[发明专利]用于压缩机的翼型件形状

说明书

技术领域

本发明大体涉及翼型件，并且更具体而言，涉及在例如作为燃气轮机的一部分的压缩机中使用的翼型件形状。

背景技术

压缩机是通过使用机械能来使气体微粒加速以最终增加可压缩流体(例如气体)的压力的机器。压缩机用于许多不同的应用中，包括运行来作为燃气轮机发动机的初始级。在各种类型的压缩机中存在所谓的离心压缩机和轴向压缩机，在离心压缩机中，机械能以离心加速的方式例如通过使传送可压缩流体的离心式叶轮(有时也称为“转子”)旋转来对压缩机的气体输入起作用，轴向压缩机把其上附连有许多环形翼型件排(叶片)的转鼓作为各个级。附连到转鼓上的翼型件在附连到固定壳体上的类似数量的固定翼型件排之间旋转。更一般而言，可认为轴向压缩机和离心压缩机是称为“涡轮机”或“涡轮旋转机械”的一类机器的一部分。

在燃气轮机发动机中，在燃气轮机的流径区段的各个级处应当满足许多系统要求，以满足设计目标。这些设计目标包括但不限于总的改进的效率和翼型件加载能力。例如且绝不限制本发明，压缩机定子的叶片应当实现与它定位于其中的特定级相关联的热运行要求和机械运行要求。类似地且还作为纯粹说明性实例，压缩机转子的叶片也应当实现与它定位于其中的燃气轮机的特定级相关联的热运行要求和机械运行要求。

具体而言，将合乎需要的是确保这样的叶片的表面成形为使得它们的共振频率调谐成总体上适于涡轮机的运行特性。

发明内容

根据示例性实施例的装置、系统和方法提供了例如作为与涡轮机相关联的转子或定子的一部分的叶片，叶片具有特定形状以优化运行特性。除了别的之外，可使作为叶片高度的函数的叶片厚度适应涡轮机的运行特性。

根据一个示例性实施例，一种转子叶片具有基本根据如表1中所阐述的笛卡尔坐标X、Y和Z的公称(nominal)表面轮廓，并且其中，X和Y是以毫米表示的距离，它们在被平滑的、连续的弧连接时限定以毫米表示的各个距离Z处的翼型件轮廓截面，Z距离处的翼型件轮廓截面彼此平滑地联结而形成完整的翼型件形状。

根据另一个示例性实施例，一种转子叶片包括平台、转子叶片的连接到平台上的根部部分，以及终止于尖部部分中的叶片表面，叶片表面具有截面翼型件形状，其中，转子叶片的厚度根据三个不同的线性函数来作为转子叶片高度的函数而变化。

根据又一个示例性实施例，一种涡轮机包括传动轴、至少一个转子轮、安装在转子轮上的多个沿周向隔开的转子叶片、定子，以及附连到定子上的多个沿周向隔开的定子叶片，其中，该多个转子叶片和多个定子叶片中的至少一个进一步包括：平台、该多个转子叶片和多个定子叶片中的该至少一个的连接到平台上的根部部分，以及终止于尖部部分中的叶片表面，叶片表面具有截面翼型件形状，其中，该多个转子叶片和多个定子叶片中的该至少一个的厚度根据三个不同的线性函数来作为叶片高度的函数而变化。

附图说明

附图示出了示例性实施例，其中：

图1描绘了根据示例性实施例的叶片形状可在其中实现的示例性轴向压缩机；

图2显示了根据一个示例性实施例的转子叶片的吸力侧；

图3显示了根据一个示例性实施例的转子叶片的压力侧；

图4示出了与用来限定根据一个示例性实施例的点的轨迹的坐标系统相关联的各方面；以及

图5是描绘了根据一个示例性实施例的作为叶片高度的函数的叶片厚度的曲线图。

具体实施方式

示例性实施例的以下详细描述参照了附图。在不同的图中的相同参考标号标识相同或类似的元件。而且，以下详细描述并不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。

为了对关于根据示例性实施例的翼型件形状的后续的论述提供一些背景，首先提供了与轴向压缩机相关联的简要论述。在轴向压缩机中，转子叶片对空气流施加动能，并且因此带来跨过压缩机的希望的压力升。直接在转子翼型件之后的是定子翼型件级。转子翼型件和定子翼型件两者使空气流转向，使空气流速度变慢(在参照的相应的翼型件框架中)，并且产生空气流的静压力的升高。