專利名稱：壓縮機擴散器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及燃氣渦輪壓縮機擴散器，且更具體地，涉及具有燃燒器支撐 件的壓縮機擴散器。
背景技術(shù)：
當前的發(fā)動機和對現(xiàn)有燃氣渦輪機的臺架試驗數(shù)據(jù)顯示，位于壓縮機擴散器下游 的軸向位置處的壓縮機排氣罩(CDC)內(nèi)的流動能量損失是燃氣渦輪機效率和輸出方面的 重要因子。對于新的發(fā)動機設(shè)計，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于減輕這些損失的傳統(tǒng)控制器和裝置增加了 CDC的長度。不幸的是，這些控制器總體上增加了燃氣渦輪機的機械設(shè)計的復雜性，并增加 了燃氣渦輪機的產(chǎn)品成本。另外，這些控制器和裝置可與多通道擴散器的使用結(jié)合。然而，這種多通道擴散器 的使用需要大量的鑄造和加工操作，這也增加了總的產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于渦輪發(fā)動機的擴散器，包括環(huán)形外罩和 支柱，環(huán)形外罩用以密封壓縮機排氣，支柱附連到外罩上以限定內(nèi)支柱區(qū)域的環(huán)形陣列的 邊界，該擴散器包括環(huán)形部分，該環(huán)形部分包括環(huán)狀環(huán)形體，且前表面置于該環(huán)狀環(huán)形體 的前側(cè)上，該環(huán)形部分可由一個或多個支柱支撐；以及包括環(huán)狀環(huán)形體的分離器部分，且后 表面置于該環(huán)狀環(huán)形體的后側(cè)上，以匹配環(huán)形部分主體的前表面；該分離器部分還包括在 分離器部分主體的前側(cè)上的前緣，該前緣可延伸到壓縮機排氣的流動通道內(nèi)，以將流動通 道分離成徑向地限定在分離器部分主體之外和之內(nèi)的次級流動通道。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于渦輪發(fā)動機的擴散器，包括環(huán)形外罩 和支柱，環(huán)形外罩用以密封壓縮機排氣，支柱附連到外罩上以限定內(nèi)支柱區(qū)域的環(huán)形陣列 的邊界，該擴散器包括環(huán)狀環(huán)形體，其可在其后側(cè)處由一個或多個支柱支撐；該環(huán)狀環(huán)形 體在其前側(cè)上包括前緣，該前緣可延伸到壓縮機排氣的流動通道內(nèi)，以將流動通道分離成 徑向地限定在環(huán)狀環(huán)形體和前緣之外和之內(nèi)的次級流動通道。根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供了一種用于渦輪發(fā)動機的擴散器，包括環(huán)形外罩 和支柱，環(huán)形外罩用以密封壓縮機排氣，支柱附連到外罩上以限定內(nèi)支柱區(qū)域的環(huán)形陣列 的邊界，該擴散器包括環(huán)狀環(huán)形體，其可在其后側(cè)處由一個或多個支柱支撐，且在該環(huán)狀 環(huán)形體的前側(cè)上包括前緣，該前緣可延伸到壓縮機排氣的流動通道內(nèi)，以將流動通道分離 成徑向地限定在環(huán)狀環(huán)形體和前緣的之外和之內(nèi)的次級流動通道；以及支撐組件，其在內(nèi)支柱區(qū)域內(nèi)置于環(huán)狀環(huán)形體上，且燃燒器組件可支撐在該支撐組件上。由以下結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點和特征將變得更加明顯。


被認為是本發(fā)明的主題在本說明書所附的權(quán)利要求中被特別地指出并明確地要求保護。本發(fā)明的前述和其它特征以及優(yōu)點由結(jié)合附圖的如下具體實施方式
而變得明顯， 其中圖1是根據(jù)實施例的壓縮機排氣罩和擴散器的后端透視圖；圖2是根據(jù)實施例的壓縮機排氣罩和擴散器的前端透視圖；圖3是圖1和圖2的擴散器環(huán)形體的側(cè)視截面圖；圖4是圖1-3的擴 散器的分離器部分的透視圖；圖5是根據(jù)實施例的壓縮機排氣罩、擴散器和支撐組件的后端透視圖；以及圖6是根據(jù)實施例的壓縮機排氣罩、擴散器和支撐在擴散器上的燃燒器組件的側(cè) 視截面圖。
具體實施方式
借助參考附圖的示例解釋了本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。部件列表
具體實施例方式參考圖1-6，提供擴散器10用于渦輪發(fā)動機1中。渦輪發(fā)動機1可包括轉(zhuǎn)子， 其繞其中心線轉(zhuǎn)動；擴散器10上游的壓縮機段，該壓縮機段壓縮進氣并排出熱的壓縮機排 氣；環(huán)形壓縮機排氣罩(CDC) 20，其密封來自轉(zhuǎn)子的壓縮機排氣和一組支柱30，并且包括限 定一區(qū)域的邊界的壁表面21和22，熱的壓縮機排氣能夠通過該區(qū)域流動。各支柱30包括相對的前端和后端。各個端部附連到⑶C 20上，使得各支柱30大 體上與轉(zhuǎn)子的縱向軸線對齊，并且使支柱置于大體上按規(guī)律間隔開的周向位置上。通過這 種方式，支柱30限定內(nèi)支柱區(qū)域40的環(huán)形陣列的邊界。燃燒器組件110的環(huán)管陣列(可 容納用于燃燒操作的壓縮機排氣)可支撐在這些內(nèi)支柱區(qū)域40中的擴散器10的部分上， 如下文所述。擴散器10包括壁面21和22、環(huán)形部分50和分離器部分60。環(huán)形部分50包括環(huán) 狀環(huán)形體51和前表面53及后表面52，該前、后表面分別置于環(huán)形體51的相對的前側(cè)表面 和后側(cè)表面上。環(huán)形部分50可被一個或多個支柱30支撐。對于環(huán)形部分50的支撐一般 可經(jīng)由支柱30和后表面53之間的連接提供，盡管環(huán)形部分50的其它部件也可具有到支柱 30的連接。分離器部分60包括環(huán)狀環(huán)形體61和置于分離器部分主體61的后表面上的后表 面62。分離器部分60的后表面62可與環(huán)形部分的前表面53匹配，使得環(huán)形部分50和分 離器部分60協(xié)同形成單環(huán)狀結(jié)構(gòu)。分離器部分60還包括前緣70。前緣70形成在分離器部分主體61的第一前表面71和第二前表面72的交叉線處。表面71和72沿上游流動方向朝向彼此漸縮。在支柱30 支撐環(huán)形部分50的情況下，前緣70可延伸入壓縮機排氣的流動通道80內(nèi)。因而，擴散器 10構(gòu)造成將流動通道80分離成次級流動通道81和82，該流動通道81、82分別徑向地限定 在擴散器10之外和之內(nèi)，并限定在表面71、72和壁面21、22之間。就是說，次級流動通道 81和82至少最初徑向地分叉，而它們可在燃燒器組件110 (下文將要描述)的下游終止。擴散器10可提供成單一部件，或提供成多擴散器10，每一個均大體上如上所述構(gòu) 造。在擴散器10提供成多擴散器10的地方，各單獨的擴散器10獨立地支撐在至少一個單 獨的支柱30上。當然，應當理解的是，對于擴散器10其它的構(gòu)造也是可能的，并且例如，各 單獨的擴散器10可支撐兩個或多個支柱30上。在擴散器10由多個部件形成的地方，部件 可在其內(nèi)的接合處通過螺栓67連接。還可使用防止或控制部件間的漏氣的密封件或擋板。環(huán)形部分50整體地聯(lián)接到支柱30上。就是說，環(huán)形部分50可與支柱30以及⑶C 20澆鑄或以其它方式適當?shù)匾黄鹦纬?。另一方面，分離器部分60可通過單獨的加工工藝形 成并隨后與環(huán)形部分50匹配。同樣，大體上平滑的表面71和72可以高精度進行加工。這 樣，應當理解的是，只要加工精度可保持有高精確度，分離器部分60可與環(huán)形部分50、支柱 30以及⑶C 20—體形成。一旦形成了分離器部分60和環(huán)形部分50，則將分離器部分60 聯(lián)接到環(huán)形部分50上。軸向螺栓90或其它類型的合適緊固元件可用來提供這種聯(lián)接。具有上述結(jié)構(gòu)的擴散器10支撐在一個或多個支柱30上，并分離壓縮機排氣的流 動通道80。在另外的構(gòu)造中，燃燒器組件110由擴散器10的環(huán)形部分50以及分離器部分 60中的至少一個以燃燒器組件110的環(huán)管陣列的形式支撐。這里，各單獨的燃燒器組件110 支撐在環(huán)形部分50和分離器部分60中的至少一個的徑向向外的部分上，并支撐在內(nèi)支柱 區(qū)域40內(nèi)。支撐組件100為各燃燒器組件110提供支撐。支撐組件100包括墊101和托架 102。墊101聯(lián)接到環(huán)形部分50和分離器部分60中的至少一個上。托架102聯(lián)接到墊101 上并可為擴音器形。通過這種方式，托架102可包括側(cè)翼，沿側(cè)翼布置用于附連到燃燒器組 件110上的滑動附件。此處，滑動附件在熱膨脹和收縮期間維持對燃燒器組件110的支撐。盡管已結(jié)合僅有限數(shù)量的實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，但應當容易理解的 是，本發(fā)明不限于此類公開的實施例。相反，本發(fā)明可修改以結(jié)合迄今尚未描述但與本發(fā)明 的精神和范圍相稱的許多變型、變更、替換或等效裝置。另外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的不 同實施例，但應當理解的是，本發(fā)明的多個方面可僅包括其中一些所述實施例。因此，本發(fā) 明不應看作由前述描述所限定，而是僅由所附權(quán)利要求書的范圍所限定。
權(quán)利要求
一種用于渦輪發(fā)動機(1)的擴散器(10)，包括環(huán)形外罩(20)和支柱(30)，所述環(huán)形外罩(20)用以密封壓縮機排氣，所述支柱(30)附連到該外罩(20)上以限定內(nèi)支柱區(qū)域(40)的環(huán)形陣列的邊界，所述擴散器(10)包括環(huán)形部分(50)，其包括環(huán)狀環(huán)形體(51)，且前表面(53)置于所述環(huán)狀環(huán)形體(51)的前側(cè)上，所述環(huán)形部分(50)能夠由一個或多個支柱(30)支撐；以及分離器部分(60)，其包括環(huán)狀環(huán)形體(61)，且后表面(62)置于所述環(huán)狀環(huán)形體(61)的后側(cè)上，以匹配環(huán)形部分主體(51)的所述前表面(53)，所述分離器部分(60)還包括在分離器部分主體(61)的前側(cè)上的前緣(70)，所述前緣能夠延伸到所述壓縮機排氣的流動通道(80)內(nèi)，以將所述流動通道(80)分離成徑向地限定在所述分離器部分主體(61)之外和之內(nèi)的次級流動通道(81，82)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散器(10)，其特征在于，所述環(huán)形部分(50)和所述分離器 部分(60)中的至少一個由多個段形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散器(10)，其特征在于，所述環(huán)形部分(50)整體地聯(lián)接到 所述支柱(30)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散器(10)，其特征在于，所述分離器部分(60)聯(lián)接到所述 環(huán)形部分(50)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散器(10)，其特征在于，所述分離器部分(60)通過螺栓連 接到所述環(huán)形部分(50)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散器(10)，其特征在于，所述分離器部分(60)包括上部分 (65)和下部分(66)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴散器(10)，其特征在于，所述擴散器(10)還包括螺栓(67) 以連接所述上部分(65)和下部分(66)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴散器(10)，其特征在于，所述擴散器(10)還包括支撐組件 (100)，燃燒器組件(110)能夠支撐在所述支撐組件(100)上。
9.一種用于渦輪發(fā)動機(1)的擴散器(10)，包括環(huán)形外罩(20)和支柱(30)，所述環(huán) 形外罩(20)用以密封壓縮機排氣，所述支柱(30)連接到該外罩(20)上以限定內(nèi)支柱區(qū)域 (40)的環(huán)形陣列的邊界，所述擴散器(10)包括環(huán)狀環(huán)形體(51，61)，其能夠在其后側(cè)處由一個或多個支柱(30)支撐；所述環(huán)狀環(huán)形 體(51，61)包括在所述環(huán)狀環(huán)形體(51，61)的前側(cè)上的前緣(70)，所述前緣能夠延伸到壓縮機排氣的 流動通道(80)內(nèi)，以將所述流動通道(80)分離成徑向地限定在所述環(huán)狀環(huán)形體(51，61) 和所述前緣(70)之外和之內(nèi)的次級流動通道(81，82)。
10.一種用于渦輪發(fā)動機(1)的擴散器(10)，包括環(huán)形外罩(20)和支柱(30)，所述環(huán) 形外罩(20)用以密封壓縮機排氣，所述支柱(30)連接到該外罩(20)上以限定內(nèi)支柱區(qū)域 (40)的環(huán)形陣列的邊界，所述擴散器(10)包括環(huán)狀環(huán)形體(51，61)，其能夠在其后側(cè)處由一個或多個支柱(30)支撐，并在其前側(cè)上 包括前緣(70)，所述前緣(70)能夠延伸到壓縮機排氣的流動通道(80)內(nèi)，以將所述流動通 道(80)分離成徑向地限定在所述環(huán)狀環(huán)形體(51，61)和所述前緣(70)之內(nèi)和之外的次級 流動通道(81，82)；以及支撐組件(100)，其在內(nèi)支柱區(qū)域(40)內(nèi)置于所述環(huán)狀環(huán)形體上，并且燃燒器組件 (110)能夠支撐在所述支撐組件(100)上 。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓縮機擴散器，具體而言，提供了一種用于渦輪發(fā)動機的擴散器，包括環(huán)形外罩和支柱，環(huán)形外罩用以密封壓縮機排氣，支柱連接到外罩上以限定內(nèi)支柱區(qū)域的環(huán)形陣列的邊界，該擴散器包括環(huán)形部分，其包括環(huán)狀環(huán)形體，且前表面置于其前側(cè)上，該環(huán)形部分可由一個或多個支柱支撐；以及分離器部分，其包括環(huán)狀環(huán)形體，且后表面置于其后側(cè)上，以匹配環(huán)形部分主體的前表面；該分離器部分還包括在分離器部分主體的前側(cè)上的前緣，該前緣可延伸到壓縮機排氣的流動通道內(nèi)，以將流動通道分離成徑向地限定在分離器部分主體之外和之內(nèi)的次級流動通道。
文檔編號F04D29/44GK101839256SQ201010145539
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者A·薩倫赫, C·G·肖特, S·K·維德納 申請人:通用電氣公司