[发明专利]用于扩压燃气涡轮机压缩级的方法以及用于实施该方法的扩压级

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于扩压燃气涡轮发动机的压缩级中空气流的方法以及能够执行所述方法的扩压级。

本发明领域涉及改善在有关级的扩压配件中的离心压气机和混合压气机的性能水平和抽送余量。该扩压配件的目的是将在构成级的离心叶轮的出口处所获得的流体的动能转换成静压。该操作必须发生在压气机中的稳定性维持在满意水平的同时所具有的总压力的损失最小时，以便维持涡轮发动机的运行可接受的抽送余量。

离心压气机具有至少一个径向压缩级，即，能够产生垂直于压气机的中心轴线的空气流的压缩级。混合压气机具有至少一个相对于所述中心轴线倾斜的压缩级。

压缩级的扩压配件包括由两个板所形成的叶轮，在所述两个板之间的流体以离心或倾斜的方式从中心朝向周边流动。叶片分布在板之间的叶轮周围。这些叶片在中心处的这些叶片的前缘和在外侧上的后缘之间形成叶栅流。

背景技术

径向且混合的扩压配件的板通常是扁平的，并且，有利地，在叶片之间的流体的流动横截面是锥形的。流动横截面的锥形由在扩压器颈部处的流动横截面以及由在叶栅的前缘和后缘之间的减速速度所限定。

其他构造提供了连接到锥形流的轴对称板，以便提供流动横截面的附加控制并且以便因此优化在叶栅中的扩压。

这些解决方案只允许在一个维度上控制流动横截面的变化。不存在对两个叶片之间流体流动的切线不均匀性所进行的控制。然而，这种控制允许该流被调整和优化。

发明内容

本发明的目的是为了通过使用该形状优化的板产生这种流，因为这些板具有被该流流通过的最大表面区域。因此提出了在该流的方向上和在切线方向上的非轴对称的形状。

更具体地，本发明涉及用于在燃气涡轮发动机的压缩级中扩压空气流的方法，所述压缩级包括扩压配件，所述扩压配件包括由两个板所形成的叶轮，在所述两个板之间的流体以离心或倾斜的方式从中心朝向周边流动。叶栅的叶片分布在板之间的叶轮的周围，以便引导流体在中心处的这些叶片的前缘和在周边处的后缘之间流动，在该方法中，至少一个板在两个基本垂直方向中的至少一个方向上，即，在沿着叶片流动的方向上并且在叶间切线方向上，具有凹弯曲部和凸弯曲部的至少一个交错。

在这些情况下，流体流的三维形状允许在该流中的其流被重新分配和被均匀。产生负载损耗的二次流大量减少。在跨声速叶片配件中的冲击位置被修改并且它们的强度被降低。此外，在压缩级被显著降低后的燃烧室的输入处的气动锁定也大量降低。

本发明进一步涉及能够执行该方法的径向或混合燃气涡轮发动机的扩压级。这种级包括由两个板所形成的叶轮，在所述两个板之间的流体以离心或倾斜的方式从中心朝向周边流动。叶栅的叶片分布在板之间的叶轮周围，以便引导流体在中心处的这些叶片的前缘和在周边处的后缘之间流动。至少一个板具有包括至少一个区的内表面，所述区在两个基本垂直的方向中的至少一个方向上，即，在沿着叶片的流动方向上和在叶片间的切线方向上，具有在两个相邻叶片之间的交替的凹弯曲部和凸弯曲部。

根据有利的特征，扩压级在叶片之间具有交替的凹区和凸区，所述凹区和凸区尤其达到叶片的弦线的大约80%（优选地达到大约50%），所述凹区和凸区在叶片的前缘处，前缘的上游开始，和/或在后缘处，连续到后缘的下游。当该级的两个板被包括时，特别地以相对于板的对称的中心平面的对称方式或以平行的方式，这些交替的凹区和凸区可以被应用到两个离心的（径向的）和混合的扩压板中的一个和/或另外一个。

附图说明

参考附图，通过阅读以下非限制性说明，本发明的进一步信息、特征和优点将变得显而易见，其中：

-图1是包括空气扩压器的燃气涡轮发动机的局部剖视图；

-图2a和2b是包括一个和两个板的具有叶片的扩压级的立体图；

图3a至3c是在沿着叶片的空气流方向的板轮廓的示意图，两个区沿着叶片具有分别交替的弯曲部，所述区在后缘处连续到叶片下游，并且在前缘处从叶片上游开始；

-图4是在叶间切线方向上的局部示意图，板具有带有交替弯曲部的两个区；

-图5是在前缘处的叶间示意立体图，板具有带有交替弯曲部的区；以及

-图6是在两个叶片的后缘处的示意立体图，具有平板和具有带有交替弯曲部的区的板。

具体实施方式

术语“下游”和“上游”指的是相对于空气流的位置。在所有的附图中，相同的附图标记涉及说明书中的段落，在这些段落中定义对应于这些附件标记的组件。