减少流动剥离现象的排气扩压器支柱制造技术

所公开的发明专利技术涉及一种具备于排气扩压器并具有翼片截面形状的支柱，其特征在于：在上述支柱的后缘沿着跨度方向在至少一部分具备形成段差的切开部，上述切开部从上述支柱的半径方向外侧端部开始。径方向外侧端部开始。径方向外侧端部开始。

【技术实现步骤摘要】
减少流动剥离现象的排气扩压器支柱


[0001]本专利技术涉及一种排气扩压器支柱，尤其涉及一种可以通过减少在排气扩压器支柱的后缘发生的流动剥离现象而减少排气扩压器内部的压力损失的排气扩压器支柱。

技术介绍

[0002]燃气涡轮机通常具备压缩机(compressor)、燃烧器(combustor)以及涡轮机(turbine)。压缩机用于将通过多个压缩机叶片生成的压缩空气供应到燃烧器，上述压缩空气是高温以及高压的空气。燃烧器用于对由从压缩机导入的压缩空气与燃料混合而成的混合气体进行燃烧。在燃烧器中生成的燃烧气体将被排出到涡轮机中，而涡轮机的涡轮叶片通过燃烧气体发生旋转并借此生成动力。所生成的动力可以在电力发电或机械驱动等多种领域使用。例如，燃气涡轮机可以用于对发电机、飞机以及火车等进行驱动。
[0003]燃气涡轮机的重要因素之一在于将燃烧气体排出到外部的方法，因此需要通过将排气扩压器安装到涡轮机上而对燃烧气体进行排气。但是，为了形成排气扩压器的环形排气空间，需要具备构成同心的内侧圆筒形毂以及外侧圆锥形外壳，而且还需要具备用于对毂与外壳进行相互连接来支撑的支柱。
[0004]其中，为了将对燃烧气体的流动造成的阻碍降至最低，支柱采用翼片截面形状，而燃烧气体下游的后缘会因为燃烧气体流动离开而在其下游形成边界层，因此诱发流动剥离现象，从而导致排气扩压器内部的压力损失。排气扩压器内部的压力损失会导致排气效率的下降，而且还会对在燃气涡轮机中连接热回收装置(HRSG，Heat Recovery System Generator)以及蒸汽涡轮机而构成的复合发电系统的效率造成不良影响。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007](专利文献1)日本专利公报第6409072号(2018.09.28注册)

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于，提供一种可以缓解因为在排气扩压器支柱的后缘发生的流动剥离现象而导致的排气扩压器内部的压力损失问题的新型排气扩压器支柱。
[0009]本专利技术涉及具备于排气扩压器并采用翼片截面形状的支柱，其特征在于：在上述支柱的后缘沿着跨度方向在至少一部分具备形成段差的切开部。
[0010]其中，优选为，上述切开部从上述支柱的半径方向外侧端部开始，尤其是上述切开部具有跨度长度的至少15％以上的长度。
[0011]在本专利技术的一实施形态中，上述切开部可以遍及上述支柱的后缘整体而形成。
[0012]此外，在本专利技术的一实施形态中，可以沿着上述切开部与翼片的翼形表面的两侧边界线分别具备肋片。
[0013]其中，上述肋片可以沿着翼片表面的翼形曲面延长，且上述一对肋片的端部相互分离。
[0014]此外，上述切开部以及肋片可以遍及上述支柱的后缘整体而形成，而且在上述切开部的表面可以具备栅格形的补强肋片。
[0015]此时，上述补强肋片中的横向肋片的端部可以与上述肋片接触或接合。
[0016]此外，优选为，上述切开部的深度相对于弦长处于10～30％范围之内。
[0017]此外，本专利技术涉及一种排气扩压器，具备构成同心的内侧圆筒形毂与外侧圆锥形外壳、以及对上述毂与外壳进行相互连接来支撑的支柱，其特征在于：在上述支柱的后缘沿着跨度方向在至少一部分具备形成段差的切开部。
[0018]采用如上所述构成的本专利技术的排气扩压器支柱，通过在后缘的至少一部分具备形成段差的切开部，可以对燃烧气体的流动带来急剧的变动，在急剧的流动变动下被搅乱的燃烧气体其边界层的形成发生延迟。伴随着燃烧气体的边界层的形成以及发展的延迟，在后缘区域的流动剥离现象的发生也发生延迟并快速消灭，最终，本专利技术的排气扩压器支柱可以通过对流动剥离的发生进行抑制而减少排气扩压器内部的压力损失并提升排气效率。
附图说明
[0019]图1是对使用本专利技术所涉及的排气扩压器的燃气涡轮机的一示例进行图示的示意图。
[0020]图2是对排气扩压器的结构进行概要性图示的示意图。
[0021]图3是对现有的一般的支柱结构进行图示的示意图。
[0022]图4是对本专利技术所涉及的支柱的一实施形态进行图示的示意图。
[0023]图5是对本专利技术所涉及的支柱的另一实施形态进行图示的示意图。
[0024]图6是对本专利技术所涉及的支柱的又一实施形态进行图示的示意图。
[0025]图7是对流经图3中的支柱的燃烧气体流动的电算分析结果进行图示的示意图。
[0026]图8是对流经图4中的支柱的燃烧气体流动的电算分析结果进行图示的示意图。
[0027]【符号说明】
[0028]106：排气扩压器
[0029]210：毂
[0030]220：外壳
[0031]300：支柱
[0032]310：后缘
[0033]320：切开部
[0034]330：肋片
[0035]340：补强肋片
[0036]342：横向肋片
[0037]L：切开部的长度
[0038]D：切开部的深度
具体实施方式
[0039]在本说明书中利用术语“上(on)”或“上方(over)”对层、区域、图案或结构进行说明时，既可以理解为相应的层、区域、图案或结构直接位于其他层、区域、图案或结构的上
方，也可以理解为在两者之间介有其他层、区域、图案或结构。而在本说明书中利用术语“下(under)”或“下方(below)”对层、区域、图案或结构进行说明时，既可以理解为相应的层、区域、图案或结构直接位于其他层、区域、图案或结构的下方，也可以理解为在两者之间介有其他层、区域、图案或结构。“包含(includes)”以及“包含有(including)”的含义分别与“具备(comprises)”以及“具备有(comprising)”相同。
[0040]此外，除非在本说明书中另有明确的相关记载，否则(如第1以及第2部分等)“第1(first)”、“第2(second)”等术语只是用于对一个以上的可能存在的特定特征进行识别。如“第1”等术语并不意味着必须有两个以上存在。除非另有明确的相关记载，否则上述术语并不是为了对特定特征的时间顺序、结构性方向或(如左侧或右侧等)左右方向进行限制。此外，如“第1”以及“第2”等术语可以选择性或互换性地在不同的部件上使用。
[0041]不仅如此，“示例性(exemplary)”并不代表最佳(best)，而只是代表示例(example)。需要理解的是，相互之间以特定的大小和/或方向描述以及图示的本说明书中的特征、层和/或部件，只是为了帮助更加简单且轻易地理解本专利技术，实际的大小和/或方向可能与示例性内容截然不同。即，各个部件的大小可能会为了图示的明确性而被夸张，而且各个部件的大小可能会与各个部件的实际大小不同。在附图中并没有对需要包含的所有部件进行了图示，但是在本说明书中做出了限定，可能会对本说明书中的必要特征之外的其他部件进行追加或删除。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排气扩压器支柱，其具备于排气扩压器，具有翼片截面形状，其特征在于：在上述支柱的后缘沿着跨度方向在至少一部分具备形成段差的切开部。2.根据权利要求1所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述切开部从上述支柱的半径方向外侧端部开始。3.根据权利要求2所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述切开部具有跨度长度的至少15％以上的长度。4.根据权利要求3所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述切开部遍及上述支柱的后缘整体而形成。5.根据权利要求2所述的排气扩压器支柱，其特征在于：沿着上述切开部与翼片的翼形表面的两侧边界线分别具备肋片。6.根据权利要求5所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述肋片沿着翼片表面的翼形曲面延长。7.根据权利要求6所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述一对肋片的端部相互分离。8.根据权利要求5所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述切开部以及肋片遍及上述支柱的后缘整体而形成，在上述切开部的表面具备栅格形的补强肋片。9.根据权利要求8所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述补强肋片中的横向肋片的端部与上述肋片接触或接合。10.根据权利要求2所述的排气扩压器支柱，其特征在于：上述切开部的深度相对于弦长处于10～30％范围之内。11.一种排气扩压器，具备构成同心的内侧圆筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：李益祥，维利，
申请(专利权)人：斗山重工业建设有限公司，
类型：发明
国别省市：