具有设有冷却翅片的壳体的燃气涡轮发动机制造技术

燃气涡轮发动机(3)包括构造成用于压缩燃烧空气的压缩机部段(9)、燃烧器部段(15)和涡轮部段(21)。该涡轮部段(21)包括具有围绕涡轮旋转轴线(A‑A)旋转的叶片轮(43)的涡轮转子(41)、排气扩散器(65)以及具有内表面和外表面的壳体(52)。该壳体(52)还包括位于其外表面上的多个冷却翅片(75)。

A gas turbine engine with a shell with a cooling fin

The gas turbine engine (3) consists of a compressor section (9), a burner section (15) and a turbine section (21), which is used to compress the combustion air. The turbine section (21) includes around the axis of rotation (A A) rotating blade wheel (43) of the turbine rotor (41), (65) and an exhaust diffuser shell with inner surface and the outer surface (52). The shell (52) also includes a plurality of cooling fins (75) on the outer surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有设有冷却翅片的壳体的燃气涡轮发动机
本申请和所得专利一般涉及燃气涡轮发动机。本说明书在此公开的实施例涉及用于工业应用，例如用于机械驱动或发电的燃气涡轮发动机。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常用作几个工业和航空应用中的原动机。工业应用特别地包括机械驱动构型，其中燃气涡轮发动机用于驱动负载，例如旋转涡轮机械，例如压缩机或压缩机组、泵或其它机械。其它典型的工业应用包括发电，其中燃气涡轮发动机用于驱动发电机以用于产生电力。由于在涡轮机械中循环的热燃烧气体，燃气涡轮发动机的某些区域承受高热负荷。在动力涡轮部段和排气扩散器的区域中尤其如此。由于机器部件的热梯度，这些区域的温差会产生严重的机械应力。因此，为了改善涡轮机械的操作条件，例如就热引起的应力而言，燃气涡轮发动机的热部件的设计需要不断的改进。
技术实现思路
因此，本申请和所得到的专利提供了一种包括压缩机部段、燃烧器部段和涡轮部段的燃气涡轮发动机。压缩机部段被构造成用于压缩输送到燃烧器部段的燃烧空气。燃料与压缩空气混合，并且空气燃料混合物在燃烧器部段中点燃以产生高温压缩的燃烧气体。涡轮部段被构造成用于接收热的加压燃烧气体并使燃烧气体膨胀以产生机械功率。涡轮部段可包括涡轮转子，其具有围绕涡轮旋转轴线旋转的至少一个叶片轮。涡轮部段还可包括排气扩散器以及具有内表面和外表面的壳体。本说明书公开的实施例设置有位于壳体的外表面上的多个冷却翅片。在一些实施例中，冷却翅片具有围绕涡轮转子的旋转轴线的环形形状。环形形状可有助于改善壳体周围的空气循环，特别是从底部朝壳体的上部的空气循环。在其它实施例中，可提供轴向地延伸，即平行于涡轮旋转轴线的冷却翅片。还可提供环形和轴向冷却翅片的组合布置。根据一些实施例，冷却翅片可围绕涡轮转子的至少一个旋转叶片轮圆周布置。涡轮部段可包括环绕至少一个旋转叶片轮并连接到壳体的至少一个护罩。冷却翅片可布置在护罩周围。本说明书公开的燃气涡轮发动机的示例性实施例包括壳体，该壳体包括在连接接口或连接区域处彼此连接的涡轮壳体部分和扩散器壳体部分。冷却翅片可布置在涡轮壳体部分和扩散器壳体部分之间的连接处或附近。因此可获得有利的温度分布，这可以有助于减少热应力和变形。在一些实施例中，这可以有助于壳体部分的拆卸。下文公开并在形成本说明书的整体部分的所附权利要求中进一步阐述了特征和实施例。上文的简要说明阐述了本专利技术的各种实施例的特征，以便可以更好地理解以下详细描述，且便于更好地了解本专利技术对所属领域的贡献。当然，存在本专利技术的其它特征，这将在下文描述且在所附权利要求书中阐述。就此而言，在详细解释本专利技术的若干个实施例之前，应理解，本专利技术的各种实施例在其应用上不限于构造的细节，也不限于以下描述中阐述或图式中示出的组件的布置。本专利技术能够具有其它实施例且能够以各种方式实践或执行。此外，应理解，本文中所采用的措词及术语是用于描述的目的，且不应被视为是限制性的。由此，所属领域的技术人员应了解，本专利技术所基于的概念可易于用作设计用于实现本专利技术的若干个目的的其它结构、方法及/或系统的基础。因此，重要的是，在等效构造并不脱离本专利技术的精神及范围的情况下，权利要求书应被视为包括此类等效构造。附图说明通过在结合附图考虑时参考以下详细描述，将易于获得且更好理解对本专利技术的公开实施例及本专利技术的附带多个优点的更完整了解，在附图中：图1是包括燃气涡轮发动机和负载的涡轮系统的框图；图2是图1的燃气涡轮发动机的实施例的示意性剖视图；以及图3是图2的燃气涡轮发动机的涡轮部段的一部分的放大图。具体实施方式示范性实施例的以下详细描述参考附图。不同图式中的相同参考标号标识相同或类似的元件。另外，所述图式未必按比例绘制。另外，以下详细描述并不限制本专利技术。实际上，本专利技术的范围由所附权利要求书界定。贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或“一些实施例”的提及意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，在贯穿本说明书的不同位置中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”未必指代相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可按任何合适方式组合。图1是燃气涡轮系统1的框图，其包括燃气涡轮发动机3和由燃气涡轮发动机3驱动的负载5。负载5可以是旋转的涡轮机械，例如，离心压缩机、发电机或由燃气涡轮发动机3产生的机械功率驱动的任何其它负载。燃气涡轮发动机3可包括流体地联接到压缩机部段9的进气部段7。压缩机部段9吸入空气11，增加空气压力并将压缩空气13输送到燃烧器部段15。燃料17被输送到燃烧器部段15并与压缩空气混合。空气燃料混合物被燃烧以产生热的、加压的燃烧气体19的流。燃烧气体19被输送到涡轮部段21，在那里，燃烧气体膨胀并产生在驱动地连接到负载5的轴23上可用的机械功率。排气25最终通过排气部段27排出。轴23可以由彼此连接的两个或更多个轴部分构成，以形成从压缩机部段9延伸到负载5的连续的轴或轴线。可以沿轴线布置接头或离合器以及齿轮箱(未示出)。在图1中示意性地表示的实施例中，燃气涡轮发动机3是单轴燃气涡轮发动机，其中单个轴从压缩机部段9延伸到负载5。在其它实施例中，燃气涡轮发动机可以是多轴燃气涡轮发动机，其中第一轴将高压涡轮部段驱动地连接到压缩机部段9，并且第二轴将低压涡轮部段驱动地连接到负载5。继续参考图1，图2示出了燃气涡轮发动机3的示意性剖视图。压缩机部段9可包括围绕燃气涡轮旋转轴线A-A旋转的压缩机转子31。在图2的示例性实施例中，压缩机部段9包括轴流式压缩机，其包括由多个压缩机叶轮33构成的压缩机转子31。每个压缩机叶轮33包括周向布置的旋转压缩机叶片35。静止压缩机叶片37或静叶布置在每组旋转压缩机叶片35的上游，每对顺序排列的静止和旋转压缩机叶片组形成压缩机级。涡轮部段21可包括涡轮转子41。涡轮转子41可包括一个或多个带叶片的涡轮叶轮43，例如三叶片涡轮叶轮。在其它实施例中，可提供不同数量的涡轮叶轮43，其安装在单个转子上或在不同涡轮部段的更多机械上独立的转子上。每个带叶片的涡轮叶轮43设置有一组周向地布置的旋转涡轮叶片45。相应的各组周向地布置的静止涡轮叶片或静叶47布置在每组旋转涡轮叶片45的上游。一个或多个静止涡轮叶片可以是可围绕相应的径向轴线角向地调整的，以调整燃气涡轮发动机的操作条件。每对静止涡轮叶片组47和相应的旋转涡轮叶片组45形成涡轮级。在一些实施例中，涡轮转子41和压缩机转子31形成共同的燃气涡轮转子。涡轮部段21中的热加压燃烧气体的膨胀产生在燃气涡轮转子上可获得的机械功率，并且部分地用于驱动压缩机转子31旋转，以继续压缩空气，从而维持燃烧器部段15中的燃烧过程。通过涡轮部段中的气体膨胀产生的并且不用于驱动压缩机部段9的剩余的机械功率可用作驱动负载5的有用功率，负载5可连接到轴23上的机械联接件51。在图1和图2的示例性实施例中，负载5联接到燃气涡轮发动机3的热端。在未示出的其它实施例中，负载5可连接到燃气涡轮发动机的相对冷端3，即在其进气侧处。在未示出的另外的实施例中，相应的负载可以在燃气涡轮发动机3的两端处机械地联接。迄今为止描述的旋转涡轮机械部件通常容纳在由一个或多个壳体形成的外壳中。在图2中，涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机(3)，包括：压缩机部段(9)，其被构造成用于压缩燃烧空气；燃烧器部段(15)，其被构造成用于接收来自所述压缩机部段(9)的压缩空气(11)和燃料(17)的流并且用于燃烧生成热加压燃烧气体(19)的燃料空气混合物；涡轮部段(21)，其被构造成用于接收所述热加压燃烧气体(19)并且使所述燃烧气体膨胀以产生机械功率；所述涡轮部段(21)包括涡轮转子(41)，所述涡轮转子具有围绕涡轮旋转轴线(A‑A)旋转的至少一个叶片轮(43)、排气扩散器(65)、以及具有内表面和外表面的壳体(52)；其中，所述壳体(52)包括位于其外表面上的多个冷却翅片(75)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 IT FI2015A0001211.一种燃气涡轮发动机(3)，包括：压缩机部段(9)，其被构造成用于压缩燃烧空气；燃烧器部段(15)，其被构造成用于接收来自所述压缩机部段(9)的压缩空气(11)和燃料(17)的流并且用于燃烧生成热加压燃烧气体(19)的燃料空气混合物；涡轮部段(21)，其被构造成用于接收所述热加压燃烧气体(19)并且使所述燃烧气体膨胀以产生机械功率；所述涡轮部段(21)包括涡轮转子(41)，所述涡轮转子具有围绕涡轮旋转轴线(A-A)旋转的至少一个叶片轮(43)、排气扩散器(65)、以及具有内表面和外表面的壳体(52)；其中，所述壳体(52)包括位于其外表面上的多个冷却翅片(75)。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述冷却翅片(75)具有围绕所述涡轮转子(41)的所述旋转轴线(A-A)的环形形状。3.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮发动机，其中，所述冷却翅片(75)围绕所述至少一个叶片轮(43)圆周布置。4.根据权利要求1或2或3所述的燃气涡轮发动机，其中，所述涡轮部段(9)包括环绕所述至少一个叶片轮(43)并连接到所述壳体(52)的至少一个护罩(59)，并且其中，所述冷却翅片(75)围绕所述护罩(59)布置。5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述壳体(52)包括彼此连接的涡轮壳体部分(52A)和扩散器壳体部分(52B)，并且其中，所述冷却翅片(75)布置在所述涡轮壳体部分(52A)和所述扩散器壳体部分(52B)之间的连接处或附近。6.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：L隆巴迪，R马武里，VV雷迪，
申请(专利权)人：诺沃皮尼奥内技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT