[发明专利]具有可变长度的压缩机转子

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机转子。

背景技术

压缩机和涡轮机转子设计通常需要将空气从大（或较大）半径位置传送到小（或较小）半径位置。例如，沿着转子将一部分的压缩机空气径向向内引导至轴向通道，所述一部分的压缩机空气在主流路中穿过各级压缩机。辅助流路将冷却空气供应到各级轴向对齐的涡轮机部分中的桨叶。将空气从较大半径传送到较小半径需要使用转子部件，以防止空气自由涡流并失去超压（excess pressure）。常见的问题是：在泵送轮叶的半径减小时，流和抗漩涡部件的可用空间受到限制。

用于径向流入回路的理想叶轮应向下延伸至半径与轴向转轮孔相同，空气传输到所述轴向转轮孔。叶轮的底部与孔半径之间的任意距离都会导致空气的切向速度超过转轮的切向速度。这会产生多于预期的压力损失。此外，高切向速度包括流场中的不稳定性。通常，流动区域受到两个转轮与叶轮厚度之间的轴向空间的限制。

因此，仍然需要一种压缩机转子环状配置，以用于提供所需的流动区域来避免超压下降。

发明内容

根据示例性但非限制性实施例，本发明提供一种压缩机转子，所述压缩机转子包括：转子体，所述转子体将支撑叶片阵列的轮盘安装在主流路中的轮盘的径向外表面上；由径向延伸轮叶的环形阵列形成的所述轮盘的径向内部，所述轮叶适用于在轮盘的大体中心部分，将在辅助流路中流动的冷却空气从径向向内方向传送到轴向方向，一些径向延伸轮叶具有相对较长的径向长度而另一些径向延伸轮叶具有相对较短的径向长度。

进一步的，其中所有所述径向延伸轮叶具有大体相同的厚度。

进一步的，其中所有所述径向延伸轮叶大体是直的。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的轮叶和所述具有相对较短径向长度的轮叶围绕所述轮盘交替。

进一步的，其中所述辅助流路的所述轴向方向由沿着所述转子体延伸的通道限定。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的轮叶径向向内延伸到靠近所述通道的位置。

进一步的，其中所有所述轮叶在径向方向上呈凹入弯曲。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的轮叶和所述具有相对较短径向长度的轮叶的径向长度比约为2:1。

进一步的，其中多个径向管道将所述辅助流路中的空气供应到所述轮叶，其中所述多个径向管道中的每个管道居中于所述轴向延伸轮叶环形阵列的一对相邻轮叶之间。

在另一方面，本发明提供一种压缩机转子，所述压缩机转子包括：转子体，所述转子体将支撑叶片阵列的轮盘安装在主流路中的轮盘的径向外表面上；由径向延伸轮叶的环形阵列形成的所述轮盘的径向内部，所述轮叶适用于在轮盘的大体中心部分，将在辅助流路中流动的冷却空气从径向向内方向传送到轴向方向，一些径向延伸轮叶具有相对较长的径向长度而另一些径向延伸轮叶具有相对较短的径向长度；其中所有轮叶在径向方向上凹入弯曲；而且进一步地，其中具有相对较长径向长度的轮叶和具有相对较短径向长度的轮叶围绕轮盘交替。

进一步的，其中所述辅助流路的所述轴向方向由沿着所述转子体延伸的通道限定。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的轮叶径向向内延伸到靠近细长孔的位置。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的轮叶和所述具有相对较短径向长度的轮叶的径向长度比约为2:1。

进一步的，其中多个径向管道将所述辅助流路中的空气供应到所述轮叶，其中所述多个径向管道中的每个管道居中于所述轴向延伸轮叶环形阵列的一对轮叶之间。

在又一方面，本发明提供一种在压缩机中控制辅助流路中的冷却流的方法，所述辅助流路从大体轴向的主流路径向向内延伸到轴向通道，所述轴向通道环绕或邻近压缩机转子，所述方法包括：提供具有泵送轮叶的压缩机转子盘，所述泵送轮叶围绕轴向通道环形地进行布置，而且朝着所述轴向通道径向延伸，一些泵送轮叶具有相对较长的径向长度而另一些泵送轮叶具有相对较短的径向长度；以及将空气径向供给到泵送轮叶所占据的流动区域中，从而使冷却空气从径向方向转到大体上的轴向方向。

进一步的，其中所有所述泵送轮叶大体是直的。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的泵送轮叶和所述具有相对较短径向长度的泵送轮叶围绕所述轮盘交替。

进一步的，其中所有所述泵送轮叶在径向方向上呈凹入弯曲。

进一步的，其中所述具有相对较长径向长度的泵送轮叶和所述具有相对较短径向长度的泵送轮叶的径向长度比约为2：1。