[发明专利]具有分流器叶片的轴流式压缩机

说明书

一种可变循环压缩机包括：轴流式压缩机、压缩机下游的流动路径，以及至少一个可变循环装置，其能够操作成改变下游流动路径的阻塞流动能力。压缩机包括：转子，该转子具有至少一个转子级，其包括限定转子流动路径表面的可旋转盘和从流动路径表面向外延伸的轴流式转子翼型件的阵列；至少一个定子级，其包括限定定子流动路径表面的壁，和远离定子流动路径表面延伸的轴流式定子翼型件的阵列。至少一个级包括与对应级的转子翼型件或定子翼型件交替的分流器翼型件。分流器翼型件的翼弦尺寸和分流器翼型件的翼展尺寸中的至少一个小于至少一个级的翼型件的对应尺寸。

关于联邦资助的研究和开发的声明

美国政府可依照空军部授予的合同no.FA8650-15-D-2501享有本发明的某些权利。

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体而言，涉及此类发动机的压缩机。

背景技术

燃气涡轮发动机包括成串流连通的压缩机、燃烧器以及涡轮。涡轮机械地联接于压缩机，并且三个构件限定涡轮机械芯部。芯部能够以已知的方式操作，以生成热的加压燃烧气体流，以操作发动机并且执行有用的功，如提供推进推力或机械功。一种常见类型的压缩机为具有多个转子级的轴流式压缩机，该多个转子级均包括具有一排轴流式翼型件(被称为压缩机叶片)的盘。

在一些应用中合乎需要的是，提供可变循环发动机，具体而言，其中压缩机下游的阻塞流动能力可改变，以便降低压缩机的操作线的发动机。

关于可变循环发动机的一个问题在于，在压缩机在较低的操作线上操作时，压缩机特别易受后级中的空气动力学阻塞。在压缩机低操作线操作条件期间，压缩机的后级朝向空气动力学阻塞移动，导致显著低的整体压缩机性能和绝热效率水平。因此，可在低操作线操作期间提高压缩机效率的任何空气动力学设计或特征将为有益的。用以在低操作线阻塞操作期间提高压缩机效率的一种空气动力学设计途径在于降低后级转子中的坚固性水平，提供空气动力学阻塞缓解。然而，降低的坚固性可引起非合乎需要的毂气流分离。

发明内容

该问题由并入分流器翼型件的可变循环压缩机解决。

根据本发明的一个方面，一种可变循环压缩机包括：轴流式压缩机、下游流动路径，以及至少一个可变循环装置，其能够操作成改变下游流动路径的阻塞流动能力。压缩机包括：转子，该转子具有至少一个转子级，其包括限定转子流动路径表面的可旋转盘和从流动路径表面向外延伸的轴流式转子翼型件的阵列；至少一个定子级，其具有限定定子流动路径表面的壁，和远离定子流动路径表面延伸的轴流式定子翼型件的阵列。转子级或定子级中的至少一个包括从其流动路径表面中的至少一个延伸的翼型形分流器翼型件的阵列，分流器翼型件与对应级的转子翼型件或定子翼型件交替，其中分流器翼型件的翼弦尺寸和分流器翼型件的翼展尺寸中的至少一个小于至少一个级的翼型件的对应尺寸。

根据本发明的另一方面，一种操作可变循环压缩机的方法包括：使用并入至少一排分流器翼型件的轴流式压缩机来生成流体流；以及在压缩机操作期间，使用至少一个可变循环装置来改变压缩机下游的流动路径的阻塞流动能力，由此使压缩机的操作线从标称位置移动至少5％。

附图说明

本发明可通过参照连同附图进行的以下描述最好地理解，在该附图中：

图1为并入如本文中描述的压缩机转子设备的燃气涡轮发动机的示意性半截面视图；

图2为示意性压缩机图；

图3为压缩机设备的转子的部分的透视图。

图4为压缩机设备的转子的部分的俯视平面图。

图5为压缩机设备的转子的部分的后视立视图

图6为沿着图4的线6-6截取的侧视图；

图7为沿着图4的线7-7截取的侧视图；