专利名称：：用于压缩机的翼面形状的制作方法
技术领域：
：本发明涉及以下GE档案号分别在2006年10月25日提交的219734、219747、219748、219749和219750。本发明涉及用于燃气涡轮转子叶片的翼面。特别地，本发明涉及用于各级压缩机的压缩机翼面廓型。特别地，本发明涉及在各级压缩机用于入口导向叶片、转子或定子的压缩机翼面廓型。
背景技术：
：在燃气涡轮中，在各级燃气涡轮流路部分许多系统要求应该得以满足以达到设计目标。这些设计目标包括但不限于全面提高的效率和翼面负载量。例如(这决不是对本发明的限制)，压缩机定子叶片对于特定的级应该实现热和机械^^喿作要求。进一步地，例如(这决不是对本发明的限制)，压缩机转子叶片对于特定的级应该实现热和机械操作要求。
发明内容根据当前发明的一个示例性方面，一件制品具有与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z基本上一致的标称廓型。其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连接时，其在每一个以英寸表示的距离Z处限定翼面廓型分段。在Z距离处的廓型分段相互平滑地接合以形成完整的翼面形状。根据当前发明的另一个示例性方面，压缩机包括压缩机轮。压缩机轮具有多件制品。每件制品包括具有翼面形状的翼面。翼面包括与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z基本上一致的标称廓型，其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连接时，其在每一个以英寸表示的距离Z处限定翼面廓型分段。在Z距离处的廓型分段相互平滑地接合以形成完整的翼面形状。根据当前发明的另一个示例性方面，压缩机包括具有多件制品的压缩机轮。每件制品包括翼面，其具有与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z基本上一致的无涂层的标称翼面廓型，其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连接时，其在每一个以英寸表示的距离Z处限定翼面廓型分段。在Z距离处的廓型分段相互平滑的地接合以形成完整的翼面形状。图1是通过多级燃气涡轮的压缩机流路的示意性示例说明，并显示了根据本发明实施例的示例的翼面；图2和图3分别是根据本发明实施例的转子叶片的透视示例图，该转子叶片翼面显示为与其平台以及其基本上或靠近轴向入口的楔形榫接相连接；图4和图5是图2中转子叶片以及相关的平台和楔形#^妻的侧面正视图，分别从翼面的压力和吸力侧面沿大致圓周方向进行观察；图6是在图5中大致沿线6-6截取的转子叶片翼面的截面图7是根据本发明示例实施例的转子叶片的透视图，并有坐标系统叠加其上；以及图8是根据本发明示例实施例的定子叶片的透视图，并有坐标系统叠加其上。部件列表轴向压缩4几流;各i燃气涡轮压缩机2圓周间隔的转子叶片22转子轮51圆周间隔的定子叶片23静态压缩机壳体59尾部传动轴58气流方向箭头60平台61轴向入口楔形榫62转子叶片翼面63转子叶片翼面廓型66翼面根部64转子叶片顶部65廓型分段6具体实施例方式现在参考附图，图1显示了包括多个压缩机级的燃气涡轮压缩机2的轴向压缩才几流路1。在该图中压缩机级是按顺序编号的。压缩机流路包括任意数目的转子级和定子级，如18个。然而，转子级和定子级的准确数目是工程设计的选择。如本发明所说明，可以在燃烧室内提供任何数目的转子级和定子级。17个转子级仅仅是一种涡轮设计的示例。18个转子级不是旨在以任何方式限制本发明。压缩机转子叶片将动能传给气流并因此在压缩机内产生所想要的压力上升。紧跟在转子翼面之后的是一级定子翼面。转子翼面和定子翼面都转变气流，减慢气流速度(在各自的翼面参考系中)，并使气流静态压力上升。翼面结构(连同其与周围翼面的相互作用)包括其外围表面提供了级气流效率、增强的航空动力学、逐级平滑的层流、减少的热应力、增强的级间的相互联系以逐级有效地通过气流，和减少的机械应力，以及本发明其它所想要的方面。一般地，将多排转子/定子级层叠在轴流压缩机内以取得所想要的输出压力对输入压力的比率。可以将转子和定子翼面通过合适的附加结构，通常所谓的"根部"、"底部，，或"楔形榫"(见图2-5)，固定到转子轮或定子壳体上。图1中示例显示了压缩机级2。该压缩机级2包括安装在转子轮51上的多个圆周间隔的转子叶片22和附接到静态压缩机壳体59上的多个圓周间隔的定子叶片23。将各转子轮附接到尾部传动轴58,其连接到发动机的涡轮部分。转子叶片和定子叶片位于压缩机流路1。如本发明所说明，通过压缩机流路1的气流方向由箭头60(图l)指出。此压缩机级2仅是在本发明范围内对该压缩机级2的示例说明。所说明和描述的该压缩机级2不是旨在以任何方式限制本发明。将转子叶片22安装在转子轮51上，形成了尾部传动轴58的一部分。如在图2-6中所显示的，各转子叶片22带有平台61,和基本上或靠近轴向入口楔形榫62，用于与转子轮51上的互补形配合楔形榫(未显示)连接。然而，如本发明所说明，轴向入口楔形榫可带有翼面廓型。各转子叶片22包括如图2-6所示的转子叶片翼面63。因此，从平台61中点的翼面根部64到转子叶片顶部65的任意截面，各转子叶片22具有大致为机翼形状(图6)的转子叶片翼面廓型66。为了限定转子叶片翼面的翼面形状，在空间上提供了独特的一组点或位置点。这个独特的一组点或位置点满足级的要求，所以可以制造级。这些独特的位置点也满足了级效率以及减少热应力和机械应力所需的要求。这些独特的位置点通过空气动力学和机械负载之间的迭代达到，使得压縮机能够以有效、安全和平滑的方式运行。如本发明所说明的这些位置，限定了转子叶片翼面廓型并且能够包括相对于发动机旋转轴线的一组点。例如，可以提供一组点以限定转子叶片翼面廓型。下表中给出的笛卡儿坐标系的X、Y和Z值沿其长度在不同位置限定了转子叶片的翼面廓型。如本发明所说明，翼面可以作为第八级翼面可调定子叶片应用。X、Y和Z坐标的坐标值以英寸表示，但这些值经过适当转换后，可以使用其它尺寸单位表示。这些值不包括平台的带状区域。笛卡儿坐标系具有垂直关系的X、Y和Z轴。X轴线平^f亍于压缩机叶片的楔形4隼轴线，其相对发动机中心线成一角度，如图7所示的转子以及图8的定子。X坐标正值是轴向朝尾部，例如压缩机的排气端。Y坐标正值垂直于楔形榫轴线。Z坐标正值径向朝外指向翼面顶部，对于转子叶片其朝向压缩机的静态壳体，且对于定子叶片其径向向内指向压缩机的发动机中心线。仅用作参考目的，如图5所示，沿层叠轴线通过翼面和平台的交叉点建立0点。在此翼面的示例实施例中，定义0点作为参考部分，在此，上表中的Z坐标位于0.000英寸，这是始自发动机或转子中心线的预设距离。在垂直于X、Y平面的Z方向上，通过在选定位置限定X和Y坐标值，沿翼面长度在每一个Z距离处可以确定转子叶片翼面的廓型分段，例如但不限于图6中的廓型分段66。通过用平滑连续的弧连接X值和Y值，可以确定在每一个距离Z处的每一个廓型分段66。通过将相临的廓型分段66相互平滑地连接，确定在距离Z之间的各种表面位置的翼面廓型，从而形成翼面廓型。这些值代表了在周围非操作或非加热条件下的翼面廓型并且是针对无涂层的翼面。生成表中的值并显示到三个小数位用以确定翼面廓型。也存在一般制造公差和涂层，这在实际的翼面廓型中应该加以考虑。因此，给定的剖面值是用于标称翼面。因此可以理解，可以将+/-—般制造公差，例如+/-值(包括任意涂层厚度)增加到X和Y值。因此，在垂直于沿翼面廓型的任何表面位置的方向上，大约+/-0.160英寸的距离限定了翼面廓型的包络，用于转子叶片翼面设计和压缩机。换句话说，在垂直于沿翼面廓型的任何表面位置的方向上，大约+/-0.160英寸的距离限定了在测量点和这些点的理想位置之间的变化范围，测量点是在标称低温或室内温度下在实际翼面表面上的点，理想位置则是在相同的温度下如本发明所说明的位置。如本发明所说明的转子叶片翼面设计，对于这种变化范围是稳健，不会损害机械和空气动力学功能。下表1中给出的坐标值提供了标称廓型包络，用于示例的第八级翼面可调定子叶片。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>1.5900<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表1也可以理解，在上表1中公开的示例翼面可以按比例增加列出的坐标值可以按比例增加或减少，使得翼面廓型形状保持不变。在表1中坐标的变化尺度可以由表1的X、Y和Z坐标值乘以或除以常数来表示。尽管这里描述了多个实施例，可以从说明书中理解到，本领域的技术人员可以在本发明的范围之内进行各种元件组合、变更或改进。权利要求1.一件制品，所述制品具有与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z基本一致的标称廓型，并且其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连接时，其在每一个用英寸表示的距离Z处限定翼面廓型分段，在所述Z距离处的廓型分段相互平滑地接合以形成完整的翼面形状(22，23)。2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于所述制品包括翼面(22，23)。3.根据权利要求2所述的制品，其特征在于所述制品形状位于垂直于任意制品表面位置的方向上+/-0.160英寸内的包络内。4.根据权利要求1所述的制品，其特征在于所述制品包括转子(22)。5.—种包括具有多件制品的压缩机轮的压缩机，所述的每件制品包括具有翼面形状的翼面，所述翼面具有与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z基本上一致的标称廓型，其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连接时，其在每一个用英寸表示的距离Z处限定了翼面廓型分段，在所述Z距离处的所述廓型分段相互平滑地接合以形成完整的翼面形状(22,23)。6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于所述制品包括转子(22)。7.—种包括具有多件制品的压缩机轮(51)的压缩机(2)，所述的每件制品包括具有与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z值基本上一致的无涂层的标称翼面廓型的翼面，其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连4妾时，其在每一个用英寸表示的距离Z处限定了翼面廓型分段，在所述Z距离处的所述廓型分段相互平滑地接合以形成完整的翼面形状(22,23),所述X和Y距离可以用相同常数或数目的函数来缩放以提供按比例增加或按比例减少的转子叶片翼面(22,23)。8.根据权利要求7所述的压缩机(2)，其特征在于所述制品包括转子(22)。9.根据权利要求7所述的压缩机(2),其特征在于所述翼面形状位于垂直于任意翼面表面位置的方向上+/-0.160英寸之内的包络内。全文摘要本发明提供了用于压缩机的翼面形状。具体而言，本发明提供了这样的制品，其具有与在表1中列出的笛卡儿坐标值X、Y和Z基本一致的标称廓型。其中X和Y是以英寸表示的距离，当通过平滑连续的弧连接时，其在每一个用英寸表示的距离Z处限定了翼面廓型分段。在Z距离处的廓型分段相互平滑地接合以形成完整的翼面形状(22，23)。文档编号F04D29/38GK101173677SQ20071016709公开日2008年5月7日申请日期2007年10月24日优先权日2006年10月25日发明者J·杜,P·金申请人:通用电气公司