修改空氣動力學噴射器的輪廓的零件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于修改空氣動力學噴射器(2)的輪廓的零件(1)，其包括：第一表面(1a)，所述第一表面(1a)將緊固到該空氣動力學噴射器(2)上，以及第二表面(1b)，所述第二表面(1b)限定所述空氣動力學噴射器的修改后的輪廓，用于修改該空氣動力學噴射器的初始輪廓。
【專利說明】修改空氣動力學噴射器的輪廓的零件
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣動力學噴射器領域，更具體為涉及在渦輪機中出現的那些空氣動力學噴射器。其涉及一種用于修改空氣動力學噴射器的輪廓的零件、空氣動力學噴射器以及包括這種零件的渦輪機，以及涉及一種用于修改空氣動力學噴射器的輪廓的方法。
[0002]本發明具體可適用于任何類型的地面渦輪機或航空渦輪機，尤其是可適用于例如渦輪噴氣引擎和渦輪螺旋槳引擎的飛機渦輪機。
【背景技術】
[0003]在空氣動力學領域，更具體說是在渦輪機領域，空氣動力學噴射器是使流體流，特別是空氣穿過以及被引導的元件。
[0004]專利US 4, 023, 350 A 和專利申請 US 2009/199565 AU EP I, 992, 787 Al 和 GB2，482，170 A具體描述現有技術的狀態。
[0005]通常，尤其是無論渦輪機的類型是什么，空氣動力學噴射器的設計選擇對于引擎的性能，尤其是在空氣動力學推力性能、效率性能和聲學性能方面均具有直接的影響。因此，在很多時候，有必要測試幾種類型的空氣動力學噴射器，以獲得期望用于渦輪機的所有性能的優化。
[0006]空氣動力學噴射器以本身已知的方式包括一組被稱為空氣動力學噴射器的輪廓的元件，所述元件在攜帶氣流的渦輪機的零件，例如套圈上直接地制造。這些元件限定可引導氣流的空氣動力學噴射器的普通輪廓。其結果是，空氣動力學噴射器是復雜的且制造昂貴。它們也導致了非常長的制造時間。特別是，對可能導致至少部分地使用修改的空氣動力學噴射器來替代已經就位的空氣動力學噴射器的空氣動力學噴射器所進行的影響研宄在渦輪機的開發過程中是耗費時間且成本昂貴的項目。
【發明內容】
[0007]因此，存在需要提供一種修改渦輪機空氣動力學噴射器，尤其是已經就位在渦輪機上的空氣動力學噴射器的輪廓的新方案。尤其是存在使空氣動力學噴射器的輪廓可簡單且快速地修改的需要。
[0008]本發明的目的是至少部分地解決與現有技術的成就有關的上述需要和缺點。
[0009]因此，根據一個方面，本發明涉及一種用于修改空氣動力學噴射器，尤其是渦輪機空氣動力學噴射器的輪廓的零件，其包括:
[0010]-第一表面，所述第一表面將被固定在所述空氣動力學噴射器上，以及
[0011]-第二表面，所述第二表面限定修改的空氣動力學噴射器輪廓，用于修改空氣動力學噴射器的初始輪廓，并具體地修改空氣動力學噴射器的至少初始軸向輪廓。
[0012]“用于修改的零件”指的是用于組裝在空氣動力學噴射器上以修改其輪廓的元件。用于修改的零件也可以被稱為插入件或“補片”。
[0013]“軸向輪廓”指的是沿著渦輪機縱軸所觀察到的空氣動力學噴射器的輪廓或外形。“初始軸向輪廓”指的是在定位用于修改的零件之前的空氣動力學噴射器的軸向輪廓。
[0014]由本發明提供的方案可以在確保空氣動力學噴射器的期望修改的同時，使已知現有技術方案的不同缺點可被避免。實際上，用于根據本發明進行修改的零件在固定在空氣動力學噴射器上之后，可獲得相對于其初始輪廓的空氣動力學噴射器的期望的修改輪廓。
[0015]因此，通過本發明，可快速且低成本地修改空氣動力學噴射器，而不依靠于制造新的笨重的零件，尤其是金屬零件，也不必須拆卸和再組裝渦輪機以更換空氣動力學噴射器。
[0016]用于根據本發明進行修改的零件也可以包括一個或多個以下特征，所述特征單獨被采納或根據任何可能的技術結合來采納。
[0017]用于修改的零件在至少其主要部分上，優選是在至少其三個第四部分上，甚至基本上在其整體上修改空氣動力學噴射器的初始軸向輪廓。
[0018]第二表面可以限定空氣動力學噴射器輪廓，換句話說，所述輪廓相對于空氣動力學噴射器的一部分的輪廓不同地進行修改，用于修改的零件通過其第一表面固定在所述空氣動力學噴射器上。
[0019]零件的第一表面可緊密地安裝空氣動力學噴射器的至少一部分的輪廓，尤其是空氣動力學噴射器的至少一部分的初始軸向輪廓。特別是，零件的第一表面可緊密地安裝其將被固定在其上的空氣動力學噴射器的一部分的輪廓。換句話說，第一表面可以設計為準確調節到該空氣動力學噴射器的其將被固定于其上的那部分的形狀。
[0020]零件的第二表面可以不同于第一表面。特別是，零件的第二表面可以限定與第一表面所限定的輪廓不同的空氣動力學噴射器輪廓。
[0021]因此，有利地，本發明可提供用于修改的零件，該零件的一個表面設置為完全地適于空氣動力學噴射器的初始輪廓的形狀，該零件的另一表面設置為獲得空氣動力學噴射器的新的修改輪廓。
[0022]該用于修改的零件可以通過任何類型的方式，尤其是通過粘合固定到空氣動力學噴射器上。特別是，該用于修改的零件的第一表面可以至少部分地涂敷將接觸空氣動力學噴射器的粘合劑。
[0023]該用于修改的零件可進一步包括至少一個與涂敷粘合劑的第一表面不同的表面。實際上，可能的是，一個或多個與接觸空氣動力學噴射器的第一表面不同的該零件的其他表面在將所述用于修改的零件定位在空氣動力學噴射器上的過程中，由粘合劑的出口粘合。然而，由于粘合表面的增加，此情況可能有利于將就位的零件維持在空氣動力學噴射器上。
[0024]該用于修改的零件可以包括一凹槽(或殼體)，以容納將該零件維持就位在空氣動力學噴射器上的捆綁帶。特別是，該用于修改的零件的第二表面可以包括這種凹槽。
[0025]捆綁帶可以對應于非常耐久的條，所述條用來將所述用于修改的零件維持就位在空氣動力學噴射器上。
[0026]有利地，在其中固定到空氣動力學噴射器的零件未粘合的情況下，機械固定帶由于該捆綁帶而維持，以確保該零件壓靠空氣動力學噴射器。
[0027]該用于修改的零件可以由任何類型的材料制成。特別是，該用于修改的零件可以通過快速原型制作的方法，具體為通過立體光固化成型法來制造。這樣，該用于修改的零件包括例如立體光固化成型樹脂和/或金屬粉末。
[0028]根據其另一方面，本發明進一步涉及空氣動力學噴射器，尤其是渦輪機的空氣動力學噴射器，其特征在于，其包括如上所述的用于修改的零件。
[0029]這樣，空氣動力學噴射器可以包括用于修改其第一表面尤其通過粘合固定在空氣動力學噴射器上的零件，第二表面與第一表面相對，并限定一空氣動力學噴射器輪廓，所述空氣動力學噴射器輪廓相對于空氣動力學噴射器的所述第一表面位于其上的那部分的初始輪廓來修改。
[0030]該空氣動力學噴射器可具有沿著該渦輪機的縱軸限定的初始軸向輪廓。
[0031]用于修改空氣動力學噴射器的輪廓的零件可以沿著渦輪機的縱軸，在空氣動力學噴射器上，沿著其最大尺寸延伸。
[0032]該空氣動力學噴射器可以包括幾個用于根據本發明而修改的零件，具體為至少兩個零件，甚至為三個零件，甚至為四個零件。用于修改的這些零件可至少部分地相互鄰近和/或設置為互相疊加。
[0033]在彼此的頂部上疊加幾個用于修改的零件可形成幾層，每個層均對空氣動力學噴射器構成影響。
[0034]將用于修改的零件的在空氣動力學噴射器上的鄰近結構可能導致在用于修改的零件之間的間隙。這些間隙可以例如通過添加材料來補償，特別是確保適當的氣密性。
[0035]將一個或幾個用于修改的零件定位在空氣動力學噴射器上可使新的金屬零件的制造漫長且昂貴，所述新的金屬零件用于至少部分地更換將避免的空氣動力學噴射器的噴射器輪廓，僅須制造該用于修改的零件。
[0036]該空氣動力學噴射器可包括多個用于修改空氣動力學噴射器的輪廓的零件，所述零件相對于渦輪機的縱軸，在彼此的頂部上，橫向地并列設置，以確保在空氣動力學噴射器的至少一個橫向部分上的空氣動力學噴射器的修改輪廓的基本連續性。
[0037]由于本發明，可沿著渦輪機的縱軸修改空氣動力學噴射器的軸向輪廓，并通過使用幾個用于修改的零件，橫向地確保修改的輪廓的基本連續性。
[0038]該空氣動力學噴射器可以是設置在渦輪機上的任何類型的空氣動力學噴射器。例如，空氣動力學噴射器可以是引導葉片盤，尤其為出口引導葉片(OGV)或進口引導葉片(IGV)。
[0039]根據本發明的用于修改的零件可以放置在引導葉片的葉片之間。特別是，每個用于修改的零件可以夾入在兩個連續葉片之間。
[0040]根據其另一方面，本發明還涉及渦輪機，其特征在于，其包括如以上所述的用于修改的零件或如以上所述的空氣動力學噴射器。
[0041]該渦輪機可以包括與用于修改的零件相接觸的空氣的過濾設備。實際上，該用于修改的零件可以由磨損敏感性材料制成，尤其是當由立體光固化成型材料制成時，空氣過濾可以使磨損顆粒投射在待保護的用于修改的零件上。
[0042]該用于修改的零件也可應用于渦輪機的冷部分的空氣動力學噴射器上。特別是，該用于修改的零件可位于渦輪機的一冷區域中，尤其是在其溫度等于或低于40°C時。實際上，在這種溫度以上，特別是當其包括立體光固化成型材料時，構成用于修改的零件的材料無法耐受。
[0043]根據本發明的另一個方面，本發明還涉及一種修改空氣動力學噴射器，尤其是修改渦輪機空氣動力學噴射器的輪廓的方法，其特征在于，其包括將該用于修改如上所述的空氣動力學噴射器的零件固定在空氣動力學噴射器上的步驟。
[0044]該方法可包括使在用于修改的零件與空氣動力學噴射器之間的至少一個交叉點平滑的步驟。該平滑步驟可以使空氣動力學噴射器在用于修改的零件與空氣動力學噴射器之間的交叉點處連續地復制。
[0045]該平滑步驟也可在根據本發明的兩個用于修改的零件之間的交叉點處進行。
[0046]該平滑步驟可進一步在該用于修改的零件的容納捆綁帶的凹槽處，特別是在捆綁帶上進行，以再構成空氣動力學噴射器的輪廓。
[0047]該平滑步驟可例如在用于修改的零件與空氣動力學噴射器之間的交叉點處包括一彈性體，特別是RTV (室溫硫化)硅彈性體的提供。
[0048]根據本發明的方法可包括多個鄰近地和/或重疊地，相對于彼此設置多個用于修改的零件的步驟。
[0049]這樣，可能由初始金屬空氣動力學噴射器造成新的空氣動力學噴射器的影響。因此，可以根據現有技術的方案避免更換金屬空氣動力學噴射器。
[0050]根據本發明的方法也可單獨地或相互結合地包括以下步驟:
[0051]-通過立體光固化成型技術來制造該用于修改的零件，
[0052]-使用粘合劑涂敷該用于修改的零件，尤其是每個用于修改的零件的第一表面，以將其固定到空氣動力學噴射器上，
[0053]-將捆綁帶放置在該用于修改的零件的凹槽中，以將該用于修改的零件機械地維持在空氣動力學噴射器上，
[0054]-在用于修改的零件與空氣動力學噴射器之間和/或在本身的用于修改的零件之間和/或在捆綁帶與用于修改的零件之間平滑交叉點。
[0055]根據本發明的空氣動力學噴射器、渦輪機和方法可以包括前述特征中的任何一項，所述特征單獨地采用或根據與其他特性的任何可能的技術結合來采用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0056]通過閱讀不受限的其示例性實施例的以下詳細描述，以及通過審核附圖的示意性和部分附圖，將更好地理解本發明，其中:
[0057]-圖1根據本發明顯示示例性的用于修改的零件的立體圖，
[0058]-圖2根據本發明顯示包括用于修改的零件的示例性空氣動力學噴射器的立體圖，
[0059]-圖3是圖2的空氣動力學噴射器的另一立體圖，
[0060]-圖4是沿著圖2的IV的視圖，以及
[0061]-圖5是圖4的一部分的放大視圖。
[0062]在所有的附圖中，相同的附圖標記可以指示相同的或類似的元件。
[0063]而且，為了使附圖更易于閱讀，在附圖中所表示的不同零件沒有必要均以等分標度進行繪制。
【具體實施方式】
[0064]現在參考圖1至5描述根據本發明的空氣動力學噴射器的用于修改的零件的示例性實施例。
[0065]圖1顯示根據發明的用于修改空氣動力學噴射器2的輪廓的示例性零件I的立體圖。
[0066]零件1，在下文也稱為“補片”，包括將固定在空氣動力學噴射器2上的第一表面Ia,以及與第一表面Ia相對的第二表面lb，所述第二表面Ib限定相對于該空氣動力學噴射器2的第一表面Ia將固定在其上的那部分的初始輪廓而修改的空氣動力學噴射器輪廓。
[0067]補片I的第一表面Ia可特別地涂敷粘合劑，以使其可固定到空氣動力學噴射器2上。
[0068]另一方面，補片I還包括凹槽5 (或凹口)，所述凹槽5 (或凹口)通向補片I的兩偵U，可使一將建立補片I的機械支撐的連接條或捆綁帶6定位在空氣動力學噴射器2上。由捆綁帶6執行的這種機械支撐在補片I沒有被粘結的情況下尤其有用。
[0069]補片I可由任何類型的材料制成。優選地，補片I通過立體光固化成型的方法制成。立體光固化成型的方法尤其可制造補片I的任何期望的形狀，可選擇補片I由幾個被提供的相互固定的部分制成，所述幾個部分具體通過粘結來固定，以適于空氣動力學噴射器2的任何期望的輪廓。
[0070]通過立體光固化成型制成的材料特別地對磨損敏感，并對高溫敏感，如果需要，包括補片I的渦輪機配備有與補片I相接觸，以防止磨肩與補片I接觸的空氣的過濾設備。而且，補片I可以放置在渦輪機的冷區域中，尤其是在其中溫度等于或低于40°C的區域中。
[0071]圖2顯示根據本發明的包括四個補片I的示例性空氣動力學噴射器2的立體圖。
[0072]僅僅在例中，空氣動力學噴射器2可以是一入口引導葉片(IGV)盤，其包括引導葉片3。
[0073]補片I可設置為相互鄰近，每個補片I夾在兩個連續的引導葉片3之間。
[0074]補片I可沿著渦輪機的縱軸X，在空氣動力學噴射器2上，沿著它們的最大尺寸L延伸，如圖2，3和4中可見。
[0075]補片I可進一步通過粘合和也通過放置在補片I的凹槽5中的捆綁帶6，在空氣動力學噴射器2上保持就位，如在圖2至4中可見。
[0076]在此例中，四個補片I是相同的。然而，空氣動力學噴射器2可包括相同的或不同的補片。
[0077]如在圖3和4中可見，圖4是沿著圖2的IV的視圖，可以在補片I的一些區域中進行平滑化，以可連續地再構建空氣動力學噴射器2的空氣動力學輪廓。
[0078]特別是，這樣的平滑化可在補片I的上游區域Z1和下游區域Z 3中，以及設置在補片I之間或在一個補片I與該空氣動力學噴射器2之間的交叉區域4中進行。該平滑化也可在其中捆綁帶6容納在補片的凹槽5中的區域4中進行。
[0079]該平滑化例如可包括添加一彈性材料，尤其是RTV硅彈性體，以在補片I與空氣動力學噴射器2之間和/或補片I的凹槽5與捆綁帶6之間形成連續性。
[0080]圖5是圖4中的區域A的放大圖，其顯示在補片I與空氣動力學噴射器2之間的交叉點處補片I上游的區域Z1中進行的平滑化。
[0081]在圖5中，由虛線表示添加一彈性材料7，可以觀察到在補片I與空氣動力學噴射器2之間獲得的表面連續性，以再構成空氣動力學噴射器2的連續輪廓。
[0082]這樣，由于根據本發明在其第二表面Ib上具有經修改的空氣動力學輪廓的這種用于修改的零件或補片，一旦補片I通過其第一表面Ia定位在空氣動力學噴射器2的輪廓上時，本發明可容易且快速地修改空氣動力學噴射器2的輪廓。
[0083]特別是，在該用于修改的零件I定位之前，沿著渦輪機的縱軸X限定的空氣動力學噴射器2的初始軸向輪廓PaCI(其在圖4中可見)可通過添加該用于修改的零件I來進行修改，所述零件具有限定用于空氣動力學噴射器2的經修改的軸向輪廓Pal (其在圖4中可見)的第二表面lb。
[0084]空氣動力學噴射器2的初始輪廓可以通過按需增加補片I的數量而容易地適于獲得新的期望的輪廓，該補片I可放置或不相互相鄰地和/或至少部分地在相互重疊。
[0085]當然，本發明不受限于剛剛所描述的示例性實施例。本發明的技術人員可以實施不同的修正。
[0086]除非另外指明，術語“包括一個”應理解為“包括至少一個”的同義詞。
【權利要求】
1.一種渦輪機的空氣動力學噴射器(2)，其具有沿著該渦輪機的縱軸(X)限定的初始軸向輪廓(Patl)，其特征在于，該空氣動力學噴射器(2)包括用于修改該空氣動力學噴射器(2)的輪廓的零件，該零件包括: -第一表面(la)，所述第一表面(Ia)將固定在所述空氣動力學噴射器(2)上，以及 -第二表面(lb)，所述第二表面(Ib)限定一修改后的空氣動力學噴射器的輪廓，用于修改所述空氣動力學噴射器的至少所述初始軸向輪廓(Patl)。
2.根據權利要求1所述的渦輪機的空氣動力學噴射器(2)，其特征在于，所述用于修改空氣動力學噴射器(2)的輪廓的零件(I)沿著渦輪機的縱軸(X)，在所述空氣動力學噴射器(2)上沿著其最大尺寸(L)延伸。
3.根據權利要求1或2所述的空氣動力學噴射器(2)，其特征在于，所述零件(I)的第一表面(Ia)可緊密地配合所述空氣動力學噴射器(2)的至少一部分的輪廓，尤其是所述空氣動力學噴射器(2)的至少一部分的初始軸向輪廓。
4.根據前述權利要求中任何一項所述的空氣動力學噴射器(2)，其特征在于，所述用于修改空氣動力學噴射器(2)的輪廓的零件(I)包括凹槽(5)，所述凹槽用于容納捆綁帶(6)，所述捆綁帶將所述零件(I)在所述空氣動力學噴射器(2)上保持就位。
5.根據前述權利要求中任何一項所述的空氣動力學噴射器(2)，其特征在于，所述用于修改空氣動力學噴射器(2)的輪廓的零件(I)通過快速原型的方法，尤其是通過立體光固化成型技術來制造。
6.根據前述權利要求中任何一項所述的空氣動力學噴射器(2)，其特征在于，該空氣動力學噴射器(2)包括多個用于修改所述空氣動力學噴射器(2)的輪廓的零件(I)，所述多個零件(I)相對于所述渦輪機的縱軸(X)設置為沿橫向相互并列，以確保所述空氣動力學噴射器(2)的修改后的輪廓在該空氣動力學噴射器(2)的至少一個橫向截面上的基本連續性。
7.根據前述權利要求中任何一項所述的空氣動力學噴射器(2)，其特征在于，該空氣動力學噴射器(2)為一引導葉片盤，尤其是出口引導葉片(OGV)或進口引導葉片(IGV)。
8.一種渦輪機，其特征在于，其包括根據前述權利要求中任何一項所述的空氣動力學噴射器⑵。
9.一種用于修改空氣動力學噴射器(2)的輪廓的方法，其特征在于，其包括將用于修改根據權利要求1至7中任何一項所述的空氣動力學噴射器(2)的零件(I)固定在該空氣動力學噴射器(2)上的步驟。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，其包括將在所述用于修改的零件(I)與所述空氣動力學噴射器(2)之間的至少一個交叉點平滑化的步驟。
【文檔編號】B23P6/00GK104487656SQ201380039612
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2012年7月27日
【發明者】格里高里·尼古拉斯·杰拉爾德·吉爾蘭特, 西爾維·都西德, 斯特凡·克萊默特 申請人:斯奈克瑪