[发明专利]用于最佳扩散器性能的末级翼型件设计

说明书

技术领域

本文中公开的主题涉及涡轮机，并且更具体地涉及涡轮机的涡轮中的翼型件末级。

背景技术

涡轮机如燃气涡轮发动机可包括压缩机、燃烧器、涡轮和扩散器。气体在压缩机中压缩，与燃料组合，并且接着供给到燃烧器中，其中气体/燃料混合物燃烧。高温和高能排出流体接着供给至涡轮，其中流体的能量转换成机械能。在离开涡轮时，流体进入扩散器，其中流体的速度减小，并且流体的压力增大。涡轮的出口和扩散器的入口处的副流、吹扫流和/或涡流可消极地影响扩散器的性能。

发明内容

在下面概括在范围上与最初要求权利的主题相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的主题的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供要求权利的主题的可能形式的简要概括。实际上，要求权利的主题可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括构造成设置在涡轮中的涡轮翼型件。翼型件包括吸入侧、压力侧，以及设置在吸入侧上的第一凸起、设置在压力侧上的第二凸起，或两者。吸入侧在涡轮翼型件的前缘与涡轮翼型件的后缘之间沿轴向方向且横向于涡轮翼型件的纵轴线延伸，并且沿纵轴线在径向方向上延伸涡轮翼型件的高度。压力侧设置成与吸入侧相对，并且在涡轮翼型件的前缘与涡轮翼型件的后缘之间沿轴向方向延伸，并且沿径向方向延伸翼型件的高度。第一凸起设置在涡轮翼型件的吸入侧上，并且关于吸入侧的另一部分沿横向于径向方向和轴向方向两者的第一方向凸出。第二凸起设置在涡轮翼型件的压力侧上，并且关于压力侧的另一部分沿横向于径向方向和轴向方向两者且与第一方向相反的第二方向凸出。

在第二实施例中，一种设备包括涡轮，其包括第一环形壁、第二环形壁和末级。末级包括绕着涡轮的旋转轴线环形地设置在第一环形壁与第二环形壁之间的多个翼型件。多个翼型件中的各个翼型件包括在第一环形壁与第二环形壁之间延伸的高度、前缘、设置在前缘下游的后缘、在前缘与后缘之间沿轴向方向延伸并且沿径向方向延伸翼型件的高度的吸入侧、设置成与吸入侧相对并且在翼型件的前缘与翼型件的后缘之间沿轴向方向延伸并且沿径向方向延伸翼型件的高度的压力侧，以及沿横向于从旋转轴线延伸的径向平面的第一方向凸出的、设置在翼型件的吸入侧上的第一凸起，沿横向于从旋转轴线延伸的径向平面的与第一方向相反的第二方向凸出的、设置在翼型件的吸入侧上的第二凸起，或两者。

在第三实施例中，一种涡轮机包括压缩机、燃烧器和涡轮。涡轮包括绕着旋转轴线设置的多个翼型件。多个翼型件中的各个翼型件包括吸入侧、压力侧，以及设置在吸入侧上的第一凸起、设置在压力侧上的第二凸起，或两者。吸入侧在翼型件的前缘与翼型件的后缘之间沿轴向方向且横向于翼型件的纵轴线延伸，并且沿纵轴线在径向方向上延伸翼型件的高度。压力侧设置成与吸入侧相对，并且在翼型件的前缘与翼型件的后缘之间沿轴向方向延伸，并且沿径向方向延伸翼型件的高度。第一凸起设置在翼型件的吸入侧上，关于吸入侧的另一部分沿横向于径向方向和轴向方向两者的第一方向凸出。第二凸起设置在翼型件的压力侧上，关于压力侧的另一部分沿横向于径向方向和轴向方向两者的与第一方向相反的第二方向凸出。

技术方案1. 一种构造成设置在涡轮中的涡轮翼型件，其包括：

吸入侧，其在所述涡轮翼型件的前缘与所述涡轮翼型件的后缘之间沿轴向方向且横向于所述涡轮翼型件的纵轴线延伸，并且沿所述纵轴线在径向方向上延伸所述涡轮翼型件的高度；

压力侧，其设置成与所述吸入侧相对并且在所述涡轮翼型件的所述前缘与所述涡轮翼型件的所述后缘之间沿所述轴向方向延伸，并且沿所述径向方向延伸所述翼型件的所述高度；以及

设置在所述涡轮翼型件的所述吸入侧上的第一凸起、设置在所述涡轮翼型件的所述压力侧上的第二凸起，或两者，所述第一凸起关于所述吸入侧的另一部分沿横向于所述径向方向和所述轴向方向两者的第一方向凸出，所述第二凸起关于所述压力侧的另一部分沿横向于所述径向方向和所述轴向方向两者且与所述第一方向相反的第二方向凸出。

技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮翼型件，其特征在于，所述第一凸起和所述第二凸起在所述翼型件的所述高度的第一百分比处的开始高度处开始凸出，在所述翼型件的所述高度的第二百分比处分别达到第一最大凸起和第二最大凸起，并且在所述翼型件的所述高度的第三百分比处的最终高度处停止凸出。

技术方案3. 根据技术方案2所述的涡轮翼型件，其特征在于，所述第一凸起和所述第二凸起中的所述第一最大凸起和所述第二最大凸起两者出现在所述翼型件的所述高度的大约50%到大约70%之间。