[發明專利]形成有條帶的排氣擴壓器的支桿結構及燃氣渦輪

有效

• 申請號: 202011320809.4
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112983573B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 曹承賢;李益祥
• 申請（專利權）人: 斗山重工業建設有限公司
• 主分類號: F01D25/30
• 分類號: F01D25/30;F02C7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 盧英日;劉曉岑

本發明涉及形成有條帶的排氣擴壓器的支桿結構，本發明包括：多個支桿，沿著在燃氣渦輪的排氣擴壓器中心側配置的擴壓器主體的外側周圍配置；以及一個以上的條帶，形成于上述支桿上，根據本發明，具有如下的效果，即，在上述支桿通過的廢氣從上述支桿的前沿沿著上述條帶流動，從而緩解分離流動現象，當廢氣在上述支桿的前沿向上述條帶進入時形成角渦，當沿著上述條帶流動時形成流動方向渦流，從而緩解廢氣的壓力損失。

技術領域

本發明涉及排氣擴壓器的支桿結構(strut?structure)，更詳細地，涉及如下的排氣擴壓器的支桿結構，即，在燃氣渦輪的排氣擴壓器的支桿上，沿著廢氣流動方向配置多個列條帶，以此緩解通過支桿的廢氣的分離流動(separated?flow)現象，形成各種渦流(vortices)來緩解壓力損失。

背景技術

通常，渦輪裝置為如將水、氣體、蒸汽等的工作流體所具有的能量轉換成機械能的機械，通常，是指在旋轉體的圓周形成多個翼片或葉片，并向其噴射蒸汽或氣體來通過沖力或反作用力使其高速旋轉的渦輪型的機械。

作為渦輪裝置的種類，包括利用高溫高壓的氣體所具有的能量的燃氣渦輪以及利用蒸汽所具有的能量的蒸汽渦輪等。

燃氣渦輪包括：外罩；轉子，以能夠旋轉的方式設置于上述外罩的內部；壓縮機，從上述轉子接收旋轉力來壓縮空氣；燃燒器，向在上述壓縮機中壓縮的空氣混合燃料并點火來生成燃燒氣體；以及渦輪，從在上述燃燒器中生成的燃燒氣體獲得旋轉力來使上述轉子進行旋轉。

而且，通過了渦輪的燃燒氣體通過排氣擴壓器來向燃氣渦輪的外部排出。

圖1示出配置于現有排氣擴壓器7上的支桿7b的一形態。參照圖1，在燃氣渦輪的外殼2的后側部，擴壓器主體7a向外側方向突出配置，沿著擴壓器主體7a的外側周圍，多個支桿7b沿著放射方向突出配置。

而且，廢氣通過上述多個支桿7b并向外部排出，當廢氣通過支桿7b時，在支桿7b的前沿區域S發生分離流動，從而發生排氣擴壓器內部的壓力損失的問題。

發明內容

本發明為了解決上述現有技術的問題而提出，本發明的目的在于，提供如下的排氣擴壓器的支桿結構，即，在燃氣渦輪的排氣擴壓器的支桿上，沿著廢氣流動方向配置多個列的條帶，以此緩解通過支桿的廢氣的分離流動現象，形成各種渦流來緩解壓力損失。

用于實現上述目的的本發明涉及形成有條帶的排氣擴壓器的支桿結構，包括：多個支桿，沿著在燃氣渦輪的排氣擴壓器中心側配置的擴壓器主體的外側周圍配置；以及一個以上的條帶，形成于上述支桿上，在上述支桿通過的廢氣從上述支桿的前沿沿著上述條帶流動，從而緩解分離流動(separated?flow)現象，當廢氣在上述支桿的前沿向上述條帶進入時形成角渦(corner?vortices)，當沿著上述條帶流動時形成流動方向渦流(streamwise?vortices)，從而緩解廢氣的壓力損失。

并且，在本發明的實施例中，上述條帶可在上述支桿上以與廢氣的流動方向平行的方式配置。

并且，在本發明的實施例中，上述條帶可以為向上述支桿的外側方向突出的突起型條帶。

并且，在本發明的實施例中，以廢氣的流動方向為基準時，上述突起型條帶可呈矩形剖面形狀。

并且，在本發明的實施例中，若將從上述支桿的前沿到后沿為止的長度指定為c，將從上述支桿的擴壓器主體連接部位到外側端部為止的高度指定為b，則上述突起型條帶的高度h能夠以0≤h/c≤0.005范圍的比例形成。

并且，在本發明的實施例中，上述突起型條帶的寬度w能夠以0.017≤w/c≤0.05范圍的比例形成。

并且，在本發明的實施例中，上述突起型條帶可在上述支桿上以多個列配置，在以多個列配置的上述突起型條帶中，相鄰的突起型條帶之間的間隔s以0.05≤s/c≤0.27范圍的比例形成。