[發明專利]具有用于控制流體動態的間隔物的旋轉機械

有效

• 申請號: 201110340305.3
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102454425A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: J·M·德爾沃;B·D·波特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本文所公開的主題涉及旋轉機械，并且更具體而言涉及易受流體流中的共振行為影響的渦輪和壓縮機。

背景技術

渦輪和壓縮機在流體與轉子之間交換能量。例如，渦輪響應于作用在多個葉片上的流體流而產生能量，而壓縮機使用能量來驅動多個葉片以便壓縮氣體。令人遺憾的是，葉片的旋轉可產生尾波和頭波，這可激勵葉片的上游和下游的其它旋轉結構和靜止結構。例如，尾波和頭波可導致靜葉、葉片、噴嘴、翼型件、轉子和流體流中的其它結構的振動、過早磨損以及損壞。

發明內容

下面概述了在范圍上與原始要求權利保護的發明相當的某些實施例。這些實施例不意圖限制要求權利保護的本發明的范圍，相反，這些實施例僅意圖提供本發明的可能形式的簡要概述。實際上，本發明可包括與下文所述的實施例相似或不同的多種形式。

在第一實施例中，一種系統包括旋轉機械，該旋轉機械帶有沿旋轉機械的軸線延伸的流體流通路、圍繞軸線布置的多個翼型件，以及圍繞軸線布置的多個間隔物。該多個間隔物中的每個間隔物可沿周向布置在該多個翼型件的相鄰翼型件之間，以便圍繞軸線限定翼型件的周向間隔。

在第二實施例中，一種系統包括旋轉機械，該旋轉機械帶有流體流通路，以及沿流體流通路設置成環形布置的多個節段。該多個節段包括間隔物節段和流控制節段。流控制節段伸到流體流通路中。各間隔物節段沿周向布置在相鄰流控制節段之間，以便限定流控制節段的周向間隔。

在第三實施例中，一種方法包括將多個翼型件節段沿流體流通路安裝在旋轉機械中，以及利用多個間隔物節段將該多個翼型件節段以周向間隔而間隔開。

附圖說明

當參照附圖來閱讀下述詳細描述時，本發明的這些及其它特征、方面和優點將變得更容易理解，所有附圖中的相似標號表示相似的部件，在附圖中：

圖1為穿過縱軸線截取的燃氣渦輪發動機的一個實施例的截面圖；

圖2為帶有非均勻間隔的葉片的轉子的一個實施例的正視圖；

圖3為帶有非均勻間隔的葉片的轉子的一個實施例的正視圖；

圖4為帶有非均勻間隔的葉片的轉子的一個實施例的正視圖；

圖5為三個轉子的一個實施例的透視圖，其中每個轉子具有不同的非均勻間隔的葉片；

圖6為在葉片之間帶有不同大小的間隔物的轉子的一個實施例的局部正視圖；

圖7為在葉片之間帶有不同大小的間隔物的轉子的一個實施例的頂視圖；

圖8為在葉片之間帶有不同大小的間隔物的轉子的一個實施例的頂視圖；

圖9為具有T形幾何形狀的葉片的一個實施例的正視圖；

圖10為轉子的一個實施例的局部正視圖，其中葉片具有不同大小的基部；

圖11為轉子的一個實施例的頂視圖，其中葉片具有不同大小的基部；

圖12為轉子的一個實施例的頂視圖，其中葉片具有不同大小的基部；

圖13為在靜葉之間帶有不同大小的間隔物的定子的一個實施例的局部正視圖；

圖14為定子的一個實施例的局部正視圖，其中靜葉具有不同大小的基部；

圖15為在葉片之間帶有均勻的大間隔物的轉子的一個實施例的局部正視圖；

圖16為在葉片之間帶有均勻的中等間隔物的轉子的一個實施例的局部正視圖；

圖17為在葉片之間帶有均勻的小間隔物的轉子的一個實施例的局部正視圖；

圖18為示出帶有不同大小的間隔物的定子和轉子相對于發動機的轉速的共振頻率的圖表；

圖19為在靜葉之間帶有均勻的大尺寸間隔物的定子的一個實施例的局部正視圖；

圖20為在靜葉之間帶有均勻的中等間隔物的定子的一個實施例的局部正視圖；以及

圖21為在靜葉之間帶有均勻的小間隔物的定子的一個實施例的局部正視圖。

項目清單

150燃氣渦輪發動機

152壓縮機

154渦輪

156進氣區段

158燃燒器

160排氣區段

162壓縮機級

164旋轉的壓縮機葉片

166靜止的壓縮機靜葉

168燃料噴嘴

170過渡件

172渦輪級

174級

176級

178級

180旋轉渦輪葉片

182渦輪靜葉

184相應的渦輪葉輪

186旋轉軸

200轉子