專利名稱：排氣擴散器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤輪機,更具體地,涉及包括排氣擴散器(exhaust gas diffuser)的渦輪機。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機等渦輪機的排氣擴散器中產(chǎn)生主要損失和湍流的源是與設(shè)置在穿過所述排氣擴散器的流內(nèi)的支柱和人孔(manway)進行流動相互作用的結(jié)果。基于流體因支柱的阻擋而較少受人孔阻塞這一假設(shè)，支柱和人孔通常一個接一個地對齊。然而，人們發(fā)現(xiàn)這一假定可能是不正確的。實際上，對于這種結(jié)構(gòu)，隨著流體離開每個支柱的后緣，由每個支柱的后緣產(chǎn)生的尾流是低動量的尾流，該尾流將碰撞每個人孔并繼續(xù)進一步擴散。由于人孔通常具有相對較大的直徑，因此人孔趨于產(chǎn)生明顯較大的尾流。這種明顯較大的尾流趨于減小擴散器的有效面積，并由此而趨于降低總體性能并縮短擴散器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種排氣擴散器，所述排氣擴散器包括外圍主體(peripheral body);中心體,所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部,并且所述中心體安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，以供第一流體沿著主流動方向流動；多個第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及多個第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道而延伸到相對于所述主流動方向位于所述多個第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部。所述多個第二構(gòu)件相對于所述多個第一構(gòu)件周向設(shè)置時序(clocked)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種渦輪機，所述渦輪機包括壓縮機，所述壓縮機用于壓縮入口氣體；燃燒室，所述燃燒室與所述壓縮機流體連通，從而從所述壓縮機接納經(jīng)壓縮的氣體，在所述燃燒室中，經(jīng)壓縮的氣體與燃料混合并燃燒以產(chǎn)生高溫流體；以及渦輪部分，所述渦輪部分與所述燃燒室流體連通，從而接納所述高溫流體，所述渦輪部分經(jīng)配置以從所述高溫流體中產(chǎn)生機械能，并包括排氣擴散器。所述排氣擴散器包括外圍主體；中心體，所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部，并且所述中心體安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，以供第一流體沿著主流動方向流動；多個第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及多個第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道而延伸到相對于所述主流動方向位于所述多個第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部。所述多個第二構(gòu)件相對于所述多個第一構(gòu)件周向設(shè)置時序。通過以下結(jié)合附圖的說明將更加清楚地了解這些和其他優(yōu)點以及特征。


本權(quán)利要求書特別指出并明確要求了本發(fā)明的權(quán)利。通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明可以清楚地了解本發(fā)明的上述和其他特征以及優(yōu)點，在附圖中圖1是渦輪機的示意圖；圖2是圖1所示渦輪機的排氣擴散器的側(cè)視圖；圖3是圖2所示排氣擴散器的軸向視圖；圖4是根據(jù)實施例的圖2所示排氣擴散器的多個部件的側(cè)視圖；圖5是根據(jù)替代實施例的圖2所示排氣擴散器的多個部件的側(cè)視圖；圖6是根據(jù)實施例的圖2所示排氣擴散器的一個部件的徑向視圖；圖7是根據(jù)替代實施例的圖2所示排氣擴散器的一個部件的徑向視圖；圖8是根據(jù)替代實施例的圖2所示排氣擴散器的一個部件的徑向視圖；圖9是根據(jù)進一步實施例的圖1所示渦輪機的排氣擴散器的側(cè)視圖；以及圖10是根據(jù)另一進一步實施例的圖1所示渦輪機的排氣擴散器的側(cè)視圖。
具體實施方式
參考附圖并以實例方式描述本發(fā)明的各實施例以及優(yōu)點和特征。兀件符號列表
權(quán)利要求
1.一種排氣擴散器，包括 外圍主體； 中心體，所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部，并且被安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，第一流體沿著主流動方向通過所述環(huán)道而流動； 多個第一構(gòu)件，所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及 多個第二構(gòu)件，所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道延伸到相對于所述主流動方向位于所述多個第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部， 所述多個第二構(gòu)件相對于所述多個第一構(gòu)件周向設(shè)置時序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第一構(gòu)件包括環(huán)繞所述中心體大體均勻地以陣列排列的8個第一構(gòu)件，且所述多個第二構(gòu)件包括環(huán)繞所述中心體不均勻地以陣列排列的3個第二構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件周向安置在所述多個第一構(gòu)件中的相鄰第一構(gòu)件對之間的中間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件包括對稱支柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件包括弧形支柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件具有橢圓形截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件具有圓形截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件具有翼型截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件包括上游防渦器和下游防渦器中的至少一者或這兩者。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣擴散器，其中所述外圍主體包括卡諾部分，所述卡諾部分與所述多個第二構(gòu)件大體軸向?qū)?zhǔn)。
11.一種渦輪機，包括 壓縮機，所述壓縮機用于壓縮入口氣體； 燃燒室，所述燃燒室與所述壓縮機流體連通，從而從所述壓縮機接納經(jīng)壓縮的氣體，在所述燃燒室中，經(jīng)壓縮的氣體與燃料混合并燃燒，以產(chǎn)生高溫流體；以及 渦輪部分，所述渦輪部分與所述燃燒室流體連通，從而接納所述高溫流體，所述渦輪部分經(jīng)配置以從所述高溫流體中產(chǎn)生機械能，并且包括排氣擴散器，所述排氣擴散器包括 外圍主體； 中心體，所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部，并且被安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，第一流體沿著主流動方向通過所述環(huán)道而流動； 多個第一構(gòu)件，所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及 多個第二構(gòu)件，所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道延伸到相對于所述主流動方向位于所述多個第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部， 所述多個第二構(gòu)件相對于所述多個第一構(gòu)件周向設(shè)置時序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第一構(gòu)件包括環(huán)繞所述中心體大體均勻地以陣列排列的8個第一構(gòu)件，且所述多個第二構(gòu)件包括環(huán)繞所述中心體不均勻地以陣列排列的3個第二構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件周向安置在所述多個第一構(gòu)件中的相鄰第一構(gòu)件對之間的中間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件包括對稱支柱。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件包括弧形支柱。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件具有橢圓形截面。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件具有圓形截面。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件具有翼型截面。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件包括上游防渦器和下游防渦器中的至少一者或這兩者。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機，其中所述外圍主體包括卡諾部分，所述卡諾部分與所述多個第二構(gòu)件大體軸向?qū)?zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種排氣擴散器。所述排氣擴散器包括外圍主體；中心體，所述中心體經(jīng)成形以限定內(nèi)部，并且安置在所述外圍主體內(nèi)，以在所述外圍主體與所述中心體之間限定環(huán)道，以供第一流體沿著主流動方向流動；多個第一構(gòu)件，所述多個第一構(gòu)件中的每個第一構(gòu)件分別連接到所述外圍主體和所述中心體，以支撐所述外圍主體內(nèi)的所述中心體；以及多個第二構(gòu)件，所述多個第二構(gòu)件中的每個第二構(gòu)件從所述外圍主體越過所述環(huán)道而延伸到相對于所述主流動方向位于所述多個第一構(gòu)件下游的所述中心體，以將第二流體輸送到所述中心體內(nèi)部。所述多個第二構(gòu)件相對于所述多個第一構(gòu)件周向設(shè)置時序。
文檔編號F01D25/30GK103046975SQ20121039388
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者D.D.南達, J.約翰 申請人:通用電氣公司