[发明专利]在叶片根部具有副翼的轴流式涡轮机定子

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴流式压缩机的定子。具体来说，本发明涉及一种轴流式涡轮机的定子，包括主叶片以及与主叶片关联的辅助叶片。本发明还涉及安装有根据本发明的定子的轴流式涡轮机。

背景技术

为了使环形流变直，轴流式涡轮机具有定子。这些叶片阵列位于每排环形的转子叶片的下游。所述叶片使环形流偏转以便将切向分量转换成轴向分量。该流然后能够被位于下游的转子叶片的另一环状阵列重新加速。

定子通常具有内壳和外壳，定子叶片在所述内壳和外壳之间径向延伸。在操作中，环形流会脱离叶片，从而产生降低涡轮机效率的熵。

专利FR2939852A1公开了一种安装有中间叶片的具有叶片的定子。所述叶片可以由内壳或外壳装载(carry)。所述中间叶片的尺寸比定子叶片的尺寸小，且中间叶片位于所述定子的下游部分并相对主叶片而凹入。这种定子结构意欲减少壳体处的失速。但是，失速仍会发生在叶片的吸入侧。这会引起进一步降低涡轮机效率的漩涡。

专利EP1927723B1公开了一种涡轮机轴流式压缩机的定子级。一系列的板条(slat)位于每个叶片的吸入侧。所述板条减少了所述叶片之间的次级流动。但是，板条在轴向上位于叶片处。然而会在叶片的吸入侧(靠近其后缘)观测到失速。该失速产生降低涡轮机效率的熵。多个板条的存在会降低环形流的流动面积，这会引起压力下降。

发明内容

技术问题

本发明目的在于解决现有技术存在的至少一个问题。具体来说，本发明旨在提高定子使流变直的能力。更具体地，本发明旨在增加具有叶片的定子的输出压力。本发明还旨在提高安装了具有叶片的定子的压缩机的性能。

技术方案

本发明涉及一种涡轮机的轴向定子，包括：径向延伸的环形的定子主叶片排，每个所述定子主叶片包括压力侧和吸入侧；一系列的辅助叶片，布置在所述主叶片之间；其中，每个所述辅助叶片均与所述主叶片之一关联，所述辅助叶片沿着所关联的主叶片的压力面在该压力面的下游延伸，并且所述辅助叶片与所述压力面在圆周方向上相距一段距离，所述距离小于两个相邻的主叶片之间的距离的30％。

根据本发明的优选实施方式，所述辅助叶片分别大体上平行于其所关联的主叶片而延伸。

根据本发明的优选实施方式，每个辅助叶片在轴向上与所关联的主叶片重叠一段距离C，所述距离C为所述辅助叶片的轴向长度的5％-50％，优选地为10％-30％。

根据本发明的优选实施方式，在每个辅助叶片与其所关联的主叶片之间的轴向重叠被限制至距离C。

根据本发明的优选实施方式，所述辅助叶片的一部分与其所关联的对应主叶片的后缘在同一高度上，所述一部分是这样一部分：在轴向方向上从辅助叶片前缘延伸至辅助叶片的弦的30％。

根据本发明的优选实施方式，每个辅助叶片的弦的长度比所关联的主叶片小，优选地比所关联的主叶片的弦的长度小50％，更优选地小40％，更优选地小30％。

根据本发明的优选实施方式，每个辅助叶片的弦与所关联的相应主叶片的弦形成角度α，所述角度α在5°-45°之间，优选地在5°-20°之间。

根据本发明的优选实施方式，在涡轮机的运行期间，每个辅助叶片被定位且被调整成在所关联的主叶片的后缘处产生负压，所述负压通过将来自所关联的主叶片的吸入面的环流的一部分吸向所述后缘而使所述环流的一部分偏转。

根据本发明的优选实施方式，每个辅助叶片具有压力面和吸入面，所述吸入面朝向所关联的主叶片的压力面，所述辅助叶片的吸入面在其所关联的主叶片的后缘处产生负压。

根据本发明的优选实施方式，每个辅助叶片的弦与所关联的主叶片的压力面在所相应的后缘处的切线形成角度，所述角度小于20°，优选地小于15°，更优选地小于10°。

根据本发明的优选实施方式，所述辅助叶片在轴向上与所关联的主叶片重叠一段距离C，所述距离C为辅助叶片的轴向长度的5％-50％，优选地为10％-30％。

根据本发明的优选实施方式，所述辅助叶片具有径向高度，所述径向高度在所关联的主叶片的径向高度10％-100％的范围内，优选地在10％-50％的范围内，更优选地在15％-25％的范围内。