用于前缘辅助叶片的方法和系统技术方案

提供一种管理翼型的负迎角的设备和方法。设备包括一排叶片对，其包括从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第一轴向位置周向地间隔开的第一排主叶片。设备还包括第二排辅助叶片，其从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第二轴向位置周向地间隔开。设备还包括流动通道，其被界定在每一辅助叶片的压力侧与邻近主叶片的吸力侧之间，吸力侧接近于所述邻近主叶片的前缘。

【技术实现步骤摘要】
用于前缘辅助叶片的方法和系统
本公开的领域涉及可旋转机器，且更确切地说涉及一种用于使用从主叶片轴向地偏移的辅助叶片来管理压缩机、轴向压缩机、出口导向叶片和军用风扇的静止叶片中的负迎角的方法和系统。
技术介绍
至少一些可旋转机器的静止叶片，例如压缩机、轴向压缩机、出口导向叶片和军用风扇的在早期阶段经历较大的迎角摆动。在宽范围的操作条件期间，叶片可以负迎角操作，这可能在叶片的压力面上产生高度三维分离流(highlythreedimensionalseparatedflows)。以负迎角操作或以超过某阈值的负迎角操作的一个结果是流与翼型的表面发生钝体类型分离(abluffbodytypeseparation)。此分离可以向翼型或下游翼型引入不当的振动模式。另外，所述分离可能致使压缩机、涡轮机和/或发动机的整体性能发生大量损耗。叶片在这些条件下的操作可能产生不利地影响发动机性能、效率和/或可操作性，或可能缩短受影响的可旋转机器中的部件的预期寿命的条件。
技术实现思路
在一个方面中，一种翼型叶片对的排包括从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第一轴向位置周向地间隔开的第一排主叶片。所述第一排主叶片中的每一主叶片包括连接到所述固定壳体构件的叶片根部、远端末端以及在其间延伸的主翼型。所述翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第一高度、在所述主翼型的前缘与所述主翼型的后缘之间的弦长以及厚度。所述翼型叶片对的排还包括从所述固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第二轴向位置周向地间隔开的第二排辅助叶片，其中所述第二轴向位置不同于所述第一轴向位置。所述第二排辅助叶片中的每一辅助叶片包括连接到所述固定壳体构件的辅助叶片根部、远端末端以及在其间延伸的辅助翼型。所述辅助翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第二高度、在辅助翼型前缘与辅助翼型后缘之间的弦长以及厚度。所述翼型叶片对的排进一步包括被界定在辅助叶片的压力侧与邻近主叶片的吸力侧之间的流动通道，所述吸力侧接近于所述邻近主叶片前缘。可选地，所述流动通道在所述第二排辅助叶片中的辅助叶片的所述压力侧与所述第一排主叶片中的所述邻近主叶片的所述吸力侧之间从所述主翼型的所述前缘延伸到所述辅助翼型的所述后缘。同样可选地，所述流动通道在所述第二排辅助叶片中的所述辅助叶片的所述压力侧与所述第一排主叶片中的所述主叶片的所述吸力侧之间从所述主翼型的所述前缘延伸到所述主翼型的局部最大厚度前面的点。可以将所述辅助翼型的所述前缘轴向地定位在所述主翼型的所述前缘前面。所述固定壳体构件可以包括转子组合件，所述转子组合件包括高压压缩机转子组合件、高压涡轮机转子组合件、风扇组合件和低压涡轮机中的至少一个。所述翼型叶片对的排可以形成压缩机的后级(alaterstage)。可选地，所述第二高度可以大致等于所述第一高度，且/或所述第二高度可以小于所述第一高度。在另一方面中，一种管理叶片的负迎角的方法包括将流体引导到一排多个翼型组合件，其中所述多个翼型组合件围绕固定壳体构件的表面间隔开。所述多个翼型组合件包括与一排辅助叶片互相交错的一排主叶片。所述方法还包括将所述流体的至少一部分引导穿过由所述一排辅助叶片中的辅助叶片的压力侧和所述一排主叶片中的相应主叶片的吸力侧界定的流动通道。可选地，所述方法进一步包括在所述流体进入所述流动通道之前引导所述流体沿着所述辅助叶片的所述压力侧流动流体。同样可选地，所述方法可包括使用所述流体维持所述主叶片上的预定迎角。所述方法还可以包括使用所述流体维持所述主叶片上的迎角小于或等于六十度。可选地，所述方法还可以包括使用所述流体维持所述主叶片上的迎角小于或等于二十度。所述方法还可以包括使用所述流体维持所述主叶片上的非负迎角。在又一方面中，一种可旋转机器包括转子组合件，所述转子组合件包括经由围绕纵向轴线可旋转的轴连接的一个或多个轮叶状构件，和至少部分地环绕所述转子组合件的固定壳体构件。多个叶片对围绕所述固定壳体和所述转子组合件中的至少一个的第一轴向位置周向地间隔开。所述多个叶片对中的主叶片和邻近辅助叶片中的每一个包括前缘、后缘以及在其间延伸的翼型主体。每一翼型主体包括吸力侧和相对的压力侧。所述多个叶片对包括流动通道，其被界定在所述邻近辅助叶片的所述翼型主体的压力侧与所述主叶片的所述翼型主体的吸力侧之间，所述吸力侧接近于所述主叶片前缘。可选地，所述流动通道在所述辅助叶片翼型主体的所述压力侧与所述主叶片翼型主体的所述吸力侧之间从所述主叶片前缘延伸到所述辅助叶片后缘。同样可选地，所述流动通道在所述辅助叶片翼型主体的所述压力侧与所述主叶片翼型主体的所述吸力侧之间从所述主叶片前缘延伸到所述主叶片翼型主体的局部最大厚度前面的点。可以将所述主叶片的所述前缘轴向地定位在所述邻近辅助叶片的所述前缘前面。所述转子组合件可以包括高压压缩机、高压涡轮机、风扇组合件和低压涡轮机中的至少一个。可选地，所述多个叶片对形成压缩机的后级。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些以及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中相同的标号表示相同的零件，在附图中：图1是根据本公开的实施例的可旋转机器，例如军用燃气涡轮发动机的横截面视图。图2是根据本公开的实施例的一排翼型对向内径向地观察的平面视图。图3是图2中展示的翼型对的排的透视图。图4是管理翼型的负迎角的方法的流程图。除非另外指明，否则本文中所提供的附图意在说明本公开的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本公开的一个或多个实施例的广泛多种系统。由此，附图并非意图包括所属领域的技术人员已知的实践本文中所公开的实施例所需的所有常规特征。具体实施方式在以下说明书和权利要求书中，将引用若干术语，所述术语应定义为具有以下含义。除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一”以及“所述”包括复数个指代。“可选”或“视需要”意味着随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，且所述描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。如本文中在整个说明书以及权利要求书中所使用的近似语言可以应用于修饰可以许可的方式变化而不会导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由例如“约”、“大致”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。此处以及在整个说明书以及权利要求书中，范围限制可以是组合的和/或互换的；除非内容或语言另外指示，否则此类范围得以确定并且包括其中所含有的所有子范围。如本文中所使用，术语“轴向”和“轴向地”指代基本上平行于涡轮发动机的中心线延伸的方向和定向。此外，术语“径向”和“径向地”指代基本上垂直于涡轮发动机的中心线延伸的方向和定向。另外，如本文中所使用，术语“周向”和“周向地”指代围绕涡轮发动机的中心线弓状延伸的方向和定向。如本文中所使用，术语翼型指代通常在例如但不限于机器转子的可旋转构件上发现的轮叶(blade)和通常在例如机器壳体上发现的静止叶片。在一些情况下，翼型、轮叶和叶片可互换使用。另外，尽管可以参考转子轮叶，但本公开也适用于定子或静止叶片。在一些实施例中，定子叶片可以被遮蔽，其中叶片的端部通过防护罩联合在一起或连接在一起。防护罩可以联合从壳体或从连接到壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翼型叶片对的排，包括：第一排主叶片，其从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第一轴向位置周向地间隔开，所述第一排主叶片中的每一主叶片包括连接到所述固定壳体构件的叶片根部、远端末端以及在其间延伸的主翼型，所述翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第一高度、在所述主翼型的前缘与所述主翼型的后缘之间的弦长以及厚度；第二排辅助叶片，其从所述固定壳体构件向内径向延伸并围绕所述固定壳体构件的第二轴向位置周向地间隔开，所述第二轴向位置不同于所述第一轴向位置，所述第二排辅助叶片中的每一辅助叶片包括连接到所述固定壳体构件的辅助叶片根部、远端末端以及在其间延伸的辅助翼型，所述辅助翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第二高度、在所述辅助翼型的前缘与所述辅助翼型的后缘之间的弦长以及厚度；和流动通道，其被界定在所述第二排辅助叶片中的辅助叶片的压力侧与所述第一排主叶片中的邻近主叶片的吸力侧之间，所述吸力侧接近于所述邻近主叶片的所述主翼型的所述前缘。

【技术特征摘要】
2017.05.22 US 15/6016741.一种翼型叶片对的排，包括：第一排主叶片，其从固定壳体构件向内径向地延伸并围绕所述固定壳体构件的第一轴向位置周向地间隔开，所述第一排主叶片中的每一主叶片包括连接到所述固定壳体构件的叶片根部、远端末端以及在其间延伸的主翼型，所述翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第一高度、在所述主翼型的前缘与所述主翼型的后缘之间的弦长以及厚度；第二排辅助叶片，其从所述固定壳体构件向内径向延伸并围绕所述固定壳体构件的第二轴向位置周向地间隔开，所述第二轴向位置不同于所述第一轴向位置，所述第二排辅助叶片中的每一辅助叶片包括连接到所述固定壳体构件的辅助叶片根部、远端末端以及在其间延伸的辅助翼型，所述辅助翼型包括从所述固定壳体构件到所述远端末端的第二高度、在所述辅助翼型的前缘与所述辅助翼型的后缘之间的弦长以及厚度；和流动通道，其被界定在所述第二排辅助叶片中的辅助叶片的压力侧与所述第一排主叶片中的邻近主叶片的吸力侧之间，所述吸力侧接近于所述邻近主叶片的所述主翼型的所述前缘。2.根据权利要求1所述的翼型叶片对的排，其特征在于，所述流动通道在所述第二排辅助叶片中的所述辅助叶片的所述压力侧与所述第一排主叶片中的所述邻近主叶片的所述吸力侧之间从所述主翼型的所述前缘延伸到所述辅助翼型的所述后缘。3.根据权利要求1所述的翼型叶片对的排，其特征在于，所述流动通道在所述第二排辅助叶片中的所述辅助叶片的所述压力侧与所述第一排主叶片中的所述主叶片的所述吸力侧之间从所述主翼型的所述前缘延伸到所述主翼型的局部最大厚度前面...

【专利技术属性】
技术研发人员：DP卢里，SA阿布德尔法塔，MJ卡斯蒂洛，AL小迪皮特罗，AR瓦迪亚，EA法尔克，WJ所罗门，A布里泽斯特林费罗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US