用于渦輪機(jī)的靜子葉片及合成射流的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型一般地關(guān)于渦輪機(jī)，并且更具體地針對(duì)用于增加渦輪機(jī)(諸如壓縮機(jī)） 的操作范圍的合成射流。
【背景技術(shù)】
[0002] 渦輪機(jī)，諸如離心式氣體壓縮機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常使用靜子葉片使穿過渦輪 機(jī)的氣體(諸如空氣）導(dǎo)向。靜子葉片通常經(jīng)機(jī)械致動(dòng)以修正氣體的流向。
[0003] 氣體的流向也可在未機(jī)械致動(dòng)并旋轉(zhuǎn)靜子葉片的情況下修正。B.Smith的美國(guó)專 利No. 7, 967, 258公開了一種用于使用合成脈動(dòng)器在表面上主動(dòng)操縱流體流動(dòng)的系統(tǒng)和 方法。合成脈動(dòng)器產(chǎn)生可操作用來操縱鄰近合成脈動(dòng)器的主要流體流動(dòng)的脈沖射流。合成 脈動(dòng)器包括位于周圍壓力室內(nèi)的合成射流致動(dòng)器，其中合成射流致動(dòng)器可操作用來產(chǎn)生振 蕩流。合成射流的振蕩流產(chǎn)生可操作用來操縱主要流體流動(dòng)的脈沖射流。然后，這些合成 脈動(dòng)器可經(jīng)主動(dòng)操縱用來控制管道中的（ducted)流體流動(dòng)的流動(dòng)特性，影響在流體流動(dòng)內(nèi) 的流動(dòng)場(chǎng)渦流的起點(diǎn)和軌道，并且減少在主要流體流動(dòng)中的流動(dòng)分離。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種用于渦輪機(jī)的靜子葉片及合成射流，旨在解決由發(fā)明者發(fā) 現(xiàn)的或在本領(lǐng)域中已知的問題中的一個(gè)或多個(gè)。
[0005] 本實(shí)用新型針對(duì)提供一種用于增加渦輪機(jī)(諸如壓縮機(jī)）的操作范圍的合成射流。 在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于渦輪機(jī)的合成射流。渦輪機(jī)包括具有流體流界面表面的 流體流界面結(jié)構(gòu)。合成射流包括圓盤、后部腔和射流腔。圓盤包括圓柱形圓盤和涂層。圓 柱形圓盤包括圓柱形狀和從40. 8毫米到41. 2毫米的直徑。涂層位于圓柱形圓盤的每一側(cè) 上。涂層為壓電式陶瓷材料。后部腔位于流體流界面結(jié)構(gòu)中。射流腔位于流體流界面結(jié)構(gòu) 中，并且具有在圓盤的諧振頻率的百分之二十以內(nèi)的亥姆霍茲頻率。射流腔包括前部腔、腔 通道和射流通道。前部腔鄰接后部腔。前部腔通過圓盤與后部腔分離。腔通道從前部腔朝 向流體流界面表面延伸。射流通道從流體流界面表面延伸到腔通道。射流通道與前部腔流 動(dòng)連通。
[0006] 所述圓盤的所述諧振頻率為從1150赫茲到1250赫茲。
[0007] 所述射流腔的所述亥姆霍茲頻率在所述諧振頻率的200赫茲以內(nèi)，在所述圓柱形 圓盤的每一側(cè)上的所述涂層包括從28. 0毫米到28. 4毫米的第二直徑和從0. 1778毫米到 0. 2032毫米的厚度
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于渦輪機(jī)的靜子葉片。靜子葉片包括翼面和位 于翼面內(nèi)的合成射流。翼面包括前緣、后緣和在前緣與后緣之間延伸的流體流界面表面。合 成射流包括后部腔和射流腔。射流腔包括鄰接后部腔的前部腔和從流體流界面表面朝向前 部腔延伸的射流通道。射流通道與前部腔流動(dòng)連通。合成射流也包括位于后部腔與前部腔 之間的圓盤。圓盤包括具有圓柱形狀的圓柱形圓盤和在圓柱形圓盤的每一側(cè)上的涂層。涂 層為壓電式陶瓷材料。
[0009] 所述射流腔經(jīng)配置具有在所述圓盤的諧振頻率的200赫茲以內(nèi)的亥姆霍茲頻率。
[0010] 所述圓盤的所述諧振頻率為從1150赫茲到1250赫茲。
[0011] 所述流體流界面表面在所述翼面的壓力側(cè)上。
[0012] 所述射流通道位于鄰近所述后緣，并且經(jīng)配置垂直于所述流體流界面表面注射流 體。
[0013] 所述射流腔包括從4. 11cm3到4. 47cm3的靜態(tài)體積。
[0014] 所述翼面包括：
[0015] 包括所述前緣、所述后緣和所述射流腔的第一主體部分；以及
[0016] 包括所述流體流界面表面的一部分和所述后部腔的第二主體部分，所述第二主體 部分附連到所述第一主體部分，從而將所述圓盤固定在所述后部腔與所述前部腔之間。
[0017] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案減少了流動(dòng)分離或防止了流動(dòng)分離發(fā)生，并且能夠增大渦 輪機(jī)的操作范圍。
【附圖說明】
[0018] 圖1為示例性合成射流的剖視圖。
[0019] 圖2為用于圖1的合成射流的圓盤的俯視圖。
[0020] 圖3為圖2的圓盤的側(cè)視圖。
[0021] 圖4為包括圖1的合成射流的翼面組件的分解圖。
[0022] 圖5為圖4的翼面組件的剖視圖。
[0023] 圖6為包括圖1的合成射流可選實(shí)施例的渦輪機(jī)低稠度翼面板的俯視圖。
[0024] 圖7為圖6的低稠度翼面板的分解圖。
[0025] 圖8為圖6的低稠度翼面板的剖視圖。
[0026] 圖9為尚心式氣體壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 在此公開的系統(tǒng)和方法包括一種設(shè)置在渦輪機(jī)的流體流界面結(jié)構(gòu)(諸如翼面）內(nèi) 的合成射流，其中渦輪機(jī)的流體流界面結(jié)構(gòu)傳送轉(zhuǎn)子和流體之間的能量。在實(shí)施例中，合成 射流包括后部腔和射流腔，其中圓盤設(shè)置在射流腔中。射流腔包括經(jīng)配置將次級(jí)氣流引導(dǎo) 到主要?dú)饬鲀?nèi)的射流通道。當(dāng)合成射流經(jīng)配置垂直于流體流界面表面注射次級(jí)氣流時(shí)，合 成射流可用于使主要?dú)饬鞯牧鲃?dòng)轉(zhuǎn)向。當(dāng)合成射流經(jīng)配置相對(duì)于流體流界面表面以切線方 向注射次級(jí)氣流時(shí)，合成射流可用于減少或防止沿著流體流界面表面的流動(dòng)分離。
[0028] 圖1為示例性合成射流10的剖視圖。如圖1所示，合成射流10位于流體流界面 結(jié)構(gòu)50 (諸如渦輪機(jī)的擴(kuò)散器壁、翼面等）內(nèi)。渦輪機(jī)可以為離心式氣體壓縮機(jī)、燃?xì)鉁u輪 發(fā)動(dòng)機(jī)等。一般地，流體流界面結(jié)構(gòu)50包括流體流界面表面55,諸如擴(kuò)散表面、翼面的壓力 側(cè)表面或翼面的吸入側(cè)表面。流體流界面表面55可經(jīng)配置改變和修正流體流(諸如氣體流 體流）的方向。
[0029] 合成射流10包括腔30和圓盤20。在所示的實(shí)施例中，腔30位于鄰近流體流界面 表面55的流體流界面結(jié)構(gòu)50中。在其他實(shí)施例中，腔30位于流體流界面結(jié)構(gòu)50的鄰接 壁或部分內(nèi)。一般地，腔30的尺寸設(shè)定為適合圓盤20,并且