flow path surface

A component stage of a turbine comprising a component part is disclosed. The component section includes a flow path surface that is at least partially exposed to a core air flow path defined by the turbine when the component stage is mounted in the turbine. The assembly further includes the flow paths of a plurality of sequential convex rib on the surface of the plurality of ribs are arranged in order by defining a non uniform geometry or non uniformly spaced one or both of the customized to the expected location of the turbine in the flow path surface.

【技术实现步骤摘要】
涡轮机流动路径表面的凸肋
本专利技术大体涉及包括多个凸肋的涡轮机流动路径表面。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括设置为彼此流动连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心通常包括(连续顺流顺序)：压缩机部分、燃烧部分、涡轮机部分和排气部分。在操作中，空气从风扇提供到压缩机部分的入口，其中，一个或多个轴流式压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧部分。燃料与压缩空气混合，并在燃烧部分内燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧部分导引到涡轮机部分。通过涡轮机部分的燃烧气体流驱动涡轮机部分，然后通过排气部分，进入(例如)大气。涡轮机部分通常包括多个按顺序排列的涡轮机喷嘴和涡轮机转子叶片的级。涡轮机喷嘴的各级内的每个涡轮机喷嘴和涡轮机转子叶片的各级内的每个涡轮机转子叶片包括一个或多个流动路径表面。例如，为了减小某些这种流动路径表面的热负载，可以将凸肋(即小肋或翅片)并入到流动路径表面中。鉴于将凸肋并入流动路径表面相关的复杂性，各连续的凸肋通常限定均匀的几何结构和间距。但是，位于(例如)涡轮机部分内的不同流动路径表面处于不同的气流状况下。本专利技术的专利技术人已经发现，不同的气流状况对均匀的凸肋有不同的影响。例如，鉴于第一流动路径表面处的气流状况，凸肋可能有益，而鉴于第二流动路径表面处的气流状况，凸肋可能在实际上了提供有害效果。因此，本专利技术的专利技术人已经发现，根据燃气涡轮发动机内流动路径表面所位于的特定位置定制多个凸肋可能会产生有益效果。更具体地，具有针对燃气涡轮发动机内的特定位置定制的多个凸肋的燃气涡轮发动机的流动路径表面将尤为有益。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下说明中部分阐述，或者可以通过说明使人理解，或者可以通过实施本专利技术来了解。在本专利技术的一项示例性实施例中，提供了一种涡轮机的部件级，其限定核心空气流动路径。所述部件级包括部件部分。所述部件部分包括流动路径表面，其至少部分曝露于所述核心空气流动路径，并进一步包括多个在所述流动路径表面上按顺序排列的凸肋。所述多个按顺序排列的凸肋限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者。其中，所述多个凸肋中的每个限定相对于所述流动路径表面的高度和宽度，并且其中，所述多个凸肋中的每个的所述高度或宽度中的至少一个在所述第一方向上不均匀。其中，所述多个凸肋限定相邻凸肋之间的间隔，并且其中，由所述多个凸肋限定的间隔在所述第一方向上不均匀。其中，所述多个凸肋中的每个限定相对于所述流动路径表面的高度和宽度，其中，所述多个凸肋中的每个的所述高度或宽度中的至少一个在垂直于所述第一方向的方向上不均匀。其中，所述多个凸肋限定相邻凸肋之间的间隔，并且其中，由所述多个凸肋限定的间隔在垂直于所述第一方向的方向上不均匀。其中，所述部件部分包括端壁，并且其中，所述部件部分的所述流动路径表面包括所述端壁的表面。其中，所述部件部分包括转子叶片，所述转子叶片限定前缘和尖端，其中，所述部件部分的流动路径表面包括所述转子叶片的表面，并且其中，所述多个凸肋从所述前缘沿非直线方向朝所述尖端延伸。在本专利技术的另一示例性实施例中，提供了一种涡轮机。所述燃气涡轮发动机包括压缩机部分和涡轮机部分，其排列为连续顺流顺序，并至少部分限定核心空气流动路径。所述压缩机部分或所述涡轮机部分中的一个包括部件级。所述部件级包括部件部分。所述部件部分包括流动路径表面，其至少部分曝露于所述核心空气流动路径，并进一步包括多个在所述流动路径表面上顺序排列的凸肋。所述多个按顺序排列的凸肋限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者。在本专利技术的一项示例性方面，提供了一种形成涡轮机的压缩机部分或涡轮机部分的部件级的部件部分的方法。所述涡轮机限定核心空气流动路径。所述方法包括形成所述部件部分的基部几何结构。所述基部几何结构包括流动路径表面，其至少部分曝露于核心空气流动路径。所述方法还包括使用增材制造工艺在所述部件部分的所述基部几何结构的所述流动路径表面上形成多个凸肋，所述多个凸肋顺序排列，并且限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者。其中，形成所述部件部分的所述基部几何结构包括移除先前涂覆到所述基部几何结构的所述流动路径表面的一层或多层涂层。其中，所述多个凸肋中的每个大致沿第一方向延伸，并且其中，所述多个凸肋沿所述第一方向限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者。其中，所述多个凸肋中的每个限定相对于所述流动路径表面的高度和宽度，其中，所述多个凸肋中的每个的所述高度或宽度中的至少一个在所述第一方向上不均匀。参考以下说明和所附权利要求，将有助于理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。本说明书中所结合并限定其一部分的附图展示了本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明参考附图，在说明书中对本专利技术进行了完整和能够实现的公开，包括括其最佳模式(针对本领域普通技术人员)，其中：图1是本专利技术各种实施例所述的示例性燃气涡轮发动机的截面原理图。图图2是图1的示例性燃气涡轮发动机的燃烧部分和涡轮机部分的放大侧视图。图3提供了本专利技术的一项示例性实施例所述的涡轮机转子叶片部分的透视图，该涡轮机转子叶片部分构造用于图1的示例性燃气涡轮发动机的涡轮机部分的涡轮机转子叶片级。图4提供了本专利技术的一项示例性实施例所述的流动路径表面上的多个凸肋的放大平面图。图5是沿图4中的线5-5截取的图4的流动路径表面上的多个示例性凸肋的截面图。图6提供了本专利技术的另一示例性实施例所述的流动路径表面上的多个凸肋的截面图。图7提供了本专利技术的另一示例性实施例所述的流动路径表面上的多个凸肋的截面图。图8提供了本专利技术的另一示例性实施例所述的流动路径表面上的多个凸肋的放大平面图。图9是沿图8中的线9-9截取的图8的多个凸肋的凸肋截面图。图10提供了本专利技术的另一示例性实施例所述的涡轮机转子叶片部分的透视图。图11提供了本专利技术一项示例性实施例所述的形成部件部分的方法的流程图。具体实施方式现在，将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个示例在附图中展示。详细说明使用数字和字母标记来指代附图中的功能件。在附图和说明中的相同或相似的标记用于指代本专利技术的相同或类似部件。本文中所使用术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以便将一个部件与另一个部件区分开，而并非意在表示单个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指流体路径中流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体来自的方向，“下游”是指流体流向的方向。现在参考附图，其中，在所有附图中，相同的编号表示相同的元件，图1是本专利技术一项示例性实施例所述的涡轮机的截面原理图。更具体地，对于图1的实施例，涡轮机构造为燃气涡轮发动机，或者构造为高涵道比涡扇喷气发动机12，在本文中称为“涡扇发动机12”。如图1所示，涡扇发动机12限定轴向方向A(平行于供参考的纵向中线13延伸)、径向方向R和绕轴向方向A延伸的圆周方向(未示出)。通常，涡扇12包括风扇部分14和设置在风扇部分14下游的核心涡轮发动机16。所示的示例性核心涡轮发动机16通常包括大致为管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围，且核心涡轮发动机16包括按连续顺流关系排列的压缩机部分，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧部分26；涡轮机部分，其包括高压(HP)涡轮机28本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于限定核心空气流动路径的涡轮机的部件级，所述部件级包括：部件部分，所述部件部分包括流动路径表面，所述流动路径表面至少部分曝露于所述核心空气流动路径，并且进一步包括在所述流动路径表面上的多个按顺序排列的凸肋，所述多个按顺序排列的凸肋限定非均匀几何结构或非均匀间距中的一者或两者。

【技术特征摘要】
2016.02.12 US 15/0426351.一种用于限定核心空气流动路径的涡轮机的部件级，所述部件级包括：部件部分，所述部件部分包括流动路径表面，所述流动路径表面至少部分曝露于所述核心空气流动路径，并且进一步包括在所述流动路径表面上的多个按顺序排列的凸肋，所述多个按顺序排列的凸肋限定非均匀几何结构或非均匀间距中的一者或两者。2.根据权利要求1所述的部件级，其中，所述多个凸肋中的每个大致沿第一方向延伸，并且其中，所述多个凸肋中的每个沿所述第一方向限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者。3.根据权利要求1所述的部件级，其中，所述多个凸肋大致沿第一方向延伸，并且其中，所述多个凸肋沿垂直于所述第一方向的方向限定非均匀几何结构或非均匀间隔中的一者或两者。4.根据权利要求1所述的部件级，其中，所述部件部分包括喷嘴或转子叶片中的至少一个，并且其中，所述部件部分的流动路径表面包括所述喷嘴或所述转子叶片的表面。5.根据权利要求1所述的部件级，其中，所述多个凸肋中的每个限定相对于所述流动路径表面的高度和宽度，并且其中，所述多个凸肋的所述高度或宽度中...

【专利技术属性】
技术研发人员：RS班克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US