專(zhuān)利名稱(chēng)：燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的制作方法
燃?xì)鉂?rùn)輪機(jī)系統(tǒng)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，且更確切地說(shuō)，涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分。通常，在燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)中，從末級(jí)壓縮機(jī)提取槳葉供應(yīng)次級(jí)冷卻氣流，并且將該氣流徑向向內(nèi)引導(dǎo)通過(guò)凹槽、葉輪或壓縮機(jī)輪之間的間隙。該氣流流向這些輪的中心孔。在從凹槽過(guò)渡到中心孔的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生旋渦渦流，因此，中心孔內(nèi)及其附近發(fā)生不合需要的較高壓降。較為有利的是，氣流旋渦減少，因而與之相關(guān)的壓降減少。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其包括壓縮機(jī)部分、燃燒室部分以及渦輪部分。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括第一輪和第二輪，所述第二輪具有軸向延伸穿過(guò)所述第二輪的中心孔，其中所述第一輪和所述第二輪彼此相對(duì)鄰近。還包括設(shè)置在所述第一輪與所述第二輪之間的間隙，其中氣流在所述間隙內(nèi)徑向向內(nèi)導(dǎo)向所述第二輪的所述中心孔。所述壓縮機(jī)部分進(jìn)一步包括氣流操縱裝置，其設(shè)置在所述間隙內(nèi)并且至少部分延伸到所述中心孔中，其中所述氣流操縱裝置包括軸向延伸到所述中心孔中的至少一個(gè)槽。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分包括前輪。還包括后輪，所述后輪具有軸向延伸穿過(guò)所述后輪的中心孔，以及構(gòu)成至少一個(gè)葉輪槽的多個(gè)葉輪。進(jìn)一步包括設(shè)置在所述前輪與所述后輪之間的腔。還進(jìn)一步包括導(dǎo)風(fēng)板，所述導(dǎo)風(fēng)板具有至少一片輪葉，所述至少一片輪葉從所述腔的附近延伸到所述后輪的所述中心孔的內(nèi)部區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分包括前輪和后輪。還包括設(shè)置在所述前輪與所述后輪之間的氣流操縱裝置，其中所述氣流操縱裝置包括延伸到所述后輪的軸向中心孔中的多片輪葉，并且其中所述氣流操縱裝置有效連接到所述前輪或所述后輪。通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn) 行的說(shuō)明可以更加清楚地了解這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征。


本專(zhuān)利申請(qǐng)文件中的權(quán)利要求書(shū)特別指出并明確主張了本發(fā)明。通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:圖1為燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分的區(qū)域的透視圖；圖2為設(shè)置在壓縮機(jī)部分的后輪內(nèi)的空氣操縱裝置的透視圖；圖3為空氣操縱裝置的后方透視圖；圖4為空氣操縱裝置的側(cè)視透視圖；圖5為設(shè)置在前輪與后輪之間的空氣操縱裝置的正視截面圖；圖6為平穩(wěn)氣流過(guò)渡到后輪的中心孔中的示意圖；圖7為旋渦氣流過(guò)渡到后輪的中心孔中的示意圖；圖8為附接到前輪的空氣操縱裝置的一項(xiàng)實(shí)施例的透視圖；以及圖9為附接到前輪的空氣操縱裝置的另一實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施方式
通過(guò)參考附圖以實(shí)例方式解釋本發(fā)明的各實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
具體實(shí)施例方式參考圖1和圖2，燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)部分12，該壓縮機(jī)部分包括多個(gè)輪，用于使氣流加速通過(guò)燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)并進(jìn)入燃燒室部分(未圖示)。氣流經(jīng)過(guò)的最后兩個(gè)輪分別稱(chēng)為前輪18和后輪20。在常見(jiàn)的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)部分12可包括多個(gè)輪，所述多個(gè)輪包括兩個(gè)后輪，從而使前輪18對(duì)應(yīng)于倒數(shù)第二個(gè)輪，且后輪20對(duì)應(yīng)于最后的輪。不管設(shè)置在壓縮機(jī)部分12內(nèi)的輪的確切數(shù)目如何，所參考的輪都是相對(duì)于壓縮機(jī)部分12的最后兩個(gè)輪而言的。前輪18和后輪20設(shè)置在壓縮機(jī)部分12內(nèi)，使得這兩個(gè)輪之間形成軸向間隙22，其中間隙22從 外部徑向位置24徑向向內(nèi)延伸，該外部徑向位置大體對(duì)應(yīng)于輪18、20中的至少一個(gè)輪的外直徑26。間隙22經(jīng)配置以允許氣流從外部徑向位置24流向中心軸28，該中心軸軸向延伸穿過(guò)后輪20的中心孔30。氣流穿過(guò)中心孔30，并且流向含有多個(gè)渦輪機(jī)輪的渦輪部分。盡管上述描述涉及設(shè)置在壓縮機(jī)部分12內(nèi)的前輪18和后輪20，但應(yīng)理解，所提及的輪可設(shè)置在燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)10中的任何地方，包括但不限于渦輪部分16。后輪包括構(gòu)成至少一個(gè)葉輪槽34的多個(gè)葉輪32。葉輪槽34的數(shù)目依據(jù)的是存在多少葉輪32，其中每個(gè)葉輪槽34由鄰近的成對(duì)葉輪32構(gòu)成。葉輪槽34從外部徑向位置24附近的位置徑向向內(nèi)朝中心孔30延伸，并且可采用彎曲配置，如由葉輪32的幾何形狀所界定。通常，葉輪槽34將延伸到中心孔30的入口 35附近的位置。每個(gè)葉輪32軸向向前或向上游延伸，以與前輪18直接接觸或緊密接觸。在葉輪32直接接觸或鄰接前輪18的情況下，氣流僅徑向向內(nèi)傳輸穿過(guò)葉輪槽34?，F(xiàn)參考圖3和圖4，氣流操縱裝置36具有底座部分38和輪葉部分40，并設(shè)置在前輪18與后輪20之間。底座部分38大體成圓形，具有外底座直徑42，但可以想到使用其他幾何形狀。底座部分38設(shè)置成與前輪18直接鄰接或緊密接觸。輪葉部分40包括至少一片，通常多片輪葉44，所述輪葉從底座部分38軸向向后延伸到中心孔30中。隨著輪葉44軸向向后延伸到中心孔30中，輪葉44也可徑向向內(nèi)延伸。輪葉44對(duì)準(zhǔn)，使得輪葉44的一部分設(shè)置在葉輪槽34內(nèi)，從而迫使葉輪槽34的延伸部分直接進(jìn)入中心孔30中。具體而言，輪葉44形成多個(gè)輪葉槽46，所述多個(gè)輪葉槽用作葉輪槽34的延伸部分，使得徑向向內(nèi)急流穿過(guò)葉輪槽34的氣流平穩(wěn)過(guò)渡到輪葉槽46中，并且因此流入中心孔30中?；蛘?，輪葉44可進(jìn)行調(diào)整，使得輪葉44延伸到各區(qū)域，包括向上或向內(nèi)延伸到葉輪槽34。參考圖5到圖7，圖示了氣流操縱裝置36的作用，具體而言，輪葉槽46的作用。通過(guò)輪葉44與葉輪槽34的相互作用，使向內(nèi)朝中心孔30急流的氣流能平穩(wěn)偏轉(zhuǎn)和過(guò)渡。這與在未將輪葉44延伸到中心孔30中的系統(tǒng)(圖7)中轉(zhuǎn)變?yōu)樾郎u渦流48的氣流形成對(duì)比。這種旋渦氣流減少有利地減少了氣流在流到中心孔30中時(shí)發(fā)生的壓降?，F(xiàn)參考圖8和圖9，可采用多種方式促使氣流操縱裝置36附接到壓縮機(jī)部分12。如上所述，應(yīng)了解，所提及的氣流操縱裝置36以及相關(guān)輪18、20可設(shè)置在渦輪部分16中，而非設(shè)置在壓縮機(jī)部分12中。第一實(shí)施例包括螺紋緊固件50，該螺紋緊固件從氣流操縱裝置36的底座部分38向后延伸。前輪18包括對(duì)應(yīng)的螺紋部分52，所述螺紋部分配置成以配對(duì)方式接納螺紋緊固件50，從而接納氣流操縱裝置36。另一實(shí)施例包括中心孔徑54，所述中心孔徑軸向延伸穿過(guò)整個(gè)氣流操縱裝置36，并且經(jīng)過(guò)大小調(diào)整以在其中接納機(jī)械緊固件56，例如，螺柱。機(jī)械緊固件56包括后法蘭58，用于在后部位置處接合氣流操縱裝置36中接近中心孔徑54的區(qū)域。另外，機(jī)械緊固件56的前部包括螺紋部分，用于以配對(duì)方式接合前輪18的對(duì)應(yīng)螺紋部分52。上述實(shí)施例僅為促進(jìn)附接氣流操縱裝置36的示例性結(jié)構(gòu)，并且可以想到使用若干其他緊固件。例如，甚至可將底座部分38壓配合或過(guò)盈配合到前輪18中，以將氣流操縱裝置36固定在適當(dāng)位置。盡管僅結(jié)合有限數(shù)目的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于所揭示的此類(lèi)實(shí)施例。相反，本發(fā)明可經(jīng)修改以涵蓋之前并未描述、但與本發(fā)明的精神和范圍相符合的任意數(shù)目的變化、更改、替換或等效布置。此外，盡管已描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，但應(yīng)理解，本發(fā)明的各方面可僅包括所述實(shí)施例中的一些實(shí)施例。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為受前述說(shuō)明限制，·而是僅受所附權(quán)利要求書(shū)的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其具有壓縮機(jī)部分、燃燒室部分以及渦輪部分，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括: 第一輪； 第二輪，其具有軸向延伸穿過(guò)所述第二輪的中心孔，其中所述第一輪和所述第二輪彼此相對(duì)鄰近； 設(shè)置在所述第一輪與所述第二輪之間的間隙，其中氣流在所述間隙內(nèi)被徑向向內(nèi)導(dǎo)向所述第二輪的所述中心孔；以及 氣流操縱裝置，其設(shè)置在所述間隙內(nèi)并且至少部分延伸到所述中心孔中，其中所述氣流操縱裝置包括軸向延伸到所述中心孔中的至少一片輪葉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述第二輪軸向定位在所述第一輪的后部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述第一輪和所述第二輪中的至少一個(gè)輪包括界定多個(gè)葉輪槽的多片葉輪葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，所述氣流操縱裝置包括: 具有外直徑的底座部分；以及 包括多片輪葉的輪葉部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述多片輪葉從所述底座部分的所述外直徑附近徑向向內(nèi)且軸向向后延伸到所述中心孔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述多片輪葉中的至少一片輪葉以可調(diào)整的方式向上或向內(nèi)延伸到所述多個(gè)葉輪槽中的一個(gè)葉輪槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述氣流操縱裝置可操作地連接到所述第一輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述氣流操縱裝置直接固定到所述第一輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述氣流操縱裝置由機(jī)械緊固件間接連接到所述第一輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述第一輪和所述第二輪設(shè)置在所述壓縮機(jī)部分內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)，其中所述第一輪和所述第二輪設(shè)置在所述渦輪部分內(nèi)。
12.—種燃?xì)鉂?rùn)輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分,其包括: 前輪； 后輪，其具有軸向延伸穿過(guò)所述后輪的中心孔，其中所述前輪和所述后輪中的至少一個(gè)輪包括界定至少一個(gè)葉輪槽的多個(gè)葉輪； 設(shè)置在所述前輪與所述后輪之間的腔；以及 導(dǎo)風(fēng)板，其具有至少一片輪葉，所述至少一片輪葉從所述腔的附近延伸到所述后輪的所述中心孔的內(nèi)部區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述導(dǎo)風(fēng)板包括: 具有外直徑的底座部分；以及包括多片輪葉的輪葉部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述多片輪葉從所述底座部分的所述外直徑附近徑向向內(nèi)且軸向向后延伸到所述中心孔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述至少一片輪葉以可調(diào)整的方式向上或向內(nèi)延伸到所述至少一個(gè)葉輪槽。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述導(dǎo)風(fēng)板直接固定到所述前輪。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述導(dǎo)風(fēng)板由機(jī)械緊固件間接連接到所述前輪。
18.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其包括: 前輪； 后輪；以及 設(shè)置在所述前輪與所述后輪之間的氣流操縱裝置，其中所述氣流操縱裝置包括延伸到所述后輪的軸向中心孔中的多片輪葉，并且其中所述氣流操縱裝置有效連接到所述前輪和所述后輪中的至少一個(gè)輪。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述前輪和所述后輪中的至少一個(gè)輪包括界定多個(gè)葉輪槽的多片葉輪葉片。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的壓縮機(jī)部分，其中所述氣流操縱裝置包括: 具有外直徑的底座部分；以及 輪葉部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及并公開(kāi)一種燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)部分、燃燒室部分以及渦輪部分，其中所述壓縮機(jī)部分包括第一輪和第二輪，所述第二輪具有軸向延伸穿過(guò)所述第二輪的中心孔，并且其中所述第一輪和所述第二輪彼此相對(duì)鄰近。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述第一輪與所述第二輪之間的間隙，其中在或不在徑向延伸的葉輪的幫助下，氣流在所述間隙內(nèi)被徑向向內(nèi)導(dǎo)向所述第二輪的所述中心孔。所述壓縮機(jī)部分進(jìn)一步包括設(shè)置在所述間隙內(nèi)的氣流操縱裝置，所述氣流操縱裝置包括至少一片或多片輪葉，所述輪葉可在徑向上開(kāi)始，但至少部分延伸到所述中心孔中。
文檔編號(hào)F02C3/04GK103244269SQ20131004283
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者S.B.曼, S.D.德奧哈, V.薩亞納拉亞納 申請(qǐng)人:通用電氣公司