[发明专利]包括流动改进系统的涡轮机

说明书

技术领域

本发明所公开的主题涉及涡轮机领域，并且更具体地，涉及包括流动改进系统的涡轮机。

背景技术

许多涡轮机都包括通过公共的压缩机/涡轮轴或转子连接至涡轮部分的压缩机部分以及燃烧器组件。压缩机部分引导压缩空气流朝向燃烧器组件通过多个顺序级。在燃烧器组件中，压缩空气流与燃料混合以形成可燃混合物。可燃混合物在燃烧器组件中燃烧以形成热气体。热气体通过过渡件被引导至涡轮部分。热气体膨胀通过涡轮，从而产生功，输出所产生的功以例如为发电机、泵提供动力或者向飞机提供动力。除了提供压缩空气以用于燃烧，一部分压缩空气流通过涡轮部分以用于冷却目的。

在许多情况下，压缩机部分和/或涡轮部分将包括数量相等的定位在连续的固定行或旋转行中的轮叶。在这种情况下，轮叶之间沿周向成角度的间距在连续行中的每一行中都相等。总体而言，周向间距使得固定行中的轮叶对准并且旋转行中的轮叶对准。该对准产生沿压缩机部分和/或涡轮部分的流动路径通过的流的各种气动性能问题和/或热环境问题。制造商们已经对旋转行中相邻行的轮叶或者固定行中相邻行的轮叶进行定时(clock，也称为“设置时序”)或者周向偏置，以对流进行控制并且对气动性能和/或热环境产生影响。

在压缩机部分中，空气通过进气部被抽入并且通过多个顺序级。顺序级中的每一级都包括多个定子或喷嘴，所述多个定子或喷嘴将空气引向多个旋转斗叶或轮叶。旋转轮叶迫使空气流沿压缩机流动，以实现期望的压力增加。由通过固定部件和旋转部件的空气所造成的相互作用模式在每一级处产生。在切口(cut-off)上方，由于相互作用而产生的扰动结合从而产生自旋波。在一些情况下，自旋波可以通过压缩机向下游传播并且可以进入燃烧器组件。自旋波也可以向上游传播。在其它情况下，自旋波可以形成在涡轮部分中并且沿涡轮部分气体路径向上游或下游传播。自旋波的产生和传播能够产生不期望的不稳定压力模式以及导致产生来自压缩机部分的不期望的噪声。

发明内容

根据示例性实施例的一个方面，一种涡轮机包括壳体以及布置在壳体内的第一级，壳体包括流体路径。第一级包括沿流体路径定位的第一多个翼型构件以及第二多个翼型构件。第二级相对于第一级布置在壳体内。第二级包括沿流体路径定位的第三多个翼型构件以及第四多个翼型构件。流动改进系统与第一级和第二级中的每一级相关联。流动改进系统建立了第一多个翼型构件中的每一个翼型构件相对于第三多个翼型构件中每一个相应的翼型构件的预定定时，以及第二多个翼型构件中的每一个翼型构件相对于第四多个翼型构件中的每一个翼型构件的预定定时。预定定时构造和布置成改进沿流动路径的流动特性。

进一步的，所述第一多个翼型构件中的每一个翼型构件相对于所述第三多个翼型构件中每一个相应的翼型构件沿周向偏置第一余量。

进一步的，所述第二多个翼型构件中的每一个翼型构件相对于所述第四多个翼型构件中的每一个翼型构件沿周向偏置第二余量。

进一步的，所述第一余量与所述第二余量基本相等。

进一步的，所述涡轮机构成涡轮部分。

根据示例性实施例的另一个方面，一种涡轮机包括壳体以及布置在壳体内的第一级，壳体包括流体路径。第一级包括沿流体路径定位的第一多个翼型构件。第二级相对于第一级布置在壳体内。第二级包括沿流体路径定位的第二多个翼型构件。流动改进系统与第一级和第二级中的每一级相关联。流动改进系统建立了第一多个翼型构件中的每一个翼型构件相对于第二多个翼型构件中每一个相应的翼型构件的预定定时。预定定时构造和布置成建立来自第二级的自旋波，来自第二级的自旋波构造和布置成干扰来自第一级的另一个自旋波。

进一步的，所述第一多个翼型构件构成第一多个旋转翼型构件，并且所述第二多个翼型构件构成第二多个旋转翼型构件。

进一步的，所述第一多个翼型构件构成第一多个旋转翼型构件以及第一多个固定翼型构件，并且所述第二多个翼型构件构成第二多个旋转翼型构件以及第二多个固定翼型构件。

进一步的，所述自旋波减少系统建立了所述第二多个旋转翼型构件相对于所述第一多个旋转翼型构件的预定定时。

进一步的，所述第二多个固定翼型构件相对于彼此间隔开，以形成多个第二级固定翼型通路。

进一步的，所述自旋波减少系统建立了所述预定定时，以便使从所述第一多个旋转翼型构件通过的所述第一自旋波通过所述多个第二级固定翼型通路并且干扰从所述第二多个旋转翼型构件通过的所述第二自旋波。

进一步的，所述涡轮机构成压缩机部分。