[发明专利]用于固定式燃气涡轮发动机的空气引入口

说明书

本发明涉及用于固定式燃气涡轮发动机的空气引入口，具体而言一种用于固定式燃气涡轮发动机的空气引入口包括竖直导管，竖直导管具有前壁、后壁、侧壁以及位于后壁中的供给开口。前壁和后壁平坦并且彼此平行。侧壁限定：竖直导管的发散扩散器区段，其构造成使流过竖直导管的入口空气流减慢；以及竖直导管的收敛输送机输送器区段，其在发散扩散器区段的下游并且环绕供给开口布置，并且构造成使入口空气流(QA)的部分朝向供给开口重定向。在发散扩散器区段中，侧壁构造成通过Coanda(科恩达)效应来使入口空气流(QA)远离竖直导管(15)的纵向正中平面(P)而偏转，由此防止入口空气流(QA)从侧壁(18)分离。

对相关申请的交叉引用

本专利申请要求保护来自提交于2020年7月 6日的欧洲专利申请No. 20425021.1的优先权，该欧洲专利申请的整个公开通过引用而并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于固定式燃气涡轮发动机的空气引入口，并且涉及一种固定式燃气涡轮发动机。

背景技术

如已知的，固定式燃气涡轮发动机设有将空气流引导到通常属于轴向类型的压缩机的入口的空气引入口。空气引入口设计成依据遍及大范围的操作条件的质量流量、速度以及方向而使对压缩机的空气供给优化。空气引入口大体上包括空气调节孔(louver)、空气过滤器、也被称为“绝尘室”的水平导管、消音器、包括下端输送器和与压缩机入口联接的供给开口的竖直导管区段。

往往与已知的空气引入口相关联的一个问题在于，空气流的状况环绕第一压缩机级的入口引导导叶和供给开口并非均一的。例如，空气速度在供给通路的上部部分中比在下部部分中更高，其中，可能发生流停滞、再循环以及漩涡。在速度的方向和振幅的方面的差异可能导致在入口引导导叶处的迎角的危险的偏差，并且结果导致可能沿着压缩机传播的流动分离。流动分离不仅对燃气涡轮发动机的性能和效率造成影响，而且还可能引起临界条件和重大问题，诸如，强制关闭和发动机损坏。因此，低劣空气供给可能导致对于发动机构件的可操作性、性能以及寿命的严重风险。

发明内容

因而，本发明的目标是，提供允许克服或至少削弱上述的限制的一种用于固定式燃气涡轮发动机的空气引入口和一种固定式燃气涡轮发动机。

根据本发明，提供了一种用于固定式燃气涡轮发动机的空气引入口，该空气引入口包括竖直导管，竖直导管具有前壁、后壁、侧壁以及位于后壁中的供给开口，前壁和后壁平坦并且彼此平行；

其中，侧壁限定：

竖直导管的发散扩散器区段，其构造成使流过竖直导管的入口空气流减慢；以及

竖直导管的收敛输送器区段，在发散扩散器区段的下游并且环绕供给开口布置，并且构造成使空气流的部分朝向供给开口重定向；

并且其中，在发散扩散器区段中，侧壁构造成通过Coanda(科恩达)效应来使空气流远离竖直导管的纵向正中平面而偏转，由此防止空气流从侧壁分离。

发散扩散器区段引起双重有利效果。在第一点上，空气流的速度大体上减小，因而也减小在环绕供给开口的供给状况的方面的差异。另外，空气流的部分经由Coanda(科恩达)效应来通过弯曲侧壁而主动地偏转开，并且因此从供给开口的上部部分转向。空气流的转向的部分然后通过竖直导管的收敛输送器区段而朝向供给开口重定向，而非从上方直接地到达供给开口。同时，通过Coanda(科恩达)效应来进行的偏转避免流动分离，并且不要求流动通道中的诸如挡板或流动引导件之类的额外的元件。这样的元件将很可能引起临界流动条件、可能的紊乱以及压力损失。结果，对轴向压缩机的第一级的空气供应的状况在整个供给开口上面相等，并且，削弱差异以及停滞和流动再循环。因而提高性能和效率，并且有可能避免可能对于构件的可操作性和寿命而为不利的临界条件。

由于平坦并且平行的前壁和后壁的原因，竖直导管和所占据的空间的尺寸相对地小的。这是重要的，因为，空气引入口往往布置于燃气涡轮发动机与由燃气涡轮发动机驱动的电力发电机(例如，交流发电机)之间的空间中。