[發明專利]具有分流器葉片的軸流式壓縮機

有效

• 申請號: 201780043919.0
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN109416050B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: A.L.小迪皮特羅;A.布里澤-斯特林費羅;G.J.卡法什
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F04D29/32
• 分類號: F04D29/32;F04D29/54;F01D5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳俊;陳浩然

一種可變循環壓縮機包括：軸流式壓縮機、壓縮機下游的流動路徑，以及至少一個可變循環裝置，其能夠操作成改變下游流動路徑的阻塞流動能力。壓縮機包括：轉子，該轉子具有至少一個轉子級，其包括限定轉子流動路徑表面的可旋轉盤和從流動路徑表面向外延伸的軸流式轉子翼型件的陣列；至少一個定子級，其包括限定定子流動路徑表面的壁，和遠離定子流動路徑表面延伸的軸流式定子翼型件的陣列。至少一個級包括與對應級的轉子翼型件或定子翼型件交替的分流器翼型件。分流器翼型件的翼弦尺寸和分流器翼型件的翼展尺寸中的至少一個小于至少一個級的翼型件的對應尺寸。

關于聯邦資助的研究和開發的聲明

美國政府可依照空軍部授予的合同no.FA8650-15-D-2501享有本發明的某些權利。

技術領域

本發明大體上涉及燃氣渦輪發動機，并且更具體而言，涉及此類發動機的壓縮機。

背景技術

燃氣渦輪發動機包括成串流連通的壓縮機、燃燒器以及渦輪。渦輪機械地聯接于壓縮機，并且三個構件限定渦輪機械芯部。芯部能夠以已知的方式操作，以生成熱的加壓燃燒氣體流，以操作發動機并且執行有用的功，如提供推進推力或機械功。一種常見類型的壓縮機為具有多個轉子級的軸流式壓縮機，該多個轉子級均包括具有一排軸流式翼型件(被稱為壓縮機葉片)的盤。

在一些應用中合乎需要的是，提供可變循環發動機，具體而言，其中壓縮機下游的阻塞流動能力可改變，以便降低壓縮機的操作線的發動機。

關于可變循環發動機的一個問題在于，在壓縮機在較低的操作線上操作時，壓縮機特別易受后級中的空氣動力學阻塞。在壓縮機低操作線操作條件期間，壓縮機的后級朝向空氣動力學阻塞移動，導致顯著低的整體壓縮機性能和絕熱效率水平。因此，可在低操作線操作期間提高壓縮機效率的任何空氣動力學設計或特征將為有益的。用以在低操作線阻塞操作期間提高壓縮機效率的一種空氣動力學設計途徑在于降低后級轉子中的堅固性水平，提供空氣動力學阻塞緩解。然而，降低的堅固性可引起非合乎需要的轂氣流分離。

發明內容

該問題由并入分流器翼型件的可變循環壓縮機解決。

根據本發明的一個方面，一種可變循環壓縮機包括：軸流式壓縮機、下游流動路徑，以及至少一個可變循環裝置，其能夠操作成改變下游流動路徑的阻塞流動能力。壓縮機包括：轉子，該轉子具有至少一個轉子級，其包括限定轉子流動路徑表面的可旋轉盤和從流動路徑表面向外延伸的軸流式轉子翼型件的陣列；至少一個定子級，其具有限定定子流動路徑表面的壁，和遠離定子流動路徑表面延伸的軸流式定子翼型件的陣列。轉子級或定子級中的至少一個包括從其流動路徑表面中的至少一個延伸的翼型形分流器翼型件的陣列，分流器翼型件與對應級的轉子翼型件或定子翼型件交替，其中分流器翼型件的翼弦尺寸和分流器翼型件的翼展尺寸中的至少一個小于至少一個級的翼型件的對應尺寸。

根據本發明的另一方面，一種操作可變循環壓縮機的方法包括：使用并入至少一排分流器翼型件的軸流式壓縮機來生成流體流；以及在壓縮機操作期間，使用至少一個可變循環裝置來改變壓縮機下游的流動路徑的阻塞流動能力，由此使壓縮機的操作線從標稱位置移動至少5％。

附圖說明

本發明可通過參照連同附圖進行的以下描述最好地理解，在該附圖中：

圖1為并入如本文中描述的壓縮機轉子設備的燃氣渦輪發動機的示意性半截面視圖；

圖2為示意性壓縮機圖；

圖3為壓縮機設備的轉子的部分的透視圖。

圖4為壓縮機設備的轉子的部分的俯視平面圖。

圖5為壓縮機設備的轉子的部分的后視立視圖

圖6為沿著圖4的線6-6截取的側視圖；

圖7為沿著圖4的線7-7截取的側視圖；