具有内部流道的涡轮排气区段结构制造技术

本发明专利技术涉及具有内部流道的涡轮排气区段结构。提供一种包括涡轮排气区段的系统。涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第一流道。

【技术实现步骤摘要】
用于冷却涡轮排气部分的系统
本文公开的主题涉及燃气涡轮冷却，并且更具体而言，涉及排气区段冷却。
技术介绍
燃气涡轮发动机燃烧燃料和压缩空气的混合物，以产生热的燃烧气体，热的燃烧气体驱动涡轮叶片旋转。涡轮叶片的旋转使轴承所支撑的轴旋转。轴的旋转在轴承中产生大量的热，并且通过涡轮排气区段而离开的热的燃烧气体将热传递到涡轮排气区段构件。可惜的是，在涡轮排气区段中没有充分冷却的情况下，这个热可对涡轮构件造成损害。
技术实现思路
下面对在范围方面与原本声明的专利技术相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制声明的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括可能类似于或异于下面阐述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括涡轮排气区段。该涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第一流道。在第二实施例中，一种系统包括涡轮排气区段。该涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第一流道。涡轮排气区段还包括设置在涡轮排气系统的下游端处的第二流道。第二流道构造成使流体流到内部腔体中。在第三实施例中，一种系统包括涡轮排气区段。该涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体流到内部腔体中的第一流道，以及构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第二流道。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：图1是具有可采用排气区段冷却的燃气涡轮发动机的涡轮系统的实施例的示意性流程图；图2是图1的燃气涡轮发动机的实施例的通过纵向轴线截取的横截面侧视图，其示出了排气冷却系统的实施例；图3是图2的燃气涡轮发动机的实施例的在线3-3内得到的横截面侧视图，其示出了由图2的排气冷却系统进行的排气区段冷却；图4是图3的支柱的实施例的沿着线4-4得到的横截面图；图5是图3的支柱的实施例的沿着线4-4得到的横截面图；图6是图3的支柱的实施例的沿着线4-4得到的横截面图；图7是图3中的支柱和外部排气壁的沿着线7-7得到的截面图；图8是可插入到图7中的外部排气壁的一个或多个孔口中的可移除式插件的实施例的沿着线8-8得到的横截面图；图9是图1的燃气涡轮发动机的实施例的通过纵向轴线截取的横截面侧视图，其示出了排气区段冷却系统的实施例；图10是图9的燃气涡轮发动机的实施例的在线10-10内得到的横截面侧视图，其示出了由图9的排气区段冷却系统进行的排气区段冷却；图11是图10的支柱的实施例的沿着线11-11得到的横截面图；以及图12是图10的支柱的实施例的沿着线11-11得到的横截面图。具体实施方式下面将对本专利技术的一个或多个特定的实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当意识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当意识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。当介绍本专利技术的多种实施例的要素时，冠词“一”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该要素的意思。术语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。如下面更加详细地描述的那样，公开的实施例使得能够冷却和吹扫燃气涡轮发动机的排气区段中的多种构件(例如轴承、支柱、外部排气口、内部结构等等)。例如，某些实施例包括能够将冷却流体(例如空气)从燃气涡轮发动机的内部结构引导到燃气涡轮发动机的外部结构的支柱。在某些实施例中，冷却流体可在燃气涡轮发动机的下游位置(例如，通过人行道)处或下游位置附近接收到燃气涡轮发动机的内部结构中。通过内部结构而引导到外部结构的冷却流体冷却燃气涡轮发动机的轴承和其它排气区段构件。其它实施例可包括能够有双向流的支柱，双向流使得冷却流体能够通过支柱的第一流道吹到内部结构中，并且通过支柱的第二流道从内部结构回到外部结构。因而，冷却流体可将热传递远离(例如冷却)轴承、内部排气壁、内部结构的后部部分等等，同时调节外部结构(例如外部排气壁)的温度。在某些实施例中，冷却流体可排到排气流径中。另外，在某些实施例中，多种插件可选择性地安装在内部结构或外部结构中的开口中，以控制排出量。例如，一些插件可完全阻挡冷却流体流，而其它则减少进入到排气流径中的冷却流体流的量。另外，在某些实施例中，可使用多个调整区域来调节从内部结构进入到支柱中和/或进入到内部结构的腔体之间的冷却流体流。图1是具有可采用排气区段冷却的燃气涡轮发动机12的涡轮系统10的实施例的示意性流程图。例如，系统10可包括具有通过排气区段支柱的一个或多个冷却流径的排气区段冷却系统11。在某些实施例中，涡轮系统10可包括航空器、机车、功率发生系统或它们的组合。示出的燃气涡轮发动机12包括空气进气区段16、压缩机18、燃烧器区段20、涡轮22和排气区段24。涡轮22通过轴26而联接到压缩机18上。如箭头所指示的那样，空气可通过进气区段16进入燃气涡轮发动机12，并且流到压缩机18中，在空气进入到燃烧器区段20中之前，压缩机18压缩空气。示出的燃烧器区段20包括在压缩机18和涡轮22之间以同心或环形的方式围绕轴26而设置的燃烧器壳体28。来自压缩机18的压缩空气进入燃烧器30，其中，压缩空气在燃烧器30内可与燃料混合和燃烧，以驱动涡轮22。从燃烧器区段20，热的燃烧气体流过涡轮22，从而通过轴26来驱动压缩机18。例如，燃烧气体可对涡轮22内的涡轮转子叶片施加原动力，以旋转轴26。在流过涡轮22之后，热的燃烧气体可通过排气区段24离开燃气涡轮发动机12。如下面描述的那样，排气区段24可包括多个支柱，它们各自具有排气区段冷却系统11的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：涡轮排气区段，其包括：　　　　排气流径；　　　　外部结构，其包括外壳、沿着所述排气流径设置的外部排气壁，以及设置在所述外部排气壁和所述外壳之间的外部腔体；　　　　内部结构，其包括沿着所述排气流径设置的内部排气壁、设置在所述内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在所述内壳和轴承壳体之间的轴承腔体；以及　　　　在所述外部结构和所述内部结构之间延伸的支柱，其中，所述支柱包括构造成使流体从所述内部腔体流到所述外部腔体的第一流道。

【技术特征摘要】
2011.10.03 PL P.3965191.一种用于冷却涡轮排气部分的系统，包括：涡轮排气区段，其包括：排气流径；外部结构，其包括外壳、沿着所述排气流径设置的外部排气壁，以及设置在所述外部排气壁和所述外壳之间的外部腔体；内部结构，其包括沿着所述排气流径设置的内部排气壁、设置在所述内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在所述内壳和轴承壳体之间的轴承腔体；以及在所述外部结构和所述内部结构之间延伸的支柱，其中，所述支柱包括构造成使流体从所述内部腔体流到所述外部腔体的第一流道；其中，所述内部腔体包括通过所述内壳的至少一个开口，其中，所述至少一个开口构造成使流体从所述轴承腔体流到所述第一流道中。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支柱包括内部本体和外部本体，其中，所述第一流道设置在所述内部本体和所述外部本体之间。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述内部本体包括负荷支承式结构支撑件，并且所述外部本体不支承负荷。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述内部本体包括实心本体。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述支柱包括设置在所述内部本体和所述外部本体之间的第二流道，所述第一流道构造成使流体从所述内部腔体的第一部分流到所述外部腔体，并且所述第二流道构造成使流体从所述内部腔体的第二部分流到所述外部腔体。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括设置在所述涡轮排气区段的下游端部分处的流道，其中，所述设置在所述涡轮排气区段的下游端部分处的流道构造成使流体流到所述内部腔体中。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设置在所述涡轮排气区段的下游端部分处的流道设置在所述涡轮排气区段的人行道内。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括相对于所述第一流道在上游位置处的开口。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括相对于所述第一流道在下游位置处的开口。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外部排气壁包括构造成使流体从所述外部腔体流到所述排气流径中的多个开口，并且所述多个开口中的各个开口包括可移除式插件。11.一种用于冷却涡轮排气部分的系统，包括：涡轮排气区段，其包括：排气流径；外部结构，其包括外壳、沿着所述排气流径设置的外部排气壁，以及设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：RSV卡西霍特拉，PE科贝，S帕卡拉，RI丹斯库，DM约翰森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：