专利名称：用于压缩机的定子叶片翼片轮廓的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于涡轮机的压缩机，且更特定地涉及用于压缩机叶片，特别是第十一级叶片的定子叶片翼片轮廓。
背景技术：
涡轮机的热气体流道要求压缩机翼片定子叶片轮廓符合效率和加载的系统要求。压缩机定子叶片的翼片形状必须使压缩机中其他级之间的相互作用被优化、提供空气动力学效率且优化航空机械寿命目标。因此，需要优化这些目标的定子叶片翼片轮廓。
发明内容
在本发明的典型实施例中，提供了具有翼片的用于压缩机的定子叶片，翼片具有大体上根据在表I中以英寸为单位列出的笛卡尔坐标值X、Y和Z的未涂敷的标称轮廓，其中Z坐标值是距垂直于来自压缩机中心线的半径且包括X和Y值的平面的垂直距离，使得Z值开始于在翼片的径向空气动力学截面处的XY平面内的零点处，且X和Y是当被平滑的连续弧连接时在每个距离Z处限定了翼片轮廓的坐标值，在距离Z处的轮廓被平滑地相互结合以形成完整的翼片形状。
在另一个本发明的典型实施例中，提供了具有翼片的用于压缩机的定子叶片，翼片具有大体上根据在表I中列出的以英寸为单位的笛卡尔坐标值X、Y和Z的未涂敷的标称翼片轮廓，其中Z坐标值是距垂直于来自压缩机中心线的半径且包括了X和Y值的平面的垂直距离，使得Z值开始于在翼片的径向空气动力学截面处的XY平面内的零点处，且X和Y是当被平滑的连续弧连接时在每个距离Z处限定了翼片轮廓的坐标值，在距离Z处的轮廓被平滑地相互结合以形成完整的翼片轮廓，X、Y和Z值作为相同的常数或数字的函数被按比例放缩以提供按比例放大的或按比例缩小的压缩机翼片。
在本发明的进一步典型的实施例中，提供了压缩机，其包括多个形成了压缩机级的部分的定子叶片，翼片具有大体上根据在表I中以英寸为单位列出的笛卡尔坐标值X、Y和Z的未涂敷的标称轮廓，其中Z坐标值是距垂直于来自压缩机中心线的半径且包括X和Y值的平面的垂直距离，使得Z值开始于在翼片的径向空气动力学截面处的XY平面内的零点处，且X和Y是当被平滑的连续弧连接时在每个距离Z处限定了翼片轮廓的坐标值，在距离Z处的轮廓被平滑地相互结合以形成完整的翼片形状。
图1是压缩机的截断的截面视图，图示了包括第十一级的压缩机的多种级；图2是用于压缩机的第十一级的叶片的透视图；图3是用于压缩机的第十一级的叶片的侧视图；图4是大体上沿在图3中线4-4截取的用于压缩机的第十一级的叶片的截面视图；和图5是当从叶片尖端径向向外观察时的第十一级压缩机叶片的端视图；具体实施方式
现在参考图1，其中图示了一般地指示为10的压缩机的部分，它具有多个级，包括一般地指示为12的第十一级。每个级包括多个周向地间隔开的定子叶片14，以及安装在转子轮18上的转子叶片16。第十一级压缩机叶片14相互周向地间隔开，具有在以下详细说明的特别的翼片形状或轮廓的翼片20。参考图2，翼片形状或轮廓分别包括前缘22和后缘24。
现在参考图2-5，第十一级定子叶片14的每个具有由笛卡尔坐标系限定的具有X、Y和Z的值的翼片轮廓。坐标值在以下的表I中以英寸为单位列出。笛卡尔坐标系包括具有正交关系的X轴、Y轴和Z轴，使得Z轴沿来自压缩机转子的中心线的半径延伸，即垂直于包括了X值和Y值的平面。Z距离开始于在径向最外侧的空气动力学叶片截面处的X、Y平面内的零点处，翼片和OD流道在堆叠轴线处相交。这通常称为叶片的根部。在第十一级上的OD零半径(Z＝0)位于距压缩机中心线大约17.205英寸处。叶片的ID流道或者尖端在表中表示为在距OD参考点大约1.524”的距离处。
X轴平行于压缩机转子中心线，即旋转轴线。通过在垂直于X、Y平面的Z方向中选择的位置处限定X和Y坐标值，可以确定翼片20的轮廓。通过将X值和Y值以平滑的连续弧连接固定了在每个距离Z处的每个轮廓截面。在距离Z之间的多种表面位置处的表面轮廓被平滑地相互连接以形成翼片。在以下的表I中给出的表值单位为英寸且代表了非运行或非加热的环境条件下且用于未涂敷的翼片的翼片轮廓。符号规则为对径向向内方向赋予正Z值且X和Y坐标值的正负值如在笛卡尔坐标系中典型地使用的正负值。
在以下表I中的1232个点对于翼片的每个截面是标称的冷轮廓或室温轮廓。当叶片在使用中加热时，应力和温度将导致XYZ的变化。如所注意的，在以下表I中给出的用于轮廓的值用于标称翼片。存在典型的制造公差以及在翼片的实际轮廓中必须考虑的涂层。因此，将认识到，典型的制造公差，即±值和涂层厚度被加入到以下的表I中给出的X、Y值或从以下的表I中给出的X、Y值中被减去。轮廓在翼片表面上测量的点和在以下表I中列出的它们的理想位置之间变化范围内。制造的叶片上的实际轮廓可能不同于在表I中的那些，且该设计对于此变化是稳健的，意味着不损害机械和空气动力学功能。在这点上，在垂直于沿翼片轮廓的任何表面位置的方向中的距离±0.100英寸限定了此特别的翼片设计和压缩机的翼片轮廓包络。
在以下的表I中给出的坐标值以英寸为单位且提供了标称轮廓包络。在典型的实施例中，在表I中给出的轮叶翼片轮廓是用于压缩机的第十一级叶片的。
表I
也将认识到，在以上表中披露的翼片可以几何地按比例放大或缩小以用于其他类似的压缩机设计中。因此，在表I中列出的坐标值可以按比例放大或缩小，使得翼片轮廓形状保持不改变。在表I中的坐标的按比例放缩形式以将X、Y和Z坐标值乘以或除以相同的常数或数字代表。
虽然本发明已结合目前被考虑为最实际的且最优选的实施例来描述，应理解的是本发明不限制于披露的实施例，而是相反意图于覆盖包括在附带的权利要求书的精神和范围内的多种修改和等价的布置。
零件列表压缩机10第十一级 12定子叶片 14转子叶片 16转子轮18翼片 20前缘和后缘22和2权利要求
1.一种具有翼片(20)的用于压缩机(10)的定子叶片(14)，翼片(20)具有大体上根据在表I中以英寸为单位列出的笛卡尔坐标值X、Y和Z的未涂敷的标称轮廓，其中Z坐标值是距垂直于来自压缩机中心线的半径且包括X和Y值的平面的垂直距离，使得Z值开始于在翼片的径向空气动力学截面处的XY平面内的零点处，且X和Y是当被平滑的连续弧连接时在每个距离Z处限定了翼片轮廓的坐标值，在距离Z处的轮廓被平滑地相互结合以形成完整的翼片形状。
2.根据权利要求1所述的定子叶片，其中翼片(20)具有在垂直于任何翼片表面位置的方向中的±0.100英寸内的包络内的形状。
3.根据权利要求1所述的定子叶片，其中Z＝0的值开始于距压缩机中心线大约17.205英寸的径向距离处且Z值在径向向外的方向在表1中是逐渐增加的正值。
4.根据权利要求1所述的定子叶片，其中X、Y和Z值作为相同的常数或数字的函数被按比例放缩以提供按比例放大的或按比例缩小的压缩机翼片。
5.根据权利要求1所述的定子叶片，形成了压缩机(10)的第十一级(12)的部分。
6.一种压缩机(10)，其包括多个形成了压缩机级(12)的部分的定子叶片(14)，所述叶片的每个为翼片(20)的形状，其具有大体上根据在表I中以英寸为单位列出的笛卡尔坐标值X、Y和Z的未涂敷的标称轮廓，其中Z坐标值是距垂直于来自压缩机中心线的半径且包括X和Y值的平面的垂直距离，使得Z值开始于在翼片的径向空气动力学截面处的XY平面内的零点处，且X和Y是当被平滑的连续弧连接时在每个距离Z处限定了翼片轮廓的坐标值，在距离Z处的轮廓被平滑地相互结合以形成完整的翼片形状。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其中压缩机级是第十一级(12)。
8.根据权利要求6所述的压缩机，其中翼片(20)具有在垂直于任何翼片表面位置的方向中的±0.100英寸内的包络内的形状。
9.根据权利要求6所述的压缩机，其中Z＝0的值开始于距压缩机中心线大约17.205英寸的径向距离处且Z值在径向向外的方向是逐渐增加的正值。
10.根据权利要求6所述的压缩机，其中X、Y和Z值作为相同的常数或数字的函数被按比例放缩以提供按比例放大的或按比例缩小的压缩机翼片。
全文摘要
用于压缩机(10)的第十一级(12)定子轮叶(14)包括翼片(20)轮廓，其大体上根据在表I中以英寸为单位列出的笛卡尔坐标值X、Y和Z，其中Z坐标值是距垂直于来自压缩机中心线的半径且包括X和Y值的平面的垂直距离，使得Z值开始于在翼片的径向空气动力学截面处的XY平面内的零点处。X和Y是在每个距离Z处限定了翼片轮廓的坐标值。X、Y和Z值可以被按比例放缩以提供按比例放大的或按比例缩小的用于每个定子轮叶(14)的翼片截面。
文档编号F04D29/54GK101046214SQ200710091969
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者S·E·汤伯格, V·S·查卢瓦迪 申请人:通用电气公司