CN107923247A - 用于涡轮发动机的扩散器和其形成方法 - Google Patents

用于涡轮发动机的扩散器和其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107923247A
CN107923247A CN201580082448.5A CN201580082448A CN107923247A CN 107923247 A CN107923247 A CN 107923247A CN 201580082448 A CN201580082448 A CN 201580082448A CN 107923247 A CN107923247 A CN 107923247A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall
diffuser
section
cener line
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580082448.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107923247B (zh
Inventor
R.J.兹雷达
D.D.南达
D.T.奥兹加
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co PLC
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN107923247A publication Critical patent/CN107923247A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107923247B publication Critical patent/CN107923247B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/40—Flow geometry or direction
    • F05D2210/42—Axial inlet and radial outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F05D2250/14—Two-dimensional elliptical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/32—Arrangement of components according to their shape
    • F05D2250/323—Arrangement of components according to their shape convergent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/32—Arrangement of components according to their shape
    • F05D2250/324—Arrangement of components according to their shape divergent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/38—Arrangement of components angled, e.g. sweep angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/71—Shape curved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/73—Shape asymmetric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

一种用于涡轮发动机的扩散器包括关于涡轮发动机的中心线轴线周向地延伸的第一壁。扩散器还包括关于中心线轴线周向地延伸的第二壁。第二壁的至少一部分从第一壁的至少一部分径向地朝外定位。流路由第一壁和第二壁限定。流路从构造成接收流体的轴向流的入口延伸到构造成沿大致径向方向排出流体的周向延伸的出口。出口关于中心线轴线不对称地延伸。

Description

用于涡轮发动机的扩散器和其形成方法
背景
本公开的领域大体上涉及涡轮发动机，且更具体地涉及用于涡轮发动机的扩散器。
至少一些已知的涡轮发动机包括从流体流取得能量的涡轮叶片级。至少一些已知的涡轮发动机包括扩散器，其接收沿轴向方向从涡轮级排出的流体。至少一些这样的扩散器将排出流体流转变至径向方向以促进减小排出流体流的速度以及有效地恢复流体的静压力。此外，至少一些这样的扩散器包括跨过流体流路周向地布置的转向导叶以促进轴向到径向流转变。例如，各个转向导叶的外表面从沿着弯曲表面大体上轴向地延伸的前缘转变成大体上径向地延伸的后缘。这样的转向导叶在促进静压力恢复的同时促进使轴向排出流体流转变至径向方向。然而，至少一些已知的转向导叶易受开裂和表面侵蚀的影响，导致扩散器效率降低以及对于扩散器增加的检查、维护和更换成本。此外，设计或翻新改进的扩散器的尝试至少在一些情况下由用于扩散器和/或涡轮发动机的预先限定的可用足迹限制。
简要描述
在一个方面，提供了一种用于涡轮发动机的扩散器。扩散器包括关于涡轮发动机的中心线轴线周向地延伸的第一壁。扩散器还包括关于中心线轴线周向地延伸的第二壁。第二壁的至少一部分从第一壁的至少一部分径向地朝外定位。流路由第一壁和第二壁限定。流路从构造成接收流体的轴向流的入口延伸到构造成大致沿径向方向排出流体的周向延伸的出口。出口关于中心线轴线不对称地延伸。
在另一方面，提供了一种涡轮发动机。涡轮发动机包括构造成排出流体的涡轮区段。涡轮区段限定中心线轴线。涡轮发动机还包括在涡轮区段下游联接的排气区段。排气区段包括扩散器。扩散器包括关于中心线轴线周向地延伸的第一壁，以及关于中心线轴线周向地延伸的第二壁。第二壁的至少一部分从第一壁的至少一部分径向地朝外定位。流路由第一壁以及第二壁限定。流路从构造成接收流体的轴向流的入口延伸到构造成大致沿径向方向排出流体的周向延伸的出口。出口关于中心线轴线不对称地延伸。
在另一方面，提供了一种形成用于涡轮发动机的扩散器的方法。该方法包括关于涡轮发动机的中心线轴线周向地布置第一壁，以及关于中心线轴线周向地布置第二壁。该方法还包括使第二壁的至少一部分从第一壁的至少一部分径向地朝外定位，使得流路由第一壁和第二壁限定。流路从构造成接收流体的轴向流的入口延伸到构造成大致沿径向方向排出流体的周向延伸的出口。出口关于中心线轴线不对称地延伸。
附图的简要描述
图1为涡轮发动机的示例性实施例的示意图；
图2为可与图1中示出的燃气涡轮一起使用的扩散器的示例性实施例的示意性透视图；
图3为沿图2中示出的线3-3得到的图2中示出的示例性扩散器的示意性截面图；以及
图4为形成用于涡轮发动机（例如图1中示出的示例性涡轮发动机）的扩散器（例如图2和图3中示出的示例性扩散器）的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述的示例性构件和方法克服了与用于涡轮发动机的已知扩散器相关联的缺点中的至少一些。本文中描述的实施例包括扩散器，其包括径向引导出口。径向引导出口关于涡轮发动机的中心线轴线不对称。在本文中描述的一些实施例中，扩散器还包括接近扩散器入口的至少一个轴向扩散器区段。
除非另外指出，否则如本文所用的近似语言（例如“大体上”、“大致”和“大约”）指出这样修饰的用语可仅仅适用于如本领域普通技术人员会认识到的近似程度，而不是绝对的或理想的程度。此外，除非另外指出，否则用语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标记，并且不意图对这些用语所指的项目施加顺序、位置或等级的要求。此外，例如对“第二”项目的参照不要求或排除例如“第一”或较低编号的项目或者“第三”或较高编号的项目的存在。
图1为示例性涡轮发动机10的示意图，当前公开的涡轮构件的实施例可与其一起使用。在示例性实施例中，涡轮发动机10是燃气涡轮，其包括压缩机区段14、在压缩机区段14下游联接的燃烧器区段16、在燃烧器区段16下游联接的涡轮区段18以及在涡轮区段18下游联接的排气区段20。
在示例性实施例中，涡轮区段18经由转子轴22联接到压缩机区段14。应该注意的是，如本文所使用的用语“联接”不限于构件之间直接的机械、电气和/或通信连接，而是也可包括多个构件之间间接的机械、电气和/或通信连接。转子轴22限定了燃气涡轮10的中心线轴线32。除非另外说明，否则用语“轴向地”是指平行于中心线轴线32的方向，且用语“径向地”是指从中心线轴线32径向地朝外的方向。
在燃气涡轮10的操作期间，压缩机区段14接收空气流12。压缩机区段14变换来自转子轴22的机械旋转能以将空气流12压缩至较高的压力和温度。压缩机区段14将压缩空气流24排放到燃烧器区段16。在燃烧器区段16中，压缩空气24与燃料流26混合并点燃以产生朝涡轮区段18导引的燃烧气体28。涡轮区段18将来自燃烧气体28的热能变换成转子轴22的机械旋转能。转子轴22可联接到负载（未示出），例如（但不限于）发电机和/或机械驱动应用。涡轮区段18将排出燃烧气体30的流向下游排出到排气区段20中。
图2为扩散器100的示例性实施例的示意性透视图，其可包括在燃气涡轮10的排气区段20内。图3为沿着图2中示出的线3-3得到的扩散器100的示意性截面图。参照图1-3，扩散器100从第一轴向端部102轴向延伸到第二轴向端部104。扩散器100包括在第一轴向端部102和第二轴向端部104之间延伸的第一壁106。第一壁106也关于中心线轴线32周向地延伸。在示例性实施例中，第一壁106关于中心线轴线32延伸大致360度。在备选实施例中，第一壁106关于中心线轴线32延伸小于360度。在示例性实施例中，第一壁106关于中心线轴线32不对称。在备选实施例中，第一壁106关于中心线轴线32大致对称。
扩散器100还包括在扩散器100的第一轴向端部102和第二轴向端部105之间延伸的第二壁108。第二轴向端部105轴向地布置在扩散器100的第一轴向端部102和第二轴向端部104之间。第二壁108也关于中心线轴线32周向地延伸，并且第二壁108的至少一部分从第一壁106的至少一部分径向地朝外定位。在示例性实施例中，第二壁108关于中心线轴线32延伸大致360度。在备选实施例中，第二壁108关于中心线轴线32延伸小于360度。在示例性实施例中，第二壁108关于中心线轴线32不对称。在备选实施例中，第二壁108关于中心线轴线32大致对称。第一壁106和第二壁108中的每一个由使扩散器100能够如本文所述起作用的任何适当数量和构造的构件形成。
流路110由第一壁106和第二壁108限定，并在第一壁106和第二壁108之间延伸。流路110从限定在扩散器第一轴向端部102处的大致环形的入口112延伸到限定在第二壁108的第二轴向端部105和扩散器第二轴向端部104之间的周向延伸的出口114。在示例性实施例中，入口112和出口114中的每一个关于中心线轴线32延伸大致360度。在备选实施例中，入口112和出口114中的至少一个关于中心线轴线32延伸小于360度。入口112构造成接收流体的大致轴向的流，例如来自涡轮区段18的排出气体30，并且出口114构造成以大致径向流从流路110排出流体。在示例性实施例中，出口114关于中心线轴线32不对称。在备选实施例中，出口114关于中心线轴线32大致对称。
在示例性实施例中，扩散器100至少部分地布置在排气室190内。排气室190与出口114流动连通，使得排气室190构造成从扩散器100接收排出气体30。在某些实施例中，排气室190将排出气体30传送到热回收蒸汽发生器（未示出）。排气室190在图2中以虚线图示，以使扩散器100能够有更好的视图。虽然排气室190图示为具有大体上盒状的形状，但是在备选实施例中，排气室190具有使涡轮发动机10能够如本文所述起作用的任何适当的形状。在一些实施例中，排气室190的预先确定的尺寸对扩散器100施加尺寸约束。
第一壁106和第二壁108构造成在入口112和出口114之间协作以将排出气体30的流从轴向方向转变至径向方向，带有有效的压力恢复并且不需要在流路110内布置转向导叶。在一些实施例中，关于中心线轴线32不对称地限定的径向引导出口114促进了有效的压力恢复而不带有转向导叶。在备选实施例中，额外地包括转向导叶（未示出）。
例如，在某些实施例中，第一壁106和第二壁108协作以形成接近入口112的至少一个轴向扩散器区段118，以及布置在该至少一个轴向扩散器区段118下游并且接近出口114的径向扩散器区段140。在示例性实施例中，该至少一个轴向扩散器区段118包括第一轴向扩散器区段120和布置在第一轴向扩散器区段120下游的第二轴向扩散器区段130。径向扩散器区段140布置在第二轴向扩散器区段130下游。
在示例性实施例中，第一轴向扩散器区段120和第二轴向扩散器区段130中的每一个关于中心线轴线32大致对称。更具体地，第一壁106沿着第一轴向扩散器区段120并且沿着第二轴向扩散器区段130大致平行于中心线轴线32延伸。第二壁108沿着第一轴向扩散器区段120以关于中心线轴线32的第一角度122径向地朝外延伸，并且沿着第二轴向扩散器区段130以关于中心线轴线32的第二角度132径向地朝外延伸，使得第二角度132比第一角度122小。例如，在某些实施例中，有效的压力恢复由在大约10至35度的范围内的第一角度122促进，并且在特定实施例中，带有在大约15至25度的范围内的第一角度122。在示例性实施例中，第一角度122为大约16度。此外，在某些实施例中，有效的压力恢复由在第一角度122的大约30%至大约70%的范围中的第二角度132促进，并且在特定实施例中，带有大约为第一角度122的一半的第二角度132。在示例性实施例中，第二角度132大约为8度。在备选实施例中，第一角度122和第二角度132中的每一个具有使扩散器100能够如本文所述起作用的任何适当的值。在其它备选实施例中，第一轴向扩散器区段120和第二轴向扩散器区段130中的至少一个关于中心线轴线32不对称。在另一些备选实施例中，扩散器100不包括第二轴向扩散器区段130。
在示例性实施例中，径向扩散器区段140关于中心线轴线32大致不对称。在某些实施例中，径向扩散器区段140的不对称性使扩散器100能够在由排气室190施加的尺寸约束内获得改进的压力恢复效率。
例如，在示例性实施例中，径向扩散器区段140从第一径向端部142径向地延伸到周向相对的第二径向端部144。第一径向端部142大体上邻近排气室190的对应第一壁192定位，并且第二径向端部大体上邻近排气室190的对应相对的第二壁194定位。第一径向端部142布置在距中心线轴线32第一距离143处，并且第一距离143小于第一壁192和中心线轴线32之间的距离193，使得扩散器100容纳在排气室190内。然而，排气室190的第二壁194和中心线轴线32之间的距离195大致大于距离193。在某些实施例中，径向扩散器区段140的第二径向端部144布置在距中心线轴线32大于第一距离143的第二距离145处。在一些这样的实施例中，与关于中心线轴线32对称的径向扩散器区段的性能相比，从扩散器100获得改进的压力恢复效率，同时仍使扩散器100能够容纳在排气室190内。例如，但不作为限制，大于第一距离143的第二距离145在接近第二径向端部144的出口114处促进减少的流分离。
在图示的实施例中，第一径向端部142为径向扩散器区段140的底部端部，并且第二径向端部144为径向扩散器区段140的周向相对的顶部端部。在备选实施例中，第一径向端部142和第二径向端部144为径向扩散器区段140的任何两个大体上周向相对的径向端部，例如（但不限于）径向扩散器区段140的左端部和周向相对的右端部。在一些实施例中，第一径向端部142和第二径向端部144的周向位置至少部分地基于排气室190的形状选择。
在示例性实施例中，第一壁106和第二壁108构造成在径向扩散器区段140的上游部分148内彼此发散，并且在径向扩散器区段140的下游部分150内彼此会聚。更具体地，垂直于流路110测量的第一壁106和第二壁108之间的距离146沿着上游部分148增加并且沿着下游部分150减小。在某些实施例中，第一壁106和第二壁108在径向扩散器区段140的上游部分148内发散促进了排出气体30通过扩散器100进一步膨胀，而第一壁106和第二壁108在径向扩散器区段140的下游部分150内的会聚起作用为“涡流捕集器”，其促进减少邻近出口114的涡流的产生，并且因此提高了扩散器100的压力恢复效率。
在示例性实施例中，上游部分148和下游部分150中的每一个关于中心线轴线32延伸大致360度。在备选实施例中，上游部分148和下游部分150中的至少一个关于中心线轴线32延伸小于360度。在其他备选实施例中，径向扩散区段140不包括上游部分148和下游部分150中的至少一个。
在示例性实施例中，第一壁106和第二壁108通过关于中心线轴线32周向地间隔的多个第一支柱170在至少一个轴向扩散器区段118内径向地间隔开。更具体地，各个第一支柱170从第一壁106沿大致径向方向延伸到第二壁108。在示例性实施例中，各个第一支柱170限定薄的、流线型的周向轮廓，该轮廓构造成减少该至少一个轴向扩散器区段118内的排出气体30的流分离。例如，各个第一支柱170在垂直于径向方向的平面中具有对称的翼型截面。在备选实施例中，各个第一支柱170具有使扩散器100能够如本文所述起作用的任何适当的形状。在其他备选实施例中，扩散器100不包括第一支柱170。
在示例性实施例中，第一壁106和第二壁108通过关于中心线轴线32周向地间隔的多个第二支柱180在径向扩散器区段140内轴向地间隔开。更具体地，各个第二支柱180从第一壁106沿大致轴向方向延伸到第二壁108。在示例性实施例中，各个第二支柱180限定薄的、流线型的周向轮廓，该轮廓构造成减少沿着流路110的排出气体30的流分离。例如，各个第二支柱180为细杆。在备选实施例中，各个第二支柱180具有使扩散器100能够如本文所述起作用的任何适当的形状。在其他备选实施例中，扩散器100不包括第二支柱180。
在图4中的流程图中图示了形成用于涡轮发动机（例如燃气涡轮10）的扩散器（例如扩散器100）的示例性方法400。还参照图1-3，示例性方法400包括关于涡轮发动机的中心线轴线（例如中心线轴线32）周向地布置402第一壁（例如第一壁106）。方法400还包括关于中心线轴线周向地布置404第二壁（例如第二壁108）。方法400进一步包括使第二壁的至少一部分从第一壁的至少一部分径向地朝外定位406，使得流路（例如流路110）由第一壁和第二壁限定。流路从构造成接收例如排出气体30的流体的轴向流的入口（例如入口112）延伸到构造成沿大致径向方向排出流体的周向延伸的出口（例如出口114）。出口关于中心线轴线不对称地延伸。
上文详细描述了包括不对称的径向引导出口的扩散器以及用于形成扩散器的方法的示例性实施例。实施例在促进有效的静压力恢复方面提供了优点，而不需要周向延伸的转向导叶，因此减少了对于扩散器的检查、维护和更换成本。实施例还通过满足由涡轮发动机的排气区段施加的尺寸约束的同时促进有效的静压力恢复提供了优点。
本文描述的方法和***不限于本文描述的具体实施例。例如，各个***的构件和/或各个方法的步骤可与本文描述的其他构件和/或步骤独立且分开地使用和/或实施。此外，各个构件和/或步骤也可与其他组件和方法一起使用和/或实施。
虽然已经根据各种具体实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到，本公开可在权利要求的精神和范围内带有修改而实施。虽然本公开的各种实施例的具体特征可在一些附图中且未在其他附图中示出，但是这仅仅是为了方便。此外，在上面的描述中对“一个实施例”的参照并不意图解释为排除也包括所述特征的额外实施例的存在。根据本公开的原理，附图的任何特征可结合任何其他附图的任何特征来参照和/或要求保护。

Claims (20)

1.一种用于涡轮发动机的扩散器，所述扩散器包括：
关于所述涡轮发动机的中心线轴线周向地延伸的第一壁；
关于所述中心线轴线周向地延伸的第二壁，所述第二壁的至少一部分从所述第一壁的至少一部分径向地朝外定位；和
由所述第一壁和所述第二壁限定的流路，所述流路从构造成接收流体的轴向流的入口延伸到构造成沿大致径向方向排出所述流体的周向延伸的出口，其中所述出口关于所述中心线轴线不对称地延伸。
2.根据权利要求1所述的扩散器，其特征在于，所述第一壁和所述第二壁协作以形成接近所述出口的径向扩散器区段，并且其中所述第一壁和所述第二壁在所述径向扩散器区段的上游部分内彼此发散。
3.根据权利要求2所述的扩散器，其特征在于，所述第一壁和所述第二壁在所述径向扩散器区段的下游部分内彼此会聚。
4.根据权利要求2所述的扩散器，其特征在于，所述径向扩散器区段从第一径向端部径向地延伸到周向相对的第二径向端部，所述第一径向端部布置在距所述中心线轴线第一距离处，所述第二径向端部布置在距所述中心线轴线大于所述第一距离的第二距离处。
5.根据权利要求4所述的扩散器，其特征在于，所述第一径向端部为所述径向扩散器区段的底部端部，且所述第二径向端部为所述径向扩散器区段的周向相对的顶部端部。
6.根据权利要求1所述的扩散器，其特征在于，所述第一壁和所述第二壁协作以形成接近所述入口的至少一个轴向扩散器区段，所述至少一个轴向扩散器区段关于所述中心线轴线大致对称。
7.根据权利要求1所述的扩散器，其特征在于，所述至少一个轴向扩散器区段包括第一轴向扩散器区段和布置在所述第一轴向扩散器区段下游的第二轴向扩散器区段，并且其中：
所述第一壁沿着所述第一轴向扩散器区段和所述第二轴向扩散器区段大致平行于所述中心线轴线延伸，
所述第二壁沿着所述第一轴向扩散器区段以关于所述中心线轴线的第一角度径向地朝外延伸，
所述第二壁沿着所述第二轴向扩散器区段以关于所述中心线轴线的第二角度径向地朝外延伸，使得所述第二角度小于所述第一角度。
8.根据权利要求7所述的扩散器，其特征在于，所述第二角度在所述第一角度的大约30%至大约70%的范围中。
9. 一种涡轮发动机，包括：
构造成排出流体的涡轮区段，所述涡轮区段限定中心线轴线；和
在所述涡轮区段下游联接的排气区段，所述排气区段包括扩散器，所述扩散器包括：
关于所述中心线轴线周向地延伸的第一壁；
关于所述中心线轴线周向地延伸的第二壁，所述第二壁的至少一部分从所述第一壁的至少一部分径向地朝外定位；和
由所述第一壁和所述第二壁限定的流路，所述流路从构造成接收所述流体的轴向流的入口延伸到构造成沿大致径向方向排出所述流体的周向延伸的出口，其中所述出口关于所述中心线轴线不对称地延伸。
10.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述第一壁和所述第二壁协作以形成接近所述出口的径向扩散器区段，并且其中所述第一壁和所述第二壁在所述径向扩散器区段的上游部分内彼此发散。
11.根据权利要求10所述的涡轮发动机，其特征在于，所述第一壁和所述第二壁在所述径向扩散器区段的下游部分内彼此会聚。
12.根据权利要求10所述的涡轮发动机，其特征在于，所述径向扩散器区段从第一径向端部径向地延伸到周向相对的第二径向端部，所述第一径向端部布置在距所述中心线轴线第一距离处，所述第二径向端部布置在距所述中心线轴线大于所述第一距离的第二距离处。
13.根据权利要求12所述的涡轮发动机，其特征在于，所述第一径向端部为所述径向扩散器区段的底部端部，且所述第二径向端部为所述径向扩散器区段的周向相对的顶部端部。
14.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述第一壁和所述第二壁协作以形成接近所述入口的至少一个轴向扩散器区段，所述至少一个轴向扩散器区段关于所述中心线轴线大致对称。
15.根据权利要求9所述的涡轮发动机，其特征在于，所述至少一个轴向扩散器区段包括第一轴向扩散器区段和布置在所述第一轴向扩散器区段下游的第二轴向扩散器区段，并且其中：
所述第一壁沿着所述第一轴向扩散器区段和所述第二轴向扩散器区段大致平行于所述中心线轴线延伸，
所述第二壁沿着所述第一轴向扩散器区段以关于所述中心线轴线的第一角度径向地朝外延伸，且
所述第二壁沿着所述第二轴向扩散器区段以关于所述中心线轴线地第二角度径向地朝外延伸，使得所述第二角度小于所述第一角度。
16.根据权利要求15所述的涡轮发动机，其特征在于，所述第二角度在所述第一角度的大约30%至大约70%的范围中。
17. 一种形成用于涡轮发动机的扩散器的方法，所述方法包括：
关于所述涡轮发动机的中心线轴线周向地布置第一壁；和
关于所述中心线轴线周向地布置第二壁；以及
使所述第二壁的至少一部分从所述第一壁的至少一部分径向地朝外定位，使得流路由所述第一壁和所述第二壁限定，其中所述流路从构造成接收流体的轴向流的入口延伸到构造成沿大致径向方向排出所述流体的周向延伸的出口，其中所述出口关于所述中心线轴线不对称地延伸。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述第一壁和所述第二壁协作定位以形成接近所述出口的径向扩散器区段，使得所述第一壁和所述第二壁在所述径向扩散器区段的上游部分内彼此发散。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述使所述第一壁和所述第二壁协作定位以形成所述径向扩散器区段还包括使所述第一壁和所述第二壁定位成在所述径向扩散器区段的下游部分内彼此会聚。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述第一壁和所述第二壁协作定位以形成接近所述入口的至少一个轴向扩散器区段，其中所述至少一个轴向扩散器区段关于所述中心线轴线大致对称。
CN201580082448.5A 2015-08-12 2015-08-12 用于涡轮发动机的扩散器和其形成方法 Active CN107923247B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/PL2015/050033 WO2017026904A1 (en) 2015-08-12 2015-08-12 Diffuser for a turbine engine and method of forming same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107923247A true CN107923247A (zh) 2018-04-17
CN107923247B CN107923247B (zh) 2020-12-25

Family

ID=54056242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580082448.5A Active CN107923247B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 用于涡轮发动机的扩散器和其形成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10704423B2 (zh)
EP (1) EP3334904B8 (zh)
JP (1) JP6659825B2 (zh)
CN (1) CN107923247B (zh)
WO (1) WO2017026904A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11143058B2 (en) 2017-12-20 2021-10-12 General Electric Company Exhaust device and an associated method thereof
WO2022201932A1 (ja) * 2021-03-24 2022-09-29 三菱パワー株式会社 タービン、及びガスタービン

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102374030A (zh) * 2010-08-06 2012-03-14 通用电气公司 曲线状的轴向-径向排气扩散器
US20120121405A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 General Electric Company Low pressure exhaust gas diffuser for a steam turbine
CN103306754A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 通用电气公司 用于涡轮的排气扩散器
US20140026999A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Solar Turbines Incorporated Exhaust diffuser for a gas turbine engine having curved and offset struts

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3289921A (en) * 1965-10-08 1966-12-06 Caterpillar Tractor Co Vaneless diffuser
US3625630A (en) * 1970-03-27 1971-12-07 Caterpillar Tractor Co Axial flow diffuser
US3986687A (en) 1975-06-30 1976-10-19 General Electric Company Aircraft propulsion system with flight maneuverable exhaust nozzle
JPS5520607U (zh) * 1978-07-26 1980-02-08
US5203674A (en) 1982-11-23 1993-04-20 Nuovo Pignone S.P.A. Compact diffuser, particularly suitable for high-power gas turbines
US5257906A (en) * 1992-06-30 1993-11-02 Westinghouse Electric Corp. Exhaust system for a turbomachine
JP3776580B2 (ja) * 1998-01-19 2006-05-17 三菱重工業株式会社 軸流タービンの排気装置
US6382912B1 (en) 2000-10-05 2002-05-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Centrifugal compressor with vaneless diffuser
JP4619849B2 (ja) * 2005-03-31 2011-01-26 株式会社日立製作所 タービン排気装置
US9249687B2 (en) * 2010-10-27 2016-02-02 General Electric Company Turbine exhaust diffusion system and method
US20140047813A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 Solar Turbines Incorporated Exhaust collector with radial and circumferential flow breaks
US20140348647A1 (en) 2013-05-24 2014-11-27 Solar Turbines Incorporated Exhaust diffuser for a gas turbine engine exhaust system
US9644497B2 (en) * 2013-11-22 2017-05-09 Siemens Energy, Inc. Industrial gas turbine exhaust system with splined profile tail cone
JP6628611B2 (ja) * 2016-01-12 2020-01-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気タービン排気装置のフローガイド及び蒸気タービンの排気装置
JP6944871B2 (ja) * 2017-12-28 2021-10-06 三菱パワー株式会社 排気室及び蒸気タービン

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102374030A (zh) * 2010-08-06 2012-03-14 通用电气公司 曲线状的轴向-径向排气扩散器
US20120121405A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 General Electric Company Low pressure exhaust gas diffuser for a steam turbine
CN103306754A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 通用电气公司 用于涡轮的排气扩散器
US20140026999A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Solar Turbines Incorporated Exhaust diffuser for a gas turbine engine having curved and offset struts

Also Published As

Publication number Publication date
EP3334904A1 (en) 2018-06-20
US20180202319A1 (en) 2018-07-19
WO2017026904A1 (en) 2017-02-16
CN107923247B (zh) 2020-12-25
JP2018528346A (ja) 2018-09-27
JP6659825B2 (ja) 2020-03-04
EP3334904B8 (en) 2024-01-03
US10704423B2 (en) 2020-07-07
EP3334904B1 (en) 2023-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203856520U (zh) 燃气涡轮机排气扩散器及其排气框架
CA2935758C (en) Integrated strut-vane nozzle (isv) with uneven vane axial chords
US9810073B2 (en) Turbine blade having swirling cooling channel and cooling method thereof
JP6537161B2 (ja) タービンシステムのための改変された後縁を有する移行ダクトアセンブリ
JP6824611B2 (ja) タービンロータブレード
CN103089319B (zh) 涡轮机的涡轮和涡轮机
JP6186133B2 (ja) タービンシステムの移行ダクト用の重畳シール
JP6010295B2 (ja) タービンロータブレードのプラットフォーム領域を冷却するための装置及び方法
CN111315962B (zh) 涡轮叶片及相应的维修方法
EP2385219A2 (en) Diffuser for gas turbine system between compressor exit and combustor inlet
RU2560131C2 (ru) Выхлопной диффузор газовой турбины
US11549377B2 (en) Airfoil with cooling hole
JP2017187040A (ja) ロータシャフト冷却用の空気バイパスシステム
US10450874B2 (en) Airfoil for a gas turbine engine
US20150096306A1 (en) Gas turbine airfoil with cooling enhancement
CN107923247A (zh) 用于涡轮发动机的扩散器和其形成方法
JP2012107619A (ja) 排気フードディフューザ
CN107420133A (zh) 用于燃气涡轮机***转子叶片的冷却通道
WO2019002274A1 (en) TURBOMACHINE COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE TURBOMACHINE COMPONENT
KR102000830B1 (ko) 가스 터빈 블레이드
US9593691B2 (en) Systems and methods for directing a flow within a shroud cavity of a compressor
NL2013536B1 (en) Method to provide a heated gas.
CN105822356B (zh) 蒸汽涡轮和用于翻新多级局部进气弧段蒸汽涡轮的方法
WO2016046073A1 (en) Apparatus for expanding a compressed combustion gas

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231227

Address after: Swiss Baden

Patentee after: GENERAL ELECTRIC CO. LTD.

Address before: New York State, USA

Patentee before: General Electric Co.