CN101460707B - 用于能够沿轴向方向被主流穿流而过的流体机械的环形的流动通道 - Google Patents
用于能够沿轴向方向被主流穿流而过的流体机械的环形的流动通道 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101460707B CN101460707B CN2007800203983A CN200780020398A CN101460707B CN 101460707 B CN101460707 B CN 101460707B CN 2007800203983 A CN2007800203983 A CN 2007800203983A CN 200780020398 A CN200780020398 A CN 200780020398A CN 101460707 B CN101460707 B CN 101460707B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- flow
- flow channel
- current return
- return circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Abstract
本发明涉及一种用于流体机械的环形的流动通道(18),该流动通道(18)围绕着沿轴向方向延伸的机器轴线(2)同心地布置并且为导送主流(26)由横截面为圆形的分界壁(22、24)限定,其中,所述分界壁(22、24)具有多个在其圆周上分布的回流通路(46),通过所述回流通路(46)可以分别将可在提取位置(50)上从所述主流(26)分出的支流(49)在处于所述提取位置(50)上游的馈入位置(52)回输给所述主流(26),并且所述流动通道(18)具有叶片环的射线状地布置在该流动通道(18)中的叶身(32),所述叶身(32)的叶身尖端(42)相应地在形成缝隙的情况下与所述分界壁(22、24)对置,其中所述叶身(32)能够沿预先确定的旋转方向(U)沿着所述分界壁(22、24)的圆周运动。为了说明一种对喘振和流动中断不敏感的压缩机,在此提出,沿旋转方向(U)观察,每个回流通路的提取位置(50)处于相对应的馈入位置(52)之前。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于压缩机的流动通道,该流动通道围绕着沿轴向方向延伸的机器轴线同心地布置并且为轴向导引主流由横截面为圆形的分界壁限定,其中所述分界壁具有多个在其圆周上分布的回流通路,通过所述回流通路可以分别将可在提取位置上从所述主流分出的支流在处于所述提取位置的上游的馈入位置回输给所述主流,并且所述流动通道具有叶片环的射线状地布置在所述流动通道中的叶身,所述叶身的叶身尖端则相应地在形成缝隙的情况下与所述分界壁对置。
背景技术
燃气涡轮机及其作用原理是众所周知的。被燃气涡轮机的压缩机吸入的空气在该压缩机中被压缩并且而后在燃烧器中与燃料混合。接下来这种流入燃烧室中的混合物燃烧成热气,该热气随后流经连接在所述燃烧室后面的涡轮机并且同时由于其膨胀将所述燃气涡轮机的转子置于旋转之中。通过所述转子的旋转,除了所述压缩机之外也驱动连接在该转子上的发电机,该发电机则将所提供的机械能转化为电能。
不仅所述压缩机而且所述涡轮机都相应地由多个先后连接的级组成,所述级分别包括两个先后相随的由叶片构成的环。涡轮级包括由不可相对转动的导向叶片构成的导向叶片环和布置在该导向叶片环的下游的转子叶片环,相反,压缩机级则包括转子叶片环和布置在该转子叶片环的下游的导向叶片环;这一切均相应地沿穿流的介质的流动方向来观察。在单轴的燃气涡轮机上,所有转子叶片都固定地安装在共同的转子上。
串联布置的也就是说在轴向上先后相随的压缩机级由于与转子一同旋转的转子叶片将所吸入的空气从所述压缩机的入口朝压缩机出口的方向输送,其中空气在每个级(或者环)的内部得到增量的压力上升。在压缩机上总的压力上升是在每个级(或者所有的环)上所有增量的压力上升的总和。
在燃气涡轮机运行时,尤其在燃气涡轮机的压缩机运行时会以公知的方式出现这样的情况,即在接近于稳定界限时因误入流和上升的间隙涡流而扩大再循环(Rezirkulation)。由此会在压缩机内部在一个或多个叶身上出现流动中断,也就是说沿主流动方向的空气流动因压缩机级的一部分而停止,因为从转子传递给空气的能量不足以将空气输送穿过所述压缩机级并且产生相关的压缩机级的所必需的压力比。所述压力比是关于相应的级的入口压力在所述压缩机的相关的级上出现的压力升高。如果没有立即抵抗所述流动中断,那么该流动中断的进展会导致旋转失速(rotating stall)并且可能甚至导致整个穿过压缩机的空气流的方向倒转,这一点作为压缩机-喘振(Pumpen)是已知的。这种特别紧急的运行状态危害着叶片组并且阻止向燃烧室供给足够的压缩机空气,从而必定诊断出燃气涡轮机运行出现故障并且必须立即断开机器。
此外,在EP 0 719 907 A1中要克服所说明的问题,从该专利文件中公开了一种结构化的分界壁,该分界壁与转子叶片的尖端对置。壳体的这种结构化、所谓的“机匣处理结构(Casing Treatment)”用于为特定的状况积极地影响近缝隙的流动,在所述特定状况中在叶身上存在流动中断的危险。由于所述结构化,在低流动速度的区域中从主流中提取支流并且随后在提取位置的上游又输送给所述主流。在压缩机叶片的压力侧上在尖端区域中提取的空气被输送给相关的压缩机叶片的吸入侧的主流用于防止可能在那里出现的流动中断。导送所述支流的通道相应地相对于机器轴线或者说旋转轴线倾斜,从而-沿转子的旋转方向观察-所述提取位置处于馈入位置之后,在所述馈入位置上,被分出的支流被导回给近缝隙的主流。这一点是必要的,以便由于所述叶身的相对于旋转方向倾斜放置的尖端的安装角,所述支流可以超过所述叶身尖端从压力侧导送到吸入侧。由此,回流通道的纵向伸长基本上横向于所述叶片尖端侧的安装角的直线定向,也就是说近似平行于机器轴线定向。
一种类似的装置从EP 1 286 022 A1中得到公开。
前面提到的设计方案具有这样的缺点,即所述支流的流动导向不是最优的。
发明内容
本发明的任务是,提供压缩机的横截面为环形的流动通道,其“机匣处理结构”进一步改进压缩机的工作范围并且降低压缩机流动失速的倾向。
按照本发明,提供一种所述类型的适合于影响近缝隙的流动的用于优选被轴向穿流的流体机械的流动通道,其中-沿所述叶身的旋转方向观察-每个回流区域的提取位置处于相应的馈入位置前面。类似的情况适用于作为转子的一部分的里面的分界壁,该里面的分界壁相对于导向叶片的叶身的自由的端部运动。
利用本发明提出,所述回流区域的纵向伸长和所述叶身的尖端的安装角相对于机器轴线没有以较大的角度交叉并且由此横向于彼此延伸,而是回流通路的纵向伸长和所述叶身的安装角在尖端区域中相对于机器轴线几乎一致地倾斜,使得其可以近似平行地延伸。本发明以这样的认识为出发点,即所述支流的流入方向在所述叶身的旋转方向的相对系统中没有最佳地彼此协调。人们已经摆脱这样的想法,即所述通过回流区域为影响叶身的吸入侧的流动而提取的支流不必从其压力侧提取并且通过所研究的叶身的尖端来导引。由于所述-沿圆周方向观察-无尽的分界壁和所述布置在同样无尽的叶片环中的叶身,可以将所述支流从所述叶身中的一个叶身导送给沿旋转方向超前的叶身。对所述叶片环的所有叶身来说实用的是,由此可以通过每个相对于机器轴线合适倾斜的回流区域按照无尽的彼此排列的方式将两个紧邻的叶身的压力侧和吸入侧彼此相连接以影响吸入侧的叶身流动,用于在这个位置上更加有效地避免可能面临的流动中断。
由于每个回流区域相对于机器轴线倾斜,每个回流到主流中的支流在相应的馈入位置的区域中的流入速度和流入方向相对于现有技术得到了决定性的改进。这尤其适用于跨音速地被入流的叶身或者叶身的相对于机器轴线处于较大的半径上的区段。按本发明得到稳定的主流尤其近缝隙的主流的运动状态由此可以得到显著改进。此外,用所述支流的相对于机器轴线所选择的流入方向可以增强所述主流中的涡旋,这有利地影响所述压缩机的局部入流和效率。
在自由的导向叶片上可以获得相同的优点,所述导向叶片在径向外面得到固定的情况下以其自由的叶身尖端与布置在转子上的旋转的分界壁在形成间隙的情况下对置。在此按本发明的“机匣处理结构”设置在所述转子中并且相对于所述固定的导向叶片与转子一同运动。
通过这些按本发明的措施,以更微小的质量流量推延流动失速的开始,这扩大了如此配置的压缩机的工作范围。同样在这样的压缩机运行时更少出现可能危害运行的流动中断或者“喘振”。
有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。
按照本发明的一种有利的第一改进方案,所述回流通路的数目等于所述叶身的数目或者等于叶身的整数倍。由此可以沿圆周预先设定特别均匀地分布的“机匣处理结构”,以便可以在圆周的每个位置上均匀地影响来自在运行中从旁边快速经过的叶身的近缝隙的流动。
优选其中一个回流区域的提取位置与所述叶身中的一个叶身的尖端对置并且所述其中一个回流区域的所属的馈入位置处于所述分界壁的圆周的特定区域中,所述相对于其中一个叶身沿旋转方向超前的叶身的尖端处于该区域中。因此所述在叶身上提取的支流用于影响超前的相邻的叶身。由于该措施,相对于机器轴线设置程度较大的但也沿着和所述安装角相同的方向倾斜的回流区域,使得从中流出的支流可以有助于有利地影响在所述主流中出现的涡旋。
前面提到的措施特别有效,如果每个回流区域的提取位置和馈入位置如此分布在圆周上,从而在所述叶身沿分界壁运动的过程中在某个时刻其中一个叶身的压力侧壁-沿旋转方向看-直接布置在其中一个回流区域的提取位置之前并且相对于其中一个叶身超前的叶身的吸入侧壁直接布置在其中一个回流区域的馈入位置之后。
通常每个回流区域的提取位置布置在所述分界壁的特定区段中,该区段设置在与分界壁对置的叶身的流出棱边的上游。由此说明了一种特别有效的“机匣处理结构”。
在本发明的一种另外的设计方案中,每个回流区域的轴向的馈入位置布置在所述分界壁的特定区段中,该区段设置在与分界壁对置的叶身的前缘的上游。这特别有利地影响涡旋。
有利的是,所述回流区域至少部分地构造为回流通道,该回流通道在所述流动通道的分界壁内部延伸。在此,所述回流通路可以被薄片分开并且由此构造在圆周上分布的回流通道;但是它们也可以构造为加入所述分界壁的表面中的槽。优选可以如此构造在圆周上分布的薄片,从而实现所述叶身的前缘的最佳的流入。为此,所述薄片可以沿其纵向伸长比如构造为独特成型的导向元件或者说导向叶片,由此可以预料到进一步改进所述“机匣处理结构”的作用原理。尤其可以因此达到所述支流的可能更高的流出或者说流入速度,这一点甚至可以不依赖于所述“机匣处理结构”是否按本发明构成。出于强度原因和安装原因,所述薄片支承着所述分界壁的处于所述提取位置和馈入位置之间的轴向区段。
本发明的设计方案证明特别有利,在该设计方案中,在圆周上分布的回流区域在提取侧和/或馈入侧分别在沿圆周无限环绕的环形缝隙中开始或者说终止。如果要按照在圆周上分布的方式出现不规则地流入所述回流区中或者不规则地从所述回流区域中流出的现象,那么由此可以实现比如局部压力和流动条件的均匀化。在这种情况下,所述为确定回流通路的倾斜度而采用的位置应该分别在于所述圆周的特定区段中,相对于机器轴线倾斜的薄片在该区段中开始或者说终止。
附图说明
本发明的前面已说明的和其它的特征以及优点从实施方式的以下说明中变得更加清楚。其中:
图1是燃气涡轮机的部分纵剖面,
图2是压缩机的入口侧的横截面连同布置在外面的壳体壁中的“机匣处理结构”的示意图,
图3是按图2的“机匣处理结构”的从径向外面朝机器轴线的方向的俯视图,并且
图4是用于在图3中示出的装置的速度三角形。
具体实施方式
图1示出了燃气涡轮机1的部分纵剖面。它在内部具有围绕着机器轴线2旋转支承的转子3,该转子3也称为涡轮转子。沿着所述转子3先后布置吸进壳体4、压缩机5、具有多个彼此旋转对称地布置的燃烧器7的环面状的环形燃烧腔室6、涡轮机单元8和排烟室9。所述环形燃烧腔室6形成与环形的热气通道16相连接的燃烧室17。在那里四个先后连接的涡轮级10构成所述涡轮机单元8。每个涡轮级10比如由两个叶栅环构成。沿在所述环形燃烧腔室6中产生的热气11的流动方向看,在所述热气通道16中,由转子叶片15构成的转子叶片组14相应地跟随着导向叶片组13。导向叶片12固定在定子上,与此相反,转子叶片组14的转子叶片15则相应地借助于盘片19安装在所述转子3上。在所述转子3上连接了发电机或作功机械(未示出)。
图2示意示出了所述压缩机5的入口侧的端部20的横截面,在所述压缩机5中设置了锥形变细的流动通道18。该流动通道18在径向里面被转子侧的分界壁22所包围并且在径向外面被壳体侧的分界壁24所包围,所述分界壁分别关于所述机器轴线2同心地布置。沿所述主流26的主流动方向28观察,首先设置由能够围绕着径向方向R旋转的进口导向叶片30构成的环29,借助于所述进口导向叶片30可以按需要调节所述主流26的质量流量。在所述进口导向叶片30的下游示出了第一压缩机级的转子叶片环33的转子叶片31的固定在转子3上的叶身32。每个叶身32包括首先被所述主流26入流的前缘34以及后缘36,所述主流26在所述后缘36上离开所述叶身32。所述叶身32相应地由基本上凸出拱起的吸入侧的叶片壁体38和基本上凹入拱起的压力侧的叶片壁体40构成(图3)。所述转子叶片31的叶身32在一侧夹紧在转子3上,使得其叶身尖端42在形成缝隙的情况下与所述外面的分界壁24对置。
在所述转子叶片31的下游,属于第一压缩机级的由导向叶片43构成的环41固定在所述外面的分界壁24上。每个导向叶片43都是自由的,也就是说所述叶身32的与里面的分界壁22对置的尖端42没有固定在将所述转子3包围的紧固环上,而是也在形成缝隙的情况下与布置在转子3上的分界壁22对置。所述导向叶片43的叶身32相应地仅仅在径向外面单侧地夹紧在所述壳体上。
在所述外面的分界壁24的部分与所述转子叶片31的叶身尖端42对置的轴向区段中设置了“机匣处理结构”,该“机匣处理结构”包括多个在所述外面的分界壁24的圆周上均匀分布的、布置在所述外面的分界壁24内的回流通道48的形式的回流通路46。所述回流通路46作为替代方案也可以构造为在所述外面的分界壁24中铣入的槽。
所述在圆周上分布的回流通道48通过薄片54彼此分开。所述薄片54仅仅部分地在所述回流通路46的整个长度上延伸。由此实现这一点,即不仅在流入侧而且在提取侧分别提供在所述分界壁24中无尽环绕的环形缝隙53、55用于提取所述支流69并且用于将其导回到所述主流26中。
通过所述回流通路46可以在提取位置50上将支流49从所述主流26上分出,并且-相对于所述提取位置50和所述主流动方向28-在上游在馈入位置52中再度输送给所述主流26。
此外,图3示出了按剖切线III-III的俯视图。图2的相同的元件用相同的附图标记来表示。该俯视图示出了三个示意示出的转子叶片31’、31”、31”’及其所属的叶身32。所述叶身32相应地具有吸入侧的叶片壁体38和压力侧的叶片壁体40,所述叶片壁体38和叶片壁体40分别从入流侧的前缘34延伸到流出侧的后缘36。将所述前缘34与后缘36连接起来的直线56以安装角γ与所述机器轴线2相交。
通过第一环形缝隙53,所述支流49可以流入回流区域46中-也就是说从叶身平面中流出来。而后通过所述分界壁24反向于所述主流动方向28流动的支流49随后在流经所述回流通道48之后通过布置在所述前缘34的上游的第二环形缝隙55导回给所述主流26。
所述薄片54可以以在空气动力学方面优化的轮廓的形式构成,由此可以预料所述“机匣处理结构”的特别有效的作用方式。所述薄片54分别具有两个彼此对置的端部64、66。将所述薄片54中的一个薄片的端部64、66连接起来的直线68以和所述描绘出安装角γ的直线56相类似的方式方法相对于所述机器轴线2倾斜。这两条直线56、68围起一个最小角度,该角度小于30°。
因为所示出的实施方式设置了提取侧的和馈入侧的环形缝隙53、55,所以为确定所述回流通道48的倾斜度而采用的位置而后应该相应地在所述圆周的特定区段中,所述相对于机器轴线2倾斜的薄片54在该区段中开始或者说终止。
由于所述薄片54相对于机器轴线2较大的倾斜度-特征在于所述直线68-该直线以和所述安装角γ类似的方式延伸,使每个从所述回流通道48中流过的支流49如此转向,从而向该支流49施加一个流动分量,该流动分量与所述转子叶片31的旋转方向U相同指向。由此每个从所述主流26中提取的支流49-沿所述转子叶片31的旋转方向U观察-在一个相对于所述提取位置50超前的位置上导回给所述主流26。
比如用附图标记49”表示的支流从所述转子叶片31”的压力侧的叶片壁体40提取并且在所述转子叶片31’的相对于所述转子叶片31”超前布置的前缘34的前面的区域中被馈入。
图4示出了属于图3的速度三角形,在该速度三角形中,用u1来表示所述叶身32在尖端区域中的速度矢量,用c1来表示所述通过回流通道48输送给所述主流26的支流49的速度矢量,并且用w1来表示在所述叶身尖端42的区域中流向所述叶身32的主流26的速度矢量。从所述速度三角形中可以看出,每个支流49具有与所述旋转方向U相同指向的流动分量,而不是如在最接近的现有技术中一样具有相反指向的流动分量。由此所述主流26的涡旋得到积极地增强,由此在所述压缩机5的在即将出现喘振界限(Pumpgrenze)时进行的运行中与最接近的现有技术相比进一步迟延地出现所述吸入侧的流动的失速。这通过以下方式来实现,即从低流动速度的区域中在所述叶身尖端42的上方将所述主流26的一部分返回输送给所述转子叶片31的前缘34并且在那里优选以最大可能的速度吹入,这减少了引起所述喘振的堵塞。此外,导回到主流26中的支流49具有正的轴向的流动分量。因此在所述馈入位置52的区域中,所述支流49的流动方向至少部分转回到所述主流26的流动方向中。利用所提出的解决方案,所述支流49和主流26的流动导向尤其在部分负荷-运行过程中得到进一步改进,因为所述支流49的流入方向首次在所述转子叶片31的相对系统中如在图4中示出的一样得到考虑和改进。
此外,通过独特成型的沿纵向伸长类似于压缩机转子叶片或者说导向叶片31、43的叶身32按空气动力学拱起的薄片54可以不依赖于本发明通过所述外面的分界壁24或者说沿所述外面的分界壁24实现所述支流49的损失特别少的导向。
总之,用本发明提供具有“机匣处理结构”的在轴向上被穿流而过的压缩机5,该压缩机5对流动失速和“喘振”更不敏感,因为所述通过分界壁22、24导回的支流49的流入角在所述转子叶片31的相对系统中得到考虑和改进。此外,所述导引着支流49的通道48相对于所述旋转方向U倾斜,使得每个旋转的转子叶片31首先从所述提取口50旁边经过并且而后从所述馈入口52的旁边经过。
Claims (25)
1.用于流体机械的环形的流动通道(18),
该流动通道(18)围绕着沿轴向方向延伸的机器轴线(2)同心地布置并且为导送主流(26)由横截面为圆形的分界壁(22、24)限定,
其中,所述分界壁(22、24)具有多个在其圆周上分布的回流通路(46),通过所述回流通路(46)可以分别将可在提取位置(50)上从所述主流(26)分出的支流(49)在处于所述提取位置(50)的上游的馈入位置(52)回输给所述主流(26),并且
所述流动通道(18)具有叶片环的射线状地布置在该流动通道(18)中的叶身(32),所述叶身(32)的叶身尖端(42)相应地在形成缝隙的情况下与所述分界壁(22、24)对置,
其中,转子叶片的叶身(32)能够沿预先确定的旋转方向(U)沿着所述分界壁(22、24)的圆周进行运动或者
所述分界壁(22、24)能够沿预先确定的旋转方向(U)相对于所述叶片环(41)的导向叶片的叶身(32)进行运动,
其特征在于,
沿旋转方向(U)观察,每个回流通路(46)的提取位置(50)处于相对应的馈入位置(52)之前。
2.按权利要求1所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)的数目等于所述叶身(32)的数目或者等于所述叶身(32)的整数多倍。
3.按权利要求1或2所述的流动通道(18),其中,其中一个回流通路(46)的提取位置(50)与所述叶身(32)中的一个叶身的尖端(42)对置并且所述其中一个回流通路(46)的相对应的馈入位置(52)布置在所述分界壁(22、24)的圆周的相应区域中,沿旋转方向(U)超前于所述其中一个叶身(32)的叶身(32)的尖端(42)处于该区域中。
4.按权利要求3所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)的提取位置(50)和馈入位置(52)在圆周上分布,从而在所述叶身(32)沿分界壁(22、24)运动的过程中在某个时刻所述其中一个叶身(32)的压力侧壁(40)沿旋转方向(U)观察直接布置在所述其中一个回流通路(46)的提取位置(50)之前并且沿旋转方向(U)超前于所述其中一个叶身(32)的叶身(32)的吸入侧壁(38)直接布置在相对应的回流通路(46)的馈入位置(52)之后。
5.按权利要求1、2或4所述的流动通道(18),其中,在轴向上看每个回流通路(46)的提取位置(50)布置在所述分界壁(22、24)的特定区段中,该区段设置在与分界壁(22、24)对置的叶身(32)的后缘(36)的上游。
6.按权利要求3所述的流动通道(18),其中,在轴向上看每个回流通路(46)的提取位置(50)布置在所述分界壁(22、24)的特定区段中,该区段设置在与分界壁(22、24)对置的叶身(32)的后缘(36)的上游。
7.按权利要求1、2、4或6所述的流动通道(18),其中,在轴向上看每个回流通路(46)的馈入位置(52)布置在所述分界壁(22、24)的特定区段中,该区段设置在与分界壁(22、24)对置的叶身(32)的前缘(34)的上游。
8.按权利要求3所述的流动通道(18),其中,在轴向上看每个回流通路(46)的馈入位置(52)布置在所述分界壁(22、24)的特定区段中,该区段设置在与分界壁(22、24)对置的叶身(32)的前缘(34)的上游。
9.按权利要求5所述的流动通道(18),其中,在轴向上看每个回流通路(46)的馈入位置(52)布置在所述分界壁(22、24)的特定区段中,该区段设置在与分界壁(22、24)对置的叶身(32)的前缘(34)的上游。
10.按权利要求1、2、4、6、8或9所述的流动通道(18),其中,回流通路(46)在所述馈入位置(52)的区域中汇入所述流动通道(18)中,使得由此回流的支流(49)具有与所述主流(26)相同指向的轴向的流动分量。
11.按权利要求3所述的流动通道(18),其中,回流通路(46)在所述馈入位置(52)的区域中汇入所述流动通道(18)中,使得由此回流的支流(49)具有与所述主流(26)相同指向的轴向的流动分量。
12.按权利要求5所述的流动通道(18),其中,回流通路(46)在所述馈入位置(52)的区域中汇入所述流动通道(18)中,使得由此回流的支流(49)具有与所述主流(26)相同指向的轴向的流动分量。
13.按权利要求7所述的流动通道(18),其中,回流通路(46)在所述馈入位置(52)的区域中汇入所述流动通道(18)中,使得由此回流的支流(49)具有与所述主流(26)相同指向的轴向的流动分量。
14.按权利要求1、2、4、6、8、9、11、12或13所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)至少部分地构造为回流通道(48)。
15.按权利要求3所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)至少部分地构造为回流通道(48)。
16.按权利要求5所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)至少部分地构造为回流通道(48)。
17.按权利要求7所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)至少部分地构造为回流通道(48)。
18.按权利要求10所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)至少部分地构造为回流通道(48)。
19.按权利要求14所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)被薄片(54)分开。
20.按权利要求15到18中任一项所述的流动通道(18),其中,所述回流通路(46)被薄片(54)分开。
21.按权利要求19所述的流动通道(18),其中,所述薄片(54)沿其纵向伸长按空气动力学成型。
22.按权利要求20所述的流动通道(18),其中,所述薄片(54)沿其纵向伸长按空气动力学成型。
23.按权利要求19、21或22所述的流动通道(18),其中,所述回流(49)的提取和/或所述回流(49)到所述主流(26)中的馈入分别在环形缝隙(53、55)中进行。
24.按权利要求20所述的流动通道(18),其中,所述回流(49)的提取和/或所述回流(49)到所述主流(26)中的馈入分别在环形缝隙(53、55)中进行。
25.具有按权利要求1到24中任一项所述的流动通道(18)的压缩机(5)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP06011528A EP1862641A1 (de) | 2006-06-02 | 2006-06-02 | Ringförmiger Strömungskanal für eine in Axialrichtung von einem Hauptstrom durchströmbare Strömungsmaschine |
EP06011528.4 | 2006-06-02 | ||
PCT/EP2007/055183 WO2007141160A1 (de) | 2006-06-02 | 2007-05-29 | Ringförmiger strömungskanal für eine in axialrichtung von einem hauptstrom durchströmbare strömungsmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101460707A CN101460707A (zh) | 2009-06-17 |
CN101460707B true CN101460707B (zh) | 2011-10-19 |
Family
ID=37493300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007800203983A Active CN101460707B (zh) | 2006-06-02 | 2007-05-29 | 用于能够沿轴向方向被主流穿流而过的流体机械的环形的流动通道 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8066471B2 (zh) |
EP (2) | EP1862641A1 (zh) |
JP (1) | JP5064494B2 (zh) |
KR (1) | KR101071532B1 (zh) |
CN (1) | CN101460707B (zh) |
CA (1) | CA2653836C (zh) |
ES (1) | ES2399292T3 (zh) |
MX (1) | MX2008015297A (zh) |
PL (1) | PL2024606T3 (zh) |
RU (1) | RU2397373C1 (zh) |
WO (1) | WO2007141160A1 (zh) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004055439A1 (de) * | 2004-11-17 | 2006-05-24 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Strömungsarbeitsmaschine mit dynamischer Strömungsbeeinflussung |
DE102007037924A1 (de) * | 2007-08-10 | 2009-02-12 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Strömungsarbeitsmaschine mit Ringkanalwandausnehmung |
DE102008011644A1 (de) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Gehäusestrukturierung für Axialverdichter im Nabenbereich |
JP5055179B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2012-10-24 | 三菱重工業株式会社 | 軸流式圧縮機のケーシング |
FR2931886B1 (fr) * | 2008-05-29 | 2011-10-14 | Snecma | Collecteur d'air dans une turbomachine. |
DE102008031982A1 (de) * | 2008-07-07 | 2010-01-14 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Strömungsarbeitsmaschine mit Nut an einem Laufspalt eines Schaufelendes |
DE102008037154A1 (de) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Strömungsarbeitsmaschine |
DE102008052372A1 (de) * | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verdichter |
FR2940374B1 (fr) * | 2008-12-23 | 2015-02-20 | Snecma | Carter de compresseur a cavites optimisees. |
WO2011099417A1 (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | 株式会社Ihi | 非対称自己循環ケーシングトリートメントを有する遠心圧縮機 |
WO2011099416A1 (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | 株式会社Ihi | 非対称自己循環ケーシングトリートメントを有する遠心圧縮機 |
EP2535597B1 (en) * | 2010-02-09 | 2018-06-20 | IHI Corporation | Centrifugal compressor using an asymmetric self-recirculating casing treatment |
US9816522B2 (en) | 2010-02-09 | 2017-11-14 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor having an asymmetric self-recirculating casing treatment |
US8540482B2 (en) | 2010-06-07 | 2013-09-24 | United Technologies Corporation | Rotor assembly for gas turbine engine |
US9115594B2 (en) * | 2010-12-28 | 2015-08-25 | Rolls-Royce Corporation | Compressor casing treatment for gas turbine engine |
FR2976634B1 (fr) * | 2011-06-14 | 2013-07-05 | Snecma | Element de turbomachine |
WO2013064674A2 (de) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | Duerr Cyplan Ltd. | Strömungsmaschine |
KR101467210B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2014-12-02 | 두산중공업 주식회사 | 가스터빈용 압축기의 유동 안정화 구조 |
JP2016118165A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 株式会社Ihi | 軸流機械およびジェットエンジン |
US9932985B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-04-03 | Honeywell International Inc. | Gas turbine engine compressors having optimized stall enhancement feature configurations and methods for the production thereof |
BE1023215B1 (fr) * | 2015-06-18 | 2016-12-21 | Techspace Aero S.A. | Carter a injecteurs de vortex pour compresseur de turbomachine axiale |
DE102015111462B3 (de) * | 2015-07-15 | 2016-09-22 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Verdichter mit Rückströmkanal und verstellbaren Vorleitschaufeln |
CN106837879B (zh) * | 2017-03-31 | 2023-07-04 | 台州瑞晶机电有限公司 | 一种具有弧形缝的压缩机机匣及其回流引导方法 |
GB201719665D0 (en) * | 2017-11-27 | 2018-01-10 | Univ Leicester | A flow assembly for an axial turbomachine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4086022A (en) * | 1975-09-25 | 1978-04-25 | Rolls-Royce Limited | Gas turbine engine with improved compressor casing for permitting higher air flow and pressure ratios before surge |
US5137419A (en) * | 1984-06-19 | 1992-08-11 | Rolls-Royce Plc | Axial flow compressor surge margin improvement |
US5474417A (en) * | 1994-12-29 | 1995-12-12 | United Technologies Corporation | Cast casing treatment for compressor blades |
US5762470A (en) * | 1993-03-11 | 1998-06-09 | Central Institute Of Aviation Motors (Ciam) | Anti-stall tip treatment means |
EP1286022A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | United Technologies Corporation | Casing treatment for compressors |
CN1514110A (zh) * | 2003-07-16 | 2004-07-21 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任 | 一种燃气轮机用高效压气机 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5951104A (ja) | 1982-09-17 | 1984-03-24 | Hitachi Ltd | タ−ビン段落の内部構造 |
JPS63183204A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 軸流回転装置の失速防止構造 |
DE59202211D1 (de) | 1991-08-08 | 1995-06-22 | Asea Brown Boveri | Deckblatt für axialdurchströmte Turbine. |
JP3004474B2 (ja) * | 1992-06-12 | 2000-01-31 | 三菱重工業株式会社 | 軸流回転機械 |
DE59710621D1 (de) * | 1997-09-19 | 2003-09-25 | Alstom Switzerland Ltd | Vorrichtung zur Spaltdichtung |
JP2002250205A (ja) | 2001-02-21 | 2002-09-06 | Hitachi Ltd | 蒸気タービンの水滴除去構造 |
-
2006
- 2006-06-02 EP EP06011528A patent/EP1862641A1/de not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-05-29 EP EP07729605A patent/EP2024606B1/de active Active
- 2007-05-29 CA CA2653836A patent/CA2653836C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-29 US US12/227,928 patent/US8066471B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-29 CN CN2007800203983A patent/CN101460707B/zh active Active
- 2007-05-29 ES ES07729605T patent/ES2399292T3/es active Active
- 2007-05-29 KR KR1020097000009A patent/KR101071532B1/ko active IP Right Grant
- 2007-05-29 RU RU2008152083/06A patent/RU2397373C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-05-29 JP JP2009512575A patent/JP5064494B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-29 PL PL07729605T patent/PL2024606T3/pl unknown
- 2007-05-29 MX MX2008015297A patent/MX2008015297A/es active IP Right Grant
- 2007-05-29 WO PCT/EP2007/055183 patent/WO2007141160A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4086022A (en) * | 1975-09-25 | 1978-04-25 | Rolls-Royce Limited | Gas turbine engine with improved compressor casing for permitting higher air flow and pressure ratios before surge |
US5137419A (en) * | 1984-06-19 | 1992-08-11 | Rolls-Royce Plc | Axial flow compressor surge margin improvement |
US5762470A (en) * | 1993-03-11 | 1998-06-09 | Central Institute Of Aviation Motors (Ciam) | Anti-stall tip treatment means |
US5474417A (en) * | 1994-12-29 | 1995-12-12 | United Technologies Corporation | Cast casing treatment for compressor blades |
EP1286022A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | United Technologies Corporation | Casing treatment for compressors |
CN1514110A (zh) * | 2003-07-16 | 2004-07-21 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任 | 一种燃气轮机用高效压气机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2653836A1 (en) | 2007-12-13 |
ES2399292T3 (es) | 2013-03-27 |
RU2397373C1 (ru) | 2010-08-20 |
EP2024606A1 (de) | 2009-02-18 |
CN101460707A (zh) | 2009-06-17 |
JP5064494B2 (ja) | 2012-10-31 |
RU2008152083A (ru) | 2010-07-20 |
US20090290974A1 (en) | 2009-11-26 |
EP2024606B1 (de) | 2012-12-12 |
MX2008015297A (es) | 2008-12-12 |
US8066471B2 (en) | 2011-11-29 |
KR20090018704A (ko) | 2009-02-20 |
CA2653836C (en) | 2011-03-22 |
EP1862641A1 (de) | 2007-12-05 |
JP2009539015A (ja) | 2009-11-12 |
KR101071532B1 (ko) | 2011-10-10 |
PL2024606T3 (pl) | 2013-05-31 |
WO2007141160A1 (de) | 2007-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101460707B (zh) | 用于能够沿轴向方向被主流穿流而过的流体机械的环形的流动通道 | |
RU2628135C2 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
JP6067095B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
US8257022B2 (en) | Fluid flow machine featuring a groove on a running gap of a blade end | |
US8382422B2 (en) | Fluid flow machine | |
RU2519009C2 (ru) | Стравливатель воздуха, имеющий инерциальный фильтр в тандемном роторе компрессора | |
US8371811B2 (en) | System and method for improving flow in pumping systems | |
CN105339673B (zh) | 具有带旋流发生器的入口导管的离心压缩机 | |
CN104154045A (zh) | 具有用于喘振控制的壳体处理的离心压缩机 | |
JP2003514194A (ja) | 軸流ファン | |
CN103742450B (zh) | 一种具有马蹄形扩压通道的叶片式扩压器 | |
CA2949699A1 (en) | Venturi effect endwall treatment | |
US10539154B2 (en) | Compressor end-wall treatment having a bent profile | |
CN104428509A (zh) | 离心压缩机 | |
RU2631181C2 (ru) | Газотурбинный двигатель с радиальным диффузором и укороченной средней частью | |
CN103154437B (zh) | 燃气涡轮机环形扩散器 | |
CN1646790A (zh) | 用于涡轮压缩机的循环结构 | |
CN103775135B (zh) | 燃气涡轮和用于这样的燃气涡轮的涡轮叶片 | |
CN112334665B (zh) | 用于制冷系统的混流式压缩机构造 | |
US20160153360A1 (en) | Compressor end-wall treatment with multiple flow axes | |
CN110418896A (zh) | 回引级和径流式涡轮流体能量机械 | |
JP6169007B2 (ja) | 動翼、及び軸流回転機械 | |
CN102196961A (zh) | 高效率的涡轮 | |
CN110778532B (zh) | 用于涡轮发动机压气机的气隙翅片 | |
JP5922685B2 (ja) | 排気タービン装置、過給機および排気エネルギー回収装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220407 Address after: Munich, Germany Patentee after: Siemens energy global Corp. Address before: Munich, Germany Patentee before: SIEMENS AG |