[發明專利]用于對燃氣渦輪發動機的排氣部分進行冷卻和清除的系統

有效

• 申請號: 201210070681.X
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102678334A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: D·M·約翰遜;R·I·加內斯庫;S·帕卡拉;P·E·科貝克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/12
• 分類號: F02C7/12;F02C7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

背景技術

本發明涉及燃氣渦輪機技術，尤其涉及一種用于對燃氣渦輪發動的機排氣部分進行冷卻和清除的系統。

背景技術

燃氣渦輪發動機燃燒燃料與壓縮空氣的混合物，以產生熱燃燒氣體，從而驅動渦輪機葉片旋轉。渦輪機葉片旋轉造成由軸承支撐的軸旋轉。軸旋轉以及熱燃燒氣體通過渦輪機排氣部分排出可使在軸承和其他排氣部分零部件中產生大量的熱。但不幸的是，在未對排氣部分進行充分冷卻的情況下，所產生的熱可對渦輪機零部件造成損壞。

發明內容

本說明書概述了本發明的最初范圍內的某些實施例。這些實施例的目的并不在于限制本發明的范圍，而僅在于概述本發明的可能的形式。實際上，本發明可能包括與下述實施例的形式類似或不同的各種形式。

在第一實施例中，一種系統包括配置成提供雙向氣流的渦輪機排氣支柱(turbine?exhaust?strut)。所述渦輪機排氣支柱包括第一部分，其具有第一流道，所述第一流道配置成使流體沿著第一方向在渦輪機排氣部分的內排氣壁與外排氣壁之間流動；以及第二部分，其具有第二流道，所述第二流道配置成使所述流體沿著第二方向在所述渦輪機排氣部分的所述內排氣壁與所述外排氣壁之間流動。此外，所述第一方向與所述第二方向彼此相反。

所述渦輪機排氣支柱的所述第一部分包括具有所述第一流道的內部主體，且所述渦輪機排氣支柱的所述第二部分包括具有所述第二流道的外部主體，其中所述外部主體圍繞所述內部主體。所述第一流向為從所述外排氣壁到所述內排氣壁的方向，且所述第二流向為從所述內排氣壁到所述外排氣壁的方向；或者，所述第一流向為從所述內排氣壁到所述外排氣壁的方向，且所述第二流向為從所述外排氣壁到所述內排氣壁的方向。所述內部主體包括與所述第一流道分開的第三流道，且所述第三流道配置成使所述流體沿著所述第一方向或所述第二方向進行流動。所述外部主體包括與所述第二流道分開的第四流道，且所述第四流道配置成使所述流體沿著所述第一方向或所述第二方向進行流動。

所述內部主體包括承載結構支撐件，且所述外部主體不承受負載。所述第一流道配置成使所述流體流入設于所述內排氣壁與旋轉軸之間的第一腔，且所述第二流道配置成使所述流體從所述第一腔流到位于所述外排氣壁與所述渦輪機排氣部分的外殼之間的第二腔。所述系統包括所述渦輪機排氣部分，所述渦輪機排氣部分具有所述內排氣壁、所述外排氣壁，以及所述外殼。所述第一腔包括軸承組件、潤滑通道，或以上兩者的組合。所述內排氣壁或所述外排氣壁包括多個開口，所述開口配置成使所述流體流入所述排氣流路。所述多個開口中的每個開口均包括可拆卸的插入物。所述系統包括單個鼓風機，其配置成使所述流體通過所述第一流道和所述第二流道進行循環。

在第二實施例中，一種系統包括渦輪機排氣部分，所述渦輪機排氣部分包括：排氣流路；外部結構，其具有沿著排氣流路設置的外排氣壁；內部結構，其具有沿著排氣流路設置的內排氣壁；和設置于內排氣壁與渦輪機旋轉軸之間的內腔；軸承組件，其設置于內腔中；潤滑道，其設置于內腔中；支柱，其在外部結構與內部結構之間延伸，其中所述支柱具有配置成使流體流過內腔的第一流道。

所述內腔包括沿著所述軸承組件設置的第一腔部分、沿著所述潤滑通道設置的第二腔部分，及第三腔部分設置成沿著所述內部結構的下游端部分。所述系統包括設置于所述第一腔與所述第三腔之間的第一擋板，以及設置于所述第二腔與所述第三腔之間的第二擋板。所述外部結構包括外殼，以及設置于所述外排氣壁與所述外殼之間的外腔，且所述支柱包括配置成使所述流體從所述內腔流到所述外腔的第二流道。

在第三實施例中，一種系統包括渦輪部分和連接到渦輪部分的排氣部分。所述排氣部分包括：排氣流路；外部結構，其具有沿著排氣流路設置的外排氣壁，外殼，以及設置于外排氣壁與外殼之間的外腔；內部結構，其具有沿著排氣流道設置的內排氣壁和設置于內排氣壁與渦輪機旋轉軸之間的內腔；第一流道，其配置成使流體流過內腔；以及第二流道，其配置成使所述流體從內腔流向外腔。

所述系統包括在所述內部結構與所述外部結構之間延伸的支柱，其中所述支柱包括所述第一流道和所述第二流道。所述系統包括具有所述第一流道的第一支柱，以及具有所述第二流道的第二支柱。

附圖說明

參照附圖來閱讀以下具體實施方式后，可更好地理解本發明的這些和其他特征、方面和優點，在附圖中，類似的符號代表所有附圖中類似的部分，其中：

圖1是可采用排氣部分冷卻的燃氣渦輪發動機的一項實施例的示意流程圖；