用于燃气涡轮机械的内筒部件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于燃气涡轮机械的内筒部件，该内筒部件包括主体，该主体具有外表面、内表面、以及设置于外表面上的一个或多个径向分流器。所述一个或多个径向分流器被构造和设置成在相对于过渡件径向向内的燃烧流出口处沿燃烧器中心线布置。
【专利说明】用于燃气涡轮机械的内筒部件
【技术领域】
[0001]本发明所公开的主题涉及涡轮机械领域，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮机械的具有集成扩散器的内筒部件。
【背景技术】
[0002]总体而言，燃气涡轮发动机燃烧释放热能的燃料/空气混合物以形成高温气流。高温气流通过热气体路径被引导至涡轮机部分。涡轮机部分将来自高温气流的热能转化成使涡轮轴旋转的机械能。涡轮机部分可以用于多种应用，例如为泵或发电机或者其它的机械装置提供电力。
【发明内容】
[0003]根据本发明示例性实施例的一个方面，一种用于燃气涡轮机械的内筒部件包括主体，该主体具有外表面、内表面以及设置于外表面上的一个或多个径向分流器。所述一个或多个径向分流器被构造和设置成在过渡件径向向内的燃烧流出口处沿燃烧器中心线布置。
[0004]根据本发明示例性实施例的另一个方面，一种燃气涡轮机械包括:压缩机部分，该压缩机部分具有第一内部壳体和第二内部壳体；以及涡轮机部分，该涡轮机部分机械联结至压缩机部分。燃烧器组件包括流体连接压缩机部分和涡轮机部分的多个燃烧器。所述多个燃烧器中的每一个燃烧器都包括过渡件。内筒部件机械地和流体地连接第一内部壳体和第二内部壳体。该内筒部件包括主体,该主体具有外表面、内表面、以及设置于外表面上的一个或多个径向分流器。所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都相对于所述一个或多个燃烧器的过渡件径向向内地沿多个燃烧器中的一个燃烧器的燃烧器中心线布置。
[0005]根据本发明又一个示例性实施例，一种燃气涡轮机械系统包括:压缩机部分，该压缩机部分具有第一内部壳体和第二内部壳体；进气系统，该进气系统流体连接至压缩机部分；涡轮机部分，该涡轮机部分机械联结至压缩机部分；以及排气系统，该排气系统流体连接至涡轮机部分。从动部件机械联结至压缩机部分和涡轮机部分；以及燃烧器组件，该燃烧器组件包括流体连接压缩机部分和涡轮机部分的多个燃烧器。所述多个燃烧器中的每一个燃烧器都包括过渡件。内筒部件机械地和流体地连接第一内部壳体和第二内部壳体。该内筒部件包括主体，该主体包括外表面和内表面以及设置于外表面上的一个或多个径向分流器。所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都相对于所述一个或多个燃烧器的过渡件径向向内地沿所述多个燃烧器中的一个燃烧器的燃烧器中心线布置。
[0006]其中，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都包括引导压缩机空气穿过形成于相邻的过渡件之间的间隙的第一锥形表面和第二锥形表面。所述第一锥形表面从第一上游端延伸至第一下游端并且所述第二锥形表面从第二上游端延伸至第二下游端，所述第一下游端通过设置有安装部件的端壁连接至所述第二下游端。所述第一内部壳体包括安装特征，所述安装部件包括与所述安装特征相互接合的槽口。
[0007]其中，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都实质上与所述外表面整体形成。
[0008]其中，所述一个或多个径向分流器在燃烧流出口处相对于所述多个燃烧器中的一个燃烧器径向向内地布置。
[0009]通过下文结合附图的描述，这些和其它的优点以及特征将变得更加显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]被认为是本发明的主题在说明书结尾处的权利要求书中特别指出并且明确要求保护。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中:
[0011]图1是根据示例性实施例的包括内筒部件的燃气涡轮机械的横截面示意图；
[0012]图2是根据示例性实施例的图1的内筒部件的局部透视图，其中示出了径向分流器；
[0013]图3是图2的径向分流器的透视图；
[0014]图4是图2的径向分流器的侧视平面图；以及
[0015]图5是图2的径向分流器的俯视平面图。
[0016]参照附图通过例子的详细描述解释了本发明的实施例以及优点和特征。
【具体实施方式】
[0017]根据示例性实施例的涡轮机械在图1中大体示为2。涡轮机械2包括外壳3，该外壳3容纳压缩机部分4和涡轮机部分6。压缩机部分4通过燃烧器组件8流体连接至涡轮机部分6。燃烧器组件8包括多个燃烧器10。压缩机部分4和涡轮机部分6通过公共的压缩机/涡轮轴12机械联结。如图2中所示，压缩机部分4包括第一或前内部壳体20以及第二或后内部壳体/支承环22。前内部壳体20包括连接至外壳3的外表面28以及内表面29。
[0018]如图2中所示，第一压缩机气流路径31被限定在内部壳体20的内表面29与内筒部件35的外表面33之间。压缩机排放空气移动穿过气流路径31，并且在燃烧器10之间和周围移动之前由于扩散器部段(未单独标出)而速度减小，如下文将更完整地详细描述的。后内部壳体22包括外表面37和内表面38。内筒部件35的内表面42和后内部壳体22的内表面34限定了第二流路径部分46 (图3)，该第二流路径部分46将来自压缩机部分4的冷却空气输送至涡轮机部分6的轮空间(未单独标出)中。
[0019]空气通过流体连接至压缩机部分4的进气系统50 (图1)进入压缩机部分4中，并且通过多个级(未单独标出)被压缩。一部分压缩空气在内筒部件35之上、穿过第一气流路径31、随后在燃烧器10的过渡件54(图2)周围和之间移动。一部分压缩空气进入燃烧器10，以与燃料混合从而形成可燃混合物。可燃混合物燃烧，从而形成热气体。热气体从每一个过渡件54的燃烧流出口 56通入涡轮机部分6中。热气体驱动涡轮机部分6中的叶片部件(未单独标出)，从而将热能转化成使轴12旋转的机械能。机械能通过轴12，以驱动外部部件62 (图1)，该外部部件62可以包括泵、发电机等。来自涡轮机部分6的热气体通过排气系统63。排气系统63可以处理排放气体以减少排放物。来自压缩机部分4的额外气流沿第二流路径部分46流入轮空间中以用于冷却目的。
[0020]如图3至图5中最佳示出的，内筒部件35包括主体64，该主体64通过中间部分69在第一或上游端66与第二或下游端67之间延伸。中间部分69包括外表面33和内表面42。下游端67通过一个或多个机械紧固件80穿过栓接接头78连接至后内部壳体22。内筒部件35包括位于外表面33上的多个径向分流器，其中的一个径向分流器示为90。径向分流器90沿每一个燃烧器10的中心线布置。更具体地，每一个径向分流器90都沿每一个燃烧器10的中心线相对于相应的过渡件54径向向内地布置。径向分流器90具有楔形，以便引导从位于燃烧器10下方和之间的压缩机流出的气流，并且更具体地，在形成于相邻的过渡件54之间的间隙(未单独标出)之间通过。如下文将更完整地讨论的，径向分流器90成形为使得从压缩机通过的气流在通过过渡件54之间之前速度减小。
[0021]根据示例性实施例的方面，每一个径向分流器90都实质上与内筒部件35的外表面33整体形成。然而，应当理解，径向分流器90还可以附连到外表面33。如图4中所示，每一个径向分流器90都包括第一锥形或曲线表面94以及第二锥形或曲线表面96。第一锥形表面94从第一或上游端100延伸至第二或下游端101。类似地，第二锥形表面96从第一或上游端104延伸至第二或下游端105。上游端100通过具有第一尺寸(未单独标出)的上游端壁106连接至上游端104。第一锥形表面94和第二锥形表面96使气流的速度减小以实现流扩散。第一锥形表面94的下游端101通过具有第二尺寸(未单独标出)的下游端壁108连接至第二锥形表面96的下游端105。根据示例性实施例的方面，下游端壁108的第二尺寸大于上游端壁106的第一尺寸。在图示的示例性实施例中，端壁108设置有安装部件114。安装部件114可以呈嵌套在设置于前内部壳体20上的安装特征124内的槽口118的形式。安装部件114通过机械紧固件130固定至前内部壳体20。安装部件114为内筒部件35提供前支承。
[0022]在这一点上应当理解，示例性实施例描述了具有径向分流器的内筒部件，所述径向分流器包括在相邻的过渡件出口之间将压缩机空气引导至从每一个燃烧器流出的燃烧产物中的锥形表面。将分流器集成到内筒部件中产生围绕燃烧器的更加有利的流场、增强燃烧动力、改进性能、并且减少排放物。此外，将径向分流器结合至内筒部件使得具有较短的扩散部段的涡轮机械能够展示出较长涡轮机械的性能特性。此外，使径向分流器与每一个燃烧器的中心线对准会促进通过相邻燃烧器之间的压缩空气与离开每一个过渡件出口的燃烧产物更完全的混合。还应当理解，不必存在与每一个过渡件相关联的径向分流器。
[0023]尽管已经仅结合数量有限的实施例对本发明进行了详细描述，但是应当易于理解，本发明并不限于这种所公开的实施例。相反，能够将本发明修改成结合到目前为止并未进行描述但是与本发明的精神和范围相当的任何数量的改型、变型、替代或等同布置。此夕卜，尽管已经对本发明的各个实施例进行了描述，但是应当理解，本发明的各个方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明并不被视为受到以上描述的限制，而是仅仅通过所附权利要求的范围进行限定。
【权利要求】
1.一种用于燃气涡轮机械的内筒部件，所述内筒部件包括: 主体，所述主体包括外表面和内表面、以及设置于所述外表面上的一个或多个径向分流器，所述一个或多个径向分流器被构造和设置成沿燃烧器中心线相对于过渡件径向向内布置。
2.根据权利要求1所述的用于燃气涡轮机械的内筒部件，其特征在于，所述主体通过中间部分从第一端延伸至第二端，所述第二端连接至所述燃气涡轮机械的后内部壳体。
3.根据权利要求1所述的用于燃气涡轮机械的内筒部件，其特征在于，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都包括引导压缩机空气穿过形成于相邻的过渡件之间的间隙的第一锥形表面和第二锥形表面。
4.根据权利要求3所述的用于燃气涡轮机械的内筒部件，其特征在于，所述第一锥形表面从第一上游端延伸至第一下游端并且所述第二锥形表面从第二上游端延伸至第二下游端，所述第一下游端通过设置有安装部件的端壁连接至所述第二下游端。
5.根据权利要求4所述的用于燃气涡轮机械的内筒部件，其特征在于，所述安装部件包括槽口，所述槽口被构造成和布置成与设置于所述燃气涡轮机械的上游内部壳体上的安装特征相互接合。
6.根据权利要求1所述的用于燃气涡轮机械的内筒部件，其特征在于，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都实质上与所述外表面整体形成。
7.一种燃气涡轮机械，所述燃气涡轮机械包括: 压缩机部分，所述压缩机部分包括第一内部壳体和第二内部壳体； 涡轮机部分，所述涡轮机部分机械地联结至所述压缩机部分； 燃烧器组件，所述燃烧器组件包括流体连接所述压缩机部分和所述涡轮机部分的多个燃烧器，所述多个燃烧器中的每一个燃烧器都包括过渡件；以及 内筒部件，所述内筒部件机械地和流体地连接所述第一内部壳体和所述第二内部壳体，所述内筒部件包括: 主体，所述主体包括外表面和内表面以及设置于所述外表面上的一个或多个径向分流器，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都相对于一个或多个燃烧器的过渡件径向向内地沿所述多个燃烧器中的一个燃烧器的燃烧器中心线布置。
8.根据权利要求7所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述主体通过中间部分从第一端延伸至第二端，所述第二端通过栓接接头连接至所述第二内部壳体。
9.根据权利要求7所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都包括引导压缩机空气穿过在相邻的过渡件之间形成的间隙的第一锥形表面和第二锥形表面。
10.根据权利要求9所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述第一锥形表面从第一上游端延伸至第一下游端、并且所述第二锥形表面从第二上游端延伸至第二下游端，所述第一下游端通过设置有安装部件的端壁连接至所述第二下游端。
11.根据权利要求10所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述第一内部壳体包括安装特征，所述安装部件包括与所述安装特征相互接合的槽口。
12.根据权利要求7所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都实质上与所述外表面整体形成。
13.根据权利要求7所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述一个或多个径向分流器在燃烧器流出口处相对于所述多个燃烧器中的一个燃烧器径向向内布置。
14.一种燃气涡轮机械系统，所述燃气涡轮机械系统包括: 压缩机部分，所述压缩机部分包括第一内部壳体和第二内部壳体； 进气系统，所述进气系统流体地连接至所述压缩机部分； 涡轮机部分，所述涡轮机部分机械地联结至所述压缩机部分； 排气系统，所述排气系统流体连接至所述涡轮机部分； 从动部件，所述从动部件机械地联结至所述压缩机部分和所述涡轮机部分； 燃烧器组件，所述燃烧器组件包括流体连接所述压缩机部分和所述涡轮机部分的多个燃烧器，所述多个燃烧器中的每一个燃烧器包括过渡件；以及 内筒部件，所述内筒部件机械地和流体地连接所述第一内部壳体和所述第二内部壳体，所述内筒部件包括: 主体，所述主体包括外表面和内表面以及设置于所述外表面上的一个或多个径向分流器，所述一个或多个径向分流器中的每一个径向分流器都相对于一个或多个燃烧器的过渡件径向向内地沿所述多个燃烧器中的一个燃烧器的燃烧器中心线布置。
15.根据权利要求14所述的燃气涡轮机械，其特征在于，所述主体通过中间部分从第一端延伸至第二端，所述第二端通过栓接接头连接至所述第二内部壳体。
【文档编号】F02C7/00GK104373215SQ201410398907
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2013年8月14日
【发明者】C.G.肖特, K.D.布莱克, M.S.卡萨文特 申请人:通用电气公司