[發(fā)明專利]用于低充實(shí)度排氣擴(kuò)散器的支板翼型件設(shè)計(jì)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210031157.1
• 申請(qǐng)日: 2012-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN102628403A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·I·安薩里;D·D·南達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F02C7/20
• 分類號(hào): F02C7/20
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);曹若

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述的主題涉及燃?xì)廨啓C(jī)，并且更具體而言，涉及燃?xì)廨啓C(jī)的擴(kuò)散器中的支板(strut)翼型件。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有許多設(shè)置在軸上的壓縮機(jī)葉片的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)葉片和軸構(gòu)造成限定遞減的容積。吸入燃?xì)廨啓C(jī)中的空氣流在其傳送通過壓縮機(jī)時(shí)被壓縮。許多燃燒器設(shè)置在壓縮機(jī)的下游，在燃燒器中空氣和燃料混合，并且燃料被點(diǎn)燃。多級(jí)渦輪設(shè)置在燃燒器的下游。

多級(jí)渦輪的第一級(jí)由許多設(shè)置在壓縮機(jī)的軸上的渦輪導(dǎo)葉限定。多級(jí)渦輪的最終級(jí)由許多設(shè)置在輸出傳動(dòng)軸上的渦輪導(dǎo)葉限定，輸出傳動(dòng)軸獨(dú)立于壓縮機(jī)的軸而旋轉(zhuǎn)。來自燃燒器的受加熱的壓縮空氣流使多級(jí)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。多級(jí)渦輪的第一級(jí)的旋轉(zhuǎn)使壓縮機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)。多級(jí)渦輪的最終級(jí)的旋轉(zhuǎn)使輸出傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，這又驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。

擴(kuò)散器設(shè)置在多級(jí)渦輪的最終級(jí)的后面，并且構(gòu)造成減慢排氣流，以及將動(dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換成靜態(tài)升壓。擴(kuò)散器包括許多支板，其包含由支板翼型件包住的支承支板。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在期望的性能范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，支板使來自多級(jí)渦輪的流轉(zhuǎn)向軸向方向。

由于材料技術(shù)的進(jìn)步，可減少排氣擴(kuò)散器中的支板的數(shù)量。包含10個(gè)支板的排氣擴(kuò)散器現(xiàn)在可包含更少的支板。支板的遞減的數(shù)量造成了困難。

具有4至6個(gè)支板的排氣擴(kuò)散器往往不具有足夠的充實(shí)度(solidity)來整直氣體流。相反，4至6個(gè)支板會(huì)擴(kuò)大旋渦，從而產(chǎn)生更大的氣動(dòng)阻礙以及高馬赫數(shù)區(qū)域的損失。需要這樣的支板蓋：它引導(dǎo)旋渦，使氣體流在壓力側(cè)上擴(kuò)散，減小氣動(dòng)阻礙，改進(jìn)總體性能，或避免產(chǎn)生支板尾流。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，本公開涉及一種用于在排氣擴(kuò)散器中使用的支板翼型件。在一個(gè)實(shí)施例中，支板翼型件具有彎曲前緣、比前緣具有更小的半徑的彎曲后緣，以及連接前緣和后緣的兩個(gè)表面。當(dāng)在橫截面中觀察這個(gè)實(shí)施例的支板翼型件時(shí)，前緣和后緣有所偏移，使得連接前緣與后緣的表面中的一個(gè)在從前緣到后緣的距離的超過50％上是基本線性的，并且第二表面在從前緣到后緣的距離的一部分上漸縮。

在另一方面，本公開涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)具有附連到轉(zhuǎn)子上的運(yùn)動(dòng)葉片、包括支板的排氣擴(kuò)散器，以及支板翼型件。在這個(gè)實(shí)施例中，排氣擴(kuò)散器承接來自運(yùn)動(dòng)葉片的燃燒氣體；支板支承轉(zhuǎn)子，并且支板翼型件布置在支板的周圍。在這個(gè)實(shí)施例中，支板翼型件包括本文的描述的任何結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1a是如本文描述的不對(duì)稱翼型件的橫截面圖。

圖1b是來自現(xiàn)有技術(shù)的翼型件的橫截面圖。

圖2是如本文描述的不對(duì)稱翼型件的橫截面圖。

圖3是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的圖。

圖4是包含4個(gè)支板的排氣擴(kuò)散器的圖。

圖5描繪了對(duì)稱支板翼型件的壓降。

圖6描繪了如本文描述的不對(duì)稱支板翼型件的壓降。

圖7描繪了現(xiàn)有技術(shù)的支板翼型件和本文描述的支板翼型件的一個(gè)實(shí)施例所導(dǎo)致的壓降。

圖8描繪了現(xiàn)有技術(shù)的支板翼型件和本文描述的支板翼型件的一個(gè)實(shí)施例的性能。

圖9是如本文描述的支板翼型件的側(cè)視圖。

圖10描繪了在40英寸處的現(xiàn)有技術(shù)的支板翼型件上的流擴(kuò)散。

圖11描繪了在40英寸處的本文描述的支板翼型件的一個(gè)實(shí)施例上的流擴(kuò)散。

部件列表

1?彎曲前緣

2?彎曲后緣

3?第一表面

4?第二表面

10?渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)

12?渦輪殼體

14?入口

16?壓縮機(jī)

18?壓縮機(jī)葉片

20?軸

22?中心線

24?燃燒器

26?進(jìn)入端口

28?燃料入口

30?多級(jí)渦輪

32?第一級(jí)

34?渦輪導(dǎo)葉

36?最終級(jí)

38?渦輪導(dǎo)葉

40?輸出傳動(dòng)軸

42?擴(kuò)散器

44?來自多級(jí)渦輪的流

46?流

50?轉(zhuǎn)動(dòng)的支板

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，支板翼型件具有彎曲前緣、比前緣具有更小的半徑的彎曲后緣，以及連接前緣和后緣的兩個(gè)表面。當(dāng)在橫截面中觀察這個(gè)實(shí)施例的支板翼型件時(shí)，前緣和后緣有所偏移，使得連接前緣與后緣的表面中的一個(gè)在從前緣到后緣的距離的超過50％上是基本線性的，并且第二表面在從前緣到后緣的距離的一部分上漸縮。

彎曲邊緣