[发明专利]压缩机转子冷却设备

说明书

一种压缩机冷却设备，包括：安装成用于围绕中心线轴线旋转的叶片排；定位在叶片排的下游且与叶片排成流连通的固定式扩散器；设置在扩散器与叶片排之间的导流器，导流器具有与扩散器成流连通的入口，且具有定向成朝向叶片排而引导流的出口。

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮发动机中的压缩机，且更特别地涉及这样的压缩机中的冷却。

背景技术

燃气涡轮发动机包括成串行流连通的压缩机、燃烧器和涡轮。涡轮机械地联接到压缩机，且这三个构件限定涡轮机核心。该核心可以以已知的方式运行，以产生热的加压燃烧气体流，来使发动机运行以及做有用功，诸如提供推进推力或机械功。

现代航空燃气涡轮以越来越高的总压力比(“OPR”)运转，从而改善比燃料消耗(“SFC”)。

较高OPR的一个问题是，它们造成较高的压缩机排出温度(T3)。高的T3温度使现代压缩机的后级的蠕变和疲劳接受力面临挑战。

发明内容

该问题通过一种压缩机冷却设备而得到解决，该压缩机冷却设备构造成将冷却空气从下游扩散器导引至压缩机的末级。

根据本文描述的技术的一个方面，一种压缩机冷却设备包括：安装成用于围绕中心线轴线旋转的叶片排；定位在叶片排的下游且与叶片排成流连通的固定式扩散器；设置在扩散器与叶片排之间的导流器(inducer)，导流器具有与扩散器成流连通的入口，且具有定向成朝向叶片排而引导流的出口。

根据本文描述的技术的另一个方面，一种燃气涡轮发动机设备包括：以串行流关系布置的压缩机、燃烧器和涡轮，其中压缩机包括：环形的压缩机壳体；安装成用于在压缩机壳体的内部围绕中心线轴线旋转的叶片排；定位在叶片排的下游且与叶片排成流连通的固定式扩散器；设置在扩散器与压缩机之间的导流器，导流器具有与扩散器成流连通的入口，且具有定向成朝向叶片排而引导流的出口。

技术方案1. 一种压缩机冷却设备，其包括：

安装成用于围绕中心线轴线旋转的叶片排；

定位在所述叶片排的下游且与所述叶片排成流连通的固定式扩散器；

设置在所述扩散器与所述叶片排之间的导流器，所述导流器具有与所述扩散器成流连通的入口，且具有定向成朝向所述叶片排而引导流的出口。

技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述叶片排包括具有毂、腹板和边缘的可旋转的盘，其中多个压缩机叶片从所述边缘延伸。

技术方案3. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述导流器限定成周向阵列的通道，所述通道构造成改变通过所述导流器的空气流的切向速度。

技术方案4. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述扩散器包括环形的、大体上圆锥形的内臂。

技术方案5. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述扩散器的所述内臂包括形成于其中的供给孔。

技术方案6. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述导流器包括通过中心壁结构而相互连接的环形的内壁和外壁。

技术方案7. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述叶片排包括：

可旋转的盘，其具有限定成阵列的轴向燕尾槽的边缘；以及

多个压缩机叶片，其各具有容纳在所述盘的所述燕尾槽中的一个中的轴向燕尾部。

技术方案8. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括将所述压缩机叶片固定在所述燕尾槽中的固持环。

技术方案9. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述压缩机叶片中的各个为翼型件形主体，其包括在前缘与后缘之间延伸的相反的凹侧壁和凸侧壁。