包括配备有多个最佳布置的干扰元件的内部流体流动通道的涡轮机叶片制造技术

本发明专利技术涉及飞行器涡轮机叶片，该飞行器涡轮机叶片包括通过增材制造技术制成一体件的空气动力学部件，该空气动力学部件包括压力侧壁(37)、吸力侧壁(38)以及内部流体通道(43)，该内部流体通道(43)被多个干扰元件(66)穿过，多个干扰元件各自将压力侧壁连接到吸力侧壁，干扰元件在选择和优化的范围内根据可变参数不规则地间隔开，所述干扰元件(66)与压力侧壁和抽吸侧壁的接合没有遵循沿着内部通道的特定布置以形成杂乱布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括配备有多个最佳布置的干扰元件的内部流体流动通道的涡轮机叶片
本专利技术涉及飞行器涡轮机叶片的设计，该飞行器涡轮机叶片被布置在全部或部分空气流中并且在所述空气流与在该飞行器涡轮机叶片中流通的流体之间形成热交换表面。
技术介绍
在特定的双流涡轮机上，已知将出口导向叶片安装在风扇的下游以对从风扇排出的流进行整流，从而供应产生主推力的次级流，并且还可选地实现结构功能。结构功能旨在使载荷能够从涡轮机的中心转移到外套圈，该外套圈被布置成从风扇壳体延伸。在这种情况下，发动机安装件通常被布置在该外套圈上或在该外套圈中，以执行涡轮机与飞行器支撑杆之间的紧固。已经提出使用这些导向叶片作为替代的热交换器，该热交换器被称为OGV交换器。这涉及到沿着叶片的空气动力学轮廓流动的次级流的空气与在其中流通的液压润滑流体之间的热交换功能。在文献US8616834或者实际上在文献FR2989110中描述了该附加热交换功能，文献US8616834设想整合配备有翅片的流动管道，该翅片被安装在叶片的两个空气动力学壁之间，在文献FR2989110中，风扇由界定不同的流动通道以增加交换表面的多个部分形成。这些翅片实际上形成流的干扰元件，该干扰元件穿过液压流体流动管道。旨在被出口导向叶片冷却的液压流体可以源自涡轮机的不同区域。实际上，液压流体可以由流通穿过滚动轴承(滚动轴承支撑发动机轴和/或风扇毂)的润滑室的流体形成，或者实际上由用于润滑附件齿轮箱(AGB)的机械传动元件的流体形成。最后，当风扇驱动的减速器被设置在涡轮机上以降低涡轮机的风扇的旋转速度时，液压流体还可用于润滑这种减速器。随着润滑油需求的增加，必须相应地适配散热能力，该散热能力与用于润滑油冷却的交换器相关联。如上文引用的两个文献的解决方案中所述，将热交换器的作用分配给出口导向叶片，使得特别是可以减少或去除传统的ACOC(Air-CooledOilCooler，空气冷却式油冷却器)类型的交换器。这些ACOC交换器通常被布置在次级流路径中，这些ACOC交换器的减少/去除使得可以限制次级流的中断，从而提高涡轮机的整体效率。事实上，使用通常的组装方法来制造复杂形状的叶片不能保证在所有翅片与壁之间的所有点都接触。这方面削弱了叶片的整体机械阻力，减少了由于传导而产生的有效传递，并且由于由液压流体的流通产生的高压而导致泄漏。此外，经常对叶片轮廓进行改进以进一步增加热交换潜力，这不利于空气动力学方面的性能。这种情况导致重新考虑采用粉末床增材制造方法的制造方法，粉末床增材制造方法是通过将平行材料层从制造板开始堆叠在一起来进行的。更具体地，已经设想出金属激光熔融增材制造技术，其中，翅片与空气动力学壁被制成为一体。在使用增材制造技术实施的基础上，本专利技术的目的是提出一种叶片，该叶片包括配备有翅片的内部流体通道，该翅片被称为干扰元件，该翅片的几何构造使得可以增加交换效率以满足不断增长的性能需求，同时增加叶片的强度。
技术实现思路
为了至少部分地满足该需求，本专利技术涉及一种飞行器涡轮机叶片，该飞行器涡轮机叶片包括沿着跨度轴线延伸并且通过增材制造技术制成一体件的空气动力学部件，所述空气动力学部件包括下表面壁和上表面壁，该下表面壁和上表面壁分别包括下表面内部面和上表面内部面，该下表面内部面和上表面内部面彼此面对并共同界定出内部流体通道，该内部流体通道包括至少一个通路，该至少一个通路在内部流体通道中限定出总体流体传输方向，该通路被多个流动干扰元件穿过，该多个流动干扰元件连接下表面壁和上表面壁，多个流动干扰元件各自具有位于下表面内部面上的第一连接点和位于上表面内部面上的第二连接点。根据本专利技术，干扰元件通过从一个干扰元件到另一个干扰元件形成可变角度而相对于总体流体传输方向延伸，并且干扰元件彼此不规则地间隔开，使得第一连接点以杂乱方式布置在下表面内部面上，和/或使得第二连接点以杂乱方式布置在上表面内部面上。通过这种解决方案，增加了热交换潜力并且增强了空气动力学部件的机械强度。特别地，该叶片通过限制对制造方向的影响而有利地增强了与粉末床增材制造方法的相容性，由于现有技术的干扰元件的有组织性质，对制造方向的影响可能导致空气动力学壁上的缺陷。本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，内部流体通道包括第一通路和第二通路，该第一通路和第二通路各自限定基本平行于跨度轴线的流体传输方向，该第一通路和第二通路被干扰元件穿过，该干扰元件的第一连接点和第二连接点沿着流体传输方向没有遵循特定的对齐。本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，使得对于以杂乱方式布置的第一连接点(66a)和/或第二连接点当中的任一连接点，该连接点被N个连接点围绕，这N个连接点形成在内部限定一空间的闭合线，在该空间中存在单个任一连接点，对于N个点中的至少三个连接点、优选地对于N个点中的任一点，该单个任一连接点与该N个点中的每一个点之间的距离是不同的。本专利技术还涉及由此限定的叶片，使得：-从流体通道的内部沿着局部基本正交于下表面内部面并朝着下表面内部面定向的方向来看，下表面内部面的所有第一连接点均布置在平行于流体传输方向延伸的主虚线与垂直于主虚线的副虚线之间的交叉点处，所有第一虚线都彼此不同，并且所有第二虚线都彼此不同，和/或-从流体通道的内部沿着局部基本正交于上表面内部面并朝着上表面内部面定向的方向来看，上表面内部面的所有第二连接点均布置在平行于流体传输方向延伸的主虚线与垂直于主虚线的副虚线之间的交叉点处，所有第一虚线都彼此不同，并且所有第二虚线都彼此不同。因此，本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，其中，干扰元件在最近点处成对地间隔开一段使得流体能够流动的距离，该距离优选地介于2mm至10mm之间。本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，其中，在每个干扰元件与流体传输方向之间形成的角度的值介于70°至110°之间。本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，其中，干扰元件通过相对于与形成叶片的空气动力学部件的连续制造层相平行的平面形成大于预定角度A的角度而延伸，在制造期间，在该角度下方，应当支撑这些干扰元件，角度A优选地大于30°。本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，其中，干扰元件通过相对于与形成叶片的连续层相平行的平面形成小于70°的角度而延伸。本专利技术还涉及一种由此限定的叶片，其中，干扰元件是具有直径为约1mm的圆柱形横截面的杆。本专利技术还涉及一种飞行器发动机，该飞行器发动机包括由此限定的至少一个叶片。附图说明-图1是双流涡轮喷气发动机的示意性纵向截面图；-图2是根据本专利技术的导向叶片的侧视图；-图3是示出了根据本专利技术的导向叶片的空气动力学轮廓的截面图；-图4是示出了在部件的增材制造期间的塌陷问题的示意图；-图5是沿着水平方向在根据本专利技术的专用机器的板上制造的导向叶片的俯视图；-图6是沿着水平方向在根据本专利技术的专用机器的板上制造的导向叶片的截面图；-图7示出了由根据本专利技术的导向叶片形成的热交换器的运行；-图8是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.飞行器涡轮机叶片，所述飞行器涡轮机叶片包括沿着跨度轴线(EV)延伸并通过增材制造技术制成一体件的空气动力学部件(32)，所述空气动力学部件包括下表面壁(37)和上表面壁(38)，所述下表面壁和所述上表面壁分别包括下表面内部面(67)和上表面内部面(68)，所述下表面内部面和所述上表面内部面(67，68)彼此面对并共同界定出内部流体通道(43)，所述内部流体通道包括至少一个通路(44，46)，所述至少一个通路在所述内部流体通道中限定出总体流体传输方向(X1，X2)，该通路被多个流动干扰元件(66)穿过，所述多个流动干扰元件连接所述下表面壁和所述上表面壁(37，38)，所述多个流动干扰元件各自具有位于所述下表面内部面(67)上的第一连接点(66a)和位于所述上表面内部面(68)上的第二连接点(66b)，/n其特征在于，所述干扰元件通过形成从一个干扰元件到另一个干扰元件的可变角度而相对于所述总体流体传输方向(X1，X2)延伸，并且所述干扰元件(66)彼此不规则地间隔开，使得所述第一连接点(66a)以杂乱方式布置在所述下表面内部面(67)上，和/或使得所述第二连接点(66b)以杂乱方式布置在所述上表面内部面(68)上。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180529 FR 18545671.飞行器涡轮机叶片，所述飞行器涡轮机叶片包括沿着跨度轴线(EV)延伸并通过增材制造技术制成一体件的空气动力学部件(32)，所述空气动力学部件包括下表面壁(37)和上表面壁(38)，所述下表面壁和所述上表面壁分别包括下表面内部面(67)和上表面内部面(68)，所述下表面内部面和所述上表面内部面(67，68)彼此面对并共同界定出内部流体通道(43)，所述内部流体通道包括至少一个通路(44，46)，所述至少一个通路在所述内部流体通道中限定出总体流体传输方向(X1，X2)，该通路被多个流动干扰元件(66)穿过，所述多个流动干扰元件连接所述下表面壁和所述上表面壁(37，38)，所述多个流动干扰元件各自具有位于所述下表面内部面(67)上的第一连接点(66a)和位于所述上表面内部面(68)上的第二连接点(66b)，
其特征在于，所述干扰元件通过形成从一个干扰元件到另一个干扰元件的可变角度而相对于所述总体流体传输方向(X1，X2)延伸，并且所述干扰元件(66)彼此不规则地间隔开，使得所述第一连接点(66a)以杂乱方式布置在所述下表面内部面(67)上，和/或使得所述第二连接点(66b)以杂乱方式布置在所述上表面内部面(68)上。


2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述内部流体通道(43)包括第一通路和第二通路(44，46)，所述第一通路和所述第二通路各自限定基本平行于所述跨度轴线(EV)的流体传输方向(X1，X2)，所述第一通路和所述第二通路(44，46)被干扰元件(66)穿过，所述干扰元件的第一连接点和第二连接点(66a，66b)沿着所述流体传输方向(X1，X2)没有遵循特定的对齐。


3.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其特征在于，对于以杂乱方式布置的所述第一连接点(66a)和/或所述第二连接点当中的任一连接点(66a，66b)，该连接点被N个连接点围绕，所述N个连接点形成在内部界定一空间的闭合线，在所述空间中存在单个任一连接点，对于所述N个连接点中的至少三个连接点、优选地对于所述N个连接点中的每一个连接点，所述单个任一连接点与所述N个点中的每一个点之间的距离是不同的。


4.根据前述权利要求中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·文森特·弗朗索瓦·德雷亚诺，穆罕默德拉明·布塔勒布，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR