径向排气扩散器制造技术

本申请提供一种用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器。该径向扩散器可以包括外筒、定位在外筒内的内筒、和将内筒支承在外筒内的多个支承杆。支承杆仅定位在内筒底半部附近。

Radial exhaust diffuser

The present application provides a radial exhaust diffuser for a gas turbine engine. The radial diffuser can include an outer cylinder, an inner cylinder positioned in the outer cylinder, and a plurality of supporting rods supporting the inner cylinder in the outer cylinder. The supporting rod is positioned only near the bottom half of the inner cylinder.

【技术实现步骤摘要】
径向排气扩散器
本申请以及产生的专利总体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及与燃气涡轮发动机等一起使用的具有改进的气动性能和改进的部件寿命的径向排气扩散器。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体包括定位在最后一级涡轮下游的排气扩散器。总体而言，排气扩散器将离开最后一级涡轮的热燃烧气体的动能转化成呈增大静压形式的势能。排气扩散器沿流动方向引导热燃烧气体穿过横截面积增大的壳体。排气扩散器大体包括安装于毂上并且由壳体封装的多个支柱。径向排气扩散器大体包括多个转向叶片(turningvane)。转向叶片可以提供从轴向方向到径向方向的平滑流过渡(smoothflowtransition)。转向叶片可以由周向定位在排气扩散器的毂或内筒附近的多个杆支承。杆支承转向叶片并且为内筒提供结构完整性和刚度。然而，使用杆可能造成其中的压力损失。此外，转向叶片和杆在操作条件恶劣的现场可能遭受频繁故障。该故障问题在使用杆而不使用转向叶片的排气扩散器设计中可能更加严重。
技术实现思路
本申请以及产生的专利因此提供一种用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器。该径向扩散器可以包括外筒、定位在外筒内的内筒、和将内筒支承在外筒内的多个支承杆。支承杆可以仅定位在内筒底半部(innerbarrelbottomhalfportion)附近。除了上述第一方面的用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器，本申请还提供基于第一方面的如下其它技术方案：技术方案1：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆仅定位在外筒底半部附近。技术方案2：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆定位在所述内筒的六点钟位置附近。技术方案3：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆定位在所述内筒的三点钟位置和九点钟位置之间。技术方案4：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆定位在所述内筒的四点钟位置和八点钟位置之间。技术方案5：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括相对于发动机轴线的倾斜角度。技术方案6：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括十(10)个支承杆或少于十个的支承杆。技术方案7：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括八(8)个支承杆或少于八个的支承杆。技术方案8：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括六(6)个支承杆或少于六个的支承杆。技术方案9：根据第一方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括圆形或椭圆形状。本申请以及产生的专利还提供一种使排放气体流过排气扩散器的方法。该方法可以包括以下步骤：将排气扩散器的内筒定位在外筒内；通过多个支承杆将内筒支承在外筒内；将支承杆定位在内筒底半部和外筒底半部附近；以及与通过内筒底部和外筒底部相反，使更大体积的排放气体在内筒底部和外筒底部外侧流动。除了上述第二方面的使排放气体流过排气扩散器的方法，本申请还提供基于第二方面的如下其它技术方案：技术方案10：根据第二方面的方法，所述多个支承杆避免更大体积的排放气体。技术方案11：根据第二方面的方法，支承步骤包括通过六(6)个支承杆将所述内筒支承在所述外筒内。本申请以及产生的专利还提供一种用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器。该径向排气扩散器可以包括外筒、定位在外筒内的内筒、和将内筒支承在外筒内的八(8)个支承杆或少于八个的支承杆。支承杆可以仅定位在内筒底半部和外筒底半部之间。除了上述第三方面的用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器，本申请还提供基于第三方面的如下其它技术方案：技术方案12：根据第三方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆定位在所述内筒的六点钟位置附近。技术方案13：根据第三方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆定位在所述内筒的三点钟位置和九点钟位置之间。技术方案14：根据第三方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆定位在所述内筒的四点钟位置和八点钟位置之间。技术方案15：根据第三方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括相对于发动机轴线的倾斜角度。技术方案16：根据第三方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括六(6)个支承杆或更少的支承杆。技术方案17：根据第三方面的径向排气扩散器，所述多个支承杆包括圆形或椭圆形状。当结合若干附图和所附权利要求书来阅览以下详细描述时，本申请以及产生的专利的这些和其它的特征以及改进对于本领域普通技术人员而言将变得显而易见。附图说明图1是燃气涡轮发动机的示意图，该燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧器、涡轮、排气扩散器、以及负载。图2是可以与图1的燃气涡轮发动机一起使用的已知的径向排气扩散器的示意图。图3是可以如本文中所描述的径向排气扩散器的透视图。图4是图3的径向排气扩散器的主视平面图。图5是图3的径向排气扩散器的仰视平面图。具体实施方式现在参照附图，其中相似的附图标记在若干视图中表示相似的元件，图1示出了可以如本文中所描述的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15对进入气流20进行压缩。压缩机15将压缩气流20输送至燃烧器25。燃烧器25将压缩气流20与加压燃料流30混合并且点燃混合物，以产生燃烧气体流35。尽管仅示出单个燃烧器25，但是燃气涡轮发动机10可以包括以周向阵列配置的任何数量的燃烧器25。燃烧气体流35随后(inturn)被输送至涡轮40。燃烧气体流35驱动涡轮40，以便产生机械功。在涡轮40中产尘的机械功通过轴45驱动压缩机15和外部负载50(例如发电机等)。一个或多个抽气部52可以从压缩机15延伸至涡轮40以用于冷却空气流。燃气涡轮发动机10可以使用天然气、多种类型的合成气、多种类型的液体燃料、和/或其它类型的燃料及其共混物。燃气涡轮发动机10可以是由位于纽约州斯克内克塔迪市的通用电气公司(GeneralElectricCompanyofSchenectady，NewYork)提供的多种不同的燃气涡轮发动机中的任何一种，其中包括但不限于诸如7系列或9系列重型燃气涡轮发动机等之类的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10可以具有不同的构造并且可以使用其它类型的部件。本文中也可以使用其它类型的燃气涡轮发动机。本文中还可以一起使用多种燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮机、以及其它类型的发电设备。如图1和图2中所示，燃气涡轮发动机10还可以包括排气扩散器55。排气扩散器55可以定位在涡轮的下游并且与涡轮连通。排气扩散器55可以包括内筒60，该内筒定位在外筒65内。内筒60可以通过多个支承杆70固定在外筒65内。支承杆70可以绕着内筒60周向定位。尽管在该例子中图示出十六(16)个支承杆70，但是本文中可以使用任何数量。排气扩散器55还可以包括多个转向叶片75。转向叶片75可以定位于并且被支承在支承杆70上。转向叶片75可以使燃烧气体流35沿径向方向转向。尽管在该例子中图示出五(5)个转向叶片75，但是本文中可以使用任何数量的转向叶片75。支承杆70支承转向叶片75并且为内筒60提供刚度以及总体结构完整性。本文中所描述的排气扩散器55仅用于举例的目的。具有不同构造和不同部件的排气扩散器也可以是已知的。图3至图5示出了可以如本文中所描述的径向排气扩散器100。径向排气扩散器100可以包括内筒110，该内筒定位在外筒120内。筒110、120可以具有任何合适的尺寸、形状、和构造。内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器，包括：外筒；内筒，所述内筒定位在所述外筒内；和多个支承杆，所述多个支承杆将所述内筒支承在所述外筒内；其中所述多个支承杆仅定位在内筒底半部附近。

【技术特征摘要】
2016.04.28 PL P.4170321.一种用于燃气涡轮发动机的径向排气扩散器，包括：外筒；内筒，所述内筒定位在所述外筒内；和多个支承杆，所述多个支承杆将所述内筒支承在所述外筒内；其中所述多个支承杆仅定位在内筒底半部附近。2.根据权利要求1所述的径向排气扩散器，其特征在于，所述多个支承杆仅定位在外筒底半部附近。3.根据权利要求1所述的径向排气扩散器，其特征在于，所述多个支承杆定位在所述内筒的六点钟位置附近。4.根据权利要求1所述的径向排气扩散器，其特征在于，所述多个支承杆定位在所述内筒的三点钟位置和九点钟位置之间。5.根据权利要求1所述的径向排气扩散器，其特征在于，所述多个支承杆包括相对于发动机轴线的倾斜角度。6.根据权利要求1所述的径向排气扩散器，其特征在于，所述多个支承杆包括十(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R贾米奥科维斯基，DD南达，A维斯尼伊维斯基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US