專利名稱：用于壓縮機(jī)的定子葉片翼片輪廓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于渦輪機(jī)的壓縮機(jī)，且更特定地涉及用于壓縮機(jī)葉片，特別是第十一級(jí)葉片的定子葉片翼片輪廓。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)的熱氣體流道要求壓縮機(jī)翼片定子葉片輪廓符合效率和加載的系統(tǒng)要求。壓縮機(jī)定子葉片的翼片形狀必須使壓縮機(jī)中其他級(jí)之間的相互作用被優(yōu)化、提供空氣動(dòng)力學(xué)效率且優(yōu)化航空機(jī)械壽命目標(biāo)。因此，需要優(yōu)化這些目標(biāo)的定子葉片翼片輪廓。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，提供了具有翼片的用于壓縮機(jī)的定子葉片，翼片具有大體上根據(jù)在表I中以英寸為單位列出的笛卡爾坐標(biāo)值X、Y和Z的未涂敷的標(biāo)稱輪廓，其中Z坐標(biāo)值是距垂直于來自壓縮機(jī)中心線的半徑且包括X和Y值的平面的垂直距離，使得Z值開始于在翼片的徑向空氣動(dòng)力學(xué)截面處的XY平面內(nèi)的零點(diǎn)處，且X和Y是當(dāng)被平滑的連續(xù)弧連接時(shí)在每個(gè)距離Z處限定了翼片輪廓的坐標(biāo)值，在距離Z處的輪廓被平滑地相互結(jié)合以形成完整的翼片形狀。
在另一個(gè)本發(fā)明的典型實(shí)施例中，提供了具有翼片的用于壓縮機(jī)的定子葉片，翼片具有大體上根據(jù)在表I中列出的以英寸為單位的笛卡爾坐標(biāo)值X、Y和Z的未涂敷的標(biāo)稱翼片輪廓，其中Z坐標(biāo)值是距垂直于來自壓縮機(jī)中心線的半徑且包括了X和Y值的平面的垂直距離，使得Z值開始于在翼片的徑向空氣動(dòng)力學(xué)截面處的XY平面內(nèi)的零點(diǎn)處，且X和Y是當(dāng)被平滑的連續(xù)弧連接時(shí)在每個(gè)距離Z處限定了翼片輪廓的坐標(biāo)值，在距離Z處的輪廓被平滑地相互結(jié)合以形成完整的翼片輪廓，X、Y和Z值作為相同的常數(shù)或數(shù)字的函數(shù)被按比例放縮以提供按比例放大的或按比例縮小的壓縮機(jī)翼片。
在本發(fā)明的進(jìn)一步典型的實(shí)施例中，提供了壓縮機(jī)，其包括多個(gè)形成了壓縮機(jī)級(jí)的部分的定子葉片，翼片具有大體上根據(jù)在表I中以英寸為單位列出的笛卡爾坐標(biāo)值X、Y和Z的未涂敷的標(biāo)稱輪廓，其中Z坐標(biāo)值是距垂直于來自壓縮機(jī)中心線的半徑且包括X和Y值的平面的垂直距離，使得Z值開始于在翼片的徑向空氣動(dòng)力學(xué)截面處的XY平面內(nèi)的零點(diǎn)處，且X和Y是當(dāng)被平滑的連續(xù)弧連接時(shí)在每個(gè)距離Z處限定了翼片輪廓的坐標(biāo)值，在距離Z處的輪廓被平滑地相互結(jié)合以形成完整的翼片形狀。


圖1是壓縮機(jī)的截?cái)嗟慕孛嬉晥D，圖示了包括第十一級(jí)的壓縮機(jī)的多種級(jí)；圖2是用于壓縮機(jī)的第十一級(jí)的葉片的透視圖；圖3是用于壓縮機(jī)的第十一級(jí)的葉片的側(cè)視圖；圖4是大體上沿在圖3中線4-4截取的用于壓縮機(jī)的第十一級(jí)的葉片的截面視圖；和圖5是當(dāng)從葉片尖端徑向向外觀察時(shí)的第十一級(jí)壓縮機(jī)葉片的端視圖；具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考圖1，其中圖示了一般地指示為10的壓縮機(jī)的部分，它具有多個(gè)級(jí)，包括一般地指示為12的第十一級(jí)。每個(gè)級(jí)包括多個(gè)周向地間隔開的定子葉片14，以及安裝在轉(zhuǎn)子輪18上的轉(zhuǎn)子葉片16。第十一級(jí)壓縮機(jī)葉片14相互周向地間隔開，具有在以下詳細(xì)說明的特別的翼片形狀或輪廓的翼片20。參考圖2，翼片形狀或輪廓分別包括前緣22和后緣24。
現(xiàn)在參考圖2-5，第十一級(jí)定子葉片14的每個(gè)具有由笛卡爾坐標(biāo)系限定的具有X、Y和Z的值的翼片輪廓。坐標(biāo)值在以下的表I中以英寸為單位列出。笛卡爾坐標(biāo)系包括具有正交關(guān)系的X軸、Y軸和Z軸，使得Z軸沿來自壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的中心線的半徑延伸，即垂直于包括了X值和Y值的平面。Z距離開始于在徑向最外側(cè)的空氣動(dòng)力學(xué)葉片截面處的X、Y平面內(nèi)的零點(diǎn)處，翼片和OD流道在堆疊軸線處相交。這通常稱為葉片的根部。在第十一級(jí)上的OD零半徑(Z＝0)位于距壓縮機(jī)中心線大約17.205英寸處。葉片的ID流道或者尖端在表中表示為在距OD參考點(diǎn)大約1.524”的距離處。
X軸平行于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子中心線，即旋轉(zhuǎn)軸線。通過在垂直于X、Y平面的Z方向中選擇的位置處限定X和Y坐標(biāo)值，可以確定翼片20的輪廓。通過將X值和Y值以平滑的連續(xù)弧連接固定了在每個(gè)距離Z處的每個(gè)輪廓截面。在距離Z之間的多種表面位置處的表面輪廓被平滑地相互連接以形成翼片。在以下的表I中給出的表值單位為英寸且代表了非運(yùn)行或非加熱的環(huán)境條件下且用于未涂敷的翼片的翼片輪廓。符號(hào)規(guī)則為對(duì)徑向向內(nèi)方向賦予正Z值且X和Y坐標(biāo)值的正負(fù)值如在笛卡爾坐標(biāo)系中典型地使用的正負(fù)值。
在以下表I中的1232個(gè)點(diǎn)對(duì)于翼片的每個(gè)截面是標(biāo)稱的冷輪廓或室溫輪廓。當(dāng)葉片在使用中加熱時(shí)，應(yīng)力和溫度將導(dǎo)致XYZ的變化。如所注意的，在以下表I中給出的用于輪廓的值用于標(biāo)稱翼片。存在典型的制造公差以及在翼片的實(shí)際輪廓中必須考慮的涂層。因此，將認(rèn)識(shí)到，典型的制造公差，即±值和涂層厚度被加入到以下的表I中給出的X、Y值或從以下的表I中給出的X、Y值中被減去。輪廓在翼片表面上測(cè)量的點(diǎn)和在以下表I中列出的它們的理想位置之間變化范圍內(nèi)。制造的葉片上的實(shí)際輪廓可能不同于在表I中的那些，且該設(shè)計(jì)對(duì)于此變化是穩(wěn)健的，意味著不損害機(jī)械和空氣動(dòng)力學(xué)功能。在這點(diǎn)上，在垂直于沿翼片輪廓的任何表面位置的方向中的距離±0.100英寸限定了此特別的翼片設(shè)計(jì)和壓縮機(jī)的翼片輪廓包絡(luò)。
在以下的表I中給出的坐標(biāo)值以英寸為單位且提供了標(biāo)稱輪廓包絡(luò)。在典型的實(shí)施例中，在表I中給出的輪葉翼片輪廓是用于壓縮機(jī)的第十一級(jí)葉片的。
表I






















也將認(rèn)識(shí)到，在以上表中披露的翼片可以幾何地按比例放大或縮小以用于其他類似的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中。因此，在表I中列出的坐標(biāo)值可以按比例放大或縮小，使得翼片輪廓形狀保持不改變。在表I中的坐標(biāo)的按比例放縮形式以將X、Y和Z坐標(biāo)值乘以或除以相同的常數(shù)或數(shù)字代表。
雖然本發(fā)明已結(jié)合目前被考慮為最實(shí)際的且最優(yōu)選的實(shí)施例來描述，應(yīng)理解的是本發(fā)明不限制于披露的實(shí)施例，而是相反意圖于覆蓋包括在附帶的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的多種修改和等價(jià)的布置。
零件列表壓縮機(jī)10第十一級(jí) 12定子葉片 14轉(zhuǎn)子葉片 16轉(zhuǎn)子輪18翼片 20前緣和后緣22和2權(quán)利要求
1.一種具有翼片(20)的用于壓縮機(jī)(10)的定子葉片(14)，翼片(20)具有大體上根據(jù)在表I中以英寸為單位列出的笛卡爾坐標(biāo)值X、Y和Z的未涂敷的標(biāo)稱輪廓，其中Z坐標(biāo)值是距垂直于來自壓縮機(jī)中心線的半徑且包括X和Y值的平面的垂直距離，使得Z值開始于在翼片的徑向空氣動(dòng)力學(xué)截面處的XY平面內(nèi)的零點(diǎn)處，且X和Y是當(dāng)被平滑的連續(xù)弧連接時(shí)在每個(gè)距離Z處限定了翼片輪廓的坐標(biāo)值，在距離Z處的輪廓被平滑地相互結(jié)合以形成完整的翼片形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子葉片，其中翼片(20)具有在垂直于任何翼片表面位置的方向中的±0.100英寸內(nèi)的包絡(luò)內(nèi)的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子葉片，其中Z＝0的值開始于距壓縮機(jī)中心線大約17.205英寸的徑向距離處且Z值在徑向向外的方向在表1中是逐漸增加的正值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子葉片，其中X、Y和Z值作為相同的常數(shù)或數(shù)字的函數(shù)被按比例放縮以提供按比例放大的或按比例縮小的壓縮機(jī)翼片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子葉片，形成了壓縮機(jī)(10)的第十一級(jí)(12)的部分。
6.一種壓縮機(jī)(10)，其包括多個(gè)形成了壓縮機(jī)級(jí)(12)的部分的定子葉片(14)，所述葉片的每個(gè)為翼片(20)的形狀，其具有大體上根據(jù)在表I中以英寸為單位列出的笛卡爾坐標(biāo)值X、Y和Z的未涂敷的標(biāo)稱輪廓，其中Z坐標(biāo)值是距垂直于來自壓縮機(jī)中心線的半徑且包括X和Y值的平面的垂直距離，使得Z值開始于在翼片的徑向空氣動(dòng)力學(xué)截面處的XY平面內(nèi)的零點(diǎn)處，且X和Y是當(dāng)被平滑的連續(xù)弧連接時(shí)在每個(gè)距離Z處限定了翼片輪廓的坐標(biāo)值，在距離Z處的輪廓被平滑地相互結(jié)合以形成完整的翼片形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其中壓縮機(jī)級(jí)是第十一級(jí)(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其中翼片(20)具有在垂直于任何翼片表面位置的方向中的±0.100英寸內(nèi)的包絡(luò)內(nèi)的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其中Z＝0的值開始于距壓縮機(jī)中心線大約17.205英寸的徑向距離處且Z值在徑向向外的方向是逐漸增加的正值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)，其中X、Y和Z值作為相同的常數(shù)或數(shù)字的函數(shù)被按比例放縮以提供按比例放大的或按比例縮小的壓縮機(jī)翼片。
全文摘要
用于壓縮機(jī)(10)的第十一級(jí)(12)定子輪葉(14)包括翼片(20)輪廓，其大體上根據(jù)在表I中以英寸為單位列出的笛卡爾坐標(biāo)值X、Y和Z，其中Z坐標(biāo)值是距垂直于來自壓縮機(jī)中心線的半徑且包括X和Y值的平面的垂直距離，使得Z值開始于在翼片的徑向空氣動(dòng)力學(xué)截面處的XY平面內(nèi)的零點(diǎn)處。X和Y是在每個(gè)距離Z處限定了翼片輪廓的坐標(biāo)值。X、Y和Z值可以被按比例放縮以提供按比例放大的或按比例縮小的用于每個(gè)定子輪葉(14)的翼片截面。
文檔編號(hào)F04D29/54GK101046214SQ200710091969
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者S·E·湯伯格, V·S·查盧瓦迪 申請(qǐng)人:通用電氣公司