CN104169544B - 用于燃气轮机发动机的压缩机入口歧管 - Google Patents

用于燃气轮机发动机的压缩机入口歧管 Download PDF

Info

Publication number
CN104169544B
CN104169544B CN201380014263.1A CN201380014263A CN104169544B CN 104169544 B CN104169544 B CN 104169544B CN 201380014263 A CN201380014263 A CN 201380014263A CN 104169544 B CN104169544 B CN 104169544B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compressor
wall
suction port
annular opening
dividing plate
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201380014263.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104169544A (zh
Inventor
J.L.罗德里格斯
J.W.奥布里安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN104169544A publication Critical patent/CN104169544A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104169544B publication Critical patent/CN104169544B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • 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
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • 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
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/40—Flow geometry or direction
    • F05D2210/43—Radial inlet and axial outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/126—Baffles or ribs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/51—Inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/10—Purpose of the control system to cope with, or avoid, compressor flow instabilities
    • F05D2270/101—Compressor surge or stall
    • F05D2270/102—Compressor surge or stall caused by working fluid flow velocity profile distortion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

公开了一种压缩机入口歧管，用于将空气从径向气流入口引导至燃气轮机发动机的压缩机的轴向压缩机入口中。压缩机入口歧管给压缩机提供扭曲减少的气流，这使得能够降低所需的设计喘振裕度，从而增加燃气轮机发动机效率。改进的气流具有减少的扭曲、湍流和不稳定性。压缩机入口歧管主体可具有从上游壁沿轴向向下游延伸的至少一个环形开口。进入压缩机入口歧管的气流可由流动改进突起中的一个或多个调节，流动改进突起相对于压缩机入口外壁、锥形内侧壁和隔板的不同方位径向向内延伸，隔板相对于与径向向内气流对准的轴线成锐角定位。

Description

用于燃气轮机发动机的压缩机入口歧管
技术领域
本发明总体上涉及涡轮发动机，更具体地说，涉及用于将空气引导至燃气轮机发动机的压缩机中的歧管。
背景技术
通常，燃气轮机发动机包括用于压缩空气的压缩机、用于混合压缩空气与燃料并点燃混合物的燃烧器以及用于生产动力的涡轮叶片组件。空气经由径向延伸的压缩机入口歧管朝向压缩机向内导引，径向延伸的压缩机入口歧管使空气沿轴向朝向压缩机改变方向。典型的压缩机入口歧管构造产生不稳定的气流进入压缩机中，这不利地影响压缩机和涡轮发动机的性能。在典型系统中，压缩机入口歧管的最靠近压缩机入口的一侧通常具有更多的质量流，而相对侧经受减少的气流。此外，典型的压缩机入口歧管具有在压缩机入口底部产生再循环和停滞空气的一些不稳定损失形式。因此，需要更有效的压缩机入口歧管。
发明内容
本发明涉及一种压缩机入口歧管，用于将空气从径向气流入口引导至燃气轮机发动机的压缩机的轴向压缩机入口中。该压缩机入口歧管可给压缩机提供扭曲(distortion)减少的气流，这使得所需的设计喘振裕度(design surge margin)降低，从而能够增加燃气轮机发动机效率。改进的气流具有减少的扭曲、湍流和不稳定性。压缩机入口歧管还可使压缩机入口流中的时间和空间不均匀性最小。压缩机入口歧管可包括压缩机入口歧管主体，压缩机入口歧管主体可附接到压缩机入口壳体，并具有从上游壁沿轴向向下游延伸的一个或多个环形开口。进入压缩机入口歧管、尤其进入环形开口的气流可经由流动改进突起(flow improvement projections)中的一个或多个调节，流动改进突起相对于压缩机入口外壁、锥形内侧壁和隔板(baffle)的不同方位(other aspects)径向向内延伸，隔板相对于与压缩机入口歧管中的径向向内气流对准的轴线成锐角定位。
压缩机入口歧管可包括压缩机入口歧管主体，压缩机入口歧管主体具有从压缩机入口歧管上游壁附近的位置沿轴向向下游延伸的一个或多个环形开口。压缩机入口歧管还可包括绕环形开口至少部分地延伸、附接到上游壁的压缩机入口外壁。压缩机气流入口可与径向气流入口和环形开口流体连通，其中，压缩机气流入口定位在环形开口的下游，环形开口定位在压缩机入口外壁的下游。
压缩机入口外壁可包括相对于压缩机入口外壁的不同方位径向向内延伸的流动改进突起。流动改进突起可由指向环形开口中心的尖头(cusp)形成。流动改进突起可由弯曲的第一和第二侧形成，其中，第一和第二侧所在的远点的横截面面积小于流动改进突起从其延伸的近侧基底的横截面面积。特别地，流动改进突起可由半径小于压缩机入口外壁的弯曲的第一和第二侧形成。在另一实施例中，流动改进突起可由线性的第一和第二侧形成，其中，第一和第二侧所在的远点的横截面面积小于流动改进突起从其延伸的近侧基底的横截面面积。在另一实施例中，改进突起可由朝向环形开口中心延伸的线性板形成。
流动改进突起可定位成与压缩机入口外壁的形成第一和第二径向外壁的相对两部分等距。在另一实施例中，流动改进突起可偏移成使流动改进突起更靠近形成压缩机入口外壁的一部分的第二径向外壁，而不是靠近形成压缩机入口外壁的一部分、与第二径向外壁相对的第一径向外壁。流动改进突起还可偏移成使流动改进突起更靠近第二径向外壁，而不是靠近环形开口。
压缩机入口外壁可具有许多不同构造来减少湍流。压缩机入口外壁可由第一和第二径向外壁形成，第一和第二径向外壁总体上彼此相对，并与外端壁联接在一起，其中，外端壁由单个弯曲侧形成。在另一实施例中，压缩机入口外壁可由第一和第二径向外壁形成，第一和第二径向外壁总体上彼此相对，并与外端壁联接在一起，其中，外端壁可由串联联接在一起的多个弯曲侧形成。压缩机入口外壁还可由第一和第二径向外壁形成，第一和第二径向外壁总体上彼此相对，并与在其间延伸的单个线性侧联接在一起。在另一实施例中，压缩机入口外壁可由第一和第二径向外壁形成，第一和第二径向外壁总体上彼此相对，并与外端壁联接在一起，其中，外端壁可由以钝角联接在一起的多个线性侧形成。多个线性侧可经由弯曲的过渡部分联接在一起，弯曲的过渡部分比形成外端壁的线性侧更小。流动改进突起可从外端壁的相对于第二径向外壁成钝角定位的线性侧延伸。
形成环形开口的内表面的至少一部分可由柱形侧壁形成。特别地，形成环形开口的内表面的至少一部分可由在下游定位处具有较小直径的锥形内侧壁形成。在一个实施例中，环形开口可由在下游定位处具有较小直径的第一锥形内侧壁和在下游定位处具有又一较小直径的第二锥形内侧壁形成，其中，第二锥形内侧壁比第一锥形内侧壁更陡。第二锥形内侧壁还可等于或小于第一锥形内侧壁。
环形开口可定位成与压缩机入口外壁的形成第一和第二径向外壁的相对两部分等距。在另一实施例中，环形开口可偏移成使环形开口更靠近形成压缩机入口外壁的一部分的第二径向外壁，而不是靠近形成压缩机入口外壁的一部分、与第二径向外壁相对的第一径向外壁。
在另一实施例中，环形开口可由下游内侧壁和径向向内且位于下游内侧壁上游的上游向内凹槽形成。下游内侧壁可以是锥形，横截面面积向下游增加。
压缩机入口歧管还可包括一个或多个隔板，一个或多个隔板沿径向定位在环形开口上游，使得隔板朝向环形开口径向向内延伸，并从环形开口径向向外成角度，使得隔板相对于与径向向内气流对准的轴线成锐角定位。隔板还可调节气流。隔板还可用作压缩机的隔离阀或截止阀。隔板可沿径向定位在环形开口的上游，由第一隔板和第二隔板形成，第二隔板关于轴线是第一隔板的镜像。隔板的长度可大于环形开口的开口宽度。隔板可具有大致线性的上游部分和大致线性且相对于上游部分成钝角定位的下游部分。隔板可在隔板后缘缩减，使得后缘的宽度小于隔板的中间部分的宽度。
在至少一个实施例中，压缩机入口歧管可包括多个隔板。多个隔板可形成两排，其中，每排可具有串联的多个隔板。隔板可枢转地定位在压缩机入口歧管主体内，使得隔板的位置可以改变。隔板的后缘可从环形开口径向向外终止。
在使用期间，空气流过径向气流入口，进入压缩机入口歧管。气流在压缩机入口歧管中受到调节。特别地，空气流过一个或多个隔板，隔板给气流方向施加朝向环形开口的径向向外矢量。空气还可接触压缩机入口外壁，其中，空气的方向由流动改进突起改变方向，使得空气朝向环形开口被进一步引导回。压缩机入口歧管可给压缩机提供湍流减少的气流，这使得能够减少所需的设计喘振裕度，从而增加燃气轮机发动机效率。改进的气流具有减少的扭曲、湍流和不稳定性。空气被排进轴向压缩机入口中。
下面更详细地描述这些和其它实施例。
附图说明
并入本说明书并作为本说明书一部分的附图示出当前公开的本发明的实施例，并与描述一起公开本发明的原理。
图1是具有压缩机入口歧管的燃气轮机发动机的部分横截面透视图。
图2是沿图1的剖面线2-2截取的具有根据本发明的特征的压缩机入口歧管的轴向横截面视图。
图3是图2所示压缩机入口歧管的侧视图。
图4是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的另一实施例的轴向横截面视图。
图5是图4所示压缩机入口歧管的侧视图。
图6是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的另一实施例的轴向横截面视图。
图7是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的又一实施例的轴向横截面视图。
图8是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的另一实施例的轴向横截面视图。
图9是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的还一实施例的轴向横截面视图。
图10是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的又一实施例的轴向横截面视图。
图11是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的还一实施例的轴向横截面视图。
图12是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的另一实施例的轴向横截面视图。
图13是沿图1的剖面线2-2截取的压缩机入口歧管的另一实施例的轴向横截面视图。
图14是图13所示压缩机入口歧管的侧视图。
图15是沿图1的剖面线2-2截取的具有比如多个隔板的特征的压缩机入口歧管的另一实施例的轴向横截面视图。
图16是具有锥形内侧壁的可变构造的图2所示压缩机入口歧管的侧视图。
图17是图2所示压缩机入口歧管的另一实施例的侧视图。
图18是图2所示压缩机入口歧管的又一实施例的侧视图。
图19是图2所示压缩机入口歧管的另一实施例的侧视图。
具体实施方式
如图1-19所示，本发明涉及一种压缩机入口歧管10，用于将空气从径向气流入口12引导至位于燃气轮机发动机的压缩机入口壳体17处的压缩机16的轴向压缩机气流入口14。压缩机入口歧管10可给压缩机16提供扭曲减少的气流，这使得能够降低设计喘振裕度，从而增加燃气轮机发动机效率。改进的气流具有减少的扭曲、湍流和不稳定性。压缩机入口歧管10还可使压缩机入口流中的时间和空间不均匀性最小。压缩机入口歧管10可包括压缩机入口歧管主体18，其具有从上游壁22沿轴向向下游延伸的一个或多个环形开口20。进入压缩机入口歧管10，尤其进入环形开口20中的气流可经由相对于压缩机入口外壁26、锥形内侧壁28和隔板30的不同方位径向向内延伸的流动改进突起24中的一个或多个进行调节，隔板30定位成相对于与压缩机入口歧管10中的径向向内气流对准的轴线32成锐角。
压缩机入口歧管10的压缩机入口外壁26可以至少部分绕环形开口20延伸。环形开口20的大小做成围绕涡轮发动机转子的一部分、轴承和相关部件(未示出)。压缩机入口外壁26可以弯曲，并且直径为约比如但并不限于环形开口20直径的两倍。压缩机入口外壁26可以与环形开口20同心，如图2、4、6、10、13和19所示。在其它实施例中，如图7、8、9、11、12和15所示，环形开口20可相对于第一和第二外壁64、66偏移。压缩机入口外壁26可定位在环形开口20的下游。
如图6和11所示，压缩机入口外壁26可由第一和第二径向外壁64、66形成，第一和第二径向外壁64、66总体上彼此相对，并与外端壁68联接在一起，其中外端壁68由单个弯曲侧形成。在另一实施例中，如图7和10所示，压缩机入口外壁26可由第一和第二径向外壁64、66形成，第一和和第二径向外壁64、66总体上彼此相对，并与外端壁68联接在一起，其中，外端壁68由串联联接在一起的多个弯曲侧70形成。在又一实施例中，如图9和12所示，压缩机入口外壁26可由第一和第二径向外壁64、66形成，第一和第二径向外壁64、66总体上彼此相对，并与外端壁68联接在一起，其中，外端壁68由以钝角联接在一起的多个线性侧72形成。如图7、8、9和12所示，多个线性侧72可经由弯曲的过渡部74联接在一起，弯曲的过渡部74小于形成外端壁68的线性侧72。
如图7所示，压缩机入口外壁26可由多个弯曲侧70形成，弯曲侧70从流动改进突起24的任一侧延伸。压缩机入口外壁26总体上形成半圆外壳。多个线性侧72将上部弯曲侧70连接到位于压缩机入口歧管主体18上侧76的第一径向外壁64。图7所示压缩机入口外壁26可包括三个线性侧72。
如图8所示，压缩机入口外壁26可由多个弯曲侧70形成，弯曲侧70从流动改进突起24的任一侧延伸。压缩机入口外壁26总体上形成半圆外壳。多个线性侧72将上部弯曲侧70连接到位于压缩机入口歧管主体18上侧76的第一径向外壁64。图7所示压缩机入口外壁26可包括两个线性侧72。线性侧72可通过弯曲的过渡部74联接在一起，通过弯曲的过渡部74联接到弯曲侧70。
如图9所示，压缩机入口外壁26可由多个线性侧72形成，线性侧72从流动改进突起24的任一侧延伸。压缩机入口外壁26总体上形成半圆外壳。线性侧72可以钝角联接在一起。压缩机入口外壁26可包括三个线性侧72。线性侧72中的一个或多个可通过弯曲的过渡部74联接在一起，通过弯曲的过渡部74联接到弯曲侧70。
如图12所示，压缩机入口外壁26可由多个线性侧72形成，线性侧72从流动改进突起24的任一侧延伸。线性侧72可以钝角联接在一起。压缩机入口外壁26可包括由弯曲侧70隔开的两个线性侧72。向外弯曲侧80产生从第二径向外壁66径向向外的凹陷82。向外弯曲侧可通过线性侧72联接到另一弯曲侧70。压缩机入口外壁26可包括总体上形成半圆外壳的三个弯曲侧70和两个线性侧72。
如图17所示，压缩机入口外壁26可由第一和第二径向外壁64、66以及在其间延伸的单个线性侧72形成。线性侧72可包括朝向环形开口20向内延伸的流动改进突起24。线性侧72可正交于第一和第二径向外壁64、66定位。
如图18所示，压缩机入口外壁26可由第一和第二径向外壁64、66以及在其间延伸的三个线性侧72形成。线性侧72中的两个可形成为压缩机入口外壁26的变形线性角部92。线性侧72可包括朝向环形开口20向内延伸的流动改进突起24。位于末端的线性侧72可正交于第一和第二径向外壁64、66定位。
压缩机入口歧管10还可包括与径向气流入口12和环形开口20流体连通的压缩机气流入口14。压缩机气流入口14可定位在压缩机入口歧管10的与压缩机入口外壁26相对的一侧。压缩机气流入口14可具有任何适合的构造。在至少一个实施例中，压缩机气流入口14的宽度可比环形开口20的直径更宽，并且可以是但并不限于约环形开口20直径的两倍。
压缩机入口外壁26可包括相对于压缩机入口外壁26的不同方位径向向内延伸的流动改进突起24。在一个实施例中，流动改进突起24可由指向环形开口20中心38的尖头35形成。如图2和19所示，流动改进突起24可由弯曲的第一和第二侧40、42形成。此外，如图19所示，流动改进突起24包括在第一和第二侧40、42之间延伸的线性表面96。在至少一个实施例中，线性表面96可总体上正交于轴线32。线性表面86可定位成紧临环形开口20。第一和第二侧40、42可以是彼此的镜像，如图7、8、9、11、12和15所示，或者可以不同地构造，如图2、4、6、10、13所示。流动改进突起24可由弯曲的第一和第二侧40、42形成，弯曲的第一和第二侧40、42的半径小于压缩机入口外壁26。第一和第二侧40、42形成尖头35的远点的横截面面积小于流动改进突起24从其延伸的近侧基底37。
在另一实施例中，如图4所示，流动改进突起24可由线性的第一和第二侧40、42形成。流动改进突起24的宽度可小于环形开口20的直径。流动改进突起24可从压缩机入口外壁26径向向内延伸一小于环形开口20直径的距离，在至少一个实施例中，延伸等于约环形开口20直径的一半的距离。第一和第二侧40、42形成尖头35的远点的横截面面积小于流动改进突起24从其延伸的近侧基底37。
如图6、9、11和12所示，流动改进突起24由朝向环形开口20中心38延伸的线性板形成。如图2、4、6、10、13和19所示，流动改进突起24可定位成与压缩机入口外壁26的形成第一和第二径向外壁64、66的相对两部分等距。在其它实施例中，如图7、8、9、11、12和15所示，流动改进突起24可偏移成使流动改进突起24更靠近形成一部分压缩机入口外壁26的第二径向外壁66，而不是靠近形成一部分压缩机入口外壁26、与第二径向外壁66相对的第一径向外壁64。流动改进突起24可偏移成使流动改进突起24更靠近第二径向外壁66，而不是靠近环形开口20。发动机中心线可从压缩机入口歧管10的中心线偏移。流动改进突起24可从外端壁68的相对于第二径向外壁66成钝角定位的线性侧72延伸。
如图3和5所示，环形开口20可部分或完全由柱形侧壁28形成。环形开口20还可部分或完全由锥形内侧壁28形成，锥形内侧壁28定位于下游处具有较小直径44。如图16所示，锥形内侧壁28可构造有不同形状，比如不同角位置。特别地，第一锥形内侧壁46可以比第二锥形内侧壁48更小，反之亦然。如图3的实施例所示，环形开口20可由在下游定位处具有较小直径44的第一锥形内侧壁46和在下游定位处具有较小直径44的第二锥形内侧壁48形成，其中，第二锥形内侧壁48可比第一锥形内侧壁46更陡。
如图2、4、6、10、13、17、18和19所示，环形开口20可定位成与压缩机入口外壁26的形成第一和第二径向外壁64、66的相对两部分等距。在其它实施例中，如图7、8、9、11、12和15所示，环形开口20可偏移成使环形开口20更靠近形成一部分压缩机入口外壁26的第二径向外壁66，而不是靠近形成一部分压缩机入口外壁26、与第二径向外壁66相对的第一径向外壁64。
如图14所示，环形开口20可由下游内侧壁84和径向向内且位于下游内侧壁84下游的上游向内凹槽86形成。下游内侧壁84可以是锥形的，横截面面积大小向下游增加。
如图2、10和15所示，一个或多个隔板30可沿径向定位在环形开口20的上游，使得隔板30朝向环形开口20径向向内延伸。隔板30可从环形开口20径向向外成角度，使得隔板30相对于与径向向内气流对准的轴线32成锐角定位。隔板30可沿径向定位在环形开口20的上游，并可包括第一隔板50和第二隔板52，第二隔板52关于轴线32是第一隔板50的镜像。隔板30可类似于具有前缘、后缘以及抽吸和压力侧的翼面成形。隔板30的长度可大于环形开口20的宽度。隔板30可包括大致线性的上游部分56和大致线性并相对于上游部分56成钝角定位的下游部分58。隔板30可在隔板30的后缘60处缩减，使得后缘60的宽度小于隔板30的中间部分62的宽度。如图10所示，隔板50、52的后缘78可关于环形开口20的最外方位径向向外延伸。
如图2、10和15所示，压缩机入口歧管可包括多个隔板30。如图15所示，多个隔板30可形成两排88，其中，每排88具有串联的多个隔板30。隔板30可枢转地定位在压缩机入口歧管主体18内，使得隔板30的位置可以改变，以将气流更改成进入环形开口20中。隔板30可以旋转，如图15的虚线所示，使得隔板的后缘60接触第一和第二径向外壁64、66，以限制气流。隔板30的后缘60可从环形开口20径向向外终止。
在使用期间，空气流过径向气流入口12，进入压缩机入口歧管10。气流在压缩机入口歧管10中受到调节。特别地，空气流过一个或多个隔板30，隔板30给气流方向施加朝向环形开口20的径向向外矢量。空气还可接触压缩机入口外壁26，其中，空气的方向通过流动改进突起24改变方向，使得空气朝向环形开口20被进一步引导回。压缩机入口歧管10可给压缩机16提供湍流减少的气流，这使得能够减少所需的设计喘振裕度，从而增加燃气轮机发动机效率。改进的气流具有减少的扭曲、湍流和不稳定性。空气被排进轴向压缩机入口14中。
前述内容提供用于说明、解释和描述本发明的实施例的目的。在不脱离本发明的范围或精神的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可对这些实施例进行修改和变更。

Claims (39)

1.一种压缩机入口歧管，用于将空气从径向气流入口引导至燃气轮机发动机的压缩机的轴向压缩机入口中，包括：
压缩机入口歧管主体，具有从上游壁沿轴向向下游延伸的至少一个环形开口；
压缩机入口外壁，绕所述至少一个环形开口至少部分地延伸；
压缩机气流入口，与所述径向气流入口和所述至少一个环形开口流体连通，其中，所述压缩机气流入口定位在所述至少一个环形开口的与所述压缩机入口外壁相对的一侧；
其中，所述至少一个环形开口偏移成使所述至少一个环形开口更靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、位于所述压缩机入口歧管主体的上侧的第一径向外壁，而不靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、与所述第一径向外壁相对的第二径向外壁；以及
其中，所述压缩机入口外壁包括流动改进突起，所述流动改进突起相对于所述压缩机入口外壁的不同方位径向向内延伸。
2.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起由朝向所述至少一个环形开口的中心延伸的线性板形成。
3.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起由指向所述至少一个环形开口的中心的尖头形成。
4.如权利要求3所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起由弯曲的第一侧和第二侧形成，其中，所述第一侧和第二侧所在的远点的横截面面积小于近侧基底的横截面面积，所述流动改进突起从所述近侧基底延伸。
5.如权利要求3所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起由弯曲的第一侧和第二侧形成，所述弯曲的第一侧和第二侧经由大致线性侧联接在一起。
6.如权利要求3所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起由线性的第一侧和第二侧形成，其中，所述第一侧和第二侧所在的远点的横截面面积小于近侧基底的横截面面积，所述流动改进突起从所述近侧基底延伸。
7.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起定位成与所述压缩机入口外壁的形成第一径向外壁和第二径向外壁的相对两部分等距。
8.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起偏移成使所述流动改进突起更靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分的第二径向外壁，而不靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、与所述第二径向外壁相对的第一径向外壁。
9.如权利要求8所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起偏移成使所述流动改进突起更靠近所述第二径向外壁，而不是靠近所述至少一个环形开口。
10.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起偏移成使所述流动改进突起更靠近所述第二径向外壁，而不是靠近所述至少一个环形开口。
11.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述压缩机入口外壁由第一径向外壁和第二径向外壁形成，所述第一径向外壁和第二径向外壁总体上彼此相对，并与外端壁联接在一起，其中，所述外端壁由单个弯曲侧形成。
12.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述压缩机入口外壁由第一径向外壁和第二径向外壁形成，所述第一径向外壁和第二径向外壁总体上彼此相对，并与外端壁联接在一起，其中，所述外端壁由串联联接在一起的多个弯曲侧形成。
13.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述压缩机入口外壁由第一径向外壁和第二径向外壁形成，所述第一径向外壁和第二径向外壁总体上彼此相对，并与在第一径向外壁和第二径向外壁之间延伸的单个线性侧联接在一起。
14.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述压缩机入口外壁由第一径向外壁和第二径向外壁形成，所述第一径向外壁和第二径向外壁总体上彼此相对，并与外端壁联接在一起，其中，所述外端壁由以钝角联接在一起的多个线性侧形成。
15.如权利要求14所述的压缩机入口歧管，其中，所述多个线性侧经由弯曲的过渡部分联接在一起，所述弯曲的过渡部分小于形成所述外端壁的线性侧。
16.如权利要求14所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起从所述外端壁的相对于所述第二径向外壁成锐角定位的线性侧延伸。
17.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，形成所述至少一个环形开口的内表面的至少一部分由柱形侧壁形成。
18.如权利要求17所述的压缩机入口歧管，其中，形成所述至少一个环形开口的内表面的至少一部分由在下游定位处具有较小直径的锥形内侧壁形成。
19.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，形成所述至少一个环形开口的内表面的至少一部分由在下游定位处具有较小直径的锥形内侧壁形成。
20.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个环形开口由在该至少一个环形开口下游定位处具有较小直径的第一锥形内侧壁，和在该至少一个环形开口下游定位处具有较小直径的第二锥形内侧壁形成，其中，所述第二锥形内侧壁比所述第一锥形内侧壁更陡。
21.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个环形开口由下游内侧壁和径向向内且位于所述下游内侧壁下游的上游向内凹槽形成。
22.如权利要求21所述的压缩机入口歧管，其中，所述下游内侧壁是锥形的，横截面面积向下游增加。
23.如权利要求1所述的压缩机入口歧管，还包括至少一个隔板，所述至少一个隔板沿径向定位在所述至少一个环形开口上游，使得所述隔板朝向所述至少一个环形开口径向向内延伸，并从所述至少一个环形开口径向向外成角度，使得所述至少一个隔板相对于与径向向内气流对准的轴线成锐角定位。
24.如权利要求23所述的压缩机入口歧管，其中，沿径向定位在所述至少一个环形开口上游的所述至少一个隔板包括第一隔板和第二隔板，所述第二隔板关于所述轴线是第一隔板的镜像。
25.如权利要求23所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板的长度大于所述至少一个环形开口的开口宽度。
26.如权利要求23所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板具有大致线性的上游部分和大致线性且相对于所述上游部分成钝角定位的下游部分。
27.如权利要求23所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板在所述至少一个隔板的后缘处缩减，使得所述后缘的宽度小于所述至少一个隔板的中间部分的宽度。
28.如权利要求23所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板包括多个隔板。
29.如权利要求28所述的压缩机入口歧管，其中，所述多个隔板形成两排，其中，每排具有串联的若干隔板。
30.如权利要求25所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板枢转地定位在所述压缩机入口歧管主体内，使得所述至少一个隔板的位置能够改变。
31.如权利要求23所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板的后缘从所述至少一个环形开口径向向外终止。
32.一种压缩机入口歧管，用于将空气从径向气流入口引导至燃气轮机发动机的压缩机的轴向压缩机入口中，包括：
压缩机入口歧管主体，具有从上游壁沿轴向向下游延伸的至少一个环形开口；
压缩机入口外壁，绕所述至少一个环形开口至少部分地延伸；
压缩机气流入口，与所述径向气流入口和所述至少一个环形开口流体连通，其中，所述压缩机气流入口定位在所述至少一个环形开口的与所述压缩机入口外壁相对的一侧；
其中，所述至少一个环形开口偏移成使所述至少一个环形开口更靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、位于所述压缩机入口歧管主体的上侧的第一径向外壁，而不靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、与所述第一径向外壁相对的第二径向外壁；
其中，所述压缩机入口外壁包括流动改进突起，所述流动改进突起相对于所述压缩机入口外壁的不同方位径向向内延伸；以及
其中，所述流动改进突起由半径小于所述压缩机入口外壁的弯曲的第一侧和第二侧形成。
33.如权利要求32所述的压缩机入口歧管，其中，所述流动改进突起由指向所述至少一个环形开口的中心的尖头形成。
34.如权利要求32所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个环形开口由在下游定位处具有较小直径的第一锥形内侧壁，和在该至少一个环形开口下游定位处具有较小直径的第二锥形内侧壁形成，其中，所述第二锥形内侧壁比所述第一锥形内侧壁更陡。
35.如权利要求34所述的压缩机入口歧管，还包括至少一个隔板，所述至少一个隔板沿径向定位在所述至少一个环形开口上游，使得所述隔板朝向所述至少一个环形开口径向向内延伸，并从所述至少一个环形开口径向向外成角度，使得所述至少一个隔板相对于与径向向内气流对准的轴线成锐角定位。
36.如权利要求35所述的压缩机入口歧管，其中，沿径向定位在所述至少一个环形开口上游的所述至少一个隔板包括第一隔板和第二隔板，所述第二隔板关于所述轴线是第一隔板的镜像。
37.如权利要求36所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个隔板的长度大于所述至少一个环形开口的开口宽度；其中，所述至少一个隔板具有大致线性的上游部分和大致线性且相对于所述上游部分成钝角定位的下游部分；以及其中，所述至少一个隔板在所述至少一个隔板的后缘处缩减，使得所述后缘的宽度小于所述至少一个隔板的中间部分的宽度。
38.一种压缩机入口歧管，用于将空气从径向气流入口引导至燃气轮机发动机的压缩机的轴向压缩机入口中，包括：
压缩机入口歧管主体，具有从上游壁沿轴向向下游延伸的至少一个环形开口；
压缩机入口外壁，绕所述至少一个环形开口至少部分地延伸；
压缩机气流入口，与所述径向气流入口和所述至少一个环形开口流体连通，其中，所述压缩机气流入口定位在所述至少一个环形开口的与所述压缩机入口外壁相对的一侧；
其中，所述至少一个环形开口偏移成使所述至少一个环形开口更靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、位于所述压缩机入口歧管主体的上侧的第一径向外壁，而不靠近形成所述压缩机入口外壁的一部分、与所述第一径向外壁相对的第二径向外壁；
其中，所述压缩机入口外壁包括流动改进突起，所述流动改进突起相对于所述压缩机入口外壁的不同方位径向向内延伸；
其中，所述流动改进突起由线性的第一侧和第二侧形成；以及
其中，所述至少一个环形开口由柱形侧壁形成。
39.如权利要求38所述的压缩机入口歧管，其中，所述至少一个环形开口由在下游定位处具有较小直径的锥形内侧壁形成。
CN201380014263.1A 2012-03-15 2013-02-21 用于燃气轮机发动机的压缩机入口歧管 Expired - Fee Related CN104169544B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/420,643 US9217369B2 (en) 2012-03-15 2012-03-15 Compressor inlet manifold for a gas turbine engine
US13/420,643 2012-03-15
PCT/US2013/027083 WO2013138040A1 (en) 2012-03-15 2013-02-21 Compressor inlet manifold for a gas turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104169544A CN104169544A (zh) 2014-11-26
CN104169544B true CN104169544B (zh) 2017-03-08

Family

ID=47901324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380014263.1A Expired - Fee Related CN104169544B (zh) 2012-03-15 2013-02-21 用于燃气轮机发动机的压缩机入口歧管

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9217369B2 (zh)
EP (1) EP2825747A1 (zh)
CN (1) CN104169544B (zh)
WO (1) WO2013138040A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK1377276T3 (da) * 2001-04-10 2012-01-02 Sun Pharma Advanced Res Co Ltd Beregning af puls-frigivelsessammensætning
FR3007798B1 (fr) * 2013-06-28 2024-07-26 Eurocopter France Plenum de turbomoteur, et aeronef
JP2017122390A (ja) * 2016-01-06 2017-07-13 三菱重工業株式会社 圧縮機
EP3284952B1 (en) * 2016-08-15 2020-09-23 Sulzer Management AG Inlet device for a vertical pump and an arrangement comprising such an inlet device
KR102209350B1 (ko) * 2019-08-23 2021-01-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
US11919654B2 (en) 2022-08-05 2024-03-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft intake duct with passively movable flow restrictor
US11808207B1 (en) * 2022-08-05 2023-11-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft intake duct with actively movable flow restrictor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3005618A (en) * 1957-07-23 1961-10-24 Walder Hermann Turbine casing
DE4326800A1 (de) * 1993-08-10 1995-02-16 Abb Management Ag Vorrichtung zur Einstellung einer stabilen Verdichterzuströmung aus dem Einlaufkasten in Gasturbingenanlagen
CN1277317A (zh) * 1999-06-14 2000-12-20 瓦特西拉Nsd施韦兹公司 大型柴油机增压器组
US7559742B2 (en) * 2004-05-06 2009-07-14 Hitachi Industries Co., Ltd. Inlet casing and suction passage structure

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0893691A (ja) * 1994-09-19 1996-04-09 Nissan Motor Co Ltd 遠心式圧縮機の可変入口案内翼
DE19819769C2 (de) 1998-05-04 2000-03-02 Siemens Ag Gasturbinenanlage
US7574867B2 (en) * 2003-04-02 2009-08-18 Tma Power, Llc Hybrid microturbine for generating electricity
DE102004036331A1 (de) 2004-07-27 2006-02-16 Man Turbo Ag Einströmgehäuse für axiale Strömungsmaschinen
WO2008036832A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Borg Warner Inc. Turbine housing with integrated ribs
US7625173B2 (en) 2006-12-11 2009-12-01 Hamilton Sundstrand Corporation Inlet plenum for gas turbine engine
RU2443880C2 (ru) 2007-03-09 2012-02-27 Ансальдо Энергия С.П.А. Воздухозаборник для компрессора газотурбинного двигателя
US20100172753A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 Frank Lin Compressor side inlet with improved aerodynamic performance and reduced manufacturing complexity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3005618A (en) * 1957-07-23 1961-10-24 Walder Hermann Turbine casing
DE4326800A1 (de) * 1993-08-10 1995-02-16 Abb Management Ag Vorrichtung zur Einstellung einer stabilen Verdichterzuströmung aus dem Einlaufkasten in Gasturbingenanlagen
CN1277317A (zh) * 1999-06-14 2000-12-20 瓦特西拉Nsd施韦兹公司 大型柴油机增压器组
US7559742B2 (en) * 2004-05-06 2009-07-14 Hitachi Industries Co., Ltd. Inlet casing and suction passage structure

Also Published As

Publication number Publication date
CN104169544A (zh) 2014-11-26
US20130243586A1 (en) 2013-09-19
EP2825747A1 (en) 2015-01-21
WO2013138040A1 (en) 2013-09-19
US9217369B2 (en) 2015-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104169544B (zh) 用于燃气轮机发动机的压缩机入口歧管
US20240159151A1 (en) Airfoil for a turbine engine
EP2987983B1 (en) Compressor for exhaust-gas turbo-supercharger
CN104421199B (zh) 功能非对称的双侧涡轮增压器叶轮和扩压器
JP6670760B2 (ja) 非対称デュアル渦巻きを通じる燃料節約及びｅｇｒ活用のためにパルスエネルギー分離を最適化するデュアル渦巻きターボチャージャ
US20130280060A1 (en) Compressor diffuser having vanes with variable cross-sections
CN104160115A (zh) 具有从压缩机到涡轮的改进的气流旋转的环管式燃气涡轮发动机的中段
CN205841322U (zh) 带有降噪功能的涡轮增压器压气机蜗壳
KR101950664B1 (ko) 내연기관의 와류 발생기
US11085311B2 (en) Turbocharger with twin-scroll turbine housing and twin vaned nozzle ring for directing exhaust gases from each scroll onto turbine wheel in interleaved fashion
KR20140099206A (ko) 축류 터빈 및 이를 포함하는 터보 과급기
US6651431B1 (en) Boosted internal combustion engines and air compressors used therein
EP2618057A1 (en) Micromixer of turbine system
CN105909562A (zh) 带有降噪功能的涡轮增压器压气机蜗壳
CN110160083B (zh) 气-气混合稳焰装置
KR20140099200A (ko) 축류 터빈 및 이를 포함하는 터보 과급기
EP2728144A2 (en) Recuperator for gas turbine engine
US11248488B2 (en) Method for making a twin-vaned nozzle ring assembly for a turbocharger with twin-scroll turbine housing for directing exhaust gases from each scroll onto turbine wheel in interleaved fashion
KR102612779B1 (ko) 배기 가스 터빈용 디퓨저 장치
CN202544933U (zh) 燃气导流蜗壳
US20080104956A1 (en) Turbocharger having inclined volutes
CN213066174U (zh) 一种换热器
EP3741960B1 (en) Method for making a twin-vaned nozzle ring assembly for a turbocharger
US9238992B2 (en) Exhaust system having a flow rotation element and method for operation of an exhaust system
CN114183284B (zh) 一种发动机中部导流进气管结构

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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170308

Termination date: 20200221

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee