[发明专利]改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶及其调节机构

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机压气机领域，特别是涉及一种改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶及导叶调节机构。

背景技术

当前主流先进高效压气机向高压比、大流量、宽工作范围等高性能技术方向发展，对叶片安全稳定运行的冲角范围、出口气流均匀程度、叶片损失尽量降低的要求越来越高。一方面变工况下冲角变化过大，会导致叶片内部流动失速，导致压气机效率等性能骤降，另一方面变工况下特别是接近极端工况叶片落后角变化较大，导致出口气流偏离轴向方向太大，损失增加；其次接近堵塞工况时出口气流马赫数增大会导致压气机扩压器中的气流损失增大，导致进入燃烧室中气流总压不能满足要求，整机性能下降。

申请号201410742343.5的中国发明专利说明书中公开了一种可变几何出口导叶，所述出口导叶包括进口可调段、出口固定段，进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙；该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角。该可变几何出口导叶通过调整出口导叶前部的位置，避免在变工况下运行时，由于导叶进口冲角过大，造成流动分离或者堵塞，同时由于导叶后部保持不动，导叶转动对排气扩散段与燃烧室流动影响很小。但是上述导叶在接近极端工况下出口气流偏离轴向方向太大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶，可以降低变工况下气流损失，使得出口气流速度、方向与大小控制在合理范围内。

为实现上述目的，本发明提供一种改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶，包括沿气流流动方向依次设置的进口可调段、中间固定段和出口可调段，所述进口可调段靠近中间固定段的一端具有第一摆动支点，进口可调段可绕第一摆动支点旋转，所述出口可调段靠近中间固定段的一端具有第二摆动支点，出口可调段可绕第二摆动支点旋转。

优选地，所述进口可调段的尾缘具有外弧形凸面，所述出口可调段的前缘具有外弧形凸面，所述中间固定段的两端为内弧形凹面，并与所述外弧形凸面，相配合。

优选地，所述中间固定段固定在压气机的气缸上；所述进口可调段和所述出口可调段分别通过第一转轴和第二转轴可摆动地安装在所述压气机的气缸上，所述第一转轴形成所述第一摆动支点，第二转轴形成所述第二摆动支点。

优选地，所述第一转轴靠近进口可调段的尾缘，所述第二转轴靠近所述出口可调段的前缘。

优选地，所述进口可调段还包括进口段压力面和进口段吸力面，所述出口可调段还包括出口段压力面和出口段吸力面。

优选地，所述进口可调段的外弧形凸面和所述中间固定段的内弧形凹面之间设有第一间隙；所述出口可调段的外弧形凸面和所述中间固定段的内弧形凹面之间设有第二间隙。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种调节上述分段调节出口导叶的导叶调节机构，包括进口段导叶调节机构和出口段导叶调节机构；所述进口段导叶调节机构包括与第一转轴连接的第一液压调节机构，所述出口段导叶调节机构包括与第二转轴连接的第二液压调节机构。

优选地，所述进口段导叶调节机构包括第一探针，所述第一探针连接第一数据采集器，所述第一数据采集器和所述第一液压调节机构分别与第一控制中心连接；所述出口段导叶调节机构包括第二探针，所述第二探针连接第二数据采集器，所述第二数据采集器和所述第二液压调节机构分别与第二控制中心连接。

优选地，所述第一探针设在所述压气机内靠近进口可调段的位置；所述第二探针设在所述压气机内靠近出口可调段的位置。

优选地，所述第一探针和所述第二探针分别为五孔探针/七孔探针。

如上所述，本发明涉及的改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶及导叶调节机构，具有以下有益效果：通过调整导叶进口段的位置，使气流进口冲角得到控制，避免压气机在变工况下运行时，由于导叶进口冲角过大，造成流动分离或者堵塞；通过调整导叶出口段的位置，使得出口气流方向和速度得到控制。本发明提供的导叶调节机构可以根据气流速度更精确地调整导叶摆动的位置。

附图说明

图1为本发明中导叶调节结构的结构示意图。

图2为图1中A-A向剖视图。

图3为图2的分解结构示意图。

元件标号说明

1进口可调段

10 第一转轴

11 进口段压力面

12 进口段吸力面