[發明專利]具有內部流道的渦輪排氣區段結構

有效

• 申請號: 201210368930.3
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103032116A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: R.SV.卡西霍特拉;P.E.科貝;S.帕卡拉;R.I.丹斯庫;D.M.約翰森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/30
• 分類號: F01D25/30;F01D25/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本文公開的主題涉及燃氣渦輪冷卻，并且更具體而言，涉及排氣區段冷卻。

背景技術

燃氣渦輪發動機燃燒燃料和壓縮空氣的混合物，以產生熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體驅動渦輪葉片旋轉。渦輪葉片的旋轉使軸承所支撐的軸旋轉。軸的旋轉在軸承中產生大量的熱，并且通過渦輪排氣區段而離開的熱的燃燒氣體將熱傳遞到渦輪排氣區段構件。可惜的是，在渦輪排氣區段中沒有充分冷卻的情況下，這個熱可對渦輪構件造成損害。

發明內容

下面對在范圍方面與原本聲明的發明相當的某些實施例進行概述。這些實施例不意圖限制聲明的發明的范圍，而是相反，這些實施例僅意圖提供本發明的可能形式的簡要概述。實際上，本發明可包括可能類似于或異于下面闡述的實施例的多種形式。

在第一實施例中，一種系統包括渦輪排氣區段。該渦輪排氣區段包括排氣流徑。渦輪排氣區段還包括外部結構，外部結構具有外殼、沿著排氣流徑設置的外部排氣壁，以及設置在外部排氣壁和外殼之間的外部腔體。渦輪排氣區段進一步包括內部結構，內部結構具有沿著排氣流徑設置的內部排氣壁、設置在內部排氣壁和內殼之間的內部腔體，以及設置在內殼和軸承殼體之間的軸承腔體。另外，渦輪排氣區段包括在外部結構和內部結構之間延伸的支柱。支柱包括構造成使流體從內部腔體流到外部腔體的第一流道。

在第二實施例中，一種系統包括渦輪排氣區段。該渦輪排氣區段包括排氣流徑。渦輪排氣區段還包括外部結構，外部結構具有外殼、沿著排氣流徑設置的外部排氣壁，以及設置在外部排氣壁和外殼之間的外部腔體。渦輪排氣區段進一步包括內部結構，內部結構具有沿著排氣流徑設置的內部排氣壁、設置在內部排氣壁和內殼之間的內部腔體，以及設置在內殼和軸承殼體之間的軸承腔體。另外，渦輪排氣區段包括在外部結構和內部結構之間延伸的支柱。支柱包括構造成使流體從內部腔體流到外部腔體的第一流道。渦輪排氣區段還包括設置在渦輪排氣系統的下游端處的第二流道。第二流道構造成使流體流到內部腔體中。

在第三實施例中，一種系統包括渦輪排氣區段。該渦輪排氣區段包括排氣流徑。渦輪排氣區段還包括外部結構，外部結構具有外殼、沿著排氣流徑設置的外部排氣壁，以及設置在外部排氣壁和外殼之間的外部腔體。渦輪排氣區段進一步包括內部結構，內部結構具有沿著排氣流徑設置的內部排氣壁、設置在內部排氣壁和內殼之間的內部腔體，以及設置在內殼和軸承殼體之間的軸承腔體。另外，渦輪排氣區段包括在外部結構和內部結構之間延伸的支柱。支柱包括構造成使流體流到內部腔體中的第一流道，以及構造成使流體從內部腔體流到外部腔體的第二流道。

附圖說明

當參照附圖來閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特征、方面與優點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中表示相同部件，其中：

圖1是具有可采用排氣區段冷卻的燃氣渦輪發動機的渦輪系統的實施例的示意性流程圖；

圖2是圖1的燃氣渦輪發動機的實施例的通過縱向軸線截取的橫截面側視圖，其示出了排氣冷卻系統的實施例；

圖3是圖2的燃氣渦輪發動機的實施例的在線3-3內得到的橫截面側視圖，其示出了由圖2的排氣冷卻系統進行的排氣區段冷卻；

圖4是圖3的支柱的實施例的沿著線4-4得到的橫截面圖；

圖5是圖3的支柱的實施例的沿著線4-4得到的橫截面圖；

圖6是圖3的支柱的實施例的沿著線4-4得到的橫截面圖；

圖7是圖3中的支柱和外部排氣壁的沿著線7-7得到的截面圖；

圖8是可插入到圖7中的外部排氣壁的一個或多個孔口中的可移除式插件的實施例的沿著線8-8得到的橫截面圖；

圖9是圖1的燃氣渦輪發動機的實施例的通過縱向軸線截取的橫截面側視圖，其示出了排氣區段冷卻系統的實施例；

圖10是圖9的燃氣渦輪發動機的實施例的在線10-10內得到的橫截面側視圖，其示出了由圖9的排氣區段冷卻系統進行的排氣區段冷卻；

圖11是圖10的支柱的實施例的沿著線11-11得到的橫截面圖；以及

圖12是圖10的支柱的實施例的沿著線11-11得到的橫截面圖。

具體實施方式