JP6559138B2 - ターボ機械の構成要素または一群の構成要素、および関連するターボ機械 - Google Patents
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Description
‐前方位置が、翼の前縁から後縁まで延びる翼弦の相対的長さの5%から35%の間に位置付けられるように、かつ
‐フィンが第2翼の背面から離れる程、前記フィンの前方位置は翼の前縁から軸方向に離れるように、
各フィンが間に延びる表面上の前方位置と後方位置とに関連付けられることを特徴とする、部品または一組の部品を提案する。
・各フィンは第1翼の腹面と第2翼の背面との間の距離の5%から20%の間から成る幅を有する。
・各フィンは0.3から1.3の間から成る高さ対幅の比率を有する。
・各フィンは1mmから25mmの間から成る高さを有する。
・各フィンは、フィンに沿って前方位置から後方位置に拡大する高さを有する。
・各フィンは、第1および第2翼の中央キャンバ線に対応するトラックを有する。
・各フィンに関連付けられた後方位置は、前記翼弦の相対長さの50%から105%の間に位置付けられる。
・各フィンに関連付けられた前方および後方位置はそれぞれ、第1翼の腹面と第2翼の背面との間の距離の10%から55%の間から成る距離を第2翼の背面から隔てて位置付けられる。
・表面は並んだ2つまたは3つのフィンを画定する。
・プラットフォームは、第1翼が延びてゆく第1プラットフォーム部位と第2翼が延びてゆく第2プラットフォーム部位とを備え、前記第1と第2のプラットフォーム部位間の連結部がフィンを形成する。
・表面は第1および第2端面によって限定され、表面は少なくとも1つのクラスC1構造曲線において、それぞれが、各フィンの前方位置と後方位置の間に位置決めされた端面と実質的に平行な面に沿った第1翼の腹面と第2翼の背面との間の位置に応じて前記表面の半径の値を表すクラスC1構造曲線によって画定される。
・各構造曲線は、データ処理手段によって、
(a)構造曲線を、第1翼の腹面と第2翼の背面との間の位置に応じて前記表面の半径の値を表すクラスC1曲線としてパラメータ化するステップにおいて、曲線は、
‐前記表面が間に延びる2つの翼の1つ1つの上にそれぞれがある2つの端制御点と、
‐端制御点同士間に位置付けられた少なくとも1つの中間制御点と、
‐少なくとも1つのスプラインとによって画定され、
パラメータ化は少なくとも1つの制御点を定める1つまたは複数のパラメータによって実施されるステップと、
(b)前記曲線の前記パラメータの最適値を決定するステップにおいて、
・プラットフォームは、複数の翼が規則的に沿って位置決めされる環状形状を有し、
・プラットフォームは、連続した各対の翼の間に同じ非軸対称形表面を有し、
・部品は翼付きディスクまたは圧縮機ステータ段である、ステップと、
を実施することによってモデル化されている。
本発明の部品1は、部品1のプラットフォーム2の表面Sの特殊な(非軸対称形の)幾何形状によって区別され、その有利なモデル化が図2で観察される。
本発明の部品の非軸対称形表面Sは、それが、翼3I、3Eそれぞれの前縁(BA)の下流に延びる実質的に三角形の断面を有する少なくとも複数のフィン4を画定するという点で注目に値する。ストリーム上には2つまたは3つのフィン4が存在することが好ましい(図2は2つのフィン4を使用して解決策を示すが、異なった可能性についても以下で説明がなされる)。
フィン4は有利に、第1翼3Iの腹面と第2翼3Eの背面との間の距離の5%から20%(好ましくは10%から15%)の間から成る幅を有する。本明細書で考慮される幅はフィン4の根元の最大幅(前方および後方面取部を除いて実質的に一定である)である。この幅と、第1翼3Iの腹面と第2翼3Eの背面との間の距離とは、端面PS、PRに平行な平面に沿ったところ(言い換えれば先に言及された構造曲線に沿ったところ)で最も良く分かる。それらは図2に見ることができ、図3で垂直方向に示される。
‐(軸方向の)前方位置が、翼3I、3Eの弦の相対長さの5%から35%の間(好ましくは15%から25%の間)に位置付けられ(即ちXBA∈[0.05,0.35])、
‐(軸方向の)後方位置が、翼3I、3Eの弦の相対長さの50%から105%の間(好ましくは70%から85%の間)に位置付けられる(即ちXBF∈[0.5,1.05])、のようなものである。
2つのフィン4で最良の結果が得られる。3つのフィン4を超過しないことが望ましい。
構造曲線PCを使用した表面の画定は、部品1の自動的最適化をし易くする。
(a)構造曲線PCを、第1翼3Iの腹面と第2翼3Eの背面との間の位置に応じて前記表面Sの半径の値を表すクラスC1曲線としてパラメータ化することにおいて、曲線は、
‐前記表面Sが間に延びる2つの翼3E、3Iの1つ1つの上にそれぞれがある2つの端制御点と、
‐端制御点同士間に位置付けられた少なくとも1つの(有利には2つの)中間制御点と、
‐少なくとも1つのスプラインとによって画定され、
パラメータ化は、少なくとも1つの制御点を定める1つまたは複数のパラメータによって実施される、パラメータ化と、
(b)前記曲線の前記パラメータの最適値の決定と、を適切に実施することによってモデル化されることが可能である。
第2翼2Eの背面に沿って流れおよび摩擦ラインが観察される。即ち、フィンのない幾何形状(図5a)、単一フィンを有する非軸対称の幾何形状(図5b)、2つのフィンを有する非軸対称の幾何形状(図5c)である。
Claims (16)
- 少なくとも第1および第2の翼(3I、3E)と翼(3I、3E)が延びてゆくプラットフォーム(2)とを備えるターボ機械の部品(1)または一組の部品であって、プラットフォーム(2)は、第1翼(3I)の腹面と第2翼(3E)の背面との間に、各翼(3I、3E)の前縁(BA)の下流に延びる実質的に三角形の断面を有する複数のフィン(4)を画定する非軸対称形表面(S)を有し、各フィン(4)は、
‐前方位置が、翼(3I、3E)の前縁(BA)から後縁(BF)まで延びる翼(3I、3E)の弦の相対的長さの5%から35%の間に位置付けられるように、かつ
‐フィン(4)が第2翼(3E)の背面から離れる程、前記フィン(4)の前方位置は翼(3I、3E)の前縁(BA)から軸方向に離れるように、
フィン(4)が間に延びる表面(S)上の前方位置と後方位置とに関連付けられることを特徴とする、ターボ機械の部品(1)または一組の部品。 - 各フィン(4)が、第1翼(3I)の腹面と第2翼(3E)の背面との間の距離の5%から20%の間から成る幅を有する、請求項1に記載の部品または一組の部品。
- 各フィン(4)が0.3から1.3の間から成る高さ対幅の比率を有する、請求項1から2のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 各フィン(4)が1mmから25mmの間から成る高さを有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 各フィン(4)が、フィン(4)に沿って前方位置から後方位置に拡大する高さを有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 各フィン(4)が第1および第2翼(3I、3E)の中央キャンバ線に対応するトラックを有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 各フィン(4)に関連付けられた後方位置が前記翼弦(3I、3E)の相対長さの50%から105%の間に位置付けられる、請求項1から6のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 各フィン(4)に関連付けられた前方および後方位置がそれぞれ、第1翼(3I)の腹面と第2翼(3E)の背面との間の距離の10%から55%の間から成る距離を第2翼(3E)の背面から隔てて位置付けられる、請求項7に記載の部品または一組の部品。
- 表面(S)が並んだ2つまたは3つのフィン(4)を画定する、請求項1から8のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- プラットフォーム(2)が、第1翼(3I)が延びてゆく第1プラットフォーム部位(2I)と第2翼(3E)が延びてゆく第2プラットフォーム部位(2E)とを備え、前記第1と第2のプラットフォーム部位(2I、2E)の間の連結部がフィン(4)を形成する、請求項1から9のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 表面(S)が第1および第2端面(PS、PR)によって限定され、表面(S)は少なくとも1つのクラスC1構造曲線(PC)において、それぞれが、各フィン(4)の前方位置と後方位置の間に位置決めされた端面(PS、PR)と実質的に平行な面に沿った第1翼(3I)の腹面と第2翼(3E)の背面との間の位置に応じて前記表面(S)の半径の値を表すクラスC1構造曲線によって画定される、請求項1から10のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- 各構造曲線(PC)が、データ処理手段によって、
(a)構造曲線(PC)を、第1翼(3I)の腹面と第2翼(3E)の背面との間の位置に応じて前記表面(S)の半径の値を表すクラスC1曲線としてパラメータ化するステップにおいて、曲線は、
‐前記表面(S)が間に延びる2つの翼(3I、3E)の1つ1つの上にそれぞれがある2つの端制御点と、
‐端制御点同士間に位置付けられた少なくとも1つの中間制御点と、
‐少なくとも1つのスプラインと
によって画定され、
パラメータ化は少なくとも1つの制御点を定める1つまたは複数のパラメータによって実施されるステップと、
(b)前記曲線の前記パラメータの最適値を決定するステップと、を実施することによってモデル化されている、請求項11に記載の部品または一組の部品。 - プラットフォーム(2)が、複数の翼(3I、3E)が規則的に沿って位置決めされる環状形状を有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の部品または一組の部品。
- プラットフォーム(2)が、連続した各対の翼(3I、3E)の間に同じ非軸対称表面(S)を有する、請求項13に記載の部品または一組の部品。
- 翼付きディスクまたは圧縮機ステータ段である、請求項14に記載の部品または一組の部品。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載の部品(1)または一組の部品を備えるターボ機械。
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