[发明专利]结合分流器的压缩机

说明书

本发明涉及结合分流器的压缩机。具体而言，一种压缩机装置包括：内流路表面(450)；外流路表面；在内流路表面和外流路表面之间延伸的一系列定子翼型件(452)；以及从内流路表面和外流路表面中的至少一者延伸的一系列翼型形状的分流器导叶(552,652)，分流器导叶(552,652)与定子翼型件(452)交替，其中分流器导叶(552,652)在其根部处的翼弦尺寸和分流器导叶(552,652)的翼展尺寸中的至少一者小于定子翼型件(452)的对应尺寸。

技术领域

此发明大体涉及涡轮机压缩机，且更具体而言，涉及这种压缩机的转子和定子翼型件。

背景技术

燃气涡轮发动机包括成串流连通的压缩机、燃烧器和涡轮。涡轮机械地联接至压缩机且这三个构件限定涡轮机核心。核心能以已知的方式操作以生成热的加压燃烧气体的流以操作发动机以及执行有用功，诸如提供推进推力或机械功。一种常见类型的压缩机是带有多个级(各自包括带有成排称作转子叶片的轴流式翼型件的旋转盘)的轴流式压缩机。通常，这种类型的压缩机也包括与转子翼型件交替的静止翼型件(称作定子导叶)。定子导叶通常由弓形的端壁结构(例如，毂或壳)限制在其内端部和外端部处。

因为热力学循环效率的原因，大体期望结合具有最高可能的压力比(即，入口压力与出口压力的比率)的压缩机。也期望包括最少数目的压缩机级。然而，存在对穿过给定压缩机级的可能的质量流和最大压力比的众所周知的相互联系的空气动力学限制。

已知通过使在给定转子或定子排中使用的压缩机翼型件的总数目最大限度减少来减少重量、改善转子性能和简化制造。然而，如果翼型件的数目减少，伴随的降低的端壁充实度趋向于导致翼型件的端壁区域中的空气流从翼型件表面不期望地分离。

因此，仍然存在对能带有足够的失速范围以及空气动力学和结构性能的可接受的平衡而操作的压缩机的需要。

发明内容

此需要通过具有包括定子导叶翼型件和分流器翼型件的定子导叶排的轴向压缩机解决。

技术方案1. 一种压缩机装置，包括：

弓形内壁，其限定内流路表面；

弓形外壁，其限定外流路表面；

在所述内流路表面和所述外流路表面之间延伸的一系列轴流式定子翼型件，其中所述定子翼型件各自具有根部、末梢、前缘和后缘，其中所述定子翼型件具有翼弦尺寸且由周向间距间隔开，所述翼弦尺寸与所述周向间距的比率限定定子翼型件充实度参数；以及

一系列翼型形状的分流器导叶，其从所述内流路表面和所述外流路表面中的至少一者延伸，所述分流器导叶与所述定子翼型件交替，其中所述分流器导叶各自具有根部、末梢、前缘和后缘；

其中所述分流器导叶在其根部处的翼弦尺寸和所述分流器导叶的翼展尺寸中的至少一者小于所述定子翼型件的对应尺寸。

技术方案2. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述分流器导叶从所述内流路表面和所述外流路表面两者延伸。

技术方案3. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述定子翼型件充实度参数选择成使得在正常操作条件下导致流分离。

技术方案4. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述内流路表面和所述外流路表面中的至少一者不是旋转的本体。

技术方案5. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述分流器导叶的各个大致中间地位于两个相邻定子翼型件之间。

技术方案6. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述分流器导叶定位成使得其后缘相对于所述内流路表面和所述外流路表面在与所述定子翼型件的后缘大致相同的轴向位置处。

技术方案7. 根据技术方案1所述的装置，其中，所述分流器导叶的翼展尺寸是所述定子翼型件的翼展尺寸的50%或更小。