关于涡轮发动机中压缩机操作的系统及设备的制作方法

专利名称：关于涡轮发动机中压缩机操作的系统及设备的制作方法
技术领域：
本申请主要涉及用于改善涡轮发动机的效率和/或操作的系统及设备。更具体而 言，但非通过限制的方式，本申请涉及有关压缩机操作、且具体而言是将泄漏流有效地再引 入到主流通路中的改进系统和设备。
背景技术：
如将认识到的那样，涡轮发动机的性能很大程度上受到其消除或减少发生在发 动机的涡轮段和压缩机段两者中的级与级之间泄漏的能力的影响。通常，发生该泄漏的 原因在于存在于旋转构件与静止构件之间的间隙。更具体而言，在压缩机中，通常穿过腔 (cavity)发生泄漏，该腔由静止的压缩机定子叶片的护罩和与护罩相对且大致包绕护罩的 旋转套筒所限定。从较高压力流至较低压力，这种泄漏导致与主流通路中流动方向相反的 流动。即是说，流动从护罩的下游侧进入护罩腔且沿上游方向流动，在此情况下，泄漏从护 罩上游侧排回到主流中。当然，密封件用于限制这种流动。然而，假定一个表面运动，而另一表面静止，则常 规密封件不能防止大部分的这种泄漏流发生。期望的是减小静止结构和旋转结构之间的间 隙，但消除其由于旋转构件与静止构件之间不可避免的不同热特性以及旋转构件的离心特 性而通常是不切实际的。在增加对构件制造公差以及管理热特性和离心特性的操作条件变 化的考虑因素的情况下，常见的情形是在至少某些操作条件下形成泄漏间隙。当然，泄漏通 常由存在于跨过泄漏间隙的压力差引起。然而，尽管有可能减小跨过泄漏间隙的压力差，但 这通常产生过高的成本，因为其对工作流体速度构件的空气动力设计提出了不方便(不希 望)的限制。将应认识到的是，这种性质的压缩机泄漏以至少两种明显的方式降低发动机的效 率。第一，泄漏本身会减小经过压缩机的主流压力，且因此会增大在将其输送至燃烧器之前 发动机必须消耗以将主流压力升高至期望水平的能量。第二，当泄漏流离开护罩腔且再进 入主流通路中时会发生混合损失(或损耗)。如本领域的普通技术人员所认识到的那样，这种类型的混合损失可能很显著并导 致压缩机效率的明显损失。混合损失为何相对较高的一个原因是因为在混合点，泄漏流和 主流沿不同的方向和/或以不同的速度流动。更具体而言，刚经过上一级转子叶片的主流 以相对较高的速度流动并带有明显的切向方向分量。相反，通过经由护罩腔的通常曲折的 通道的泄漏流以相对较慢的速度流动且方向主要是沿径向方向，而且不具有主流的切向方 向分量。因此，需要的是减小当泄漏流再进入压缩机主流中时发生的混合损失的改进型系 统和设备。

发明内容
因此，本申请描述了一种涡轮发动机的压缩机，该压缩机包括具有护罩的定子叶片，护罩至少部分地由旋转结构所包绕且在该二者之间形成护罩腔，该压缩机包括设置在 护罩腔内的多个切向流动引导件(或诱导件，inducer)；其中，各切向流动引导件均包括设 置在旋转结构上的表面，该表面构造成以便在旋转时引起切向方向分量和/或增大离开护 罩腔的泄漏流的速度。在一些示例性实施例中，切向流动引导件包括设置在旋转结构上的表面，该切向 流动引导件构造成以便在旋转时，该表面引起经由上游间隙离开护罩腔以便再进入压缩机 主流通路中的泄漏流的切向方向分量。在一些示例性实施例中，护罩腔包括含有轴向间隙的上游腔部分，该轴向间隙保 持在护罩的前面和与护罩前面相对的旋转结构表面之间。在一些示例性实施例中，切向流 动弓I导件设置在上游腔部分内。在一些示例性实施例中，上游腔部分由设置在护罩径向外部前缘上的前缘凸缘部 分地围住；切向流动引导件的径向外缘终止于前缘凸缘轴向终端的径向位置的内侧；以及 与护罩前面相对的旋转结构包括梯级(Step)。在一些示例性实施例中，旋转结构包括在操 作期间围绕涡轮轴线旋转的构件；定子叶片包括静止构件，该静止构件包括具有前缘和后 缘的翼型件(airfoil)以及位于径向内端的护罩；以及上游间隙包括护罩径向外部前缘和 与护罩径向外部前缘相对的旋转结构之间的间隙。在一些示例性实施例中，护罩腔包括中间腔部分，其包括位于护罩的内侧面和与 护罩内侧面相对的旋转结构表面之间的径向间隙；以及下游腔部分，其包括护罩后面和与 护罩后面相对的旋转结构表面之间的轴向间隙。在一些示例性实施例中，上游腔部分、中间 腔部分和下游腔部分成流体连通；以及在压缩机的操作状态期间，泄漏流所包括的泄漏物 经由下游间隙进入护罩腔，然后沿径向向内流动经过下游腔部分，然后沿轴向上游方向流 动经过中间腔部分，然后沿径向向外流动经过上游腔部分，然后经由上游间隙离开护罩腔。在一些示例性实施例中，切向流动引导件包括含有面的翅片(fin)；以及翅片构 造成使得该面大致朝向旋转方向。在一些示例性实施例中，翅片在上游腔部分内从旋转结构的大致沿径向对齐的表 面上沿轴向延伸。在一些示例性实施例中，上游腔部分包括梯级；以及翅片从该梯级的大致沿轴向 对齐的表面上沿径向延伸。在一些示例性实施例中，翅片包括大致"L"的形状；"L"形 状的第一支腿沿大致轴向方向延伸；“L"形状的第二支腿沿大致径向方向延伸；以及翅 片的厚度沿大致周向方向延伸。在一些示例性实施例中，翅片的定向沿径向方向偏移，以便翅片与沿径向定向的 基准线形成Z Θ ；以及Z Θ包括-20°至20°之间的值。在一些示例性实施例中，翅片的 定向沿轴向方向偏移，以便翅片与沿轴向定向的基准线形成Z Ω ；以及Z Ω包括-20°至 20°之间的值。在一些示例性实施例中，翅片的定向沿轴向方向偏移，使得翅片朝旋转部件 的旋转方向倾斜。本申请还描述了 在涡轮发动机的压缩机中，该压缩机包括具有护罩的定子叶 片，护罩至少部分地由旋转结构所包绕且在该二者间形成护罩腔；多个流动引导件，其以规 则间距在护罩腔中设置于旋转结构上，各流动引导件均包括含有面的翅片，其中，翅片构造 成以便该面朝向旋转方向，以及该翅片构造成以便在旋转时引起离开护罩腔流的泄漏流的切向方向分量。通过对优选实施例的如下详细描述并结合附图和所附权利要求，本申请的这些及 其它特征将变得明显。


通过仔细研读本发明示例性实施例的如下更为详细的描述并结合附图，将会更为 全面地理解和认识到本发明的这些及其它特征，在附图中图1为本申请的实施例可在其中使用的示例性燃气涡轮发动机的简图；图2为图1中的燃气涡轮发动机中的压缩机的截面视图；图3为图1中的燃气涡轮发动机中的涡轮的截面视图；图4为常规护罩腔的视图；图5为包括本申请的实施例的护罩腔的视图；图6为包括本申请的备选实施例的护罩腔的视图；以及图7为包括本申请备选实施例的护罩腔的视图。零件清单50燃气涡轮发动机52压缩机54 涡轮56燃烧器60压缩机转子叶片62压缩机定子叶片66涡轮转子叶片68涡轮定子叶片101护罩
103旋转结构
105翼型件
111前缘
112后缘
109护罩腔
115上游腔部分
117中间腔部分
119下游腔部分
121前缘凸缘
125梯级
127刀刃(或刃状)密封件
129后缘凸缘
135下游间隙
137上游间隙
141切向流动引导件
151沿径向定向的基准线153沿轴向定向的基准线
具体实施例方式现在参看附图，作为背景技术，图1至图3示出了示例性燃气涡轮发动机，在其中 可使用本申请的实施例。图1为燃气涡轮发动机50的简图。通常，燃气涡轮发动机通过从 加压热气流中获取能量来操作，该热气流通过燃烧压缩空气流中的燃料而产生。如图1中 所示，燃气涡轮发动机50可构造成具有通过共同轴或转子而机械地联接到下游的涡轮段 或涡轮M上的轴向压缩机52，以及位于压缩机52与涡轮M之间的燃烧器56。图2示出了可用于图1中的燃气涡轮发动机中的示例性多级轴向压缩机52的视 图。如图所示，压缩机52可包括多级。各级均可包括一列压缩机转子叶片60，继之以是一 列压缩机定子叶片62。(注意，尽管图2中未示出，但压缩机定子叶片62可形成有护罩，图 4中示出了其实例。)因此，第一级可包括一列压缩机转子叶片60，其围绕中心轴旋转，继之 以是一列压缩机定子叶片62，其在操作期间保持静止。压缩机定子叶片62通常彼此沿周 向间隔开，且围绕旋转轴线固定。压缩机转子叶片60沿周向间隔开，且附接到轴上；当轴在 操作期间旋转时，压缩机转子叶片60围绕其旋转。如本领域的普通技术人员将认识到的那 样，压缩机转子叶片60构造成使得它们在围绕轴自旋时将动能给予流经压缩机52的空气 或流体。压缩机52可具有除图2中所示的级之外的其它级。附加的级可包括多个沿周向 间隔开的压缩机转子叶片60，继之以是多个沿周向间隔开的压缩机定子叶片62。图3示出了可用于图1中燃气涡轮发动机的示例性涡轮段或涡轮M的局部视图。 涡轮M也可包括多个级。尽管示出了三个示例性级，但涡轮M中可存在更多或更少的级。 第一级包括多个涡轮轮叶或涡轮转子叶片66，其在操作期间围绕轴旋转；以及多个喷嘴或 涡轮定子叶片68，其在操作期间保持静止。涡轮定子叶片68通常沿周向彼此间隔开，且围 绕旋转轴线固定。涡轮转子叶片66可安装在涡轮叶轮(未示出)上以便围绕轴(未示出) 旋转。还示出了涡轮M的第二级。第二级类似地包括多个沿周向间隔开的涡轮定子叶片 68，继之以是多个沿周向间隔开的涡轮转子叶片66，该涡轮转子叶片66也安装在涡轮叶轮 上以便旋转。还示出了第三级，且其类似地包括多个涡轮定子叶片68和转子叶片66。将会 认识到的是，涡轮定子叶片68和涡轮转子叶片66位于涡轮M的热气通路中。热气体经过 热体通路的流向由箭头示出。如本领域的普通技术人员将认识到的那样，涡轮M可具有图 3中所示级以外的其它级。各附加的级均可包括一列涡轮定子叶片68，继之以是一列涡轮 转子叶片66。在使用中，轴向压缩机52内的压缩机转子叶片60的旋转可压缩空气流。在燃烧 器56中，当压缩空气与燃料相混合且被点燃时，可释放能量。所产生的源自燃烧器56的热 气流(可称为工作流体)然后引导经过涡轮转子叶片66，该工作流体的流动引起涡轮转子 叶片66围绕轴旋转。因此，工作流体的流动能量转变成旋转叶片的机械能，且由于转子叶 片与轴之间的连接而转变成旋转轴的机械能。轴的机械能然后可用于驱动压缩机转子叶片 60旋转，以便产生需要供给的压缩空气，以及例如还驱动发电机以发电。将应认识到的是，为了清楚地表达本申请的发明，可能需要选择表示和描述涡轮 发动机某些机械构件或零件的术语。只要有可能，则将以与其公认含义相一致的方式使用和应用通用的行业术语。然而，这意味着任一此种术语都给定了宽泛的含义且未狭隘地解 释为使得本文所指含义和所附权利要求的范围不合理地受到限制。本领域的普通技术人员 将认识到的是，通常某些构件可称之以若干不同的名称。此外，本文可能描述为单个零件 的物件在另一背景下可包括和认为是由若干组成零件构成，或本文描述为包括多个组成零 件的物件可制成为单个零件且在一些情况下认为是单个零件。因此，在理解文中所述的本 发明范围时，不应仅关注于所提供的术语和描述，而是还应关注如文中所述构件的结构、构 造、功能和/或用途。此外，本文可使用多种描述性用语。这些用语的含义将包括以下定义。用语"转 子叶片"在没有进一步特指的情况下表示压缩机52或涡轮M的旋转叶片，其包括压缩机 转子叶片60和涡轮转子叶片66两者。用语"定子叶片"在没有进一步特指的情况下表示 压缩机52或涡轮M的静止叶片，其包括压缩机定子叶片62和涡轮定子叶片68两者。用 语"叶片"将在文中用于表示任一类型的叶片。因此，在没有进一步特指的情况下，用语" 叶片"包括所有类型的涡轮发动机叶片，包括压缩机转子叶片60、压缩机定子叶片62、涡 轮转子叶片66，以及涡轮定子叶片68。此外，如文中所用，“下游"和"上游"是指有关 流过涡轮的工作流体流的方向的用语。因此，用语"下游"意思是流动方向，而用语"上 游"意思是流过涡轮的流动相反方向。关于这些用语，用语"后"和/或"后缘"表示下 游方向、下游端和/或沿所描述的构件的下游端的方向。而且，用语"前"和/或"前缘" 是指上游方向、上游端和/或沿所述构件的上游端的方向。用语"径向"是指垂直于轴线 的运动或位置。所述零件通常需要处于相对于轴线的不同径向位置。在此情况下，如果第 一构件比第二构件更靠近轴线，则文中可认为第一构件处在第二构件的"内侧"或"径向 内侧"。另一方面，如果第一构件比第二构件离轴线更远，则文中可认为第一构件处在第二 构件的"外侧"或"径向外侧"。用语"轴向"是指平行于轴线的运动或位置。而且，用 语"周向"是指围绕轴线的运动或位置。再参看附图，图4示出了具有常规护罩101的定子叶片62。如图所示，在涡轮发动 机操作期间旋转的结构(本文称为旋转结构103)包绕护罩101。将应认识到的是，定子叶 片62为静止的，且连接到涡轮发动机的外壳(未示出)上。该连接期望的是将叶片62的 翼型件105定位在压缩机流动通路或主流(由箭头106示出)内。定子叶片62具有前缘 111和后缘112(其因此是基于主流的方向予以命名)，且定子叶片62在护罩101处终止。 出于所述原因，尽管旋转结构103大致包绕静止护罩101，但通常在两个构件之间保持有间 隙。这些间隙大致形成本文称为护罩腔109的部分。将应认识到的是，护罩101的功能通 常包括沿一定内径连接特定列内的定子叶片62，从而提供用以限定流动通路内部边界的表 面，和/或与相对的旋转结构一起形成阻止泄漏流的密封。尽管其它构造也有可能，但在大多数情况下，护罩腔109可大致描述为具有三个 较小的互连腔，这可给定它们关于护罩101的位置而予以标识。因此，护罩腔109可包括上 游腔部分115、中间腔部分117和下游腔部分119。护罩腔109的上游腔部分115通常是指保持在护罩101的前面和与其相对的旋转 结构103表面之间的轴向间隙。护罩腔的上游部分还略微由前缘凸缘121所围绕，如图4 中所示，该前缘凸缘121定位在护罩101上。此外，在一些情况下，以及如图4中所示，上游 腔部分115可包括梯级125，该梯级125形成在与护罩前面相对的旋转结构内。
如图所述，护罩腔109的中间腔部分117可描述为护罩101内侧面和与其相对的 旋转结构表面之间的径向间隙。将应认识到的是，在护罩腔的中间部分内经常构造有密封 件，如所示的刀刃(或刃状)密封件127。护罩腔109的下游腔部分119通常是指保持在护罩101后面和与其相对的旋转结 构103表面之间的轴向间隙。下游腔部分119可略微由后缘凸缘1 所围绕，如图所示，该 后缘凸缘1 通常定位在护罩101的后缘上。在操作中，如图所示，泄漏经由护罩腔109发生。这种泄漏通常由跨过定子叶片62 存在的压力差引起。泄漏物通常沿着以下路径(如箭头133所示)泄漏物经由下游间隙 135进入护罩腔109，然后沿径向向内流经下游腔部分119，然后沿轴向的上游方向(关于主 流方向的"上游")流动，然后沿径向向外的方向流动，然后经由上游间隙137离开护罩腔 109。如本领域的普通技术人员将认识到的那样，当泄漏物离开护罩腔109且再进入主 流时，通常会发生明显的混合损失。这些损失通常较高的一个原因是因为在此混合点，泄漏 流和主流沿不同的方向和/或以不同的速度流动。如上所述，刚经过上一级的转子叶片60 的主流以相对较高的速度流动并带有明显的切向方向分量。另一方面，泄漏物通常以较慢 的速度流动，且给定常规护罩腔109(图4中示出了其中的一个)的典型构造的情况下，泄 漏物沿径向向外的方向流动，且因此通常不具有主流的切向方向分量。流动速度和/或方 向方面的差异会增大混合损失。现在参看图5至图7，类似的护罩腔109示为包括根据本申请的实施例的切向流动 引导件141的若干实例。如本文所提供的那样，切向流动引导件141包括表面，这些表面构 造成以便在旋转时至少引起经由上游间隙137离开护罩腔109的泄漏流的部分切向方向分 量和/或增大该泄漏流的速度。因此，切向流动引导件141可包括多种不同形状，其具体的 形状将由沿护罩上游侧的护罩腔形状确定。通常，切向流动引导件141形成为包括平坦面， 其平面与径向/轴向平面(即，大致等分涡轮轴线的平面)大致对齐。如下文所述，该对齐 的变型也是可能的。即是说，切向流动引导件141的平坦面可略微偏斜或偏移，以便其与沿 径向定向的基准线和/或沿轴向定向的基准线成一定角度。另外，在一些实施例中，尽管未 示出，但切向流动引导件141可包括略微弯曲的面。在此种类似的一些实施例中，该曲面表 现为朝旋转方向的凹面形状。可描述切向流动引导件141的另一方式为它们保持在护罩腔109的上游腔部分 115中的位置关系。如本文所述，上游腔部分115通常是指保持在护罩101前面和与其相对 的旋转结构103表面之间的轴向间隙。护罩腔的上游部分还略微由前缘凸缘121所围绕， 如图4中所示，该前缘凸缘121定位在护罩101上。如在下文提供的实例中所示，切向流动 引导件141可包括翅片，这些翅片在上游腔部分115内从旋转结构103沿轴向延伸。这些 翅片141定向为使得它们大致垂直于周向方向，即表现为宽广面(其可为平的或略微弯曲 的)朝向旋转方向。在一些情况下，如已描述的那样，上游腔部分115可包括梯级125。在 这些情况下，切向流动引导件141还可包括翅片，这些翅片从梯级表面沿径向延伸。在一些 优选实施例中，切向流动引导件141的径向外缘可终止于前缘凸缘121的径向位置的内侧。 以此方式，在改变操作状态期间，这两个构件之间的接触便可避免。如图5中所示，在一个实施例中，切向流动引导件141可包括翅片141，该翅片141定位在上游腔部分115内。如图所示，尽管翅片141可包括许多不同的形状，但其可具 有"L"形。该形状在给定护罩101的形状和包绕的护罩腔109的情况下可良好地运行。 翅片141可定向为以便其平坦面包括径向平面/轴向平面。给定图5的透视图，“L"的 底部支腿可沿轴向方向延伸，而顶部支腿则沿径向方向延伸。如图所述，翅片141相对较薄 的厚度大致沿周向方向延伸。将应认识到的是，该构造和定向形成了轴向/径向平面，其在作为旋转结构的部 分围绕压缩机轴线旋转时，将在泄漏物离开上游间隙137时将能量给予泄漏流。给定该旋 转，将应认识到的是，该能量在泄漏物离开和/或增大泄漏物速度时将会给予该泄漏物以 切向方向分量，这将减小流动发生再进入主流的混合损失。现在参看图6，示出了切向流动引导件141的备选实施例。图6中所示的翅片141 类似于图5中的形状，但不具有示为其它形状的下方的沿轴向延伸的支腿。然而，图6中翅 片141的形状对于将期望的流动方向和/或速度给予流出的泄漏物也是有效的，且可证明 是用于一些护罩腔109的较好形状。图6提供了具有面的翅片141的实例，该面从径向/ 轴向平面略微偏斜或偏移。如图所示，翅片141沿与径向定向的基准线151形成Z Θ的方 向延伸。在一些实施例中，翅片141定向以此方式偏移可实现为以便翅片朝旋转方向"倾 斜"。在其它实施例中，翅片141定向以此方式偏移可实现为以便翅片远离旋转方向"倾 斜〃。在优选实施例中，翅片141将定向为以便Z Θ在大约-20°至20°之间。更优选的 是，翅片141将定向为以便Z θ在大约-10°至10°之间。应当认识到的是，该角度可〃 调节"，以便产生期望的流动。现在参看图7，示出了切向流动引导件141的另一备选实施例。在此情况下，翅片 141包括弓形侧。如本文所述，多种构造是可能的，且图7中的翅片141可对于将期望的切 向流动方向和/或速度给予离开的泄漏物是有效的，且可证明是用于特定护罩腔109形状 的较好形状。图7提供了具有面的翅片141的另一实例，该面从径向/轴向平面略微偏斜 或偏移。如图所示，翅片141沿与轴向定向的基准线153形成Z Ω的方向延伸。类似于以 上图6，翅片141定向以此方式偏移可实现为以便翅片朝旋转方向"倾斜"，或翅片141定 向以此方式偏移可实现为以便翅片远离旋转方向"倾斜"。在优选实施例中，翅片141将 定向为使得Z Ω在大约-20°至20°之间。更优选的是，翅片141将定向为使得Z Ω在 大约-10°至10°之间。将应认识到的是，该角度可"调节"，以便产生期望的流动。切向流动引导件141可沿周向间隔开，以便实现期望的泄漏流。通常，多个切向流 动引导件141将围绕它们所附接的旋转结构103的圆周以规则间距间隔开。此外，尽管切 向流动引导件141形成为翅片是优选实施例，但应认识到这并非必要条件。如本领域的普通技术人员将认识到的那样，上文关于若干示例性实施例描述的许 多变化的特征和构造可进一步有选择地应用以形成本发明的其它可能(可行)实施例。为 了简洁起见和考虑到本领域普通技术人员的能力，本文并未详细描述各可能的重复内容， 但认为由所附多个权利要求包含的所有组合和可能实施例均为本申请的一部分。此外，本 领域的技术人员根据本发明的若干示例性实施例的以上描述将会想到多种改进、变化和修 改。同样认为的是，处于本领域技术人员能力内的这些改进方案、变化和修改都由所附权利 要求涵盖。此外，将应清楚的是，上文仅涉及本申请所描述的实施例，以及在不脱离由所附 权利要求及其等同方案所限定的本申请的精神和范围的情况下，可作出许多变化和修改。
权利要求
1.一种涡轮发动机的压缩机(52)，所述压缩机(52)包括具有护罩(101)的定子叶 片(62)，所述护罩(101)至少部分地由旋转结构(103)所包绕且在该二者之间形成护罩腔 (109)，所述压缩机(52)包括设置在所述护罩腔(109)内的多个切向流动引导件(141)；其中，各切向流动引导件(141)均包括设置在所述旋转结构(103)上的表面，所述表面 构造成以便在旋转时引起离开所述护罩腔(109)的泄漏流的切向方向分量和/或增大所述 泄漏流的速度。
2.根据权利要求1所述的压缩机(52)，其特征在于，各所述切向流动引导件(141)均 包括设置在所述旋转结构(10 上的表面，所述表面构造成以便在旋转时，引起经由上游 间隙(137)离开所述护罩腔(109)以便再进入所述压缩机(52)的主流通路中的泄漏流的 切向方向分量。
3.根据权利要求2所述的压缩机(52)，其特征在于，所述护罩腔(109)包括上游腔部 分(115)，所述上游腔部分(115)包括保持在所述护罩(101)的前面和与所述护罩(101)的 前面相对的所述旋转结构(103)的表面之间的轴向间隙；以及其中，所述切向流动引导件(141)设置在所述上游腔部分(115)内。
4.根据权利要求3所述的压缩机(52)，其特征在于所述上游腔部分(115)由设置在所述护罩(101)的径向外部前缘上的前缘凸缘部分地 围住；所述切向流动引导件(141)的径向外缘终止于所述前缘凸缘(121)的轴向终端的径向 位置的内侧；与所述护罩(101)的前面相对的所述旋转结构(103)包括梯级(125)；所述旋转结构(103)包括在操作期间围绕所述涡轮的轴线旋转的构件；所述定子叶片(6 包括静止构件，所述静止构件包括具有前缘和后缘的翼型件以及 位于径向内端的所述护罩(101)；以及所述上游间隙包括所述护罩(101)的径向外部前缘和与所述护罩(101)的径向外部前 缘相对的所述旋转结构(103)之间的间隙。
5.根据权利要求3所述的压缩机(52)，其特征在于，所述护罩腔(109)包括中间腔部分(117)，其包括所述护罩(101)的内侧面和与所述护罩(101)的内侧面相对 的所述旋转结构(103)的表面之间的径向间隙；以及下游腔部分(119)，其包括所述护罩(101)的后面和与所述护罩(101)的后面相对的所 述旋转结构(103)的表面之间的轴向间隙；其中所述上游腔部分(115)、所述中间腔部分(117)和所述下游腔部分(119)成流体连通；以及在所述压缩机(5 的操作状态期间，所述泄漏流包括泄漏物，所述泄漏物经由下游间 隙(13 进入所述护罩腔(109)，然后沿径向向内流经所述下游腔部分(119)，然后沿轴向 上游方向流经所述中间腔部分(117)，然后沿径向向外流经所述上游腔部分(115)，然后经 由所述上游间隙(137)离开所述护罩腔(109)。
6.根据权利要求5所述的压缩机(52)，其特征在于，所述切向流动引导件(141)包括翅片，所述翅片包括面；以及其中，所述翅片构造成以便所述面大致朝向所述旋转方向。
7.根据权利要求6所述的压缩机(52)，其特征在于，所述翅片在所述上游腔部分(115) 内从所述旋转结构(103)的大致沿径向对齐的表面沿轴向延伸。
8.根据权利要求6所述的压缩机(52)，其特征在于 所述上游腔部分(11 包括梯级(12 ；以及所述翅片从所述梯级(12 的大致沿轴向对齐的表面沿径向延伸。
9.根据权利要求6所述的压缩机(52)，其特征在于 所述翅片包括大致"L"的形状；所述"L"形状的第一支腿沿大致轴向方向延伸； 所述"L"形状的第二支腿沿大致径向方向延伸；以及 所述翅片的厚度沿大致周向方向延伸。
10.根据权利要求6所述的压缩机(52)，其特征在于所述翅片的定向沿所述径向方向偏移，使得所述翅片与沿径向定向的基准线(151)形 成Z Θ ；以及所述Z Θ包括-20°至20°之间的值。
11.根据权利要求6所述的压缩机(52)，其特征在于所述翅片的定向沿所述轴向方向偏移，使得所述翅片与沿轴向定向的基准线(153)形 成Z Ω ；以及所述Z Ω包括-20°至20°之间的值。
12.根据权利要求6所述的压缩机(52)，其特征在于，所述翅片的定向沿所述轴向方向 偏移，以便所述翅片朝所述旋转部件的旋转方向倾斜。
全文摘要
本发明涉及关于涡轮发动机中压缩机操作的系统及设备。具体而言，提供了一种涡轮发动机的压缩机(52)，该压缩机(52)包括具有护罩(101)的定子叶片(62)，护罩(101)至少部分地由旋转结构(103)所包绕且在该二者间形成护罩腔(109)，该压缩机(52)包括设置在护罩腔(109)内的多个切向流动引导件(141)；其中，各切向流动引导件(141)均包括设置在旋转结构(103)上的表面，该切向流动引导件(141)构造成以便在旋转时引起离开护罩腔(109)的泄漏流的切向方向分量和/或增大该泄漏流的速度。
文档编号F04D29/00GK102116317SQ20101062439
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月28日 优先权日2009年12月31日
发明者P·S·金, V·S·P·查卢瓦迪, 邱亚天 申请人:通用电气公司