[發明專利]一種特別用于整體式葉片盤的渦輪發動機葉片

有效

• 申請號: 201280058657.2
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN103958833A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 文森特·保羅·加百利·佩洛特;達米恩·塞利爾;艾麗西婭·莉薩·朱莉婭·迪弗斯納;飛利浦·皮埃爾·馬賽爾·瑪麗·佩里特奧;吉恩-弗朗索瓦·安東尼·克里斯蒂安·里奧斯;勞倫特·克里斯托弗·弗朗西斯·維萊訥斯
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/34;F04D29/32
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;曾海艷

背景技術

本發明涉及用于渦輪發動機的整體式葉片盤的一般領域，特別涉及該盤中包括的葉片的外形。

渦輪發動機的整體式葉片盤(也叫“整體葉盤”)指定一個轉子，在該轉子中，葉片和裝有葉片的盤是在單個均勻金屬塊中用機器直接制造的，以便形成一個單件。這種盤通常用于形成渦輪發動機的各種壓縮機級，特別用于形成雙軸旁路型航空渦輪噴氣飛機的高壓壓縮機。

整體葉盤的葉片的設計需要滿足空氣動力學性能和特殊環境中機械強度兩方面的需求。當這種葉片呈現相對較小的徑向翼面高度時，會產生叫作二次流的高振幅空氣動力學現象。這些二次流致使葉片的空氣動力學性能降低。由于“顛簸(plunging)”型流動通道的存在，即，通道向渦輪噴氣飛機的旋轉軸傾斜，也使氣動流狀態難于控制。

發明內容

因此，一種能帶有翼面外形的整體葉盤的葉片是可以滿足需要的，這樣就可能在二次流上達到好的控制，并且可能顧及到位于“顛簸”通道中的葉片。

為了達到這個目的，本發明提供一種渦輪發動機葉片，該渦輪發動機葉片包括翼面，該翼面在前緣和后緣之間軸向延伸，并在底端和頂端之間徑向延伸。其中，根據本發明，所述翼面的所述前緣具有掠角，該掠角是正值，并且，該掠角從所述底端到所述翼面的第一徑向高度上是連續增大的，所述掠角從所述翼面的這個第一徑向高度到所述頂端是連續減小的；其中，所述第一徑向高度位于從所述底端到所述頂端測量的所述翼面的總徑向高度的20％到40％的范圍內。

特別地，這種翼面外形可以獲得一種流體流量分布，比起中間高度帶，該流量分布更傾向于靠近底端的翼面帶。而且，流動速度在靠近流動通道的頂端部分被吸入。這樣就優化了流體流量在流動通道的全部高度上的分布，因此，提高了葉片的氣動效率，并有助于控制二次流。

優選地，所述翼面的所述前緣的所述掠角從所述翼面的第二徑向高度起成為負值，其中，所述第二徑向高度位于所述翼面的所述總徑向高度的60％到80％的范圍內。

還優選地，所述翼面的所述前緣的所述掠角在所述翼面的所述頂端小于-45°。

根據有益的規定，所述翼面的所述前緣具有上反角(dihedral?angle)，該上反角從所述底端到所述頂端總的來說是增大的。所述翼面的所述前緣的該上反角可以位于所述底端的最小值和所述頂端的最大值之間；其中，所述最小值位于-25°到-5°范圍內，所述最大值位于+5°到+25°范圍內。優選地，所述翼面的所述前緣的該上反角位于從所述底端的-15°到所述頂端的+15°的范圍內。

此外，有益地，所述翼面的所述前緣的所述上反角在所述底端和所述翼面的所述第一徑向高度之間為負值；在所述翼面的第三徑向高度和所述頂端之間為正值，其中，所述第三徑向高度位于所述翼面的所述總徑向高度的40％到60％的范圍內。存在這種上反角能夠給所述翼面的低的部分提供入射保護(incidence?protection)(據說所述前緣“關閉住了(closed)”)，其中，所述翼面的低的部分與可接受的靜應力帶相關。

有益地，所述翼面的所述第三徑向高度位于所述翼面的所述總徑向高度的50％處。這樣就最佳地定向了由葉柵給流體施加的力(反之亦然)，以確保可接受的翼面中的靜應力及其一致的氣動效率分布。

優選地，所述翼面的所述第一徑向高度位于所述翼面的所述總徑向高度的30％處。

本發明還提供一種用于渦輪發動機的整體式葉片盤，該渦輪發動機具有多個如上所述的葉片。本發明還提供一種渦輪發動機，該渦輪發動機具有至少一個該整體式葉片盤。

附圖說明

本發明的其他特點和優點在下文參考附圖進行描述。附圖示出了不具有限制性的實施方式。在附圖中：

圖1是具有本發明的葉片的整體式葉片盤的局部透視圖；

圖2示出根據本發明的葉片的翼面的前緣的掠角的曲線圖；以及

圖3示出根據本發明的葉片的翼面的前緣的上反角的曲線圖。

具體實施方式

本發明應用于任意的渦輪發動機葉片。

本發明尤其涉及用于渦輪發動機的整體式葉片盤的葉片，但并不唯一用于此；例如，該整體式葉片盤為如圖1所示的渦輪噴氣飛機中的高壓壓縮機的下游級的盤10。該盤的葉片20具有小徑向高度的翼面，例如，25毫米(mm)的高度，并且將它們位于“顛簸”流動通道中，即，向渦輪噴氣飛機的旋轉軸傾斜的通道。

在現有的方法中，每個葉片20包括翼面22，該翼面22在前緣24和后緣26之間軸向延伸(即，沿著渦輪噴氣飛機的縱軸X-X)，并在底端28和頂端30之間徑向延伸(即，沿著垂直于縱軸X-X的徑向軸Z-Z)。