[发明专利]用于产生一串压缩机叶片上游的旋涡的旋涡发生器

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机压缩机的叶片组件领域，所述涡轮机例如为涡轮喷气发动机或直升机的涡轮轴发动机。本发明还涉及一种包括此种叶片组件，特别是包括用于高压压缩机的整流器的压缩机。

背景技术

众所周知，用于涡轮喷气发动机的压缩系统(特别是高压压缩机)是引擎的最关键部件之一。涡轮喷气发动机的压缩机由多个连续压缩级组成，每个级包括两个叶片组件，称为转子和整流器(定子)。该整流器在使用方式上包括，同轴的内罩和外罩，以及在所述内罩与外罩之间彼此相邻布置的叶片，所述叶片通过它们的端部到其上，例如文献FR-2896019所公开的那样。

为确保压缩机的操作，在整流器与轮轴之间的各级处具有间隙，在整流器下形成腔。通常，漏流沿着所述整流器的下游至上游方向在所述腔中循环，在内罩的径向内端下穿过。所述漏流随后被再注入该整流器上游的气流中。

所述漏流与主流干涉，并导致阻塞的产生。特别是，其改变叶片上游的流动条件，其促进角阻塞的发生并增加相关损失。

因此，在此压缩机区域中同时存在两个主要的损失来源：在定子下的再循环所引起的损失和由角阻塞所引起的损失。

另外，为有效减小损失，有必要对所述两个现象采取措施。

为减小阻塞，在文献WO-2008/046389中公开了一种系统，该系统使用设置在压缩机的固定或移动轮上游的轮轴上的旋涡发生器。所述设置在上游内和/或外管壁上的旋涡发生器产生尾流旋涡，所述尾流旋涡增加通道壁上边界层的能量。在所述壁的邻近处，沿主流动的方向在流动部件中产生一增量，该增量有利地作用在固定和移动叶片的区域中的阻塞上。

在所述文献WO-2008/046389中所公开的系统仅作用在主流动上，其仅处理上述两个阻塞问题中的一个。此通常的方案因此无法完全满足整流器区域中损失减小的需要。

发明内容

申请人自己的目的是提供一种叶片组件，该叶片组件可同时限制甚至消除上述两种类型的损失。

根据本发明，一种用于涡轮机压缩机的叶片组件包括多个作用于流体的单独装置，所述装置至少形成以产生旋涡，其特征在于，每个所述单独装置均设置在所述组件上游，以同时作用在主流上和再循环流上。

由本发明所建议的方案因此在于提供用于产生旋涡的装置，所述旋涡同时作用在主流及再循环流上，并因此同时作用在前述两个损失源上，从而可有效减小损失。

更具体地，旋涡在气流中的主流和离开腔的再循环流遇到根据本发明的装置时生成。所述旋涡使能量可从主流传送至边界层。所述边界层因而被加速。由于在整流器情况的上表面上定子脚部的低速造成角旋涡，所述角旋涡因此被减小。

根据本发明及其变形的一个优点是最大程度地限制压缩机轴向长度上的冲击。

在一具体实施例中，至少一些(优选所有)所述产生旋涡的单独装置包括直接形成在罩上游面中的凹口，所述再循环流围绕所述罩穿过。

在本发明的范围内：

-“上游”和“下游”的概念是相对于在叶片组件和压缩机中的空气的主流的方向而限定；以及

-术语“径向”是相对于压缩机的轴。

在优选实施例中，所述用于产生旋涡的单独装置还形成以引导至少所述再循环流。为此，至少所述装置中的一些优选包括肋，所述肋设置在罩的上游面的区域中，所述再循环流围绕所述罩穿过。

所述优选实施例因此在所述罩上，腔的出口处提供既在腔的出口处引导流体，又产生旋涡使得可在所述叶片组件的(脚部或头部)控制阻塞的装置。

而且，所述装置中的一些优选设置在：

-两个连续叶片之间。在此情况下，优选位置位于从上游方向看，上表面上沿内-叶片通道的距离的1/3；

-或者，在各情况下直接在一叶片的上游。

而且，所述装置可跨越所述叶片组件的整个周边设置，或仅跨越其一部分周边设置。

在第一优选实施例中，所述叶片组件对应于用于涡轮机压缩机的整流器，所述整流器包括同轴的外罩和内罩，以及在所述外罩与内罩之间相互邻接设置的叶片，所述叶片通过它们的端部连接到其上，所述整流器还包括设置在内罩上的多个作用在流体上的单独装置，每个所述装置设置在内罩的上游面的区域中，在径向外侧附近，以同时作用在主流上和作用在对应于来自下游面的，在所述内罩的径向内侧下方穿过的流的再循环流上。