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)。压气机翼型(70)包括顶端部分(100)，该顶端部分包括从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)的顶端壁(106)。顶端壁(106)限定在前缘(76)和后缘(78)之间延伸的凹入段(110)。肩部(104、105)被设置在吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的一个上，并且在前缘(76)和后缘(78)之间延伸。过渡区(108)从肩部(104)沿朝向顶端壁(106)的方向渐缩。吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的另一个朝向顶端壁(106)延伸。

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，本专利技术涉及一种用于涡轮发动机的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的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，以使得工作气体的过顶端泄漏最小化，但该径向间隙或游隙也足够大，以避免可能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处的翼型的前缘3附近，并且第一泄漏分量“A”形成顶端泄漏涡流4，而第二分量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，并且馈入顶端泄漏涡流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由从属权利要求以及后面的描述而变得清楚。因此，可以提供一种用于涡轮发动机的压气机翼型(70)。压气机翼型(70)可以包括从主体部分(102)延伸的顶端部分(100)。主体部分(102)可以由以下所限定：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)可以包括：顶端壁(106)，该顶端壁从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)；顶端壁(106)限定凹入段(110)并且具有顶端面。吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的一个可以朝向顶端壁(106)延伸，使得相应的吸入面(89)或压力面(90)延伸到顶端壁(106)。肩部(104、105)可以被设置在吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的另一个上，其中肩部(104、105)在前缘(76)和后缘(78)之间延伸。过渡区(108、109)可以从肩部(104、105)沿到顶端壁(106)的方向渐缩。在横截面中，存在由肩部以及吸入面壁或压力面壁中的另一个所形成的平滑融合部，并且过渡区与顶端面形成不连续的曲线。优选地，平滑融合部(124)包括相交部(120)，该相交部具有被限定在肩部的切线(128)和吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的另一个的切线(130)之间的角度φ，其中该角度φ优选地为0°，并且可以小于或等于5°。优选地，不连续的曲线(126)包括相交部(122)，该相交部具有在过渡区(104、105)的切线(132)和顶端面(118)的切线(134)之间的角度θ，每条切线在相交部(122)处，该角度θ优选地为90°，并且可以在45°和90°之间。肩部(104)可以被设置在吸入面壁(88)上；并且压力面(91)延伸到顶端壁(106)。顶端壁(106)可以限定顶端面(118)，该顶端面从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)。吸入面壁(88)的过渡区(109)可以从肩部(104)沿朝向压力面(91)的方向延伸，并且在吸入侧拐点(121)处，过渡区(109)可以弯曲，以沿远离压力面(91)的方向朝向顶端面(118)延伸。顶端部分(100)还可以包括：由吸入面(89)上的曲率变化限定的吸入面拐点线(123)；并且吸入侧拐点(121)被设置在压力侧拐点线(123)上；吸入侧拐点线(123)在后缘(78)和前缘(76)之间延伸。肩部(105)可以被设置在压力面壁(90)上。吸入面(89)可以延伸到顶端壁(106)。顶端壁(106)可以限定顶端面(118)，该顶端面从翼型前缘(76)延伸到翼型后缘(78)。压力面壁(90)的过渡区(108)可以从肩部(105)沿朝向吸入面(89)的方向延伸，并且在压力侧拐点(120)处，过渡区(108)可以弯曲，以沿远离吸入面(89)的方向朝向顶端面(118)延伸。顶端部分(100)还可以包括：由压力面(91)上的曲率变化限定的压力面拐点线(122)；压力侧拐点(120)被设置在压力侧拐点线(122)上；压力侧拐点线(122)在前缘(76)和后缘(78)之间延伸。压力面(91)和吸入面(89)被间隔开距离wA；距离wA在前缘(76)和后缘(78)之间的区处具有最大值；压力面(91)和吸入面(89)之间的距离wA的值从最大值朝向前缘(76)减小；并且压力面(91)和吸入面(89)之间的距离wA的值从最大值朝向后缘(78)减小。顶端壁(106)的宽度wSA可以从前缘(76)沿着顶端壁的长度增加；并且顶端壁的宽度wSA可以从后缘(78)沿着顶端壁的长度增加。顶端壁(106)的宽度wSA的值可以为距离wA的至少0.3倍，但不大于0.6倍。还可以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(50)和根据本公开的压气机翼型(70)，其中壳体(50)和压气机翼型(70)限定顶端间隙hg，该顶端间隙被限定在顶端面(118)和壳体(50)之间。当发动机运行并且压气机转子组件相对热时、或至少当发动机不冷或不运行时，顶端间隙hg被限定。还可以提供根据本公开的压气机转子组件，其中：从拐点线(122、123)到壳体(50)的距离h2A的值为至少1.5hg，但不大于3.5hg。肩部(104、105)可以被设置成与壳体(50)相距一段距离h1A；其中h1A的值可以为距离h2A的至少1.5倍，但不大于2.7倍。针对从顶端面起的给定高度“h”，过渡区上的点到无过渡区的吸入面壁或压力面壁的距离“W”由下式定义：其中α的值大于或等于1，并且优选地小于或等于5，并且优选地在1.5和3之间的范围内；其中β的值大于1，优选地小于或等于5，并且优选地在1和2之间。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渐进地减小，以形成凹入段(squealer)。相对于相关技术的示例，这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，继而减少了效率损失。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示例，在附图中：图1示出了如
技术介绍
章节中所讨论的示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于一个涡轮发动机的压气机翼型(70)，所述压气机翼型(70)包括：/n一个顶端部分(100)，所述顶端部分从一个主体部分(102)延伸；所述主体部分(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一个顶端壁(106)，所述顶端壁从所述翼型前缘(76)延伸到所述翼型后缘(78)；/n所述顶端壁(106)限定一个凹入段(110)，并且具有一个顶端面(118)；并且/n所述吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的一个朝向所述顶端壁(106)延伸，使得相应的所述吸入面(89)或所述压力面(90)延伸到所述顶端壁(106)；/n一个肩部(104、105)被设置在所述吸入面壁(88)或所述压力面壁(90)中的另一个上；/n其中所述肩部(104、105)在所述前缘(76)和所述后缘(78)之间延伸；并且/n一个过渡区(108、109)从所述肩部(104、105)沿朝着所述顶端壁(106)的方向渐缩，/n其中在横截面中，存在由所述肩部(104、105)以及所述吸入面壁(88)或所述压力面壁(90)中的另一个所形成的一个平滑融合部(124)，并且/n所述过渡区(108、109)与所述顶端面(118)形成一条不连续的曲线(126)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171026 EP 17198613.61.一种用于一个涡轮发动机的压气机翼型(70)，所述压气机翼型(70)包括：
一个顶端部分(100)，所述顶端部分从一个主体部分(102)延伸；所述主体部分(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：
一个顶端壁(106)，所述顶端壁从所述翼型前缘(76)延伸到所述翼型后缘(78)；
所述顶端壁(106)限定一个凹入段(110)，并且具有一个顶端面(118)；并且
所述吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的一个朝向所述顶端壁(106)延伸，使得相应的所述吸入面(89)或所述压力面(90)延伸到所述顶端壁(106)；
一个肩部(104、105)被设置在所述吸入面壁(88)或所述压力面壁(90)中的另一个上；
其中所述肩部(104、105)在所述前缘(76)和所述后缘(78)之间延伸；并且
一个过渡区(108、109)从所述肩部(104、105)沿朝着所述顶端壁(106)的方向渐缩，
其中在横截面中，存在由所述肩部(104、105)以及所述吸入面壁(88)或所述压力面壁(90)中的另一个所形成的一个平滑融合部(124)，并且
所述过渡区(108、109)与所述顶端面(118)形成一条不连续的曲线(126)。


2.根据权利要求1所述的压气机翼型(70)，其中
所述平滑融合部(124)包括一个相交部(120)，所述相交部具有被限定在所述肩部的一条切线(128)和所述吸入面壁(88)或压力面壁(90)中的另一个的一条切线(130)之间的一个角度φ，其中所述角度φ优选地为0°，并且可以小于或等于5°。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的压气机翼型(70)，其中
所述不连续的曲线(126)包括一个相交部(122)，所述相交部具有在所述过渡区(104、105)的一条切线(132)和所述顶端面(118)的一条切线(134)之间的一个角度θ，每条切线在所述相交部(122)处，所述角度θ优选地为90°，并且可以在45°和90°之间。


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：
所述顶端面(118)从所述翼型前缘(76)延伸到所述翼型后缘(78)；
所述吸入面壁(88)的所述过渡区(109)从所述肩部(104)沿朝向所述压力面(91)的方向延伸，并且
在一个吸入侧拐点(121)处，所述过渡区(109)弯曲以沿远离所述压力面(91)的方向朝向所述顶端面(118)延伸。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的压气机翼型(70)，其中所述顶端部分(100)还包括：
由所述吸入面(89)上的曲率变化限定的一条吸入面拐点线(123)；并且
所述吸入侧拐点(121)被设置在所述压力侧拐点线(123)上；
所述吸入侧拐点线(123)在所述后缘(78)和所述前缘(76)之间延伸。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的压气机翼型(70)，其中
所述肩部(105)被设置在...

【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