[发明专利]用于燃气涡轮发动机的尘土提取装置

说明书

本发明涉及用于燃气涡轮发动机的尘土提取装置。且具体而言，离心压缩机装置包括：叶轮，其安装成用于围绕中心纵向轴线旋转，该叶轮包括叶轮盘，该叶轮盘承载环绕其外围的叶轮叶片阵列；扩散器，其配置在叶轮的下游，构造成使从叶轮排出的空气流扩散且转向；提取通气口，其配置成与叶轮且与配置在叶轮附近的小室流体地连通，和尘土收集器，其配置成与小室流体地连通且构造成在其中截留尘土。

技术领域

本发明大体上涉及涡轮机压缩机，且更具体而言，涉及此种压缩机中的尘土提取(dirt extraction)。

背景技术

燃气涡轮发动机包括依次流动连通的压缩机、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。能够以已知的方式操作该核心以生成热的、加压燃烧气体流，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。

公认的问题是尘土在气体路径中的存在和燃气涡轮发动机的涡轮冷却空气流导致耐用性的降低和加剧的性能退化。而且，在燃气涡轮发动机中存在的热屏障涂层(“TBC”)易受由当摄取硅基碎片时产生的钙镁硅酸铝(“CMAS”)熔融物造成的破坏影响。

已将偏转器用在此种发动机的涡轮系统中，其中成功是有限的。还已使用进口粒子分离器，且该进口粒子分离器对较大的粒子有效但对于趋向于引起多数涡轮问题的较小尺寸而言是相对低效的。

因此，仍然需要用于从燃气涡轮发动机的流动路径移除尘土的手段。

发明内容

通过本发明来解决该需求，其提供具有提取通气口(extraction scoop)的离心压缩机级和结构，该提取通气口用于将从主流动路径移除微粒，该结构用于截留所提取的微粒。

根据本发明的一个方面，离心压缩机装置包括：叶轮，其安装成用于围绕中心纵向轴线旋转，该叶轮包括叶轮盘，该叶轮盘承载环绕其外围的叶轮叶片阵列；扩散器，其配置在叶轮的下游，构造成使从叶轮排出的空气流扩散且转向；提取通气口，其配置成与叶轮且与配置在叶轮附近的小室(plenum)流体地连通，和尘土收集器，其配置成与小室流体地连通且构造成在其中截留尘土。

技术方案1：一种离心压缩机装置，包括：

叶轮，其安装成用于围绕中心纵向轴线旋转，所述叶轮包括叶轮盘，所述叶轮盘承载围绕其外围的叶轮叶片阵列；

扩散器，其配置在所述叶轮的下游，构造成使从所述叶轮排放的空气流扩散且转向；

提取通气口，其配置成与所述叶轮且与配置在所述叶轮附近的小室流体地连通，和

尘土收集器，其配置成与所述小室流体地连通，且构造成在其中截留尘土。

技术方案2：根据技术方案1所述的装置，其中，所述扩散器配置在所述叶轮的径向外侧且包括多个扩散器通路。

技术方案3：根据技术方案1所述的装置，其中，限定凸起弯曲外流动路径表面的围带组件定位成紧密地包围所述叶轮叶片。

技术方案4：根据技术方案3所述的装置，其中，所述提取通气口形成为所述扩散器的一部分且定位在所述围带的径向外侧。

技术方案5：根据技术方案3所述的装置，其中，所述提取通气口形成为所述围带组件的一部分。

技术方案6：根据技术方案3所述的装置，其中，所述围带组件的外部分分成前节段和后节段，所述前节段和后节段限定V形形状，且所述提取通气口由所述V形形状限定。

技术方案7：根据技术方案6所述的装置，其中，由冲击孔穿透的挡板跨过所述前节段和后节段。

技术方案8：根据技术方案1所述的装置，其中，所述提取通气口具有扩散器形状。