[发明专利]用于涡轮发动机压气机的气隙翅片

说明书

本发明涉及一种具有纵向轴线X的翼片级16，其被设计成安装在涡轮发动机压气机10中，包括从环形排定子翼片14的上游布置的环形排移动翼片12，其中环形排定子翼片14包括承载径向叶片18的径向内环形平台20，其(平台)的上游环形部分20c布置在所述叶片18的上游并且由上游排移动翼片12的环形平台26的下游环形部分26d径向向外包围，其中环形排定子翼片14的环形平台20的上游环形部分20c包括径向外部环形面，翅片50从该环形面延伸，该翅片50围绕纵向轴线X分布并且朝向环形排移动翼片12的平台26的下游环形部分26d径向向外延伸。

技术领域

本发明涉及一种翼片级，其设计成安装在涡轮发动机的压气机中，特别是双流型的涡轮发动机的压气机中。

背景技术

传统上，压气机10包括环形排的移动翼片12和环形排的定子翼片14的轴向交替。因此，压气级16被限定为包括在上游的环形排的移动翼片12，接着是下游的环形排定子翼片14。每个环形排定子翼片14包括在径向内环形平台20和径向外环形平台22之间延伸的径向叶片18，并且每个环形排移动翼片12包括从径向内环形平台26径向向外延伸的多个叶片24。应当理解，每个环形平台可以由一系列基本平台形成，这些基本平台在端对端的圆周上并置。如在图1中可以清楚地看到的，环形壳体28在外面围绕环形排的定子翼片14和转子翼片12并且用于支撑环形排的定子翼片14的径向外部平台22。同样示出的是连接件，其连接上游环形排移动翼片12到位于环形排定子翼片14下游的下游移动环形排12。该连接件30带有环形唇缘32，环形唇缘32与由环形排定子翼片14的径向内部平台20的径向内表面36承载的耐磨材料制成的环34密封相互作用。

从图1中可以清楚地看出，当压缩空气流38从上游AM循环到下游AV时，初级空气的环形空气流40的一部分空气能够在环形排定子翼片的环形平台20下游端20b和下游环形排移动翼片12的环形平台26的下游端26b之间循环(图2)。该空气可在环形唇缘和耐磨环34之间循环并在上游环形排移动翼片12的平台26的下游端26b与环形排定子翼片14的上游端20a之间被重新引入环形空气流40中。

该空气再注入以特定速度和特定方向以一定流速进行。发现该流42是一种寄生空气流，其方向不受控制，发现其能够对稳定模式下的压气机10的性能和可操作性产生显着影响。

同样，重要的是在瞬时阶段期间适当地控制压气机10中的流动(例如加速之后减速并且随后再加速)，以便能够改善涡轮喷气发动机的加速/减速并因此改善其响应性。然而，似乎环形排定子翼片14径向内侧的寄生二次流42对瞬时阶段可操作性具有影响。实际上，旋转的空气具有与空气流40中的惯性度不同的惯性度，使得再注入的寄生空气然后在相对于定子翼片的取向方面不适应。这可能导致定子翼片14的内环形平台20处的空气分离，降低了压气机10的性能和可操作性。实际上，围绕纵向轴线X旋转的再注入空气(图2)具有高惯性和几乎完全切向的方向，可导致在叶片18的根部处流过定子14的叶片的空气分离，从而减小压气机10的泵送裕度。

实际上，当空气42从环形排定子翼片14的上游再注入时，压气机10的性能的劣化以两种主要方式表现出来：

-在径向截面中，在空气再注入区域44中，空气流40中的空气循环可以在叶片18的根部46处被阻塞。结果是在叶片18的径向尺寸上的空气流速分布不是那个预期。环形空气区域，其流速减小，即叶片18的根部46处的环形区域，一方面通过注入不具有正确入射的空气流速42导致定子翼片14的弱化，并且导致分离，另一方面，通过可以导致转子更靠近其泵送极限运转的静态压力的局部增加，导致环形排的移动翼片12的叶片弱化。

-环形排定子翼片14上游的再注入空气流42的速度矢量影响环形空气流40的主空气流38的取向，使得定子翼片18的定向不是最佳的，从而导致泵吸裕度减小。

虽然显然希望尽可能地限制空气再循环42，但经验表明寄生再循环42仍然存在。因此，在压气机10的设计中应考虑后者，从而尽可能少地影响压气机10的标称功能。

发明内容