包括末端圆角的涡轮翼型件的制作方法
【技术领域】
[0001]这里公开的主题涉及用于飞机和发电应用的涡轮构件，并且更具体地说，涉及包括翼型件部分的涡轮构件，翼型件部分具有末端圆角，末端圆角增加了翼型件跨度的末端附近的翼型件厚度。
【背景技术】
[0002]某些飞机和/或发电设备系统，例如某些喷气式飞机、核电系统、简单循环和联合循环发电设备系统在其设计和操作中都采用了涡轮。这些涡轮中的某些包括一级或多级动叶，其在操作期间暴露于流体流中。各个动叶可包括支撑相应翼型件(例如涡轮叶片、叶片等等)的基部，其配置成与流体流发生空气动力学相互作用，并作为例如发电的一部分而从中提取功(例如产生推力，驱动机器，将热能转换成机械能等等)。由于这种相互作用和转换，这些翼型件的空气动力学特征和损失对于各个级的系统和涡轮的操作、性能、推力、效率和功率都具有影响。
[0003]在这些系统中，空气动力学损失和低效率的来源可包括末端泄漏，尤其在无遮盖的燃气涡轮叶片中。在操作期间，部分流体流可能在翼型件末端(例如在叶片末端和涡轮的流路侧壁之间，通过叶片间隙等等)发生泄漏，并且在翼型件的吸力侧形成涡流。这种泄漏和后续涡流在吸力侧上的形成可能造成跨末端和/或穿过叶片间隙而形成压力梯度，从而影响流体流动以及系统和翼型件的效率，并妨碍装置性能。
【发明内容】
[0004]本发明公开了一种涡轮构件，其在翼型件的径向端部(例如末端)包括末端圆角。
[0005]这里公开的本发明的一个实施例可采用涡轮叶片的形式，其具有配置成连接到涡轮上的根部以及连接到根部上并配置成延伸到涡轮的流路中的翼型件。该翼型件可包括与根部实质上相反设置的末端，以及设置在末端上并且实质上远离涡轮叶片的第一表面而延伸的第一末端圆角。
[0006]这里公开的本发明的另一实施例可以一种涡轮构件的形式来实现，其可包括配置成连接到涡轮上的根部和设置在根部上并配置成延伸到涡轮流路中的叶片。叶片可具有翼型件形状，并可包括末端。末端圆角可连接到末端上，并可从涡轮构件的表面延伸。
[0007]这里公开的本发明的一个额外的实施例可采用涡轮的形式，其具有喷嘴、转子和工作流体通道，喷嘴包括外壳和至少一个叶片，转子包括轮毂和至少一个叶片，工作流体通道包括实质上被喷嘴外壳包围的第一部分和实质上包围转子轮毂的第二部分。各个叶片可包括根部以及翼型件，根部配置成连接到喷嘴外壳或转子轮毂中的一个上，翼型件连接到根部上，并配置成延伸到涡轮的工作流体通道中。翼型件可具有与根部实质上相反设置的末端，并且可在末端设置第一末端圆角。末端圆角可从涡轮构件的表面以实质上垂直于沿着涡轮构件的表面的点处的局部流向的方向延伸遍及第一末端圆角的极限。
[0008]方案1:一种涡轮叶片，包括: 根部，其配置成连接到涡轮上；
翼型件，其连接到根部上，并配置成延伸到涡轮的流路中，翼型件包括与根部实质上相反设置的末端；以及
第一末端圆角，其设置在末端上，并且实质上远离涡轮叶片的第一表面而延伸。
[0009]方案2:根据方案I的涡轮叶片，其特征在于，第一末端圆角具有实质上凹形形状。
[0010]方案3:根据方案I的涡轮叶片，其特征在于，涡轮叶片的第一表面位于涡轮叶片的吸力侧或涡轮叶片的压力侧的中的一个上。
[0011]方案4:根据方案3的涡轮叶片，其特征在于，还包括第二末端圆角，其设置在涡轮叶片的第二表面上，其中第二表面位于涡轮叶片的压力侧上，并且第一表面位于涡轮叶片的吸力侧上。
[0012]方案5:根据方案I的涡轮叶片，其特征在于，翼型件的厚度斜率在翼型件的径向跨度的至少大约75%处开始增加。
[0013]方案6:根据方案5的涡轮叶片，其特征在于，翼型件的厚度斜率在翼型件的径向跨度的至少大约80%处开始增加。
[0014]方案7:根据方案I的涡轮叶片，其特征在于，翼型件的厚度斜率在翼型件的至少大约90%径向跨度处变成正的。
[0015]方案8:根据方案7的涡轮叶片，其特征在于，厚度斜率在翼型件的至少大约95%径向跨度处变成正的。
[0016]方案9: 一种涡轮构件，包括:
根部，其配置成连接到涡轮上；
叶片，其设置在根部上，并配置成延伸到涡轮流路中，叶片具有翼型件形状，并包括末端；以及
末端圆角，其连接到末端上，并从涡轮构件的表面延伸。
[0017]方案10:根据方案9的涡轮构件，其特征在于，末端圆角悬挂于叶片上。
[0018]方案11:根据方案9的涡轮构件，其特征在于，末端圆角延伸超过涡轮构件的末端涡流位置。
[0019]方案12:根据方案9的涡轮构件，其特征在于，末端圆角具有实质上凹形形状。
[0020]方案13:根据方案9的涡轮构件，其特征在于，末端圆角设置在涡轮构件的第一表面上，并且第一表面位于涡轮构件的吸力侧或涡轮构件的压力侧中的一个上。
[0021]方案14:根据方案9的涡轮构件，其特征在于，末端圆角从涡轮构件的表面以实质上垂直于沿着涡轮构件的表面的点处的局部流向的方向延伸遍及第一末端圆角的极限。
[0022]方案15:根据方案9的涡轮构件，其特征在于，末端圆角包括第一部分和第二部分，第一部分设置在位于涡轮构件的吸力侧上的第一表面上，并且第二部分设置在位于涡轮构件的压力侧上的涡轮构件的第二表面上。
[0023]方案16: —种涡轮，包括:
喷嘴，其包括外壳和至少一个叶片；
转子，其包括轮毂和至少一个叶片；以及
工作流体通道，其包括实质上被喷嘴外壳包围的第一部分以及实质上包围转子轮毂的第二部分， 其中各个叶片包括
根部，其配置成连接到喷嘴外壳或转子轮毂中的一个上；
翼型件，其连接到根部上，并配置成延伸到涡轮的工作流体通道中，翼型件包括与根部实质上相反设置的末端；以及
第一末端圆角，其设置在末端上，并从涡轮构件的表面以实质上垂直于沿着涡轮构件的表面的点处的局部流向的方向延伸遍及第一末端圆角的极限。
[0024]方案17:根据方案16的涡轮，其特征在于，叶片的第一末端圆角包括增加的厚度斜率，其开始于远离叶片的根部的叶片的径向跨度的至少大约75%处。
[0025]方案18:根据方案16的涡轮，其特征在于，叶片的第一末端圆角包括正的厚度斜率，其开始于远离叶片的根部的叶片的径向跨度的至少大约90%处。
[0026]方案19:根据方案16的涡轮，其特征在于，叶片的末端圆角具有实质上凹形形状，并且设置在叶片的第一表面上，并且相应的第一表面位于叶片的吸力侧上。
[0027]方案20:根据方案16的涡轮构件，其特征在于，叶片的末端圆角包括第一部分和第二部分，第一部分设置在位于叶片的吸力侧上的第一表面上，并且第二部分设置在位于叶片的压力侧上的第二表面上。
【附图说明】
[0028]从以下结合附图所做的本发明的各个方面的详细描述中将更容易理解本发明