[发明专利]具有用于控制流体动态的凹槽的旋转机械

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及旋转机械，并且更具体而言，涉及涡轮和压缩机，其具有围绕转子布置的叶片或围绕定子布置的静叶。

背景技术

涡轮发动机从流体流获取能量，并且将能量转变成可用的功。例如，燃气涡轮发动机使燃料-空气混合物燃烧以便产生热的燃烧气体，该热的燃烧气体然后流过涡轮叶片以驱动转子。令人遗憾的是，旋转的涡轮叶片产生尾波和头波，这些尾波和头波可激励燃气涡轮发动机中的结构。例如，尾波和头波可引起热燃烧气体的通路中的静叶、喷嘴、翼型件和其它结构的振动、过早磨损和损坏。此外，尾波和头波的周期特性可造成燃气涡轮发动机中的共振行为，从而在燃气涡轮发动机中产生振幅越来越大的振荡。

发明内容

下面概述了在范围上与原始要求权利保护的发明相当的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利保护的本发明的范围，相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括与下文所述的实施例相似或不同的多种形式。

在第一实施例中，一种系统包括旋转机械，该旋转机械包括定子、构造成用以相对于定子旋转的转子、沿着定子或转子的圆周布置的多个轴向凹槽、沿着圆周布置的多个叶片区段，其中，该多个叶片区段中的每个叶片区段包括联接到安装基部上的叶片，该安装基部被支撑在该多个轴向凹槽的相应轴向凹槽中，并且该多个叶片围绕圆周具有非均匀的叶片间隔。

在第二实施例中，一种系统包括旋转机械，该旋转机械包括围绕旋转轴线沿周向布置的多个第一轴向支座、围绕旋转轴线沿周向布置的多个第二轴向支座，其中，每个第一轴向支座在沿着旋转轴线的轴向方向上与相应的第二轴向支座联接，并且多个叶片联接到该多个第二轴向支座上，其中，该多个叶片沿周向围绕旋转轴线具有非均匀的叶片间隔。

在第三实施例中，一种系统包括涡轮机械，该涡轮机械包括定子、构造成用以相对于定子旋转的转子、沿着转子的圆周布置的多个轴向凹槽，以及联接到该多个轴向凹槽上的多个叶片，其中，该多个叶片布置在转子与定子之间的流体流通路中，并且该多个叶片沿着圆周具有非均匀的叶片间隔。

附图说明

当参照附图来阅读下述详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更容易理解，所有附图中的相似标号表示相似的部件，在附图中：

图1为穿过纵轴线截取的图1的燃气涡轮发动机的一个实施例的截面图；

图2为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图；

图3为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图；

图4为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图；

图5为三个转子的一个实施例的透视图，其中每个转子具有不同的非均匀间隔的叶片；

图6为在叶片之间带有不同大小的间隔物的转子的一个实施例的正视图的一部分；

图7为在叶片之间带有不同大小的间隔物的转子的一个实施例的顶视图；

图8为在叶片之间带有不同大小的间隔物的转子的一个实施例的顶视图；

图9为具有T形几何形状的叶片的一个实施例的正视图；

图10为转子的一个实施例的正视图的一部分，其中叶片具有不同大小的基部；

图11为转子的一个实施例的顶视图，其中叶片具有不同大小的基部；

图12为转子的一个实施例的顶视图，其中叶片具有不同大小的基部；

图13为在静叶之间带有不同大小的间隔物的定子的一个实施例的正视图的一部分；

图14为定子的一个实施例的正视图的一部分，其中静叶具有不同大小的基部；

图15为带有非均匀间隔的凹槽的转子的一个实施例的正视图的一部分；

图16为带有非均匀间隔的轴向凹槽的转子的一个实施例的透视图的一部分；

图17为带有非均匀间隔的凹槽的定子的一个实施例的正视图的一部分；

图18为带有非均匀间隔的叶片的转子的一个实施例的正视图的一部分，其中在轴向凹槽中带有均匀间隔的叶片基部；

图19为带有非均匀间隔的静叶的定子的一个实施例的正视图的一部分，其中在轴向凹槽中带有均匀间隔的静叶基部；

图20为叶片区段的一个实施例的正视图，其中叶片居中于叶片基部上；

图21为叶片区段的一个实施例的正视图，其中叶片偏移至叶片基部中心的左边；

图22为叶片区段的一个实施例的正视图，其中叶片偏移至叶片基部中心的右边；