涡轮发动机压缩机制造技术

本发明专利技术涉及一种轴流式涡轮机(2)，特别是一种飞机涡轮喷气发动机，其包括限定第一鹅颈形支脉的第一壳体(47)，限定第二鹅颈形支脉的第二壳体(49)，以及直接位于第一鹅颈形支脉和第二鹅颈形支脉之间的压缩机(24)。所述压缩机(24)包括：转子(44)，其设置有至多四个环形排的转子叶片(40、42)；整流器(35)，其设置有不超过四个环形排的定子叶片(39、41、43、45)；压缩机包括一个几何平面(P)，在其上游转子叶片(40、42)的排和定子叶片(39、41)的排交错，并且在其下游为至少两排(43、45)叶片，仅有定子叶片。

Turbo engine compressor

【技术实现步骤摘要】
涡轮发动机压缩机
本专利技术涉及一种涡轮机压缩机。更具体地，本专利技术涉及一种飞机涡轮喷气发动机。
技术介绍
文献US2010/0124487A1公开了一种轴向涡轮机，其具有可变取向的定子叶片(英语为“variablestatorvane”，VSV)。在该文献中，若干叶片附接到同一个致动平台，以简化用于致动具有可变取向的叶片的系统。这一技术并不适用于高速涡轮机压缩机。实际上，涡轮机压缩机转子的旋转速度影响涡轮机的效率。通过最小化压缩机的重量和级数，可以并且希望以更高的速度运行压缩机。限制转速的因素之一是最下游叶片上的负载，特别是整流器的负载。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在解决现有技术中提出的至少一个问题。更具体地，本专利技术的目的是提供一种用于涡轮机的低压压缩机，其紧凑轻便，并且限制了下游叶片上的力。本专利技术还旨在提供一种简单的解决方案，其耐用、经济、可靠且高效。技术方案本专利技术涉及一种轴流式涡轮机，包括限定第一鹅颈形支脉的第一壳体，限定第二鹅颈形支脉的第二壳体，以及直接位于第一和第二鹅颈形支脉之间的压缩机，所述压缩机包括：转子，其设置有最多四个环形排的转子叶片；整流器，其设置有最多四个环形排的定子叶片；其中，可以限定一个几何平面，在所述几何平面的上游，转子叶片的排和定子叶片的排交错；并且在所述几何平面的下游设置至少两排，在所述几何平面下游的压缩机的叶片仅是具有固定取向的定子叶片并且固定到共用的套管。因此，垂直于涡轮机的旋转轴线并且定位在两排叶片之间的平面将压缩机限定为两个部分，即，转子叶片的排和定子叶片的排交替的上游部分，以及仅布置有定子叶片的下游部分。虽然我们提到了一个几何平面来帮助定义本专利技术，但是平面可能略微不平坦。实际上，根据一些实施例，当支脉相对于轴线非常倾斜时，两个相邻排的叶片可能非常轻微地轴向重叠。因此，将压缩机限定为两个部分的几何平面实际上可以为叶片间的锥形表面的形式，转子和定子叶片在其上游交替，并且在其下游仅存在定子叶片。在所讨论的平面下游排除转子叶片仅涉及所述压缩机，不涉及下游的可能的第二(高压)压缩机的叶片或涡轮的叶片。根据本专利技术的优选实施例，涡轮机可包括以下特征中的一个或多个，其单独地或根据所有可能的技术组合：-在所述几何平面下游的所述至少两排定子叶片构造成逐渐地矫直气流，使得仅在穿过所述至少两排定子叶片之后，气流才基本上是轴向的；-压缩机严格包括两排转子叶片；-压缩机严格包括三排转子叶片；-压缩机严格包括四排定子叶片，其中，至少两排定子叶片位于所述几何平面的下游；-压缩机严格包括五排定子叶片，其中，至少两排定子叶片位于所述几何平面的下游；-在压缩机上游的第一排叶片是一排定子叶片，其优选地具有可变的取向；-除了最上游的定子叶片排外，定子叶片具有固定的取向；-所述至少两排的定子叶片放置在所述套管上；-所述叶片具有轴向长度，并且交错的所述至少两个排成对地在轴向上重叠，重叠量至少为其中一排的叶片的轴向长度的10％，优选地，至少为20％或30％；-所述至少两排叶片各自部分地参与气流的矫直。所述至少两排的上游和所述至少两排的下游的气流改变方向。这种变化部分地是由于每排叶片各自造成的方向的变化。例如，所述至少两排中的第一排将气流至少整流40％(＝这些所述至少两排叶片的上游和下游之间经历的总偏向的40％)，并且，第二叶片或可选地第三叶片补偿矫直(即，至多60％)；-所述几何平面下游的叶片的轴向长度从上游到下游增加；-压缩机配置成允许转子叶片的周向速度大于300m/s，优选地大于340m/s。-涡轮机包括通过齿轮箱连接到转子的风扇；-壳体包括径向支撑臂，进入涡轮机的气流依次与风扇、第一壳体的径向臂、压缩机、然后是第二壳体的径向臂相遇；-单排定子叶片在第一壳体的前面；-涡轮机包括在主气流和副气流之间的分离喷嘴，所述单排定子叶片位于所述喷嘴的附近；-涡轮机包括高压压缩机，第二壳体将低压压缩机连接到高压压缩机。本专利技术还涉及一种借助于如上定义的压缩机压缩空气流的方法，该方法包括以大于340m/s的周向速度旋转转子叶片。根据本专利技术的其他方面：-齿轮箱包括与涡轮机的定子一体的卫星式支承体。-齿轮箱的减速比在1.50和2.50之间。通常，本专利技术的每个目的的有利实施例也适用于本专利技术的其他目的。本专利技术的每个目的可以与其他目的相结合，并且本专利技术的目的还可以与说明书的实施例结合，除非另外没有明确提及，否则根据所有可能的技术组合，这些实施例可以彼此组合。技术效果根据本专利技术的低压压缩机仅包括2个或3个叶片级。设置至少两排定子叶片使得可以在这些定子叶片上分担气流的矫直作用，从而增加转子的旋转速度。所有这些结合在一起允许高效率，而不会影响压缩机的尺寸、重量或涉及部件的数量。气流的轴向速度与转子的旋转速度之间的低比率通常会使定子上的气流产生非常大的偏向(deviation)。本专利技术的双排定子叶片使得可以在这些叶片上发现类似于具有较低速度和较多排叶片的压缩机的负载和偏向状况。附图说明图1示出根据本专利技术的轴流式涡轮机；图2示出根据第一实施例的叶片下游的径向视图；图3示出根据第二实施例的叶片下游的径向视图。具体实施方式在以下描述中，术语“内部”和“外部”是指相对于轴流式涡轮机的旋转轴线的定位。轴向方向对应于沿涡轮机的旋转轴线的方向。径向方向垂直于旋转轴线。上游和下游参考涡轮机中气流的主要方向。图1是轴流式涡轮机的简化表示。在这种情况下，它是双流式涡轮喷气发动机2。涡轮机2包括旋转轴线4，该旋转轴线4也可以形成对称轴线。涡轮机2具有环形入口6，该环形入口6通过圆形的分离喷嘴12分成主支脉8和副支脉10。主气流14和副气流16分别通过这些支脉8和10，它们在涡轮机的输出端相遇。主气流14和副气流16是同轴环形气流并且彼此配合。它们由涡轮机2的内部及外部壁引导。副气流16由风扇18加速，风扇特别地布置在入口6处，从而可以产生推力反作用力。这可以用于飞机的飞行。矫直叶片20可以布置在副支脉10中，并且构造成增加副气流速度的轴向分量。风扇可以设置在主支脉8和副支脉10的上游，特别是设置在距离这些支脉一定轴向距离处。替代地，风扇可以是非标准类型，例如具有双反向旋转转子。风扇可以放置在主支脉周围。涡轮机2包括主气流14的压缩区、燃烧室22和膨胀区。压缩区由两个压缩机形成，其为低压压缩机24和高压压缩机26。每个压缩机包括定子叶片和转子叶片，其形成整流器(在气体通过转子叶片之后整流气流方向)。高压压缩机26可以放置在燃烧室22的入口处。在燃烧室22的下游，涡轮机2可具有联接到高压轴30的高压涡轮28，然后联接到低压轴34的低压涡轮32。低压轴34可相对于高压轴30自由旋转。这些涡轮28、32可以形成主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴流式涡轮机(2)，包括限定第一鹅颈形支脉的第一壳体(47)，限定第二鹅颈形支脉的第二壳体(49)，以及直接定位在第一鹅颈形支脉和第二鹅颈形支脉之间的压缩机(24)，所述压缩机(24)包括：/n-转子(44)，其设置有至多四个环形排的转子叶片(40、42)；/n-整流器(35)，其设置有至多四个环形排的定子叶片(39、41、43、45)；/n其中，限定一个几何平面(P)，在所述几何平面(P)上游，转子叶片(40、42)的排和定子叶片(39、41)的排交错，并且，在所述几何平面(P)下游设置至少两排(43、45)，在所述几何平面(P)下游的压缩机(24)的叶片(43、45)仅是具有固定取向的定子叶片并且固定到共用的套管(54、56)。/n

【技术特征摘要】
20180709 BE BE2018/54811.一种轴流式涡轮机(2)，包括限定第一鹅颈形支脉的第一壳体(47)，限定第二鹅颈形支脉的第二壳体(49)，以及直接定位在第一鹅颈形支脉和第二鹅颈形支脉之间的压缩机(24)，所述压缩机(24)包括：
-转子(44)，其设置有至多四个环形排的转子叶片(40、42)；
-整流器(35)，其设置有至多四个环形排的定子叶片(39、41、43、45)；
其中，限定一个几何平面(P)，在所述几何平面(P)上游，转子叶片(40、42)的排和定子叶片(39、41)的排交错，并且，在所述几何平面(P)下游设置至少两排(43、45)，在所述几何平面(P)下游的压缩机(24)的叶片(43、45)仅是具有固定取向的定子叶片并且固定到共用的套管(54、56)。


2.根据权利要求1所述的轴流式涡轮机(2)，其特征在于，在所述几何平面(P)下游的所述至少两排定子叶片(43、45)构造成逐渐地矫直气流(14)，使得只有在通过所述至少两排定子叶片(43、45)之后，所述气流才基本上与所述涡轮机的轴线对齐。


3.根据权利要求1所述的轴流式涡轮机(2)，其特征在于，所述至少两排叶片(43、45)每个部分地参与所述气流(14)的矫直，所述至少两排(43、45)中的第一排使所述气流偏向所述气流在所述至少两排叶片(43、45)的上游和下游之间的总偏向的至少40％。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：R普林西瓦莱，
申请(专利权)人：赛峰航空助推器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE