[發(fā)明專利]排氣擴(kuò)散器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210393886.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN103046975A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.D.南達(dá);J.約翰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F01D25/30
• 分類號(hào): F01D25/30;F02C7/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊楷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪機(jī)，更具體地，涉及包括排氣擴(kuò)散器(exhaust?gas?diffuser)的渦輪機(jī)。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)等渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器中產(chǎn)生主要損失和湍流的源是與設(shè)置在穿過所述排氣擴(kuò)散器的流內(nèi)的支柱和人孔(manway)進(jìn)行流動(dòng)相互作用的結(jié)果。基于流體因支柱的阻擋而較少受人孔阻塞這一假設(shè)，支柱和人孔通常一個(gè)接一個(gè)地對(duì)齊。然而，人們發(fā)現(xiàn)這一假定可能是不正確的。

實(shí)際上，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，隨著流體離開每個(gè)支柱的后緣，由每個(gè)支柱的后緣產(chǎn)生的尾流是低動(dòng)量的尾流，該尾流將碰撞每個(gè)人孔并繼續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)散。由于人孔通常具有相對(duì)較大的直徑，因此人孔趨于產(chǎn)生明顯較大的尾流。這種明顯較大的尾流趨于減小擴(kuò)散器的有效面積，并由此而趨于降低總體性能并縮短擴(kuò)散器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種排氣擴(kuò)散器，所述排氣擴(kuò)散器包括：外圍主體(peripheral?body)；中心體，所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部，并且所述中心體安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，以供第一流體沿著主流動(dòng)方向流動(dòng)；多個(gè)第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件中的每個(gè)第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及多個(gè)第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件中的每個(gè)第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道而延伸到相對(duì)于所述主流動(dòng)方向位于所述多個(gè)第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部。所述多個(gè)第二構(gòu)件相對(duì)于所述多個(gè)第一構(gòu)件周向設(shè)置時(shí)序(clocked)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)包括：壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)用于壓縮入口氣體；燃燒室，所述燃燒室與所述壓縮機(jī)流體連通，從而從所述壓縮機(jī)接納經(jīng)壓縮的氣體，在所述燃燒室中，經(jīng)壓縮的氣體與燃料混合并燃燒以產(chǎn)生高溫流體；以及渦輪部分，所述渦輪部分與所述燃燒室流體連通，從而接納所述高溫流體，所述渦輪部分經(jīng)配置以從所述高溫流體中產(chǎn)生機(jī)械能，并包括排氣擴(kuò)散器。所述排氣擴(kuò)散器包括：外圍主體；中心體，所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部，并且所述中心體安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，以供第一流體沿著主流動(dòng)方向流動(dòng)；多個(gè)第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件中的每個(gè)第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及多個(gè)第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件中的每個(gè)第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道而延伸到相對(duì)于所述主流動(dòng)方向位于所述多個(gè)第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部。所述多個(gè)第二構(gòu)件相對(duì)于所述多個(gè)第一構(gòu)件周向設(shè)置時(shí)序。

通過以下結(jié)合附圖的說明將更加清楚地了解這些和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征。

附圖說明

本權(quán)利要求書特別指出并明確要求了本發(fā)明的權(quán)利。通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是渦輪機(jī)的示意圖；

圖2是圖1所示渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器的側(cè)視圖；

圖3是圖2所示排氣擴(kuò)散器的軸向視圖；

圖4是根據(jù)實(shí)施例的圖2所示排氣擴(kuò)散器的多個(gè)部件的側(cè)視圖；

圖5是根據(jù)替代實(shí)施例的圖2所示排氣擴(kuò)散器的多個(gè)部件的側(cè)視圖；

圖6是根據(jù)實(shí)施例的圖2所示排氣擴(kuò)散器的一個(gè)部件的徑向視圖；

圖7是根據(jù)替代實(shí)施例的圖2所示排氣擴(kuò)散器的一個(gè)部件的徑向視圖；

圖8是根據(jù)替代實(shí)施例的圖2所示排氣擴(kuò)散器的一個(gè)部件的徑向視圖；

圖9是根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例的圖1所示渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器的側(cè)視圖；以及

圖10是根據(jù)另一進(jìn)一步實(shí)施例的圖1所示渦輪機(jī)的排氣擴(kuò)散器的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式參考附圖并以實(shí)例方式描述本發(fā)明的各實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。

元件符號(hào)列表：