[發明專利]用于降低可周向地變化的畸變的發動機殼處置部

有效

• 申請號: 202010025893.0
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111472854B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: J.卡波茲;A.R.瓦迪亞
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;金飛

本發明涉及用于降低可周向地變化的畸變的發動機殼處置部，具體而言涉及用于燃氣渦輪發動機的旋轉式構件，旋轉式構件限定中心軸線，旋轉式構件沿著軸向方向、與軸向方向垂直地延伸的徑向方向以及與中心軸線和徑向方向兩者都垂直的周向方向延伸。旋轉式構件包括：多個轉子葉片，其可操作地聯接到沿著中心軸線延伸的旋轉軸；和外殼，其沿徑向方向布置于多個轉子葉片的外部，并且在多個轉子葉片中的每個的末梢與外殼之間限定環形間隙。外殼包括位于外殼的內表面上的多個特征。(一個或多個)特征中的第一特征限定第一殼厚，并且，從第一特征至少部分地周向地或軸向地定位的第二特征限定與第一殼厚不同的第二殼厚。

技術領域

本主題大體上涉及發動機殼處置部(treatments)，更特別地涉及位于燃氣渦輪發動機的旋轉葉片處的用于降低可周向地變化的畸變(distortion)的發動機殼處置部。

背景技術

燃氣渦輪發動機大體上包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。另外，燃氣渦輪發動機的核心大體上按串行流順序包括壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段以及排氣區段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機區段的入口，在壓縮機區段中，一個或多個軸向壓縮機使該空氣逐漸壓縮，直到該空氣到達燃燒區段為止。燃料與壓縮空氣混合，并且在燃燒區段內被焚燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段被導引到渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，并且然后被導引通過排氣區段(例如，被導引到大氣)。渦扇燃氣渦輪發動機典型地包括將空氣經過通道輸送(channel)到核心燃氣渦輪發動機(諸如，對于壓縮機區段的入口)并且經過通道輸送到旁通導管的風扇組件。燃氣渦輪發動機(諸如，渦扇發動機)大體上包括環繞包括風扇葉片的風扇組件的風扇殼體。壓縮機區段典型地包括帶有對應的壓縮機殼的一個或多個壓縮機。

如所知的，用于燃氣渦輪發動機的軸向壓縮機可以包括沿著壓縮機的軸線布置的許多級。每個級可以包括轉子盤和圍繞轉子盤的圓周布置的許多壓縮機葉片(在本文中也被稱為轉子葉片)。另外，每個級可以進一步包括設置成與轉子葉片相鄰并且圍繞壓縮機殼的圓周布置的許多定子葉片。在使用多級軸向壓縮機來操作燃氣渦輪發動機的期間，渦輪轉子通過渦輪而以高速率轉動，以便空氣持續地被引入(induce)到壓縮機中。空氣通過旋轉的壓縮機葉片而加速，并且向后被吹掃到相鄰的多排定子葉片上。每個轉子葉片/定子葉片級增大空氣的壓力。

另外，在操作期間，風扇葉片和軸向壓縮機第一級可以各自包括入口。經過這些入口的空氣可以包括畸變(諸如，壓力梯度、速度梯度和/或渦流或角變化)。而且，這樣的畸變可能環繞風扇葉片或壓縮機葉片的入口周向地變化。此外，這樣的畸變可以通過壓縮機的每個隨后的級傳播。另外，畸變可能產生于風扇葉片和/或壓縮機級處并且傳播到壓縮機的隨后的級。這樣的畸變可能對壓縮機或風扇組件的失速點造成影響。壓縮機和/或風扇葉片上的失速可能大體上降低發動機的效率。例如，壓縮機失速可能降低壓縮機壓力比并且減少遞送到燃燒器的空氣流，由此對燃氣渦輪的效率造成不利影響。軸向型壓縮機中的旋轉失速典型地發生于壓縮機的期望的峰值性能操作點處。繼旋轉失速之后，壓縮機可能轉變成如下的喘振狀況或嚴重失速狀況：可能導致效率的損失，并且如果被允許延長，則可能引起燃氣渦輪的失效。

照此，存在對于位于燃氣渦輪發動機的旋轉葉片處的用于降低可周向地變化的畸變的改進的發動機殼處置部的需要。

發明內容

方面和優點將在下文的描述中部分地闡明，或可以從描述顯而易見，或可以通過實踐本發明而得知。

在一個方面，本主題涉及用于燃氣渦輪發動機的旋轉式構件，旋轉式構件限定中心軸線，旋轉式構件沿著軸向方向、與軸向方向垂直地延伸的徑向方向以及與中心軸線和徑向方向兩者都垂直的周向方向延伸。旋轉式構件包括可操作地聯接到沿著中心軸線延伸的旋轉軸的多個轉子葉片。旋轉式構件進一步包括外殼，外殼沿徑向方向布置于多個轉子葉片的外部，并且在多個轉子葉片中的每個的末梢與外殼之間限定環形間隙。而且，外殼包括位于外殼的內表面上的多個特征。(一個或多個)特征中的第一特征限定第一殼厚，并且，(一個或多個)特征中的從第一特征至少部分地周向地或軸向地定位的第二特征限定與第一殼厚不同的第二殼厚。