[发明专利]排气扩散器

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机，更具体地，涉及包括排气扩散器(exhaust gas diffuser)的涡轮机。

背景技术

燃气涡轮发动机等涡轮机的排气扩散器中产生主要损失和湍流的源是与设置在穿过所述排气扩散器的流内的支柱和人孔(manway)进行流动相互作用的结果。基于流体因支柱的阻挡而较少受人孔阻塞这一假设，支柱和人孔通常一个接一个地对齐。然而，人们发现这一假定可能是不正确的。

实际上，对于这种结构，随着流体离开每个支柱的后缘，由每个支柱的后缘产生的尾流是低动量的尾流，该尾流将碰撞每个人孔并继续进一步扩散。由于人孔通常具有相对较大的直径，因此人孔趋于产生明显较大的尾流。这种明显较大的尾流趋于减小扩散器的有效面积，并由此而趋于降低总体性能并缩短扩散器的寿命。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种排气扩散器，所述排气扩散器包括：外围主体(peripheral body)；中心体，所述中心体经成形以限定内部，并且所述中心体安置在所述外围主体内，以在所述外围主体与所述中心体之间限定环道，以供第一流体沿着主流动方向流动；多个第一构件，所述第一构件中的每个第一构件分别连接到所述外围主体和所述中心体，以支撑所述外围主体内的所述中心体；以及多个第二构件，所述第二构件中的每个第二构件从所述外围主体越过所述环道而延伸到相对于所述主流动方向位于所述多个第一构件下游的所述中心体，以将第二流体输送到所述中心体内部。所述多个第二构件相对于所述多个第一构件周向设置时序(clocked)。

根据本发明的另一方面，提供一种涡轮机，所述涡轮机包括：压缩机，所述压缩机用于压缩入口气体；燃烧室，所述燃烧室与所述压缩机流体连通，从而从所述压缩机接纳经压缩的气体，在所述燃烧室中，经压缩的气体与燃料混合并燃烧以产生高温流体；以及涡轮部分，所述涡轮部分与所述燃烧室流体连通，从而接纳所述高温流体，所述涡轮部分经配置以从所述高温流体中产生机械能，并包括排气扩散器。所述排气扩散器包括：外围主体；中心体，所述中心体经成形以限定内部，并且所述中心体安置在所述外围主体内，以在所述外围主体与所述中心体之间限定环道，以供第一流体沿着主流动方向流动；多个第一构件，所述第一构件中的每个第一构件分别连接到所述外围主体和所述中心体，以支撑所述外围主体内的所述中心体；以及多个第二构件，所述第二构件中的每个第二构件从所述外围主体越过所述环道而延伸到相对于所述主流动方向位于所述多个第一构件下游的所述中心体，以将第二流体输送到所述中心体内部。所述多个第二构件相对于所述多个第一构件周向设置时序。

通过以下结合附图的说明将更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。

附图说明

本权利要求书特别指出并明确要求了本发明的权利。通过以下结合附图的详细说明可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：

图1是涡轮机的示意图；

图2是图1所示涡轮机的排气扩散器的侧视图；

图3是图2所示排气扩散器的轴向视图；

图4是根据实施例的图2所示排气扩散器的多个部件的侧视图；

图5是根据替代实施例的图2所示排气扩散器的多个部件的侧视图；

图6是根据实施例的图2所示排气扩散器的一个部件的径向视图；

图7是根据替代实施例的图2所示排气扩散器的一个部件的径向视图；

图8是根据替代实施例的图2所示排气扩散器的一个部件的径向视图；

图9是根据进一步实施例的图1所示涡轮机的排气扩散器的侧视图；以及

图10是根据另一进一步实施例的图1所示涡轮机的排气扩散器的侧视图。

具体实施方式参考附图并以实例方式描述本发明的各实施例以及优点和特征。

元件符号列表：