翼型制造技术

本发明专利技术涉及翼型，公开用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，翼型沿翼展宽度方向从基底延伸到尖端，且呈现吸力侧、压力侧、前缘和后缘。翼型包括翼型气动主体，气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围尖端横截面的横截面轮廓。边沿安置在气动主体的尖端处且延伸到翼型的尖端且沿循压力侧、吸力侧上的所述横截面轮廓，和在翼型的前缘上延伸，边沿界定在翼型的尖端处开放的尖端腔。边沿还在翼型的后缘处开放，使得尖端腔在翼型的后缘处开放。至少一个流体管道包括通过所述排放孔口向外开放到尖端腔的底部上的排放孔口。至少一个流体管道被设置、布置和配置为薄膜冷却管道。

Airfoil

The present invention relates to airfoil airfoil, working fluid path of turbine engine in the open, airfoil along the spanwise width direction extending from the base to the tip, and presents the suction and pressure side, leading and trailing edge. The airfoil includes aerodynamic body, aerodynamic body includes a pressure suction side surface, a lateral surface, front and rear edge and tip, the tip of the pneumatic body tip has the cross section and the cross section of the tip surrounded by cross section profile. Edge placement in the gas at the tip of the body and extends into the cross-sectional profile along the airfoil tip and side pressure on the suction side, and extends in the wing leading edge, the edge is defined in the open at the tip of the airfoil tip cavity. The edge is also open at the trailing edge of the airfoil, allowing the tip cavity to open at the trailing edge of the airfoil. At least one fluid conduit includes a discharge orifice opening outwardly through the discharge orifice to the bottom of the tip cavity. At least one fluid conduit is disposed, arranged and configured as a film cooling pipe.

【技术实现步骤摘要】
翼型
本公开涉及用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型。
技术介绍
如本领域技术人员公知的那样，涡轮发动机包括叶片和导叶。所述叶片和导叶包括翼型，所述翼型具有吸力侧、压力侧、前缘和后缘。对于本领域技术人员而言，在看到翼型的时刻，吸力侧、压力侧、前缘和后缘的位置就将变得立即显而易见。比如，作为一般的经验法则，至少对于旨在被用于亚音速应用的翼型，能够声明的是，翼型在压力侧上是凹入形，且在吸力侧上是凸出形。前缘和后缘连接压力侧和吸力侧。对于所提供的用于亚音速和跨音速应用的翼型的情形，当相比于后缘时，前缘呈现相对更大的半径，同时后缘成形为带有显著地更小的半径，或甚至被成形为实际上锋利的边缘。当流体围绕翼型从前缘流动到后缘时，压力侧上的压力高于吸力侧上的压力，这在静止导叶的情形中引起所需要的流动偏转，且在旋转叶片的情形中额外地导致驱动力，或者更一般地说，导致涡轮发动机中的能量转换。在翼型处不希望的效果是在翼型的尖端上从压力侧到吸力侧的流动。那些流动不只仅仅构成泄漏流动，而且如将理解的那样在尖端区域中减小压力侧上的压力、增大吸力侧上的压力，且因此损害能量转换的有效性。此外，沿翼型的翼展宽度的压力梯度可导致另外的不规则流动模式，且因此诱发额外的损失。虽然使用有围带的叶片可提供补救，但是出于各种原因，有围带的叶片的使用经常不可行。从本领域中已知用以减少翼型尖端上的泄漏流动的许多尝试，其集中在减小翼型尖端上的间隙，和/或密封布置的提供上，所有尝试均具有减小泄漏质量流动的目标。不言而喻的是，仅无接触的密封布置是可行的，且因此在没有围带的叶片的情况下不能完全避免翼型尖端流动。US7,118,329和US2015/0292335公开了一种用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，该翼型沿翼展宽度方向从基底延伸到尖端。翼型呈现吸力侧、压力侧、前缘和后缘。翼型包括翼型气动主体，该气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围尖端横截面的横截面轮廓。边缘安置在气动主体的尖端处，且从气动主体的尖端延伸到翼型的尖端，并且进一步沿循压力侧、吸力侧上的所述横截面轮廓，且在翼型的前缘上延伸。边沿恰好延伸到后缘。边沿界定在翼型的尖端处开放的尖端腔，且边缘还在翼型的后缘处开放，使得尖端腔在翼型的后缘处开放。尖端腔因此与设在翼型的后缘处（即低压区）的流体流体连通。因此，从压力侧流动且分别在翼型尖端上或者朝向翼型尖端流动的流体因此被吸入尖端腔，且在后缘处被排放。应当注意的是，边沿是薄壁结构构件，具体地当在燃气涡轮发动机的膨胀涡轮中使用时，其会暴露于高温流体流。此外，当在内燃燃气涡轮发动机中使用时，边缘暴露于烟道气体流。
技术实现思路
本公开的目的是提供上文提及的类型的改进的翼型。在更具体的方面，目的是提供一种翼型，其被设计为提供尖端泄漏流动对翼型效率的减少的影响。在又更具体的方面，将提供翼型以减少无意的尖端泄漏流动对翼型性能和效率的影响。这由在权利要求1中描述的主题实现。所公开的主题的其它效果和优势，不论是否明确地提及，都将根据下文提供的公开变得显而易见。相应地，公开的是一种用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，该翼型沿翼展宽度方向从基底延伸到尖端。翼型的基底可大体附接到叶片脚部，或者可设有用于将其附接到叶片脚部构件的附接器件。在某些实施例中，涡轮发动机可以是燃气涡轮发动机，且在更具体的实施例中，可以是重型燃气涡轮发动机。翼型可旨在被用于在膨胀涡轮中使用。翼型呈现吸力侧、压力侧、前缘和后缘。翼型包括翼型气动主体，气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围尖端横截面的横截面轮廓。应当注意的是，在该方面，翼型和翼型气动主体两者都不需要是分立式构件。翼型可以是叶片装置构件的一体部分。翼型气动主体是翼型构件的一体部分，或者翼型的一体部分，其相应地可以是叶片装置构件的一体部分。翼型气动主体将被理解为是呈现气动形状的翼型构件的部段或者叶片装置构件的部段，包括：吸力侧表面、压力侧表面、前缘和后缘，其影响压力侧和吸力侧之间的压力差的积累，连同流动偏离和/或驱动转子的关联的力。在该方面，叶片装置构件可以是用于静止导叶排的叶片装置构件以及用于旋转叶片排的叶片装置构件。翼型可相应地是旨在用于用作用于导叶的静止翼型的翼型以及旨在用于用作用于旋转叶片的旋转翼型的翼型。翼型可以比如以平行于翼展宽度方向的扭转轴线扭转。如将容易地理解的那样，在某些实施例中，气动主体可以包括本领域技术人员所熟悉的、在气动主体的外表面上向外开放的任何类型的内部冷却剂管道和/或冷却剂排放孔口。边沿安置在气动主体的尖端处，且从气动主体的尖端延伸到翼型的尖端，并且进一步在压力侧、吸力侧上沿循所述横截面轮廓，且在翼型的前缘上延伸。具体地，边沿可恰好延伸到后缘。边沿界定在翼型的尖端处开放的尖端腔，且边沿还在翼型的后缘处开放，使得尖端腔在翼型的后缘处开放。尖端腔因此与设在翼型的后缘处（即，低压区）的流体流体连通。因此，从压力侧流动且分别在翼型尖端上或者朝向翼型尖端流动的流体因此被吸入尖端腔，且在后缘处被排放。来自压力侧的流体因此至少部分地（如果不是全部地）被防止在尖端上流动到吸力侧。因此会不完全防止压力侧上的流体的损耗，但是，所述流体不能够对吸力侧产生影响，或者至少所述影响很大程度地被减小。包括排放孔口的至少一个流体管道通过所述排放孔口向外开放到尖端腔的底部上。所述管道可以具体地与气动主体的内部流体连通，且可以比如被设为冷却剂管道。至少一个流体管道被设置、布置和配置为薄膜冷却管道，且可更具体地被布置和配置成以从前缘指向后缘的速度分量排放冷却剂。应当理解的是，由排放孔口的形状确定薄膜冷却剂管道的排放特性，具体地冷却剂排放轨迹。在这种程度上假定本领域技术人员熟悉薄膜冷却的原理和当设置薄膜冷却剂排放管道和孔口时所服从的规则。至少部分地与尖端腔中的主要流动方向一致的、排放的冷却剂的所述取向帮助维持冷却剂薄膜处于尖端腔的底部上。在更具体的方面中，设置至少一个薄膜冷却管道，使得冷却剂的流动被引导至界定尖端腔的边沿的内表面。因此，实现边沿的冷却。此外，带有指向尖端腔的开放端的速度分量的排放的冷却剂支持在尖端腔中设置在后缘处排放的流动。在另一方面，设置至少两个薄膜冷却管道，其中，至少一个薄膜冷却管道被设置成朝向设置在吸力侧上的边沿的部段引导冷却剂流动，以及至少一个薄膜冷却管道被设置成朝向设置在翼型的压力侧上的边沿的部段引导冷却剂流动。将进一步理解和应当被认为是不证自明的是，边沿的外部表面设有到气动主体的外表面的连续、平滑和无缝的过渡。在某些实施例中，当从构成气动主体的外表面的延伸部的外表面和界定尖端腔的内表面测量时，边沿的厚度在后缘处比在前缘处更小。这导致边沿的优异的气动性质，并且其中，在翼型的后缘处设置分离边缘。在另外的情形中，至少一个第一流体管道设有位于距边沿第一距离处的第一排放孔口，且至少一个第二流体管道设有相比于第一流体管道的第一排放孔口位于距边沿更大的距离处的第二排放孔口。在某些示例性实施例中，至少一个第一流体管道的排放孔口定位成邻近边沿，且可更具体地被定位成在翼型的吸力侧上邻近边沿。可以正如第一流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，所述翼型（1）沿翼展宽度方向（s）从基底延伸到尖端，所述翼型呈现吸力侧、压力侧、前缘（4）和后缘（5），所述翼型（1）包括翼型气动主体（2），所述气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，所述气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围所述尖端横截面的横截面轮廓，边沿（3），其安置在所述气动主体的尖端处且延伸到所述翼型的尖端并在所述压力侧、所述吸力侧上沿循所述横截面轮廓，且在所述翼型的前缘（4）上延伸，所述边沿（3）界定在所述翼型的尖端处开放的尖端腔，其中，所述边沿（3）在所述翼型的后缘（5）处开放，使得所述尖端腔（7）在所述翼型的后缘处开放，包括排放孔口（8、9）的至少一个流体管道通过所述排放孔口（8、9）向外开放到所述尖端腔（7）的底部（6）上，其特征在于，所述至少一个流体管道被设置、布置和配置为薄膜冷却管道。

【技术特征摘要】
2016.03.29 EP 16162708.81.一种用于在涡轮发动机的工作流体路径中使用的翼型，所述翼型（1）沿翼展宽度方向（s）从基底延伸到尖端，所述翼型呈现吸力侧、压力侧、前缘（4）和后缘（5），所述翼型（1）包括翼型气动主体（2），所述气动主体包括吸力侧表面、压力侧表面、前缘、后缘和尖端，所述气动主体的所述尖端具有尖端横截面和包围所述尖端横截面的横截面轮廓，边沿（3），其安置在所述气动主体的尖端处且延伸到所述翼型的尖端并在所述压力侧、所述吸力侧上沿循所述横截面轮廓，且在所述翼型的前缘（4）上延伸，所述边沿（3）界定在所述翼型的尖端处开放的尖端腔，其中，所述边沿（3）在所述翼型的后缘（5）处开放，使得所述尖端腔（7）在所述翼型的后缘处开放，包括排放孔口（8、9）的至少一个流体管道通过所述排放孔口（8、9）向外开放到所述尖端腔（7）的底部（6）上，其特征在于，所述至少一个流体管道被设置、布置和配置为薄膜冷却管道。2.根据权利要求1所述的翼型，其特征在于，所述薄膜冷却管道被设置、布置和配置成以从所述前缘（4）指向所述后缘（5）的速度分量排放冷却剂。3.根据前述权利要求中的任一项所述的翼型，其特征在于，设置至少两个薄膜冷却管道，其中，至少一个薄膜冷却管道被设置成朝向设置在所述翼型的吸力侧上的所述边沿（3）的部段引导冷却剂流动，并且至少一个薄膜冷却管道被设置成朝向设置在所述翼型的压力侧上的所述边沿（3）的部段引导冷却剂流动。4.根据前述权利要求中的任一项所述的翼型，其特征在于，所述至少一个流体管道与所述气动主体（2）的内部流体连通。5.根据前述权利要求中的任一项所述的翼型，其特征在于，至少一个第一流体管道设有位于距所述边沿（3）第一距离处的第一排放孔口（8），且至少一个第二流体管道设有位于比所述第一排放孔口（8）距所述边沿更大距离处的第二排放孔口（9）。6.根据前一权利要求所述的翼型，其特征在于，所述至少一个第一流体管道的第一排放孔口（8）定位成邻近所述边沿（3）。7.根据前一权利要求所述的翼型，其特征在于，所述至少一个第一流体管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：S奈克，C索姆梅，
申请(专利权)人：安萨尔多能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH