用于燃氣渦輪機械的內筒部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于燃氣渦輪機械的內筒部件，該內筒部件包括主體，該主體具有外表面、內表面、以及設置于外表面上的一個或多個徑向分流器。所述一個或多個徑向分流器被構造和設置成在相對于過渡件徑向向內的燃燒流出口處沿燃燒器中心線布置。
【專利說明】用于燃氣渦輪機械的內筒部件

【技術領域】
[0001]本發(fā)明所公開的主題涉及渦輪機械領域，并且更具體地，涉及用于燃氣渦輪機械的具有集成擴散器的內筒部件。

【背景技術】
[0002]總體而言，燃氣渦輪發(fā)動機燃燒釋放熱能的燃料/空氣混合物以形成高溫氣流。高溫氣流通過熱氣體路徑被引導至渦輪機部分。渦輪機部分將來自高溫氣流的熱能轉化成使渦輪軸旋轉的機械能。渦輪機部分可以用于多種應用，例如為泵或發(fā)電機或者其它的機械裝置提供電力。


【發(fā)明內容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個方面，一種用于燃氣渦輪機械的內筒部件包括主體，該主體具有外表面、內表面以及設置于外表面上的一個或多個徑向分流器。所述一個或多個徑向分流器被構造和設置成在過渡件徑向向內的燃燒流出口處沿燃燒器中心線布置。
[0004]根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的另一個方面，一種燃氣渦輪機械包括:壓縮機部分，該壓縮機部分具有第一內部殼體和第二內部殼體；以及渦輪機部分，該渦輪機部分機械聯(lián)結至壓縮機部分。燃燒器組件包括流體連接壓縮機部分和渦輪機部分的多個燃燒器。所述多個燃燒器中的每一個燃燒器都包括過渡件。內筒部件機械地和流體地連接第一內部殼體和第二內部殼體。該內筒部件包括主體,該主體具有外表面、內表面、以及設置于外表面上的一個或多個徑向分流器。所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都相對于所述一個或多個燃燒器的過渡件徑向向內地沿多個燃燒器中的一個燃燒器的燃燒器中心線布置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明又一個示例性實施例，一種燃氣渦輪機械系統(tǒng)包括:壓縮機部分，該壓縮機部分具有第一內部殼體和第二內部殼體；進氣系統(tǒng)，該進氣系統(tǒng)流體連接至壓縮機部分；渦輪機部分，該渦輪機部分機械聯(lián)結至壓縮機部分；以及排氣系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)流體連接至渦輪機部分。從動部件機械聯(lián)結至壓縮機部分和渦輪機部分；以及燃燒器組件，該燃燒器組件包括流體連接壓縮機部分和渦輪機部分的多個燃燒器。所述多個燃燒器中的每一個燃燒器都包括過渡件。內筒部件機械地和流體地連接第一內部殼體和第二內部殼體。該內筒部件包括主體，該主體包括外表面和內表面以及設置于外表面上的一個或多個徑向分流器。所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都相對于所述一個或多個燃燒器的過渡件徑向向內地沿所述多個燃燒器中的一個燃燒器的燃燒器中心線布置。
[0006]其中，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都包括引導壓縮機空氣穿過形成于相鄰的過渡件之間的間隙的第一錐形表面和第二錐形表面。所述第一錐形表面從第一上游端延伸至第一下游端并且所述第二錐形表面從第二上游端延伸至第二下游端，所述第一下游端通過設置有安裝部件的端壁連接至所述第二下游端。所述第一內部殼體包括安裝特征，所述安裝部件包括與所述安裝特征相互接合的槽口。
[0007]其中，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都實質上與所述外表面整體形成。
[0008]其中，所述一個或多個徑向分流器在燃燒流出口處相對于所述多個燃燒器中的一個燃燒器徑向向內地布置。
[0009]通過下文結合附圖的描述，這些和其它的優(yōu)點以及特征將變得更加顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]被認為是本發(fā)明的主題在說明書結尾處的權利要求書中特別指出并且明確要求保護。通過下文結合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它的特征以及優(yōu)點是顯而易見的，在附圖中:
[0011]圖1是根據(jù)示例性實施例的包括內筒部件的燃氣渦輪機械的橫截面示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)示例性實施例的圖1的內筒部件的局部透視圖，其中示出了徑向分流器；
[0013]圖3是圖2的徑向分流器的透視圖；
[0014]圖4是圖2的徑向分流器的側視平面圖；以及
[0015]圖5是圖2的徑向分流器的俯視平面圖。
[0016]參照附圖通過例子的詳細描述解釋了本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。

【具體實施方式】
[0017]根據(jù)示例性實施例的渦輪機械在圖1中大體示為2。渦輪機械2包括外殼3，該外殼3容納壓縮機部分4和渦輪機部分6。壓縮機部分4通過燃燒器組件8流體連接至渦輪機部分6。燃燒器組件8包括多個燃燒器10。壓縮機部分4和渦輪機部分6通過公共的壓縮機/渦輪軸12機械聯(lián)結。如圖2中所示，壓縮機部分4包括第一或前內部殼體20以及第二或后內部殼體/支承環(huán)22。前內部殼體20包括連接至外殼3的外表面28以及內表面29。
[0018]如圖2中所示，第一壓縮機氣流路徑31被限定在內部殼體20的內表面29與內筒部件35的外表面33之間。壓縮機排放空氣移動穿過氣流路徑31，并且在燃燒器10之間和周圍移動之前由于擴散器部段(未單獨標出)而速度減小，如下文將更完整地詳細描述的。后內部殼體22包括外表面37和內表面38。內筒部件35的內表面42和后內部殼體22的內表面34限定了第二流路徑部分46 (圖3)，該第二流路徑部分46將來自壓縮機部分4的冷卻空氣輸送至渦輪機部分6的輪空間(未單獨標出)中。
[0019]空氣通過流體連接至壓縮機部分4的進氣系統(tǒng)50 (圖1)進入壓縮機部分4中，并且通過多個級(未單獨標出)被壓縮。一部分壓縮空氣在內筒部件35之上、穿過第一氣流路徑31、隨后在燃燒器10的過渡件54(圖2)周圍和之間移動。一部分壓縮空氣進入燃燒器10，以與燃料混合從而形成可燃混合物?？扇蓟旌衔锶紵?，從而形成熱氣體。熱氣體從每一個過渡件54的燃燒流出口 56通入渦輪機部分6中。熱氣體驅動渦輪機部分6中的葉片部件(未單獨標出)，從而將熱能轉化成使軸12旋轉的機械能。機械能通過軸12，以驅動外部部件62 (圖1)，該外部部件62可以包括泵、發(fā)電機等。來自渦輪機部分6的熱氣體通過排氣系統(tǒng)63。排氣系統(tǒng)63可以處理排放氣體以減少排放物。來自壓縮機部分4的額外氣流沿第二流路徑部分46流入輪空間中以用于冷卻目的。
[0020]如圖3至圖5中最佳示出的，內筒部件35包括主體64，該主體64通過中間部分69在第一或上游端66與第二或下游端67之間延伸。中間部分69包括外表面33和內表面42。下游端67通過一個或多個機械緊固件80穿過栓接接頭78連接至后內部殼體22。內筒部件35包括位于外表面33上的多個徑向分流器，其中的一個徑向分流器示為90。徑向分流器90沿每一個燃燒器10的中心線布置。更具體地，每一個徑向分流器90都沿每一個燃燒器10的中心線相對于相應的過渡件54徑向向內地布置。徑向分流器90具有楔形，以便引導從位于燃燒器10下方和之間的壓縮機流出的氣流，并且更具體地，在形成于相鄰的過渡件54之間的間隙(未單獨標出)之間通過。如下文將更完整地討論的，徑向分流器90成形為使得從壓縮機通過的氣流在通過過渡件54之間之前速度減小。
[0021]根據(jù)示例性實施例的方面，每一個徑向分流器90都實質上與內筒部件35的外表面33整體形成。然而，應當理解，徑向分流器90還可以附連到外表面33。如圖4中所示，每一個徑向分流器90都包括第一錐形或曲線表面94以及第二錐形或曲線表面96。第一錐形表面94從第一或上游端100延伸至第二或下游端101。類似地，第二錐形表面96從第一或上游端104延伸至第二或下游端105。上游端100通過具有第一尺寸(未單獨標出)的上游端壁106連接至上游端104。第一錐形表面94和第二錐形表面96使氣流的速度減小以實現(xiàn)流擴散。第一錐形表面94的下游端101通過具有第二尺寸(未單獨標出)的下游端壁108連接至第二錐形表面96的下游端105。根據(jù)示例性實施例的方面，下游端壁108的第二尺寸大于上游端壁106的第一尺寸。在圖示的示例性實施例中，端壁108設置有安裝部件114。安裝部件114可以呈嵌套在設置于前內部殼體20上的安裝特征124內的槽口118的形式。安裝部件114通過機械緊固件130固定至前內部殼體20。安裝部件114為內筒部件35提供前支承。
[0022]在這一點上應當理解，示例性實施例描述了具有徑向分流器的內筒部件，所述徑向分流器包括在相鄰的過渡件出口之間將壓縮機空氣引導至從每一個燃燒器流出的燃燒產(chǎn)物中的錐形表面。將分流器集成到內筒部件中產(chǎn)生圍繞燃燒器的更加有利的流場、增強燃燒動力、改進性能、并且減少排放物。此外，將徑向分流器結合至內筒部件使得具有較短的擴散部段的渦輪機械能夠展示出較長渦輪機械的性能特性。此外，使徑向分流器與每一個燃燒器的中心線對準會促進通過相鄰燃燒器之間的壓縮空氣與離開每一個過渡件出口的燃燒產(chǎn)物更完全的混合。還應當理解，不必存在與每一個過渡件相關聯(lián)的徑向分流器。
[0023]盡管已經(jīng)僅結合數(shù)量有限的實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，但是應當易于理解，本發(fā)明并不限于這種所公開的實施例。相反，能夠將本發(fā)明修改成結合到目前為止并未進行描述但是與本發(fā)明的精神和范圍相當?shù)娜魏螖?shù)量的改型、變型、替代或等同布置。此夕卜，盡管已經(jīng)對本發(fā)明的各個實施例進行了描述，但是應當理解，本發(fā)明的各個方面可以僅包括所描述的實施例中的一些。因此，本發(fā)明并不被視為受到以上描述的限制，而是僅僅通過所附權利要求的范圍進行限定。
【權利要求】
1.一種用于燃氣渦輪機械的內筒部件，所述內筒部件包括: 主體，所述主體包括外表面和內表面、以及設置于所述外表面上的一個或多個徑向分流器，所述一個或多個徑向分流器被構造和設置成沿燃燒器中心線相對于過渡件徑向向內布置。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于燃氣渦輪機械的內筒部件，其特征在于，所述主體通過中間部分從第一端延伸至第二端，所述第二端連接至所述燃氣渦輪機械的后內部殼體。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于燃氣渦輪機械的內筒部件，其特征在于，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都包括引導壓縮機空氣穿過形成于相鄰的過渡件之間的間隙的第一錐形表面和第二錐形表面。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于燃氣渦輪機械的內筒部件，其特征在于，所述第一錐形表面從第一上游端延伸至第一下游端并且所述第二錐形表面從第二上游端延伸至第二下游端，所述第一下游端通過設置有安裝部件的端壁連接至所述第二下游端。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于燃氣渦輪機械的內筒部件，其特征在于，所述安裝部件包括槽口，所述槽口被構造成和布置成與設置于所述燃氣渦輪機械的上游內部殼體上的安裝特征相互接合。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于燃氣渦輪機械的內筒部件，其特征在于，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都實質上與所述外表面整體形成。
7.一種燃氣渦輪機械，所述燃氣渦輪機械包括: 壓縮機部分，所述壓縮機部分包括第一內部殼體和第二內部殼體； 渦輪機部分，所述渦輪機部分機械地聯(lián)結至所述壓縮機部分； 燃燒器組件，所述燃燒器組件包括流體連接所述壓縮機部分和所述渦輪機部分的多個燃燒器，所述多個燃燒器中的每一個燃燒器都包括過渡件；以及 內筒部件，所述內筒部件機械地和流體地連接所述第一內部殼體和所述第二內部殼體，所述內筒部件包括: 主體，所述主體包括外表面和內表面以及設置于所述外表面上的一個或多個徑向分流器，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都相對于一個或多個燃燒器的過渡件徑向向內地沿所述多個燃燒器中的一個燃燒器的燃燒器中心線布置。
8.根據(jù)權利要求7所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述主體通過中間部分從第一端延伸至第二端，所述第二端通過栓接接頭連接至所述第二內部殼體。
9.根據(jù)權利要求7所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都包括引導壓縮機空氣穿過在相鄰的過渡件之間形成的間隙的第一錐形表面和第二錐形表面。
10.根據(jù)權利要求9所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述第一錐形表面從第一上游端延伸至第一下游端、并且所述第二錐形表面從第二上游端延伸至第二下游端，所述第一下游端通過設置有安裝部件的端壁連接至所述第二下游端。
11.根據(jù)權利要求10所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述第一內部殼體包括安裝特征，所述安裝部件包括與所述安裝特征相互接合的槽口。
12.根據(jù)權利要求7所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都實質上與所述外表面整體形成。
13.根據(jù)權利要求7所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述一個或多個徑向分流器在燃燒器流出口處相對于所述多個燃燒器中的一個燃燒器徑向向內布置。
14.一種燃氣渦輪機械系統(tǒng)，所述燃氣渦輪機械系統(tǒng)包括: 壓縮機部分，所述壓縮機部分包括第一內部殼體和第二內部殼體； 進氣系統(tǒng)，所述進氣系統(tǒng)流體地連接至所述壓縮機部分； 渦輪機部分，所述渦輪機部分機械地聯(lián)結至所述壓縮機部分； 排氣系統(tǒng)，所述排氣系統(tǒng)流體連接至所述渦輪機部分； 從動部件，所述從動部件機械地聯(lián)結至所述壓縮機部分和所述渦輪機部分； 燃燒器組件，所述燃燒器組件包括流體連接所述壓縮機部分和所述渦輪機部分的多個燃燒器，所述多個燃燒器中的每一個燃燒器包括過渡件；以及 內筒部件，所述內筒部件機械地和流體地連接所述第一內部殼體和所述第二內部殼體，所述內筒部件包括: 主體，所述主體包括外表面和內表面以及設置于所述外表面上的一個或多個徑向分流器，所述一個或多個徑向分流器中的每一個徑向分流器都相對于一個或多個燃燒器的過渡件徑向向內地沿所述多個燃燒器中的一個燃燒器的燃燒器中心線布置。
15.根據(jù)權利要求14所述的燃氣渦輪機械，其特征在于，所述主體通過中間部分從第一端延伸至第二端，所述第二端通過栓接接頭連接至所述第二內部殼體。
【文檔編號】F02C7/00GK104373215SQ201410398907
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2013年8月14日
【發(fā)明者】C.G.肖特, K.D.布萊克, M.S.卡薩文特 申請人:通用電氣公司