压气机翼型制造技术

一种用于涡轮发动机的压气机翼型(70)转子动叶。压气机翼型(70)包括：根部部分(72)，通过主体部(102)与顶端部分(100)间隔开。主体部(102)由以下限定：具有吸入面(89)的吸入面壁(88)和具有压力面(91)的压力面壁(90)。吸入面壁(88)和压力面壁(90)在前缘(76)和后缘(78)处相接。顶端部分(100)包括被设置在压力面壁(90)上的肩部(104)。顶端壁(106)从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)。压力面壁(90)的过渡区(108)从肩部(104)沿朝向顶端壁(106)的方向渐缩。顶端壁(106)包括由第一顶端壁区(112)限定的凹入段(110)，该第一顶端壁区从后缘(78)延伸到小翼(114)。

Air wing type

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压气机翼型
本专利技术涉及一种压气机翼型。特别地，本专利技术涉及用于涡轮发动机的一种压气机翼型转子动叶和/或压气机翼型定子静叶、和/或一种压气机转子组件。
技术介绍
燃气涡轮发动机的压气机包括转子部件以及定子部件，转子部件包括转子动叶和转子鼓，定子部件包括定子静叶和定子壳体。压气机绕旋转轴线布置，并且具有多个交替的转子动叶级和定子静叶级，并且每个级包括翼型。压气机的效率受到压气机转子部件和定子部件之间的运行游隙或径向顶端间隙的影响。转子动叶和定子壳体之间、以及定子静叶和转子鼓之间的径向间隙或游隙被设定为尽可能小，以最小化工作气体的过顶端泄漏，但该径向间隙或游隙也应足够大以避免会损坏部件的显著摩擦。翼型的压力侧和吸入侧之间的压力差导致工作气体通过顶端间隙泄漏。由于工作气体流在顶端间隙内的粘性相互作用，并且由于工作气体流与主流工作气体流(特别是在从顶端间隙离开时)的粘性相互作用，这样的工作气体流或过顶端泄漏产生了空气动力学损失。这一粘性相互作用导致压气机级的效率损失，并且随后降低燃气涡轮发动机的效率。已经标识了至过顶端泄漏流的两个主要分量，这在图1中进行了图示，图1示出了在压气机中的原位的翼型2的顶端1的端视图，因此示出了顶端间隙区。第一泄漏分量“A”起源于顶端1处的翼型前缘3附近，并形成顶端泄漏涡流4，且第二分量5由从压力侧6越过顶端1传递到吸入侧7的泄漏流所产生。该第二分量5离开顶端间隙，并馈入顶端泄漏涡流4中，由此更进一步地产生空气动力学损失。因此，非常期望一种翼型设计，这种设计可以减少任一个顶端泄漏分量或两个顶端泄漏分量。
技术实现思路
根据本公开，提供了如所附权利要求中阐述的设备。本专利技术的其他特征将自从属权利要求以及后面的描述而变得清楚。因此，可提供一种用于涡轮发动机的压气机翼型(70)，该压气机翼型(70)包括：根部部分(72)，该根部部分(72)通过主体部(102)与顶端部分(100)间隔开。主体部(102)可由以下所限定：具有吸入面(89)的吸入面壁(88)、具有压力面(91)的压力面壁(90)，借此吸入面壁(88)和压力面壁(90)在前缘(76)和后缘(78)处相接。顶端部分(100)可包括：肩部(104)，该肩部(104)被设置在压力面壁(90)上、在前缘(76)和后缘(78)之间；顶端壁(106)，该顶端壁(106)从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)；压力面壁(90)的过渡区(108)，该过渡区从肩部(104)沿朝向顶端壁(106)的方向渐缩。顶端壁(106)可包括：凹入段(110)，该凹入段(110)由第一顶端壁区(112)限定，该第一顶端壁区从后缘(78)延伸到由第二顶端壁区(116)限定的小翼(114)，该第二顶端壁区的宽度相对于第一顶端壁区(112)而增加到顶端壁最宽点(A-A)，然后宽度朝向前缘(76)减小。限定凹入段(110)的第一顶端壁区(112)可沿着第一顶端壁区(112)的范围具有基本上恒定的宽度w1B。限定凹入段(110)的第一顶端壁区(112)沿着第一顶端壁区(112)的范围的至少一部分可具有基本上恒定的宽度w1B。沿着凹入段的范围，主体(102)的压力面(91)和吸入面(89)之间的距离为wbB，其中，凹入段宽度w1B的值可至少为0.1wbB，但不大于0.2wbB。从前缘(76)到后缘(78)的弦线具有长度L；并且小翼(114)从前缘(76)朝向后缘(78)延伸距离L1，其中L1的值可至少为0.25L，但不大于0.65L。小翼(114)的最宽点(A-A)与前缘(76)相隔距离L2，其中L2的值可至少为0.4L1，但不大于0.6L1。沿着小翼(114)的长度，小翼(114)可比在小翼(114)的对应区中压力面(91)和吸入面(89)之间的距离wbA窄。沿着小翼(114)的长度，小翼(114)可在压力面(91)下方凹进。小翼(114)的最宽点(A-A)的宽度w3A可至少为0.8wbA，但不大于0.95wbA。顶端壁(106)可限定从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)的顶端面(118)。在小翼(114)的最宽点(A-A)处：压力面壁(90)的过渡区(108)可从肩部(104)沿朝向吸入面(89)的方向延伸，并且在拐点(120)处，过渡区(108)可弯曲，以沿远离吸入面(89)的方向朝向顶端面(118)延伸。顶端部分(100)还可包括由压力面(91)上的曲率变化限定的拐点线(122)；拐点(120)被设置在拐点线(122)上。拐点线(122)可在前缘(76)和后缘(78)之间延伸。拐点线(122)被设置成与顶端面(118)相距一段距离h2A、h2B；并且肩部(104)被设置成与顶端面(118)相距一段距离h1A、h1B；其中距离h1A和h1B的值可至少为1.5h2A，但不大于2.7h2A。拐点线(122)在小翼(114)的最宽点处被设置成与吸入面(89)相距距离w2A；其中，w2A的值可至少为0.8w3A，但不大于0.95w3A。压力面(91)和吸入面(89)被间隔开距离wbA、wbB。距离wbA、wbB的值可在主体最宽点(A-A)和前缘(76)之间减小。距离wbA、wbB的值可在主体最宽点(A-A)和后缘(78)之间减小。还可提供一种用于涡轮发动机的压气机转子组件，该压气机转子组件包括壳体和根据本公开的压气机翼型，其中，壳体和压气机翼型(70)限定了顶端间隙hg，该顶端间隙hg被限定在顶端面(118)和壳体(50)之间。从拐点线(122)到顶端面(118)的距离h2A、h2B的值可至少为1.5hg，但不大于3.5hg。因此，提供了一种用于压气机的翼型，该翼型的厚度朝向翼型的顶端减小，以在翼型的吸入(即，凸形)侧上形成凹入段(squealer)。另外，小翼型的延伸部被设置在压力(即，凹形)侧上、在前缘附近。这些特征一起减少了顶端泄漏质量流，因此减小了泄漏流和主流之间的相互作用的强度，这继而相对于相关技术的示例减少了效率损失。因此，本公开的压气机翼型提供了一种通过减少顶端泄漏流来控制损失的手段。附图说明现将参考附图来描述本公开的实施例，在附图中：图1示出了如
技术介绍
章节中所讨论的示例翼型顶端；图2以截面图示出了涡轮发动机的一部分，并且本公开的翼型可被设置在该涡轮发动机中；图3示出了图2的涡轮发动机的压气机的一部分的放大图；图4示出了根据本公开的翼型的主体和顶端区的一部分；图5a、图5b示出了如在图4中的A-A和B-B处所指示的翼型的截面图；图6示出了图4中所示的翼型的顶端区的一部分的端视图；以及图7是图5a、图5b、图6中所示的特征的相对尺寸的表格。具体实施方式图2以截面图示出了燃气涡轮发动机10的示例，该燃气涡轮发动机可包括本公开的翼型和压气机转子组件。燃气涡轮发动机10包括呈流动串联的入口12、压气机部14、燃烧器部16和涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮发动机的压气机翼型(70)，所述压气机翼型(70)包括：/n一个根部部分(72)，通过一个主体部(102)与一个顶端部分(100)间隔开；/n所述主体部(102)由以下限定：/n具有一个吸入面(89)的一个吸入面壁(88)，/n具有一个压力面(91)的一个压力面壁(90)，借此/n所述吸入面壁(88)和所述压力面壁(90)在一个前缘(76)和一个后缘(78)处相接，/n所述顶端部分(100)包括：/n一个肩部(104)，被设置在所述压力面壁(90)上、在所述前缘(76)和所述后缘(78)之间；/n一个顶端壁(106)，从所述翼型前缘(76)延伸到所述翼型后缘(78)；/n所述压力面壁(90)的一个过渡区(108)，所述过渡区从所述肩部(104)沿朝向所述顶端壁(106)的方向渐缩，/n所述顶端壁(106)包括：/n一个凹入段(110)，由一个第一顶端壁区(112)限定，所述第一顶端壁区从所述后缘(78)延伸到由一个第二顶端壁区(116)限定的一个小翼(114)，所述第二顶端壁区的宽度相对于所述第一顶端壁区(112)增加到一个顶端壁最宽点(A-A)，并且第二顶端壁区的宽度继而朝向所述前缘(76)减小。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170626 EP 17177900.21.一种用于涡轮发动机的压气机翼型(70)，所述压气机翼型(70)包括：
一个根部部分(72)，通过一个主体部(102)与一个顶端部分(100)间隔开；
所述主体部(102)由以下限定：
具有一个吸入面(89)的一个吸入面壁(88)，
具有一个压力面(91)的一个压力面壁(90)，借此
所述吸入面壁(88)和所述压力面壁(90)在一个前缘(76)和一个后缘(78)处相接，
所述顶端部分(100)包括：
一个肩部(104)，被设置在所述压力面壁(90)上、在所述前缘(76)和所述后缘(78)之间；
一个顶端壁(106)，从所述翼型前缘(76)延伸到所述翼型后缘(78)；
所述压力面壁(90)的一个过渡区(108)，所述过渡区从所述肩部(104)沿朝向所述顶端壁(106)的方向渐缩，
所述顶端壁(106)包括：
一个凹入段(110)，由一个第一顶端壁区(112)限定，所述第一顶端壁区从所述后缘(78)延伸到由一个第二顶端壁区(116)限定的一个小翼(114)，所述第二顶端壁区的宽度相对于所述第一顶端壁区(112)增加到一个顶端壁最宽点(A-A)，并且第二顶端壁区的宽度继而朝向所述前缘(76)减小。


2.根据权利要求1所述的压气机翼型(70)，其中，
限定所述凹入段(110)的所述第一顶端壁区(112)沿着所述第一顶端壁区(112)的范围具有基本上恒定的宽度w1B。


3.根据权利要求1所述的压气机翼型(70)，其中，
沿着所述凹入段的范围，所述主体(102)的所述压力面(91)和所述吸入面(89)之间的距离为wbB，所述凹入段宽度w1B的值至少为0.1wbB，但不大于0.2wbB。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的压气机翼型(70)，其中，
从所述前缘(76)到所述后缘(78)的一条弦线具有长度L；并且
所述小翼(114)从所述前缘(76)朝向所述后缘(78)延伸一段距离L1，
其中L1的值至少为0.25L，但不大于0.65L。


5.根据权利要求4所述的压气机翼型(70)，其中，
所述小翼(114)的所述最宽点(A-A)与所述前缘(76)相隔一段距离L2，
其中L2的值至少为0.4L1，但不大于0.6L1。


6.根据前述权利要求中任一项所述的压气机翼型(70)，其中，
沿着所述小翼(114)的所述长度，所述小翼(114)比在小翼(114)的对应区中所述压力面(91)和所述吸入面(89)之间的一段距离wbA窄。


7.根据前述权利要求中任一项所述的压气机翼型(70)，其中，
沿着所述小翼(114)的所述长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·布鲁尼，S·克里施纳巴布，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE