專利名稱：用于燃?xì)廨啓C(jī)的排氣擴(kuò)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，并且具體涉及用于燃?xì)廨啓C(jī)的擴(kuò)壓器領(lǐng)域，所述擴(kuò)壓器安裝在渦輪與消音器之間，所述消音器處于所述燃?xì)廨啓C(jī)下游的排氣管道內(nèi)。
背景技術(shù)：
來自燃?xì)廨啓C(jī)的氣體以非常高的速度脫離最后的膨脹階段。為了對渦輪排氣的噪聲進(jìn)行適合的處理，必須在所述氣體被排放至大氣中之前將所述氣體的速度顯著降低。在渦輪中，轉(zhuǎn)子葉片將燃?xì)獾膭幽苻D(zhuǎn)化為熱機(jī)械能。渦輪靜子的歧管將已經(jīng)流過翼片之間的氣體匯集起來。這樣的歧管一般情況下具有圓形橫截面。過渡護(hù)套將渦輪靜子的歧管連接至消音器。能夠減小氣體排氣噪聲的消音器通常被插裝在排氣管道上，所述排氣管道的截面為多邊形，例如為矩形并且優(yōu)選為正方形。因此，用于阻止噪聲傳播的擋板更易于設(shè)計并且具有平直的壁。另外，在穿過所述排氣管道橫截面的所述擋板之間流動的氣體的速度越均勻，消音器就越有效。擴(kuò)壓器被插裝在渦輪與消音器之間，且擴(kuò)壓器能夠通過加寬當(dāng)所述氣體穿過所述管道(所述氣體是通過該管道從渦輪中排出的)截面時的流路來降低所述氣體的速度。因此，擴(kuò)壓器為氣流提供了從圓形截面的管道到多邊形截面的管道的過渡。另外，在流路中所產(chǎn)生的壓降會影響燃?xì)廨啓C(jī)的整體性能。因此，使壓降最小化、 特別是使擴(kuò)壓器中的壓降最小化是很重要的。最后，所述護(hù)套的尺寸設(shè)計以及所述擴(kuò)壓用組件的尺寸設(shè)計具有顯著的經(jīng)濟(jì)影響 (尤其對于大尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)而言)。具體地，非常需要的是軸向和/或徑向緊湊的擴(kuò)壓器。專利申請EP0595692揭露了一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣擴(kuò)壓器，該擴(kuò)壓器提供了圓形管道與正方形管道之間的過渡。在該正方形截面的角附近布置有四個翅片，從而將排氣氣體朝著所述截面的角引導(dǎo)。所述翅片的上游端位于渦輪轉(zhuǎn)子的彈頭形頭部(bullet nose)附近。 某些燃?xì)廨啓C(jī)在最后一個渦輪轉(zhuǎn)子的出口側(cè)處的氣流輪廓是非集中的。另一方面，有些燃?xì)廨啓C(jī)的氣流輪廓可以集中于空氣管道的中心。在專利文獻(xiàn)EP0595692中提出的擴(kuò)壓器僅適用于如下氣流該氣流具有圍繞著渦輪轉(zhuǎn)子彈頭形頭部的環(huán)形截面。也就是說，這樣的擴(kuò)壓器具有這樣的缺點(diǎn)它不適用于將氣流集中于空氣管道中心的情況。例如考慮了空間可用性等的一些渦輪不能與圍繞著渦輪轉(zhuǎn)子的擴(kuò)壓器結(jié)合。在這種情況下，來自渦輪的氣流在渦輪歧管的截面的中央處呈現(xiàn)出最大流速。也就是說，所述氣流沿著渦輪出口歧管的中心軸線而被集中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣擴(kuò)壓器，所述擴(kuò)壓器能夠使排氣管道內(nèi)的氣流均衡化并且能夠使消音器內(nèi)的熱氣體的流速降低而不產(chǎn)生過度的壓降。本發(fā)明的擴(kuò)壓器使得提高排氣管道內(nèi)的流速的均勻性成為可能。本發(fā)明的擴(kuò)壓器可與這樣的渦輪適配在該渦輪中，氣流沿著該渦輪出口歧管的中心軸線而被集中。該渦輪與具有例如正方形等多邊形入口部的消音器相連接。根據(jù)一個實(shí)施例，用于燃?xì)廨啓C(jī)的排氣擴(kuò)壓器包括管狀的過渡護(hù)套，所述過渡護(hù)套具有中心軸線、護(hù)套入口端和護(hù)套出口端，所述護(hù)套入口端具有圓形截面且將要被連接在渦輪的下游，所述護(hù)套出口端將要被連接在排氣管道的上游。所述護(hù)套出口端的橫截面具有多邊形總體形狀。所述排氣擴(kuò)壓器還包括至少一個導(dǎo)流器，所述至少一個導(dǎo)流器被固定至所述過渡護(hù)套并且相對于所述護(hù)套入口端被定位成使得所述至少一個導(dǎo)流器能夠使一些進(jìn)入的氣流偏轉(zhuǎn)。所述至少一個導(dǎo)流器包括管狀器壁，所述管狀器壁與所述中心軸線同軸并且朝著所述護(hù)套出口端是變寬的。所述管狀器壁在與所述護(hù)套入口端處于同一端的那一端處具有圓形的導(dǎo)流器入口部，而在另一端處具有呈多邊形總體形狀的導(dǎo)流器出口部。所述導(dǎo)流器出口部具有多個角區(qū)域，并且這些角區(qū)域關(guān)于所述中心軸線的取向與所述護(hù)套出口端的多邊形截面的各角相對應(yīng)。所述導(dǎo)流器為管狀并且與所述過渡護(hù)套的所述中心軸線同軸，這樣的事實(shí)使得所述排氣擴(kuò)壓器能夠與如下渦輪適配在該渦輪中，氣流集中于該渦輪歧管的中心處。具體地，這些高速氣體中的至少一些進(jìn)入變寬的管狀形狀并且經(jīng)歷流量或流速的降低。排氣氣體的氣流的至少另一部分在變寬的管狀形狀的外部周圍流動。所述導(dǎo)流器的入口部為圓形而出口部為多邊形。這就造成了氣流朝著所述過渡護(hù)套的角產(chǎn)生更大的偏轉(zhuǎn)。這使得所述消音器入口處的流速均衡化。優(yōu)選地，所述至少一個導(dǎo)流器的所述導(dǎo)流器出口部的所述多邊形總體形狀的所述角區(qū)域是倒圓的。根據(jù)一個實(shí)施例，所述至少一個導(dǎo)流器的所述管狀器壁包括孔的排列，這些孔穿透所述管狀器壁且位于所述至少一個導(dǎo)流器的所述導(dǎo)流器出口部的所述角區(qū)域附近。在所述管狀器壁的外部周圍流動的氣體比沿著所述管狀器壁的內(nèi)部流動的那些氣體處于更高的壓力下。上述這些孔使得外部的氣體能夠到達(dá)所述管狀器壁的內(nèi)部。這就減少了易在所述導(dǎo)流器的所述角區(qū)域內(nèi)部形成的靜止區(qū)域。這就避免了紊流的發(fā)生并且降低了由所述導(dǎo)流器造成的壓降。優(yōu)選地，所述至少一個導(dǎo)流器的所述管狀器壁中的所述孔分布在所述管狀器壁的如下區(qū)域內(nèi)這些區(qū)域比所述管狀器壁的不具有穿透的孔的那些區(qū)域相對于所述中心軸線更陡地傾斜。上述這些孔減少了具有更陡傾斜度的區(qū)域(在這些區(qū)域中易于形成渦流)中的紊流。根據(jù)一種可替代方案，所述至少一個管狀導(dǎo)流器的所述導(dǎo)流器入口部的直徑小于所述過渡護(hù)套的所述護(hù)套入口端的直徑的一半，并且優(yōu)選地小于所述過渡護(hù)套的所述護(hù)套入口端的直徑的三分之一。這使得流入的熱氣流的中央?yún)^(qū)域能夠特別擴(kuò)散。這在將熱的出口氣體的氣流集中于中心軸線周圍的渦輪中是特別有利的。根據(jù)一個實(shí)施例，所述排氣擴(kuò)壓器包括由復(fù)數(shù)個導(dǎo)流器組成的多個導(dǎo)流器，所述復(fù)數(shù)個導(dǎo)流器設(shè)有分別具有圓形入口部的管狀器壁。多個同軸的導(dǎo)流器意味著流路截面的相同加寬，這樣的擴(kuò)壓器能夠被制造得更短。
根據(jù)一種可替代形式，所述排氣擴(kuò)壓器包括外部導(dǎo)流器，所述外部導(dǎo)流器內(nèi)部定位有一個以上與所述中心軸線同軸的內(nèi)部導(dǎo)流器；且至少所述外部導(dǎo)流器具有呈多邊形總體形狀的導(dǎo)流器出口部。優(yōu)選地，幾個導(dǎo)流器具有圓錐形總體形狀并且相對于彼此基本上同位相似 (homothetic)0在所述相似形狀之間可以存在有微小的軸向偏移，從而使得環(huán)狀氣流在所述圓錐形導(dǎo)流器之間的流動更加容易。優(yōu)選地，以一個導(dǎo)流器緊跟著圍繞另一個導(dǎo)流器的方式成對的相鄰導(dǎo)流器的縱長截面相對于所述中心軸線的傾斜度之差低于閾值，所述閾值優(yōu)選低于10°，并且更優(yōu)選低于7°。進(jìn)入所述導(dǎo)流器的氣流被分為位于上部導(dǎo)流器的外部的氣流、在各導(dǎo)流器之間的環(huán)形氣流以及中心氣流。因此，由于某一導(dǎo)流器相對于與其相鄰的導(dǎo)流器的傾斜度角度增大的結(jié)果，上述各種氣流被引導(dǎo)并且相互并行地經(jīng)歷它們各自速度的降低。各種同軸氣流被引導(dǎo)，這樣的事實(shí)意味著能夠減少由所述排氣擴(kuò)壓器造成的紊流和壓降。根據(jù)一個實(shí)施例，所述至少一個導(dǎo)流器或所述多個導(dǎo)流器通過保持裝置而被固定至所述過渡護(hù)套，所述保持裝置包括三個連接臂，各個所述連接臂的一端圍繞所述至少一個導(dǎo)流器或所述多個導(dǎo)流器的附接點(diǎn)而鉸接著，并且各個所述連接臂的另一端與所述過渡護(hù)套相連接。根據(jù)一種可替代形式，所述保持裝置具有垂直于所述中心軸線的安裝平面，所述保持裝置包括第一連接臂和第二連接臂，所述第一連接臂和所述第二連接臂被定位成關(guān)于縱長的中間平面對稱并且被安裝成使得所述第一連接臂和所述第二連接臂能夠在所述安裝平面內(nèi)移動；第三連接臂的與所述至少一個導(dǎo)流器或所述多個導(dǎo)流器連接的所述附接點(diǎn)位于距所述安裝平面一定距離處，并且/或者所述第三連接臂被安裝成使得所述第三連接臂能夠在所述縱長的中間平面內(nèi)移動。上述各個鉸接的連接臂使得不論它們可能會經(jīng)歷多么顯著的熱膨脹仍然能夠?qū)⑺鰧?dǎo)流器保持在中心位置。所述過渡護(hù)套可以設(shè)有與大約600°C至700°C的熱氣體相接觸的內(nèi)部涂層。上述各個鉸接的連接臂被固定至所述過渡護(hù)套的堅固的外部表面，該外部表面的溫度為200°C量級。上述各個鉸接的連接臂的另一端與處于600°與700°C之間的熱氣體溫度下的所述導(dǎo)流器相連接。


以非限定性示例的方式并通過附圖解釋了一些實(shí)施例，通過閱讀對這些實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。附圖中圖1是整個渦輪、擴(kuò)壓器、消音器組裝件的縱長截面；圖2是從下游端觀看時導(dǎo)流器和保持裝置的透視圖；圖3是從下游端觀看時在圖1的平面III-III處的截面；圖4是從上游端觀看時在圖1的平面IV-IV處的截面；圖5是貫穿導(dǎo)流器的縱長截面，該截面平面為圖2和圖4中的平面V-V ；以及圖6是貫穿導(dǎo)流器的縱長截面，該截面平面為圖2和圖4中的平面VI-VI。
具體實(shí)施例方式如圖1中所示，在圖1的截面平面III與截面平面IV之間包含有排氣擴(kuò)壓器1。 排氣擴(kuò)壓器1插入在渦輪2的下游處且位于消音器3和排氣管道4的上游處，這樣的組裝件沿著渦輪2的中心軸線10延伸。排氣擴(kuò)壓器1包括過渡護(hù)套5，過渡護(hù)套5在平面IV處具有與渦輪2的歧管7相連接的護(hù)套5的入口端6。過渡護(hù)套5在它的護(hù)套入口端6處具有跟渦輪2的歧管7延續(xù)相接的圓形截面。在另一端，過渡護(hù)套5在平面III-III處具有與消音器3相連接的護(hù)套5的出口端8。過渡護(hù)套5在其出口端8處具有總體形狀為多邊形的截面。在圖1中所示的情況下，護(hù)套出口端8為正方形截面。排氣擴(kuò)壓器1還包括導(dǎo)流器組件11，導(dǎo)流器組件11包括三個同心的圓錐形導(dǎo)流器 12,12'和12〃且包括外部導(dǎo)流器13。該三個圓錐形導(dǎo)流器12、12'和12〃以及外部導(dǎo)流器13通過連接輻條14連接在一起，從而使得導(dǎo)流器組件11是堅固的整體組件。圓錐形導(dǎo)流器12是在徑向上最靠近中心軸線10的最內(nèi)部導(dǎo)流器。圓錐形導(dǎo)流器12'圍繞著圓錐形導(dǎo)流器12并且被圓錐形導(dǎo)流器12"圍繞。外部導(dǎo)流器13圍繞著圓錐形導(dǎo)流器12、12'和 12〃這三者的集合。圓錐形導(dǎo)流器12、12'和12"以及外部導(dǎo)流器13每一者都為管狀形狀且其軸線與中心軸線10同軸，并且導(dǎo)流器入口部12a、12a'、12a"和13a分別位于該管狀形狀的一端(該端與護(hù)套入口端6處于同一端)處。導(dǎo)流器入口部12a、12a'、12a"和13a為圓形且與中心軸線10同心。圓錐形導(dǎo)流器12、12'和12"以及外部導(dǎo)流器13還分別在該管狀形狀的另一端(該端與護(hù)套5的出口端8處于同一端)處設(shè)有導(dǎo)流器出口 12b、12b'、 12b" 、13b。圖1中用(b)表示的平面標(biāo)記出了護(hù)套5的形狀在圓形截面與正方形截面之間過渡的起點(diǎn)。在護(hù)套入口端6與平面(b)之間，過渡護(hù)套5為與中心軸線10同軸的圓錐形。在形狀過渡平面(b)與護(hù)套出口端8之間，過渡護(hù)套5具有通過過渡脊(transition ridge) 19與倒圓區(qū)域18相連接的平直區(qū)域17。平直區(qū)域17的形狀和倒圓區(qū)域18的形狀將在圖3中進(jìn)行更詳盡的說明。如圖2中所示，三個圓錐形導(dǎo)流器12、12'和12〃每一者的出口部12b、12b'和 12b"為圓形。外部導(dǎo)流器13的出口部1 總體形狀為具有直邊20和角區(qū)域21的多邊形。 外部導(dǎo)流器13設(shè)有器壁22，器壁22包括三角形平直部分23和倒圓部分M組成。倒圓部分M在外部導(dǎo)流器13的入口部13a與出口部13b的角區(qū)域21之間提供過渡。外部器壁 22還包括具有穿透器壁22的孔沈的區(qū)域25和不具有孔沈的無孔區(qū)域27。具有孔沈的各區(qū)域25沿器壁22在兩個縱長對角面的每一側(cè)上延伸，所述兩個縱長對角面中的一者如圖2和圖4中的VI所示?？v長對角面VI具有中心軸線10并且與出口部13b的角區(qū)域21相交。在圖4中可見，具有孔沈的區(qū)域25以22度左右的角度α在截面VI的對角線縱長面的每一側(cè)上延伸。如圖2至圖6中所示，具有孔沈的區(qū)域25對應(yīng)于這樣的區(qū)域這些區(qū)域相對于中心軸線10比無孔區(qū)域27相對于中心軸線10具有更陡的傾斜度。如圖1至圖4所示，保持裝置15將外部導(dǎo)流器13和整個導(dǎo)流器組件11附接至過渡護(hù)套5。保持裝置15將外部導(dǎo)流器13附接至位于過渡護(hù)套5上且位于圖1中用(a)表示的安裝平面中的安裝點(diǎn)16a、16b、32和33。保持裝置15包括第一連接臂觀和第二連接臂30，第一連接臂觀和第二連接臂30分別連接至過渡護(hù)套5的位于安裝平面(a)上的安裝點(diǎn)32和過渡護(hù)套5的位于安裝平面(a)上的安裝點(diǎn)33。第一連接臂觀連接至位于外部導(dǎo)流器13右手側(cè)的附接點(diǎn)四，第二連接臂30連接至位于外部導(dǎo)流器13左手側(cè)的附接點(diǎn) 31。第一連接臂觀關(guān)于安裝點(diǎn)32和關(guān)于附接點(diǎn)四是鉸接的并且第二連接臂30關(guān)于安裝點(diǎn)33和關(guān)于附接點(diǎn)31是鉸接的，從而能夠在安裝平面(a)內(nèi)移動。保持裝置15還包括連接至外部導(dǎo)流器13的附接點(diǎn)35(圖1)的第三連接臂34， 附接點(diǎn)35位于入口部13a附近。第一連接臂觀和第二連接臂30的附接點(diǎn)31和33位于外部導(dǎo)流器13的出口部13b附近。附接點(diǎn)35位于距安裝平面(a) —定距離處。第三連接臂34附接至在軸向上且位于安裝平面(a)內(nèi)的中間安裝點(diǎn)36。兩個中間臂37a和37b將中間安裝點(diǎn)36連接至過渡護(hù)套5的兩個安裝點(diǎn)16a和16b。第三連接臂34、附接點(diǎn)35和中間安裝點(diǎn)36位于圖1中所示在縱長的中間平面(I)內(nèi)。安裝點(diǎn)32和安裝點(diǎn)33、第一連接臂觀和第二連接臂30、兩個中間臂37a和37b、以及中間臂37a的安裝點(diǎn)16a和中間臂 37b的安裝點(diǎn)16b分別關(guān)于該縱長的中間平面(I)對稱布置。保持裝置15(見圖1)被裝配于過渡護(hù)套5的堅固的壁上。在過渡護(hù)套5的內(nèi)部襯有保溫涂層(未圖示)。因此，熱氣體使該涂層的溫度和中心導(dǎo)流器的溫度上升至600°C 與700°C之間。然而，將鉸接臂保持在過渡護(hù)套5上的保持裝置15處于大約200°C。無論導(dǎo)流器11與過渡護(hù)套5之間在溫度上的差異如何(其可能瞬時表現(xiàn)為400°C 600°C )， 保持裝置15都保持整個導(dǎo)流器11與中心軸線10同軸。當(dāng)外部導(dǎo)流器13膨脹時，第一連接臂觀和第二連接臂30在安裝平面(a)內(nèi)按照圖3中箭頭所示的方向移動。當(dāng)外部導(dǎo)流器13沿徑向膨脹時，第一連接臂觀和第二連接臂30使外部導(dǎo)流器13能夠保持在應(yīng)有的位置上。第三連接臂34用于當(dāng)外部導(dǎo)流器13沿縱長方向膨脹時保持該外部導(dǎo)流器13。如圖1和圖3所示，中間臂37a、37b以這樣的方式膨脹中間安裝點(diǎn)36保持位于安裝平面(a) 內(nèi)的垂直中間平面內(nèi)，并且與第一連接臂觀的安裝點(diǎn)32的距離以及與第二連接臂30的安裝點(diǎn)33的距離相等。第三連接臂34的與外部導(dǎo)流器13相連接的附接點(diǎn)35允許導(dǎo)流器11 沿縱長方向膨脹而不會出現(xiàn)該導(dǎo)流器11變得在側(cè)向上偏離中心軸線10。保持裝置15能夠承受由于氣流的動壓力而施加于導(dǎo)流器11的機(jī)械載荷。有利的是，為了減小由氣體施加的機(jī)械載荷，第一連接臂觀、第二連接臂30和第三連接臂34具有異型截面。例如，第一連接臂觀、第二連接臂30和第三連接臂34可以是中空的并且具有菱形截面，長軸基本平行于中心軸線10而延伸。這使得在同時賦予保持裝置15良好的機(jī)械強(qiáng)度以及對排氣氣流的低阻力的同時，能夠減小從過渡護(hù)套5懸掛下來的質(zhì)量。有利的是，安裝點(diǎn)16a、16b、32、33、36或者附接點(diǎn)四安裝有環(huán)狀物，這些環(huán)狀物在與不銹鋼結(jié)合的時候呈現(xiàn)出低的摩擦系數(shù)，并且能夠承受650°C量級的溫度。這使得能夠減小當(dāng)擴(kuò)壓器1膨脹時的機(jī)械應(yīng)力。這樣的環(huán)狀物可以由以鈷、鉻、鎢和鎳為基礎(chǔ)的鍛造合金制成。這種合金能夠達(dá)到性能規(guī)格ASTM F90或者NF ISO 58325(97)。現(xiàn)在參照圖3說明過渡護(hù)套5的形狀。細(xì)的點(diǎn)劃線顯示出了過渡護(hù)套在各個不同的截面平面(a)、(b)、(c)、(d)和(e)內(nèi)的橫截面形狀。隨著軸距從截面平面(b)到截面平面(e)增大，平直區(qū)域17是變寬的，而倒圓區(qū)域18的曲率半徑是逐漸變小的。這使得從截面平面(b)內(nèi)的圓形截面過渡到護(hù)套出口端8處的正方形截面逐漸成為可能。現(xiàn)在參照附圖4至附圖6說明整個導(dǎo)流器組件11對通過入口端6從渦輪2進(jìn)入過渡護(hù)套5的氣流的作用。進(jìn)入的氣流被分為中心氣流41、三個環(huán)形氣流42、43和44以及外部氣流45。中心氣流41通過入口部1 進(jìn)入圓錐形導(dǎo)流器12。環(huán)形氣流42在入口部1 與入口部12a ‘ 之間進(jìn)入，且在圓錐形導(dǎo)流器12與圓錐形導(dǎo)流器12'之間流動。環(huán)形氣流43在入口部 12a'與入口部12a"之間進(jìn)入，且在圓錐形導(dǎo)流器12‘與圓錐形導(dǎo)流器12〃之間流動。環(huán)形氣流44在入口部12a"與入口部13a之間進(jìn)入，且在圓錐形導(dǎo)流器12〃與外部導(dǎo)流器13 之間流動。外部氣流45在外部導(dǎo)流器13與過渡護(hù)套5之間圍繞著外部導(dǎo)流器13的外部而流動。在一個特定的實(shí)施例中，一組導(dǎo)流器12、12'、12〃、13都具有相同的軸向長度， 例如測為1410mm。這些導(dǎo)流器的器壁可以由例如不銹鋼等能夠承受排氣氣體的溫度的金屬制成。器壁的厚度可以是20mm。入口部1 的直徑為400mm，出口部12b的直徑為682mm。入口部12a‘的直徑為842mm，出口部12b‘的直徑為1341mm。入口部12a〃的直徑為1240mm， 出口部12b"的直徑為2086mm。圓錐形導(dǎo)流器12、12'、12〃分別具有逐漸連接至半錐角為6. 6度、11. 7度和19. 3度的圓錐部分的筒形起始部分。圓錐形導(dǎo)流器12、12'、12〃的半頂角與相應(yīng)的圓錐形導(dǎo)流器的器壁相對于中心軸線10的傾斜度相對應(yīng)。入口部13a的直徑為1840mm。出口部13b具有正方形的總體形狀。直邊20之間的距離為3123mm，角區(qū)域21的曲率半徑為607mm。在圖5中所示的截面平面V中，外部導(dǎo)流器13的器壁22相對于軸線的傾斜度為24. 5度，也就是說，器壁22比緊鄰于它的圓錐形導(dǎo)流器12"多傾斜了 5. 2度。在對角線上的縱長截面平面VI中，外部導(dǎo)流器13的器壁22 的傾斜度是相對于軸線為30. 2度的傾斜角度，這就是說比緊鄰于它的圓錐形導(dǎo)流器12" 的傾斜角度多了 10. 9度。氣體的中心氣流41的流速與圓錐形導(dǎo)流器12相對于中心軸線10的傾斜度成比例地減慢。環(huán)形氣流42、43、44在相鄰的兩個導(dǎo)流器間流動，這些環(huán)形氣流的流速與兩個相鄰導(dǎo)流器(在該兩個相鄰導(dǎo)流器之間有上述環(huán)形氣流流動)呈現(xiàn)出的相對于中心軸線10 的傾斜度差別成比例地減慢。因此，中心氣流41以及兩個環(huán)形氣流42、43在速度上的降低是基本恒定的。與之相反，環(huán)形氣流44的流速在對角線上的縱長平面VI內(nèi)比在橫向的縱長平面V內(nèi)減慢得更多。外部導(dǎo)流器13的外部表面使外部氣流45偏轉(zhuǎn)。在對角線上的縱長截面平面VI 內(nèi)，外部氣流45遇到孔46。外部氣流45的一部分穿過孔46從而與環(huán)形氣流44匯合?？?26使得在具有孔沈的區(qū)域25中能夠減弱氣體流速的減慢。這就減少了角區(qū)域21附近的環(huán)形氣流44的紊流。外部導(dǎo)流器13具有多邊形出口部13b的這個事實(shí)意味著一些氣體能夠朝著過渡護(hù)套5的出口端8的角部偏轉(zhuǎn)。孔沈防止了當(dāng)氣流朝著上述角部發(fā)生這種偏轉(zhuǎn)時在角區(qū)域21中出現(xiàn)過度減慢。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)O)的排氣擴(kuò)壓器(1)，其包括管狀的過渡護(hù)套(5)，所述過渡護(hù)套(5)具有中心軸線(10)、護(hù)套入口端(6)和護(hù)套出口端(8)，所述護(hù)套入口端(6)具有圓形截面且將要被連接在渦輪O)的下游，所述護(hù)套出口端⑶將要被連接在排氣管道⑷的上游，所述護(hù)套出口端⑶的橫截面為多邊形總體形狀；所述排氣擴(kuò)壓器(1)還包括至少一個導(dǎo)流器(13)，所述至少一個導(dǎo)流器(1 被固定至所述過渡護(hù)套(5)并且相對于所述護(hù)套入口端(6)被定位成使得所述至少一個導(dǎo)流器(13) 能夠使一些進(jìn)入的氣流偏轉(zhuǎn)；所述排氣擴(kuò)壓器(1)的特征在于所述至少一個導(dǎo)流器(1 包括管狀器壁(22)，所述管狀器壁02)與所述中心軸線(10)同軸并且朝著所述護(hù)套出口端(8)是變寬的；所述管狀器壁0 在與所述護(hù)套入口端(6)處于同一端的那一端處具有圓形的導(dǎo)流器入口部(13a)，而在另一端處具有呈多邊形總體形狀的導(dǎo)流器出口部(13b)；所述導(dǎo)流器出口部 (13b)具有多個角區(qū)域(21)，并且所述角區(qū)域關(guān)于所述中心軸線(10)的取向與所述護(hù)套出口端(8)的多邊形截面的角相對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1中所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，所述至少一個導(dǎo)流器(13)的所述導(dǎo)流器出口部(1 )的所述多邊形總體形狀的所述角區(qū)域是倒圓的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，所述至少一個導(dǎo)流器的所述管狀器壁 (22)包括孔06)的排列，這些孔06)穿透所述管狀器壁0 且位于所述至少一個導(dǎo)流器 (13)的所述導(dǎo)流器出口部(13b)的所述角區(qū)域附近。
4.如權(quán)利要求3所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，所述至少一個導(dǎo)流器(13)的所述管狀器壁 (22)中的所述孔06)分布在所述管狀器壁的如下區(qū)域0 內(nèi)這些區(qū)域0 比所述管狀器壁的不具有穿透的孔06)的那些區(qū)域07)相對于所述中心軸線(10)更陡地傾斜。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，所述至少一個管狀導(dǎo)流器(13) 的所述導(dǎo)流器入口部(13a)的直徑小于所述過渡護(hù)套(5)的所述護(hù)套入口端(6)的直徑的一半，并且優(yōu)選地小于所述過渡護(hù)套(5)的所述護(hù)套入口端(6)的直徑的三分之一。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣擴(kuò)壓器，包括由復(fù)數(shù)個導(dǎo)流器(12、12'、 12"、13)組成的多個導(dǎo)流器(11)，所述復(fù)數(shù)個導(dǎo)流器(12、12' 12"、13)設(shè)有分別具有圓形入口部(12a、12a' U2a" U3a)的管狀器壁。
7.如權(quán)利要求6所述的排氣擴(kuò)壓器，包括外部導(dǎo)流器(13)，在所述外部導(dǎo)流器(13)內(nèi)部設(shè)置有一個以上與所述中心軸線(10)同軸的內(nèi)部導(dǎo)流器(12、12'、12")；且至少所述外部導(dǎo)流器(1 具有呈多邊形總體形狀的導(dǎo)流器出口部(1 )。
8.如權(quán)利要求6或7所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，幾個導(dǎo)流器(12、12'、12")具有圓錐形總體形狀并且相對于彼此基本上同位相似。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，以一個導(dǎo)流器緊跟著圍繞另一個導(dǎo)流器的方式成對的相鄰導(dǎo)流器(12與12' ,12'與12"、12"與13)的縱長截面相對于所述中心軸線(10)的傾斜度之差低于閾值，所述閾值優(yōu)選低于10°，并且更優(yōu)選低于 7°。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，所述至少一個導(dǎo)流器(13)或所述多個導(dǎo)流器(11)通過保持裝置(1 而被固定至所述過渡護(hù)套(5)，所述保持裝置(15)包括三個連接臂(觀、30、34)，各個所述連接臂的一端繞著所述至少一個導(dǎo)流器(13) 或所述多個導(dǎo)流器(11)的附接點(diǎn)09、31、3幻而鉸接著，并且各個所述連接臂的另一端 (32、33、36)與所述過渡護(hù)套(5)相連接。
11.如權(quán)利要求10所述的排氣擴(kuò)壓器，其中，所述保持裝置(15)具有垂直于所述中心軸線(10)的安裝平面(a)，所述保持裝置包括第一連接臂08)和第二連接臂(30)，所述第一連接臂08)和所述第二連接臂(30)被定位成關(guān)于縱長的中間平面(I)對稱并且被安裝成使得所述第一連接臂08)和所述第二連接臂(30)能夠在所述安裝平面(a)內(nèi)移動；第三連接臂(34)的與所述至少一個導(dǎo)流器(1 或所述多個導(dǎo)流器(11)連接的所述附接點(diǎn) (35)位于距所述安裝平面(a) —定距離處，并且/或者所述第三連接臂(34)被安裝成使得所述第三連接臂(34)能夠在所述縱長的中間平面(I)內(nèi)移動。
全文摘要
用于燃?xì)廨啓C(jī)(2)的排氣擴(kuò)壓器(1)包括管狀過渡護(hù)套(5)，過渡護(hù)套(5)具有中心軸線(10)；具有圓形截面且將要被連接在渦輪(2)下游的護(hù)套入口端(6)；以及將要被連接在排氣管道(4)上游且橫截面為多邊形總體形狀的護(hù)套出口端(8)。擴(kuò)壓器(1)還包括至少一個導(dǎo)流器(13)，導(dǎo)流器(13)被固定至過渡護(hù)套(5)并且相對于護(hù)套入口端(6)被定位成能夠使一些進(jìn)入的氣流偏轉(zhuǎn)。導(dǎo)流器(13)包括與中心軸線(10)同軸且朝著護(hù)套出口端(8)變寬的管狀器壁(22)；該管狀器壁在與護(hù)套入口端(6)處于同一端的那一端處具有圓形的導(dǎo)流器入口部(13a)，而在另一端處具有多邊形總體形狀的導(dǎo)流器出口部(13b)，導(dǎo)流器出口部(13b)具有多個角區(qū)域，并且這些角區(qū)域關(guān)于中心軸線(10)的取向與護(hù)套出口端(8)的多邊形截面的角相對應(yīng)。
文檔編號F01D25/30GK102165144SQ200980136039
公開日2011年8月24日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者利伯圖·甘迪亞, 菲利普·克洛東, 蒂埃里·皮福瑞, 賽巴斯蒂安·克洛阿雷克 申請人:Ge能量產(chǎn)品法國Snc公司