RU2020134809A

RU2020134809A - Перо компрессора

Info

Publication number: RU2020134809A
Application number: RU2020134809A
Authority: RU
Inventors: Джузеппе БРУНИ; Сентхил КРИШНАБАБУ
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2022-05-24

Claims

1. Перо (70) компрессора для турбинного двигателя, содержащее:

участок (100) концевой части пера, который проходит в первом направлении R_b от участка (102) основного корпуса;

участок (102) основного корпуса, образованный посредством:

стенки (88) поверхности спинки пера, имеющей поверхность (89) спинки пера,

стенки (90) поверхности корыта пера, имеющей поверхность (91) корыта пера,

при этом стенка (88) поверхности спинки пера и стенка (90) поверхности корыта пера сходятся на входной кромке (76) и выходной кромке (78),

причем поверхность (91) корыта пера и поверхность (89) спинки пера разнесены на расстояние W_B во втором направлении C_b под прямыми углами к первому направлению R_b между входной кромкой (76) и выходной кромкой (78),

при этом участок (100) концевой части пера содержит:

стенку (106) концевой части пера, которая проходит непрерывно вдоль средней линии (107) профиля пера, причем средняя линия (107) профиля проходит от входной кромки (76) пера до выходной кромки (78) пера; и касательно поперечного сечения:

на каждой из стенки (88) поверхности спинки пера и стенки (90) поверхности корыта пера имеется плечо (104, 105), при этом:

плечо (105) стенки поверхности спинки пера проходит между входной кромкой (76) и выходной кромкой (78);

плечо (104) стенки поверхности корыта пера проходит между входной кромкой (76) и выходной кромкой (78); и

переходная область (108, 109) сужается от каждого из плечей (104, 105) в направлении к стенке (106) концевой части пера;

при этом форма поперечного сечения участка (100) концевой части пера варьируется по всей протяженности средней линии (107) профиля;

причем стенка (106) концевой части пера образует сигнальный участок (110) с поверхностью (118) концевой части пера, который увеличивается по ширине W_sA от входной кромки (76) до точки максимальной ширины и затем уменьшается по ширине W_SA на всем протяжении до выходной кромки (78).

2. Перо (70) компрессора по п. 1, в котором точка (max_Pos) максимального уменьшения ширины поверхности (118) концевой части пера в сигнальном участке (110) находится между 0,2 и 0,8 расстояния вдоль средней линии (107) профиля от входной кромки (76) до выходной кромки (78).

3. Перо (70) компрессора по п. 2, в котором точка (max_Pos) максимального уменьшения ширины поверхности (118) концевой части пера в сигнальном участке (110) находится между 0,2 и 0,5 расстояния вдоль средней линии (107) профиля от входной кромки (76) до выходной кромки (78).

4. Перо (70) компрессора по любому из пп. 1-3, в котором:

переходная область (109) стенки (88) поверхности спинки пера содержит выпуклую область, которая проходит от плеча (104) в направлении к поверхности (91) корыта пера, и

в точке (121) изгиба спинки пера:

переходная область (109) изгибается таким образом, что она формирует вогнутую область, которая проходит в направлении от поверхности (91) корыта пера к поверхности (118) концевой части пера; и

переходная область (108) стенки (90) поверхности корыта пера содержит выпуклую область, которая проходит от плеча (105) в направлении к поверхности (89) спинки пера, а

в точке (120) изгиба корыта пера:

переходная область (108) изгибается таким образом, что она формирует вогнутую область, которая проходит в направлении от поверхности (89) спинки пера к поверхности (118) концевой части пера.

5. Перо (70) компрессора по любому из предшествующих пунктов, в котором участок (100) концевой части пера дополнительно содержит:

линию (123) изгиба поверхности спинки пера, образованную посредством изменения кривизны на поверхности (89) спинки пера;

при этом точка (121) изгиба спинки пера находится на линии (123) изгиба корыта пера;

причем линия (123) изгиба спинки пера проходит между выходной кромкой (78) и входной кромкой (76); и

линию (122) изгиба поверхности корыта пера, задаваемую посредством изменения кривизны на поверхности (91) корыта пера;

при этом точка (120) изгиба корыта пера находится на линии (122) изгиба корыта пера;

причем линия (122) изгиба корыта пера проходит между входной кромкой (76) и выходной кромкой (78).

6. Перо (70) компрессора по любому из предшествующих пунктов, в котором:

расстояние W_B имеет максимальное значение в области между входной кромкой (76) и выходной кромкой (78);

расстояние W_B между поверхностью (91) корыта пера и поверхностью (89) спинки пера уменьшается по значению относительно максимального значения к входной кромке (76); и

расстояние W_B между поверхностью (91) корыта пера и поверхностью (89) спинки пера уменьшается по значению относительно максимального значения к выходной кромке (78).

7. Перо (70) компрессора по п. 6, в котором ширина W_S стенки (106) концевой части пера имеет значение по меньшей мере 0,2, но не более 0,8 расстояния W_B.

8. Перо (70) компрессора по любому из пп. 1-7, в котором:

размер δ определен как расстояние от поверхности (89) спинки пера и/или поверхности (91) корыта пера до поверхности (118) концевой части пера в сигнальном участке и задан следующим образом

,

где γ составляет ≥0,5 и ≤2,0; max_Pos является точкой максимального уменьшения ширины поверхности (118) концевой части пера в сигнальном участке (110) и составляет между 0,2 и 0,8 расстояния вдоль средней линии (107) профиля от входной кромки (76) до выходной кромки (78).

9. Перо (70) компрессора по любому из пп. 1-8, в котором в поперечном сечении имеется плавное сочленение (124), сформированное посредством плеча (104, 105) и другой из стенки (88) поверхности спинки пера или стенки (90) поверхности корыта пера, и переходная область (108, 109) формирует прерывистую кривую (126) с поверхностью (118) концевой части пера.

10. Перо (70) компрессора по п. 9, в котором плавное сочленение (124) содержит пересечение (120), имеющее угол ϕ, заданный между касательной (128) плеча и касательной (130) другой из стенки (88) поверхности спинки пера или стенки (90) поверхности корыта пера, при этом угол ϕ предпочтительно составляет 0° и может быть меньшим или равным 5°.

11. Перо (70) компрессора по п. 9 или 10, в котором прерывистая кривая (126) содержит пересечение (122), имеющее угол θ между касательной (132) переходной области (104, 105) и касательной (134) поверхности (118) концевой части пера, при этом каждая касательная находится на пересечении (122), причем угол θ предпочтительно составляет 90° и может составлять значение между 30° и 90°.

12. Роторный узел компрессора для турбинного двигателя, содержащий корпус (50) и перо (70) компрессора по любому из пп. 1-11, при этом корпус (50) и перо (70) компрессора образуют зазор h_g у концевой части пера, образуемый между поверхностью (118) концевой части пера и корпусом (50) во время эксплуатации.

13. Роторный узел компрессора по п. 12, в котором плечо (104, 105) находится на расстоянии h₁ от корпуса (50), при этом h₁ имеет значение, по меньшей мере в h_g, но не более чем 10 раз превышающее расстояние h_g во время эксплуатации.

14. Роторный узел компрессора по п. 12, в котором расстояние h₂ от линии изгиба (122, 123) до корпуса (50) имеет значение по меньшей мере в 0,2h₁, но не более 0,8h₁.

15. Роторный узел компрессора по п. 13 или 14, в котором:

расстояние «W» от точки на переходной области (108, 109) до стенки (88) поверхности спинки пера или до стенки (90) поверхности корыта пера без переходной области (108) для данной высоты «h» от поверхности (118) концевой части пера задано следующим образом

,

где α имеет значение, большее или равное 1 и предпочтительно меньшее или равное 5, и предпочтительно в диапазоне между 1,5 и 3, а

β имеет значение, большее 1, предпочтительно меньшее или равное 5 и предпочтительно между 1 и 2.