防护罩渗漏盖制造技术

技术编号:7862783 阅读:175 留言:0更新日期:2012-10-14 22:41
本申请涉及防护罩渗漏盖。其中,提供一种通过防止漏出空气破坏定子轮叶的前缘处的设计流态来改进燃气涡轮机的压缩机部分的性能的系统和方法,其中所述漏出空气从定子轮叶组件下游的高压侧流向所述定子轮叶组件上游的低压侧。本发明专利技术在内防护罩组件的前端面设置一种盖,以防止所述漏出空气冲击所述前缘。所述盖可位于偏流器的出口通道处,其中所述偏流器安装在所述内防护罩组件的所述前端面上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涡轮机和轴流式压缩机,具体而言,本专利技术涉及一种防护罩渗漏盖,所述防护罩渗漏盖可在燃气涡轮发动机的压缩机中应用到定子轮叶的内防护罩区域。
技术介绍
侧板渗漏盖可防止漏出空气直接冲击定子叶片的前缘,并防止压缩机的性能因此而下降。—直以来,燃气润轮发动机都用于向各种各样用于运载工具和电力生产中的机械驱动装置供能。燃气涡轮发动机的运作可概括为由三个步骤组成的程序,在所述程序中,空气在旋转式压缩机中压缩,在燃烧室中加热,并通过涡轮机膨胀。涡轮机的功率输出用于驱动压缩机和连接到驱动装置的任何机械负载。轴流式压缩机可包括多个用于承载周围的机 翼的环状圆盘部件。某些圆盘部件与内部转子相连,因此是转动(转子)叶片组件,而其他圆盘部件从外壳下垂,因此是固定(转子)叶片或轮叶组件。机翼或叶片作用于进入压缩机入口的流体(空气),并提高其温度和压力,以准备将空气导向连续流燃烧系统。定子轮叶将从转动叶片组件排出的空气重新导向或扩散成针对后续的旋转叶片组件的理想方向。与压缩机排气端处的空气相比,进入压缩机入口的空气的总压力较低,这一压力差称为压缩机增压比。对于内部而言,扩散和减速会导致定子轮叶上的静压升高。基于与特定发动机中所采用的循环的设计参数相关的一些原因,如果定子轮叶组件的排气端处的空气具有较高的静压和静温,则不易于其返回到定子轮叶组件的入口侧处的主气流中。所述空气会返回到轮叶组件入口处的相对低静压区域,此类空气称为漏出空气,会导致发动机的效率降低。因此,压缩机内的空气泄漏不仅会降低压缩机本身的效率,也会降低燃气涡轮发动机运行的整体效率。曲径密封垫片从压缩机级的定子轮叶组件向内径向连接,且密封内部转子长期用于防止环绕定子轮叶组件的主工作流体通道周围出现漏流。尽管使用了曲径密封垫片,还是会出现某些泄漏,且此类漏出空气将,例如,从位于定子轮叶组件的下游侧的高静压区经由某个通道向位于定子轮叶组件的上游侧的较低静压区流动,所述通道位于定子轮叶组件的径向内端与连接到转子的曲径密封垫片之间。流动到定子轮叶组件的上游侧之后,漏出空气将以径向向外的方式在位于所述定子轮叶组件与相邻转子组件之间的空腔中流动。漏出空气所流经的此类径向通道倾向于降低横越压缩机的工作流体流路的空气的速度和轴向,且倾向于增加进一步导致发动机效率降低的排出空气量。人们(第5,211,533号美国专利中的沃克(Walker)等人)已做出努力,希望使得漏出空气转向,从而回到涡轮发动机的流路中。定子轮叶组件可连接到防护罩组件,所述防护罩组件位于所述定子轮叶组件的径向内端。防护罩组件中设有戽斗,所述戽斗位于漏出空气的通道中,所述通道在正向上从定子轮叶的高静压侧横越到定子轮叶的低静压侧。泄露通道位于定子轮叶组件与转动部件之间。戽斗可拦截漏出空气,并通过向后的分速度将所述漏出空气重新导向到压缩机的气流通道中。但是,在径向上进入流路的漏流会对喷射点附近的流体的轴向动量产生极大的负面影响。轴向动量的减少会导致机翼前缘上的负载增加,从而出现分离流和压缩机喘振。理想的情况是消除对定子轮叶的前缘的负面影响,同时维持向返回压缩流的流出空气施加的轴向分速度。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面,本专利技术提供一种用于将漏出空气导向回涡轮发动机的压缩机的主工作流体流路,以防止干扰定子轮叶的前缘处的工作流体流的系统,其中所述漏出空气从位于所述压缩机中的定子轮叶的高静压侧流向较低静压侧。所述系统包括定子轮叶、连接到所述定子轮叶的径向内端的防护罩部件、连接到所述防护罩部件的径向内端的固定密封组件,以及从所述固定密封组件径向向内的可转动密封装置,其中漏流通道形成于所述可转动密封装置与所述密封组件之间的接口处。本专利技术提供用于将漏出气流从定子轮叶的前缘引导回主工作流体通道,从而防止干扰主工作流体流的装置,否则所述干扰会 削弱压缩机的性能。根据本专利技术的另一方面,本专利技术提供一种系统,所述系统通过将漏出空气导向回压缩机的主工作流体流路这样的方式来保护定子轮叶的前缘免受重新导向的漏出空气的直接冲击,其中所述漏出空气从定子轮叶组件的高静压侧流向较低静压侧,且所述定子轮叶位于涡轮发动机的压缩机中。所述系统包括提供多个定子轮叶的定子轮叶组件,其中所述定子轮叶在圆周上间隔排列,且固定到发动机的固定外壳元件;从所述定子轮叶组件径向向内的转子装置,其中所述转子装置和定子轮叶组件形成漏出气流通道,所述通道从位于所述定子轮叶组件之后的较高静压腔延伸到位于定子轮叶组件之前的较低静压腔;以及用于将漏出气流从漏出气流通道导向回主工作流体通道,从而让漏出气流绕过在圆周上间隔排列的多个定子轮叶的前缘的装置。根据本专利技术的另一方面,本专利技术提供一种用于通过防止漏出气流干扰定子轮叶的前缘处的气动流来改进燃气涡轮压缩机的性能的方法,其中所述漏出气流从位于定子轮叶后部的高静压侧流向所述定子轮叶组件的前侧。所述方法包括将位于漏出空气通道的径向内部的偏流器的径向内缘放置在定子轮叶组件的较低静压侧,拦截从定子轮叶组件的较高静压侧向较低静压侧流动的漏出空气,使之与主工作流重新汇合以及用邻近多个机翼的前缘的盖保护所述前缘免受漏出气流的损害。附图说明参照附图来阅读以下具体实施方式后,可更好地了解本专利技术的这些和其他特性、方面和优势,在附图中,类似的符号代表所有附图中类似的零件,其中图I示意说明燃气涡轮发动机的基本运作;图2所示为属于传统的现有技术涡轮发动机压缩机的一部分;图3所示为涡轮发动机压缩机的一部分,其中显示了根据本专利技术的一个实施例位于相邻转子叶片之间的定子轮叶组件;图4所示为具有前盖环的定子轮叶组件的俯视剖面示意图;图5所示为具有前盖环的定子轮叶组件的下游段剖面示意图6所示为具有离散前盖元件的定子轮叶组件的俯视剖面示意图;图7所示为具有离散前盖元件的定子轮叶组件的下游段剖面示意图;图8所示为涡轮发动机压缩机的现有技术部分,其中显示了位于转子叶片之间的定子轮叶组件;图9所示为根据本专利技术的一个实施例的偏流器盖的轴向图,所述盖安装在邻近定子轮叶的前缘的位置图10所示为通过偏流器来将流盖元件安装到内防护罩组件的前端面的过程的示意图;图11所示为具有偏流器盖的定子轮叶组件的一部分的等视轴示意图;以及t0023] 图12所示为一种方法的流程图,所述方法在燃气涡轮机的压缩机级中使得漏出空气绕过定子轮叶的前缘。兀件符号列表本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.11.05 US 12/940,3411.一种用于将从位于涡轮发动机的压缩机中的定子轮叶的高静压侧流向较低静压侧的漏出空气引导回所述压缩机的主工作流体流路中,以防止干扰所述定子轮叶的前缘处的所述工作流体流的系统,所述系统包括 一个定子轮叶; 一个连接到所述定子轮叶的径向内端的防护罩部件; 一个连接到所述防护罩部件的所述径向内端的固定密封组件; 一个用于密封位于所述固定密封组件的径向内部的转动表面的装置,其中漏流通道形成于所述密封装置与所述固定密封组件之间的交界处;以及 一个用于将所述漏出气流引入所述压缩机的主工作流体通道中,以防止干扰所述定子轮叶的所述前缘处的所述工作流体流的装置。2.根据权利要求I所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述用于引导漏出气流的装置包括一个连接到所述防护罩部件的前缘的偏流器,并具有用于捕获从所述密封装置中逸出的漏出空气的通道,从而将所述漏出空气引导回到所述主工作流体流路中,所述通道直接与所述主工作流体流路流体连通。3.根据权利要求I所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述用于引导漏出气流的装置进一步包括 一个设置在所述通道后部的出口部分,用于将具有向后的速度分量的漏出空气排放到所述主工作流体通道中。4.据权利要求3所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述用于引导漏出气流的装置进一步包括 一个设置在所述漏出气流通道中的盖,其中所述漏出气流通道位于所述偏流器和所述内防护罩部件之间,且在周向上邻近所述定子轮叶的所述前缘的上游。5.根据权利要求4所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述盖进一步设置在邻近所述偏流器与所述内防护罩部件之间的所述漏出气流通道的出口的位置。6.根据权利要求5所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于在通过所述定子轮叶的所述漏出气流通道中,所述盖的宽度为定子轮叶节距的约30%至约70%。7.根据权利要求6所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述盖在周向上围绕所述定子轮叶的前缘对称安置。8.根据权利要求4所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述盖固定地连接在所述较低防护罩组件的前缘与所述偏流器的后壁之间,从而提供用于支撑所述偏流器的 装直。9.根据权利要求8所述的用于引导漏出空气的系统,其特征在于所述盖包括一个弧形片。10.一种用于将从涡轮发动机的压缩机中的定子轮叶组件的高静压侧流向较低静压侧的漏出空气引导回所述压缩机的主工作流体流路中,从而防止所述定子轮叶的前缘受到所述重新导向的漏出空气的直接冲击的系统,所述系统包括 一个包括多个定子轮叶的定子轮叶组件,其中所述定子轮叶在圆周上间隔排列,且固定到所述发动机的固定外壳元件; 一个位于所述定子轮叶组件的径向内部的转子装置,其中所述转子装置和定子轮叶组件形成漏出气流通道,所述通道从位于所述定子轮...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·J·杜特卡V·S·P·查卢瓦迪
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:

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