[发明专利]具有修改的后缘几何形状的粗铸叶片装置

说明书

为了在涡轮机叶片上形成一种将不会被后续的材料移除操作变形的薄后缘，所述涡轮机叶片通过失蜡铸造方法形成并且包括一翼面，所述翼面具有通过在叶片根部和叶片尖端之间延伸的压力面壁和吸力面壁所连接的相互相对的前缘和后缘，该叶片的粗铸叶片装置包括，在将分别形成该叶片的吸力面壁和/或压力面壁的该叶片装置的吸力面壁(240)和/或压力面壁(220)上，在一给定的宽度上从将形成该叶片的后缘的叶片装置(200)的后缘沿叶片装置的前缘的方向延伸的增加的铸造厚度(210)，所述叶片装置的前缘将在叶片装置的至少一部分高度上，除了与叶片装置的后缘相邻且其宽度为该叶片装置的后缘的至少一个半径的保留区域(250)之外形成所述叶片的前缘。

技术领域

本发明涉及涡轮机涡轮叶片装置的通用领域，并且更特别地涉及由失蜡铸造技术生产的涡轮叶片的粗铸叶片装置。

背景技术

以本身已知的方式，涡轮机包括燃烧室，在所述燃烧室中空气和燃料在其中燃烧之前混合。源于该燃烧的气体在燃烧室下游流动，然后供给高压涡轮和低压涡轮。每个涡轮包括与一排或多排叶片(称为活动轮)交替，在涡轮转子周围周向地间隔的一排或多排桨叶(称为扩散器)。

图4A局部地示出了当前装配到众多飞机发动机并包括多个叶片的扩散器的常规结构。

这些桨叶10每个都包括一种插入在连接桨叶末端的外平台14和连接桨叶根部的内平台16之间的空气动力学外形或翼面。每个翼面都包括彼此相对的前缘18和后缘20，以及径向地在桨叶根部和桨叶末端之间沿翼面的伸长方向XX'延伸的压力侧壁22和吸力侧壁24，所述伸长方向垂直于涡轮机的纵向中心轴(未表示)。

图4B示出了一种包括空气动力学外形或翼面的燃气轮机的常规中空活动叶片30，所述空气动力学外形或翼面具有彼此相对并且由压力侧壁36和吸力侧壁38连接的前缘32和后缘34，所述压力侧壁36和吸力侧壁38径向地在叶片根部40和叶片末端42之间沿翼面的伸长方向XX'延伸。

众所周知，这些桨叶或叶片的后缘是涡轮和发动机的空气动力学性能的关键尺寸特征。因此，为了降低发动机的燃油消耗，一种已知的解决方案包括通过细化这些叶片的后缘来提高涡轮的空气动力学性能。

然而，当前基本根据失蜡铸造技术生产该涡轮机叶片装置。考虑到期望空气动力学外形的薄度，该铸造技术单独并不允许获得具有薄后缘的叶片装置，并且因此额外的后续抛光步骤用于机械地调节后缘，并且因此能够使其变薄。不幸地，对粗铸叶片装置的这种额外材料移除步骤似乎并不允许符合空气动力学外形的最终形状及其尺寸公差。事实上，薄表面的抛光产生热，然后产生空气动力学外形的局部变形，不再遵循其形状，无论这是后缘的切线或半径，这将导致涡轮性能的退化，因此与所期望的相反。

发明内容

因此，通过提出一种通过失蜡铸造对叶片进行加工的工艺的改进，所述工艺并不产生尺寸不一致性并且允许符合空气动力学外形的期望形状，本发明旨在克服与后缘的抛光过程中后缘变形有关的缺陷。

为此，提供了一种根据失蜡技术生产的涡轮机叶片的粗铸叶片装置，所述叶片包括翼面，所述翼面具有彼此相对并且由在叶片根部和叶片末端之间延伸的压力侧壁和吸力侧壁连接的前缘和后缘，其特征在于，为了在所述叶片上生产一种不会通过后续的材料移除操作变形的薄后缘，所述叶片的所述粗铸叶片装置包括，在旨在分别形成叶片的所述吸力侧壁和/或所述压力侧壁的所述叶片装置的吸力侧壁和/或压力侧壁上，从旨在形成叶片的所述后缘的所述叶片装置的后缘在确定的宽度上沿所述叶片装置的前缘的方向延伸的铸造余量，所述叶片装置的前缘旨在在叶片装置的至少一部分高度上形成叶片的所述前缘，除了与叶片装置的所述后缘相邻且其宽度为该叶片装置的所述后缘的至少一个半径的保留区域之外。

因此，通过局部地增厚粗铸叶片装置的外形，铸造工艺在后缘变得更为牢固，并且因此能够承受例如抛光的后续材料移除，而没有叶片变形的风险。

根据所设想的实施例，在叶片的全部高度上制造所述铸造余量。