[发明专利]叶片平台下游容易适用的压缩机排放系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种从涡轮机的内部容积排出工作流体的系统。此外，本发明还涉及一种涡轮机，以及一种用于从涡轮机的内部容积中排出工作流体的方法。

背景技术

在涡轮机中（例如在轴向压缩机中）工作流体流经内部容积。该工作流体的一部分从内部容积中流出，通常用于操纵压缩机和用于冷却或密封缓冲，例如在轴承区域。排出的流体还可以用于冷却燃气轮机的涡轮部分的组件。

US4155680公开了一种压缩机保护装置。压缩机包括具有通道的箱体，该通道适于使空气流至环绕该箱体并沿周向延伸的排放歧管。通过相邻叶片平台的分离线上的孔，空气被抽入沿周向延伸的排放歧管中。

JP2002195196A公开了一种轴向压缩机的排放结构，其中该压缩机的箱体包括多个用于排放压缩机的内部容积的排放口。

US7000462B公开了一种用于叶片空隙控制的压缩机排气歧管。该压缩机排气歧管包括位于通用环状歧管室的相对表面上的环状外凸缘。在两个箱体部分之间，空气从压缩机排出经由导管进入该环状歧管室。

在很多传统的用于从压缩机的内部容积排放空气的系统中，空气直接被注入环状的主排放箱中。此外，需要将主排放箱与内部容积之间的通道铸入叶片托架或者压缩机的壳体中。或者，在定子叶片的叶片平台上钻孔，用于在内部容积和主排放室之间产生流体连接。

EP1609999公开了一种涡轮机，其中，在定子叶片和转子叶片之间，在定子壳体处形成空气注射喷嘴。空气从空气箱流经该注射喷嘴进入涡轮机的内部容积。

发明内容

本发明之目的是：提供涡轮机的工作流体的有效排放，但无需复杂的结构组件。

该目的通过以下途径实现：用于从涡轮机的内部容积排放工作流体的系统、涡轮机、以及根据独立权利要求的用于从涡轮机的内部容积排放工作流体的方法。

根据本发明的第一方面，提出用于从涡轮机的内部容积中排放工作流体的系统。该系统包括叶片托架和叶片装置，该叶片托架包括环状阻挡部，该叶片装置包括至少一个叶片元件、至少一个叶片平台和叶根部。该叶片元件安装至叶片平台以将叶片装置安装至叶片托架。该叶根部安装至环状阻挡部。在叶片平台和环状阻挡部之间形成第一环状腔。在叶片平台边缘和叶片托架之间形成环状间隙，以便涡轮机的一部分工作流体能够经由该环状间隙流入第一环状腔中。在叶根部、环状阻挡部和叶片托架之间形成第二环状腔。在环状阻挡部中形成有至少一个入口孔，该入口孔用于连接第一环状腔和第二环状腔。

根据本发明的另一方面，设置一涡轮机。该涡轮机包括转动轴，该转动轴可绕一旋转轴旋转的。径向方向定位为垂直于该旋转轴的方向。此外，该涡轮机包括至少一个如上所述的系统。叶片装置的叶片平台部分地环绕涡轮机的内部容积，其中工作流体在该内部容积中是可流动的。至少一个叶片元件从该叶片平台延伸进入内部容积中，以便工作流体能够沿着该叶片元件流动。

根据另一方面，提出了用于从具有上述系统的涡轮机的内部容积中排放工作流体的方法。

该涡轮机描述了一种涡轮机械，在转子与流经涡轮机的内部容积的工作流体之间转移能量。该涡轮机可描述一种涡轮或者压缩机。其中涡轮将能量从流体转移至转子，而压缩机将能量从转子转移至流体。

此外，该涡轮机包括转动轴。该转动轴可绕旋转轴旋转，其中，沿着旋转轴的方向定义为涡轮机的轴向方向，垂直于该旋转轴且穿过该轴的中心的方向定义为涡轮机的“径向”。本申请中的“环状”一词定义为各自元件绕转动轴沿圆周方向的路径（run）。该系统（尤其是叶片托架和叶片装置）绕该转动轴沿圆周方向延伸，以便该叶片托架与叶片装置的一部分（诸如该阻挡部和该叶片平台）可具有环状路径和环状形状。例如，叶片托架可绕该转动轴形成一封闭环，也可以仅部分地绕该环状形状行进而形成例如半圆或者四分之一圆。

涡轮机包括例如箱体结构或支撑结构，叶片托架可安装至该结构。涡轮机的箱体可具有环状形状，并且全部或部分地围绕旋转轴沿圆周方向延伸。

在一侧的箱体、叶片托架及叶片平台与另一侧的轴之间限定涡轮机的内部容积。

该叶片装置包括至少一个叶片元件、至少一个叶片平台和叶根部。该叶片元件从叶片平台延伸进入内部容积中。

在另一示例性实施方式，该系统包括另一叶片平台。叶片元件安装在叶片平台与另一叶片平台之间。

在另一示例性实施方式，该系统包括另一叶片托架，其中另一叶片托架径向朝内地安装至该另一叶片平台。