[发明专利]具有排放槽和辅助法兰的压缩机设备

说明书

一种压缩机排放槽设备包括：环形压缩机壳体；安置在压缩机壳体内部的定子轮叶行；轴向地在定子行下游，经安装以用于围绕压缩机壳体内部的中心线轴线旋转的叶片行；穿过压缩机壳体的排放槽，其中排放槽以限定在压缩机壳体内的内侧和外侧壁为界，排放槽具有轴向地定位于定子轮叶行与叶片行之间的入口，排放槽沿着槽轴线延伸，排放槽的至少一部分位于叶片行的轴向范围内；使内侧和外侧壁互联的撑杆的环形阵列；以及从压缩机壳体径向向外延伸的环形辅助法兰，其中辅助法兰的至少一部分轴向地定位在排放槽的轴向范围内。

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮发动机中的压缩机，且更具体地说涉及此类压缩机中的排放槽。

背景技术

燃气涡轮发动机包括串行流连通的压缩机、燃烧器和涡轮。涡轮以机械方式连接到所述压缩机且三个部件界定涡轮机械芯。芯可以已知方式操作以产生热，经加压燃烧气体流以操作发动机以及执行有用功，例如提供推进推力或机械功。

在至少一些已知燃气涡轮发动机内，从压缩机提取或抽取高压空气的一部分以用于其它用途，例如用于涡轮机冷却、加压轴承集油槽、吹扫空气或飞行器环境控制。使用位于压缩机的特定部分或级中的排放槽从压缩机排出此“放气”。接着将所提取空气经由围绕发动机外围定位的排放口供应到需要空气的各个位置。

压缩机具有多个级且每个后一级处的静压高于上游级，其中最后一级在预期压缩机排放压力(“CDP”)下排出空气。每个级表示逐渐增多机械功的投入。

放气提取的一个问题在与它对发动机循环是“昂贵”的，增大了燃料燃烧和燃料消耗率(“SFC”)-效率的重要衡量指标。期望从可能的最低级提取或排放空气，同时仍然满足放气最终用途的要求。然而，排放系统中的压力损耗可能会导致需要使用来自高于所期望级的空气。

放气提取的另一问题是用于最佳空气动力效率的放气槽的配置可引起对压缩机的不利结构和热机械效应。

发明内容

此问题通过压缩机来解决，该压缩机结合了低角度排放槽和辅助法兰(supplemental flange)来，控制压缩机壳体的热响应。

根据本文中所描述的技术的一个方面，压缩机排放槽设备包括：环形压缩机壳体；安置在压缩机壳体内部的定子轮叶行(a stator vane row)；轴向地在定子行下游，经安装以用于围绕压缩机壳体内部的中心线轴线旋转的叶片行；穿过压缩机壳体的排放槽，所述排放槽具有轴向地定位在定子轮叶行与叶片行之间的入口，其中所述排放槽以限定在压缩机壳体内的内侧和外侧壁为界，所述排放槽沿着槽轴线延伸，所述排放槽的至少一部分位于叶片行的轴向范围内；使内侧和外侧壁互联的撑杆的环形阵列；以及从压缩机壳体径向向外延伸的环形辅助法兰，其中所述辅助法兰的至少一部分轴向地定位在排放槽的轴向范围内。

可选地，所述压缩机壳体包括在螺栓接合处彼此联接的前部和后部区段。所述螺栓接合轴向地安置在所述排放槽下游。

可选地，所述槽轴线以约65°或更小的角度相对于所述中心线轴线安置。

可选地，所述槽轴线以约30°到约65°的角度相对于所述中心线轴线安置。

可选地，所述槽具有在所述叶片行的所述轴向范围的情况下定位的出口。所述内侧和外侧壁在下游方向上相对于所述排放槽彼此发散。所述压缩机排放槽设备进一步包括具有在所述排放槽下游定位的发散壁的经延伸扩散器。

可选地，压缩机排放槽设备进一步包括从所述压缩机壳体径向向外延伸且轴向地在所述排放槽下游定位的额外环形法兰。

可选地，所述辅助法兰包括在其外围处的放大部分和邻近于所述压缩机壳体的颈缩部分。

可选地，在其外围处测量的所述辅助法兰的第一轴向厚度大于邻近于所述压缩机壳体测量的所述辅助法兰的第二轴向厚度。