[發(fā)明專利]用于燃?xì)廨啓C(jī)的排氣擴(kuò)壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980136039.3
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN102165144A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂埃里·皮福瑞;菲利普·克洛東;利伯圖·甘迪亞;賽巴斯蒂安·克洛阿雷克
• 申請（專利權(quán)）人: GE能量產(chǎn)品法國SNC公司
• 主分類號: F01D25/30
• 分類號: F01D25/30
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;武玉琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，并且具體涉及用于燃?xì)廨啓C(jī)的擴(kuò)壓器領(lǐng)域，所述擴(kuò)壓器安裝在渦輪與消音器之間，所述消音器處于所述燃?xì)廨啓C(jī)下游的排氣管道內(nèi)。

背景技術(shù)

來自燃?xì)廨啓C(jī)的氣體以非常高的速度脫離最后的膨脹階段。為了對渦輪排氣的噪聲進(jìn)行適合的處理，必須在所述氣體被排放至大氣中之前將所述氣體的速度顯著降低。

在渦輪中，轉(zhuǎn)子葉片將燃?xì)獾膭幽苻D(zhuǎn)化為熱機(jī)械能。渦輪靜子的歧管將已經(jīng)流過翼片之間的氣體匯集起來。這樣的歧管一般情況下具有圓形橫截面。過渡護(hù)套將渦輪靜子的歧管連接至消音器。

能夠減小氣體排氣噪聲的消音器通常被插裝在排氣管道上，所述排氣管道的截面為多邊形，例如為矩形并且優(yōu)選為正方形。因此，用于阻止噪聲傳播的擋板更易于設(shè)計(jì)并且具有平直的壁。另外，在穿過所述排氣管道橫截面的所述擋板之間流動的氣體的速度越均勻，消音器就越有效。

擴(kuò)壓器被插裝在渦輪與消音器之間，且擴(kuò)壓器能夠通過加寬當(dāng)所述氣體穿過所述管道(所述氣體是通過該管道從渦輪中排出的)截面時的流路來降低所述氣體的速度。因此，擴(kuò)壓器為氣流提供了從圓形截面的管道到多邊形截面的管道的過渡。

另外，在流路中所產(chǎn)生的壓降會影響燃?xì)廨啓C(jī)的整體性能。因此，使壓降最小化、特別是使擴(kuò)壓器中的壓降最小化是很重要的。

最后，所述護(hù)套的尺寸設(shè)計(jì)以及所述擴(kuò)壓用組件的尺寸設(shè)計(jì)具有顯著的經(jīng)濟(jì)影響(尤其對于大尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)而言)。具體地，非常需要的是軸向和/或徑向緊湊的擴(kuò)壓器。

專利申請EP0595692揭露了一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣擴(kuò)壓器，該擴(kuò)壓器提供了圓形管道與正方形管道之間的過渡。在該正方形截面的角附近布置有四個翅片，從而將排氣氣體朝著所述截面的角引導(dǎo)。所述翅片的上游端位于渦輪轉(zhuǎn)子的彈頭形頭部(bullet?nose)附近。某些燃?xì)廨啓C(jī)在最后一個渦輪轉(zhuǎn)子的出口側(cè)處的氣流輪廓是非集中的。另一方面，有些燃?xì)廨啓C(jī)的氣流輪廓可以集中于空氣管道的中心。在專利文獻(xiàn)EP0595692中提出的擴(kuò)壓器僅適用于如下氣流：該氣流具有圍繞著渦輪轉(zhuǎn)子彈頭形頭部的環(huán)形截面。也就是說，這樣的擴(kuò)壓器具有這樣的缺點(diǎn)：它不適用于將氣流集中于空氣管道中心的情況。

例如考慮了空間可用性等的一些渦輪不能與圍繞著渦輪轉(zhuǎn)子的擴(kuò)壓器結(jié)合。在這種情況下，來自渦輪的氣流在渦輪歧管的截面的中央處呈現(xiàn)出最大流速。也就是說，所述氣流沿著渦輪出口歧管的中心軸線而被集中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣擴(kuò)壓器，所述擴(kuò)壓器能夠使排氣管道內(nèi)的氣流均衡化并且能夠使消音器內(nèi)的熱氣體的流速降低而不產(chǎn)生過度的壓降。本發(fā)明的擴(kuò)壓器使得提高排氣管道內(nèi)的流速的均勻性成為可能。本發(fā)明的擴(kuò)壓器可與這樣的渦輪適配：在該渦輪中，氣流沿著該渦輪出口歧管的中心軸線而被集中。該渦輪與具有例如正方形等多邊形入口部的消音器相連接。

根據(jù)一個實(shí)施例，用于燃?xì)廨啓C(jī)的排氣擴(kuò)壓器包括管狀的過渡護(hù)套，所述過渡護(hù)套具有中心軸線、護(hù)套入口端和護(hù)套出口端，所述護(hù)套入口端具有圓形截面且將要被連接在渦輪的下游，所述護(hù)套出口端將要被連接在排氣管道的上游。所述護(hù)套出口端的橫截面具有多邊形總體形狀。

所述排氣擴(kuò)壓器還包括至少一個導(dǎo)流器，所述至少一個導(dǎo)流器被固定至所述過渡護(hù)套并且相對于所述護(hù)套入口端被定位成使得所述至少一個導(dǎo)流器能夠使一些進(jìn)入的氣流偏轉(zhuǎn)。

所述至少一個導(dǎo)流器包括管狀器壁，所述管狀器壁與所述中心軸線同軸并且朝著所述護(hù)套出口端是變寬的。所述管狀器壁在與所述護(hù)套入口端處于同一端的那一端處具有圓形的導(dǎo)流器入口部，而在另一端處具有呈多邊形總體形狀的導(dǎo)流器出口部。

所述導(dǎo)流器出口部具有多個角區(qū)域，并且這些角區(qū)域關(guān)于所述中心軸線的取向與所述護(hù)套出口端的多邊形截面的各角相對應(yīng)。

所述導(dǎo)流器為管狀并且與所述過渡護(hù)套的所述中心軸線同軸，這樣的事實(shí)使得所述排氣擴(kuò)壓器能夠與如下渦輪適配：在該渦輪中，氣流集中于該渦輪歧管的中心處。具體地，這些高速氣體中的至少一些進(jìn)入變寬的管狀形狀并且經(jīng)歷流量或流速的降低。

排氣氣體的氣流的至少另一部分在變寬的管狀形狀的外部周圍流動。所述導(dǎo)流器的入口部為圓形而出口部為多邊形。這就造成了氣流朝著所述過渡護(hù)套的角產(chǎn)生更大的偏轉(zhuǎn)。這使得所述消音器入口處的流速均衡化。

優(yōu)選地，所述至少一個導(dǎo)流器的所述導(dǎo)流器出口部的所述多邊形總體形狀的所述角區(qū)域是倒圓的。

根據(jù)一個實(shí)施例，所述至少一個導(dǎo)流器的所述管狀器壁包括孔的排列，這些孔穿透所述管狀器壁且位于所述至少一個導(dǎo)流器的所述導(dǎo)流器出口部的所述角區(qū)域附近。