[发明专利]具有用于控制流体动态的间隔物的旋转机械

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及旋转机械，并且更具体而言涉及易受流体流中的共振行为影响的涡轮和压缩机。

背景技术

涡轮和压缩机在流体与转子之间交换能量。例如，涡轮响应于作用在多个叶片上的流体流而产生能量，而压缩机使用能量来驱动多个叶片以便压缩气体。令人遗憾的是，叶片的旋转可产生尾波和头波，这可激励叶片的上游和下游的其它旋转结构和静止结构。例如，尾波和头波可导致静叶、叶片、喷嘴、翼型件、转子和流体流中的其它结构的振动、过早磨损以及损坏。

发明内容

下面概述了在范围上与原始要求权利保护的发明相当的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利保护的本发明的范围，相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括与下文所述的实施例相似或不同的多种形式。

在第一实施例中，一种系统包括旋转机械，该旋转机械带有沿旋转机械的轴线延伸的流体流通路、围绕轴线布置的多个翼型件，以及围绕轴线布置的多个间隔物。该多个间隔物中的每个间隔物可沿周向布置在该多个翼型件的相邻翼型件之间，以便围绕轴线限定翼型件的周向间隔。

在第二实施例中，一种系统包括旋转机械，该旋转机械带有流体流通路，以及沿流体流通路设置成环形布置的多个节段。该多个节段包括间隔物节段和流控制节段。流控制节段伸到流体流通路中。各间隔物节段沿周向布置在相邻流控制节段之间，以便限定流控制节段的周向间隔。

在第三实施例中，一种方法包括将多个翼型件节段沿流体流通路安装在旋转机械中，以及利用多个间隔物节段将该多个翼型件节段以周向间隔而间隔开。

附图说明

当参照附图来阅读下述详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更容易理解，所有附图中的相似标号表示相似的部件，在附图中：

图1为穿过纵轴线截取的燃气涡轮发动机的一个实施例的截面图；

图2为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图；

图3为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图；

图4为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图；

图5为三个转子的一个实施例的透视图，其中每个转子具有不同的非均匀间隔的叶片；

图6为在叶片之间带有不同大小的间隔物的转子的一个实施例的局部正视图；

图7为在叶片之间带有不同大小的间隔物的转子的一个实施例的顶视图；

图8为在叶片之间带有不同大小的间隔物的转子的一个实施例的顶视图；

图9为具有T形几何形状的叶片的一个实施例的正视图；

图10为转子的一个实施例的局部正视图，其中叶片具有不同大小的基部；

图11为转子的一个实施例的顶视图，其中叶片具有不同大小的基部；

图12为转子的一个实施例的顶视图，其中叶片具有不同大小的基部；

图13为在静叶之间带有不同大小的间隔物的定子的一个实施例的局部正视图；

图14为定子的一个实施例的局部正视图，其中静叶具有不同大小的基部；

图15为在叶片之间带有均匀的大间隔物的转子的一个实施例的局部正视图；

图16为在叶片之间带有均匀的中等间隔物的转子的一个实施例的局部正视图；

图17为在叶片之间带有均匀的小间隔物的转子的一个实施例的局部正视图；

图18为示出带有不同大小的间隔物的定子和转子相对于发动机的转速的共振频率的图表；

图19为在静叶之间带有均匀的大尺寸间隔物的定子的一个实施例的局部正视图；

图20为在静叶之间带有均匀的中等间隔物的定子的一个实施例的局部正视图；以及

图21为在静叶之间带有均匀的小间隔物的定子的一个实施例的局部正视图。

项目清单

150燃气涡轮发动机

152压缩机

154涡轮

156进气区段

158燃烧器

160排气区段

162压缩机级

164旋转的压缩机叶片

166静止的压缩机静叶

168燃料喷嘴

170过渡件

172涡轮级

174级

176级

178级

180旋转涡轮叶片

182涡轮静叶

184相应的涡轮叶轮

186旋转轴

200转子