PL220635B1 - Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego - Google Patents

Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego

Info

Publication number
PL220635B1
PL220635B1 PL396520A PL39652011A PL220635B1 PL 220635 B1 PL220635 B1 PL 220635B1 PL 396520 A PL396520 A PL 396520A PL 39652011 A PL39652011 A PL 39652011A PL 220635 B1 PL220635 B1 PL 220635B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
exhaust gas
diffuser
flow
vortex
hub
Prior art date
Application number
PL396520A
Other languages
English (en)
Other versions
PL396520A1 (pl
Inventor
Deepesh Dinesh Nanda
Piotr Edward Kobek
Original Assignee
Gen Electric
General Electric Company
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 Gen Electric, General Electric Company filed Critical Gen Electric
Priority to PL396520A priority Critical patent/PL220635B1/pl
Priority to US13/407,201 priority patent/US20130081731A1/en
Priority to EP12186206.4A priority patent/EP2578815A3/en
Priority to CN2012103678830A priority patent/CN103032171A/zh
Publication of PL396520A1 publication Critical patent/PL396520A1/pl
Publication of PL220635B1 publication Critical patent/PL220635B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30Exhaust heads, chambers, or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243Flange connections; Bolting arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78Other construction of jet pipes
    • F02K1/80Couplings or connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/122Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/17Purpose of the control system to control boundary layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Description

Przedmiot wynalazku dotyczy dyfuzora gazu wydechowego i turbiny zawierającej dyfuzor gazu wydechowego, a w szczególności dyfuzorów do zastosowania w turbinach gazowych oraz turbinach parowych i takich turbin.
Turbiny gazowe mogą zawierać stożek dyfuzora, bądź dyfuzor, połączony z wieńcem łopatkowym ostatniego stopnia wirnika. Pożądane jest, aby dyfuzor zwiększał ciśnienie statyczne gazu wydechowego przez zmniejszanie energii kinetycznej gazu wydechowego wskutek zmniejszania prędkości gazu wydechowego. W niektórych przypadkach, można to osiągnąć przez zwiększenie pola przekroju poprzecznego ścieżki przepływu w dyfuzorze w kierunku przepływu gazu wydechowego. Na granice ścieżki przepływu może mieć wpływ geometria dyfuzora. W znanych rozwiązaniach geometria dyfuzora może tworzyć przepływ zaburzony, taki jak wiry zaburzające, które mogą niekorzystnie wpływać na ścieżkę przepływu, zmniejszając w ten sposób pole przekroju poprzecznego ścieżki przepływu.
Na przykład, w publikacji US 3012400 jest ujawnione rozwiązaniem, w którym piasta lub centralna część dyfuzora tworzy wewnętrzną ściankę lub granicę ścieżki przepływu gazu wydechowego, przy czym końcowa część piasty zawiera wybranie ukształtowane do powodowania powstawania strumienia nadążającego lub wiru zaburzającego w przepływie płynu. W tym rozwiązaniu ukształtowanie wybrania jest ogólnie półkoliste lub ma zaokrąglone naroża.
Przedmiot wynalazku jest szczególnie uwydatniony i wyraźnie zastrzeżony w zastrzeżeniach na końcu opisu. Powyższe oraz inne cechy i zalety wynalazku są uwidocznione w przykładach wykonania w poniższym szczegółowym opisie w odniesieniu do towarzyszącego rysunku, na którym: FIG. 1 przedstawia uproszczony schemat przykładowego układu turbiny; FIG. 2 przedstawia widok z boku przekroju przykładowego dyfuzora dla układu turbiny; oraz FIG. 3 przedstawia widok z boku przekroju innego przykładowego dyfuzora.
FIG. 1 jest uproszczonym schematem przykładu wykonania układu 100 turbiny gazowej. Układ 100 zawiera sprężarkę 102, komorę spalania 104, turbinę 106, wał 108 oraz dyszę paliwową 110. W przykładzie wykonania, układ 100 może zawierać wiele sprężarek 102, komór spalania 104, turbin 106, wałów 108 oraz dysz paliwowych 110. Jak pokazano, sprężarka 102 oraz turbina 106 są połączone przez wał 108. Wał 108 może być pojedynczym wałem lub wieloma odcinkami wału połączonymi razem, aby tworzyć wał 108.
W jednym aspekcie komora spalania 104 wykorzystuje paliwo ciekłe i/lub gazowe, takie jak gaz ziemny lub bogaty w wodór gaz syntetyczny, aby napędzać silnik turbiny. Na przykład, dysze paliwowe 110 są połączone do przepływu płynu z zasilaniem paliwowym 112 oraz powietrzem pod ciśnieniem ze sprężarki 102. Dysze paliwowe 110 wytwarzają mieszankę powietrze-paliwo i wtryskują mieszankę powietrze-paliwo do komory spalania 104, powodując w ten sposób spalanie, które wytwarza gorące gazy wydechowe pod ciśnieniem. Komora spalania 104 kieruje gorące gazy wydechowe pod ciśnieniem przez część przejściową do dyszy turbiny (lub „dyszy pierwszego stopnia”), powodując obrót turbiny 106, podczas gdy gaz wydostaje się z dyszy lub kierownicy i zostaje skierowany do wieńca łopatkowego lub łopatek turbiny. Po przepływie gazu z ostatniego stopnia, ukształtowanie końcowej części piasty w tym rozwiązaniu powoduje, że strumień wywołany wirem może interferować z przepływem gazów wydechowych za, patrząc w kierunku przepływu, wewnętrzną ścianką i zmniejsza się pole przekroju poprzecznego ścieżki przepływu, także zmniejszając przez to przemianę energii kinetycznej na wzrost ciśnienia statycznego i powodując przepływ o wysokiej energii kinetycznej do części składowych położonych dalej, patrząc w kierunku przepływu.
Według jednego aspektu wynalazku, dyfuzor gazu wydechowego, zawierający zewnętrzną osłonę umieszczoną wokół linii środkowej dyfuzora gazu wydechowego; piastę umieszczoną wokół linii środkowej; oraz końcową część piasty zawierającą wybranie skonfigurowane do powodowania przepływu gazu wydechowego w kierunku linii środkowej przy przepływie gazu wydechowego w kierunku przepływu, charakteryzuje się tym, że wybranie zawiera pierwszą powierzchnię zasadniczo prostopadłą do linii środkowej oraz drugą powierzchnię usytuowaną pod kątem do pierwszej powierzchni.
Korzystnie, zewnętrzna osłona i piasta wyznaczają efektywną ścieżkę przepływu dla gazu wydechowego, w co najmniej pierwszej części dyfuzora gazu wydechowego, a za wewnętrzną piastą efektywna ścieżka przepływu jest wyznaczona przez zewnętrzną osłonę oraz zewnętrzną część wydłużonego wiru.
PL 220 635 B1
Korzystnie, pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się w kierunku przepływu.
Korzystnie, końcowa część piasty jest ukształtowana do zmniejszania powstawania wiru, który zmniejsza efektywną ścieżkę przepływu.
Korzystnie, wybranie powoduje powstawanie wiru wydłużonego wokół linii środkowej.
Korzystnie, końcowa część jest ukształtowana do powodowania zasadniczo jednorodnej w przekroju poprzecznym prędkości przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora gazu wydechowego.
Korzystnie, końcowa część jest ukształtowana do powodowania zasadniczo jednorodnego w przekroju poprzecznym ciśnienia przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora gazu wydechowego.
Według innego aspektu wynalazku, dyfuzor gazu wydechowego, zawierający osłonę; piastę usytuowaną wewnątrz osłony; wlot utworzony między osłoną i piastą do odbierania przepływu gazu wydechowego; gdzie końcowa część piasty zawiera wybranie skonfigurowane do powodowania powstawania wiru wydłużonego wokół linii środkowej dyfuzora gazu wydechowego za, w kierunku przepływu, częścią końcową piasty, charakteryzuje się tym, że wybranie zawiera pierwszą powierzchnię zasadniczo prostopadłą do linii środkowej oraz drugą powierzchnię pod kątem do pierwszej powierzchni.
Korzystnie, wybranie jest ukształtowane do kierowania przepływu gazu wydechowego do linii środkowej.
Korzystnie, zewnętrzna osłona i piasta wyznaczają efektywną ścieżkę przepływu dla gazu wydechowego w pierwszej części dyfuzora gazu wydechowego, a w drugiej części dyfuzora, za pierwszą częścią, efektywna ścieżka przepływu jest wyznaczona przez zewnętrzną osłonę oraz zewnętrzną część wydłużonego wiru.
Korzystnie, pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się w kierunku przepływu.
Korzystnie, dyfuzor jest ukształtowany do powodowania wiru wywołującego zasadniczo jednorodne w przekroju poprzecznym ciśnienie przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora gazu wydechowego.
Korzystnie, dyfuzor jest ukształtowany do powodowania wiru wywołującego zasadniczo jednorodną w przekroju poprzecznym prędkość przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora gazu wydechowego.
Korzystnie, wybranie tworzy krętą ścieżkę do zmniejszenia przepływu w promieniowym kierunku w wirze.
Według następnego aspektu wynalazku, turbina gazowa, zawierająca osłonę turbiny, która otacza część turbiny gazowej oraz dyfuzor gazu wydechowego połączony z osłoną turbiny, który to dyfuzor zawiera wlot do odbierania przepływu gazu wydechowego z turbiny gazowej, oraz wylot za wlotem w kierunku przepływu a między wlotem, a wylotem, pomiędzy osłoną turbiny i centralnym korpusem położonym wewnątrz osłony turbiny, jest wyznaczana efektywna ścieżka przepływu gazu wydechowego, natomiast za, w kierunku przepływu, centralnym korpusem jest wyznaczana efektywna ścieżka przepływu gazu wydechowego przez osłonę turbiny i zewnętrzną część wiru i pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się w kierunku prądem przepływu, a przy tym centralny korpus zawiera końcową część z wybraniem skonfigurowanym do tworzenia wiru, charakteryzuje się tym, że wybranie zawiera pierwszą powierzchnię zasadniczo prostopadłą do linii środkowej dyfuzora gazu wydechowego oraz drugą powierzchnię pod kątem do pierwszej powierzchni.
Korzystnie, wir jest wydłużony wzdłuż linii środkowej dyfuzora gazu wydechowego turbiny 106, gaz wydechowy jest odbierany przez (nieprzedstawiony) dyfuzor skonfigurowany do zwiększania ciśnienia statycznego przepływu wzdłuż dyfuzora.
W przykładzie wykonania gaz wydechowy wpływa do dyfuzora, przy czym pole przekroju poprzecznego przepływu gazu wydechowego znacznie zwiększa się wraz z przepływem gazu w kierunku do przodu w kierunku przepływu.
Odpowiednio, prędkość przepływu gazu jest zmniejszana z powodu zwiększającej się wielkości pola przepływu, a jednocześnie ciśnienie statyczne przepływu gazu ulega zwiększeniu. Jak omówiono szczegółowo poniżej, część piasty dyfuzora zawiera wybranie skonfigurowane do powodowania porywania lub zaciągania ścieżki przepływu gazu wydechowego w kierunku linii środkowej dyfuzora, aby poprawiać rozkład przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora.
PL 220 635 B1
Poprawiony rozkład przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora powoduje zasadniczo jednorodny profil prędkości i ciśnienia w pobliżu wylotu, poprawiając przez to sprawność i moc dyfuzora.
Używane tu określenia „do tyłu przepływu” oraz „do przodu przepływu”, oznaczają kierunek względem przepływu płynu roboczego przez układ 100 turbiny gazowej. Jako takie, określenie „w kierunku przepływu” lub „za, względem kierunku przepływu”, odnosi się do kierunku, który generalnie odpowiada kierunkowi przepływu płynu roboczego, zaś określenie „przeciwnie do kierunku przepływu” lub „przed, względem kierunku przepływu”, generalnie odnosi się do kierunku, który jest przeciwny do kierunku przepływu płynu roboczego. Określenie „promieniowy” odnosi się do ruchu lub położenia prostopadłego do osi lub linii środkowej (205, FIG. 2). Może być ono przydatne do opisu części, które znajdują się w różnych położeniach promieniowych względem osi. W tym przypadku, jeżeli pierwsza część składowa znajduje się bliżej osi niż druga część składowa, może tu być stwierdzone, że pierwsza część składowa znajduje się „promieniowo do wewnątrz” względem drugiej części składowej. Jeżeli, z drugiej strony, pierwsza część składowa znajduje się dalej od osi niż druga część składowa, może tu być stwierdzone, że pierwsza część składowa znajduje się „promieniowo na zewnątrz” lub „na zewnątrz” względem drugiej części składowej. Określenie „osiowy” odnosi się do ruchu lub położenia równoległego do osi. W końcu, określenie „obwodowy” odnosi się do ruchu lub położenia wokół osi. Pomimo iż poniższe omówienie skupia się głównie na turbinach gazowych, omówione koncepcje nie są ograniczone do turbin gazowych.
Odnosząc się teraz do FIG. 2, przedstawiono widok przekroju przykładowego dyfuzora 200 dla silnika turbinowego 100. Jak pokazano, dyfuzor 200 zawiera część osłony 202 turbiny oraz piastę 204 rozmieszczone wokół linii środkowej 205 dyfuzora 200. Piasta 204 jest połączona z osłoną 202 przez rozpórkę 250. Przykładowa piasta 204 zawiera łożysko 212, aby umożliwiać względny ruch części składowych dyfuzora 200. Dyfuzor 200 zawiera wlot 206 do łączenia z turbiną 106, aby odbierać przepływ gazu wydechowego ze stopni turbiny. Gaz wydechowy przepływa w kierunku przepływu, jak przedstawiono strzałką 207 przepływu, do wylotu 208. Jak pokazano, gaz wydechowy przepływa za piastę 204 lub centralny korpus do obszaru zrzutu 210 dyfuzora, który prowadzi do wylotu 208. W jednym aspekcie wylot 208 jest połączony z (nieprzedstawioną) wytwornicą pary z odzyskiem ciepła, aby uzyskiwać dodatkową energię z gazu wydechowego. Dyfuzor 200 jest skonfigurowany do zmniejszania strat ciśnienia statycznego podczas przepływu gazu wydechowego przez konstrukcję, przy równoczesnym zmniejszeniu również prędkości przepływu, podczas wydobywania się go z dyfuzora 200, w celu poprawienia działania wytwornicy pary z odzyskiem ciepła, która odbiera gaz.
Jak pokazano, zmniejszoną prędkość oraz zmniejszone straty ciśnienia statycznego można osiągnąć przy pomocy znacznie rozszerzonej (promieniowo na zewnątrz) lub ustawionej pod kątem osłony 202 (również nazywanej ścianką zewnętrzną) oraz ustawionej pod kątem piasty 204 (również nazywanej ścianką wewnętrzną), co wytwarza rozszerzający się obszar przepływu lub ścieżkę przepływu w kierunku przepływu. Ustawiona pod kątem osłona 202 ma promień zmniejszający się przeciwnie do kierunku przepływu. Efektywna ścieżka przepływu, jak omówiono tu, jest ścieżką przepływu gazu wydechowego wzdłuż przestrzeni wewnątrz dyfuzora 200, przy czym przepływ ma zasadniczo jednorodną prędkość oraz ciśnienie w poprzek przekroju poprzecznego ścieżki. Na przykład, efektywna ścieżka przepływu może być ograniczona ściankami wyznaczającymi wnękę, gdzie ścieżka przepływu zawiera przepływ laminarny, który występuje w pobliżu ścianek. Pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu może być zmniejszone w częściach wnęki, gdzie powstaje przepływ zaburzony, taki jak wiry zaburzające. Przykładowa efektywna ścieżka przepływu jest wyznaczana lub ograniczona wewnętrznym przepływem 230 wzdłuż piasty 204 oraz zewnętrznym przepływem 232 wzdłuż osłony 202, przy czym odległość 234 wyznacza promieniową odległość efektywnych ścieżek przepływu.
Jak przedstawiono, pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się do tyłu przepływu, przy czym promieniowa odległość 234 zwiększa się do promieniowej odległości 240 w pobliżu wylotu 208. W korzystnym przykładzie końcowa część 214 piasty 204 jest skonfigurowana do powodowania przepływu gazu wydechowego w kierunku linii środkowej 205, zmniejszając przez to powstawanie i/lub rozmiar wiru 226, który zmniejsza efektywną ścieżkę lub pole przepływu dostępne dla rozprzestrzeniania się przepływu przy przepływie gazu wydechowego w kierunku przepływu 207. W części tylnej, względem kierunku przepływu, dyfuzora efektywna ścieżka przepływu dla gazu wyd echowego jest wyznaczana przez wewnętrzny przepływ 236 oraz zewnętrzny przepływ 238. W przykładzie wykonania wewnętrzny przepływ 236 jest wyznaczany przez oraz przepływa wzdłuż zewnętrznej części wiru 226, zaś zewnętrzny przepływ 238 jest wyznaczany przez, oraz przepływa wzdłuż osłony 202.
PL 220 635 B1
W przykładzie wykonania wybranie 216 w końcowej części 214 piasty 204 powoduje, że wewnętrzny przepływ 236 gazu wydechowego przepływa w kierunku linii środkowej 205. Wybranie 216 powoduje powstanie wiru 226 o zasadniczo wirowym lub kołowym przepływie, który może być opisany, jako wydłużony wzdłuż linii środkowej 205. Wybranie 216 zmniejsza powstawanie strumienia nadążającego blisko obszaru zrzutu 210 dyfuzora, w celu zmniejszenia zaburzenia przepływu. W innych przykładach wykonania, które mają płaską powierzchnię zamiast wybrania 216 utworzonego w piaście 204, w pobliżu obszaru zrzutu powstaje strumień nadążający, co zaburza wewnętrzny przepływ 236 oraz zmniejsza efektywne pole przepływu dla gazu. Wynikowe zmniejszone efektywne pole przepływu powoduje zwiększoną prędkość przepływu płynu, co nie jest pożądane dla działania wytwornicy pary z odzyskiem ciepła. W przykładzie wykonania wir 226 jest wydłużony i tym samym ma wymiar osiowy większy od wymiaru promieniowego. Przykładowy wir 226 zmniejsza powstawanie śladu nadążającego lub wiru zaburzającego i interferencje z efektywną ścieżką przepływu gazu wydechowego, aby poprawiać sprawność dyfuzora 200 przez zapewnienie zasadniczo jednorodnego przepływu płynu w pobliżu wylotu.
W przykładach wykonania obszar zrzutu 210 ma zwiększoną objętość za, w kierunku przepływu, piastą 204. Obszar zrzutu 210 dyfuzora może mieć zasadniczo wysoki gradient rozprzestrzeniania, co podczas działania, prowadzi do powstawania wiru lub wirów (nieprzedstawionych), które interferują z oraz zmniejszają efektywną ścieżkę przepływu dla gazu wydechowego. Wynikowa zmniejszona efektywna ścieżka przepływu zmniejsza efektywność dyfuzora 200. Jak pokazano, końcowa część 214 piasty 204 oraz wybranie 216 są skonfigurowane do tworzenia wiru 226, aby zmniejszać powstawanie wirów zaburzających, tym samym zwiększając pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu w pobliżu obszaru zrzutu 210 dyfuzora. Powinno być zrozumiałe, że powstające wiry zaburzające mogą interferować z zasadniczo jednorodnym przepływem gazu wydechowego, a przez to będzie zmniejszać się rozmiar efektywnej ścieżki przepływu. Przykładowe wybranie 216 zawiera ściankę lub powierzchnię 218, która jest zasadniczo prostopadła do linii środkowej 205 oraz ściankę lub powierzchnię 222, która jest ustawiona pod kątem względem powierzchni 218. W jednym aspekcie, powierzchnia 218 może być zasadniczo równoległa do linii środkowej 205. W przykładach wykonania wybranie 216 może być dowolnym odpowiednim wgłębieniem utworzonym w końcowej części 214, aby powodować powstawanie wiru lub zmniejszać interferencje z efektywną ścieżką przepływu gazu wydechowego. Przykładowe wybranie może zawierać zakrzywione oraz/lub ustawione pod kątem powierzchnie tworzące wgłębienie w kierunku przeciwnym względem przepływu wewnątrz końcowej części 214.
FIG. 3 jest szczegółowym widokiem przekroju części przykładowego dyfuzora 300. Dyfuzor 300 zawiera osłonę 302 oraz piastę 303 rozmieszczone wokół linii środkowej 308. W końcowej części 306 piasty 303 jest utworzone wybranie 304. W przykładzie wykonania wybranie 304 zawiera zakrzywioną powierzchnię 322 oraz powierzchnię 324 zasadniczo prostopadłą do linii środkowej 308. Wybranie 304 może mieć dowolną odpowiednią geometrię do powodowania powstawania wiru 307, aby pobudzać lub zaciągać gaz wydechowy 309 w kierunku linii środkowej 308. Jak pokazano, efektywna ścieżka przepływu gazu wydechowego jest wyznaczana przez zewnętrzny przepływ 310 oraz wewnętrzny przepływ 312, przy czym promieniowa odległość 314 oraz 316 efektywnych ścieżek przepływu zwiększa się w kierunku do przodu. W przykładzie wykonania promieniowa odległość 317 efektywnej ścieżki zewnętrznego przepływu 310 jest wyznaczana przez osłonę 302 w pobliżu wylotu 320 dyfuzora 300. Powstawanie wiru 307 zmniejsza interferencje między wirami zaburzającymi przepływ z efektywną ścieżką przepływu gazu wydechowego, poprawiając sprawność dyfuzora 300 poprzez zapewnienie zasadniczo jednorodnego przepływu płynu oraz odpowiedniej, zmniejszonej prędkości przepływu w pobliżu wylotu.
W przedstawionym przykładzie wir 307 może być opisany, jako zasadniczo wydłużony wzdłuż linii środkowej 308 oraz tworzący z krętej ścieżki dla promieniowej składowej przepływu wiru 307 efektywną ścieżkę przepływu, zapewniając w ten sposób zwiększone pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu w kierunku z prądem. W tym przykładzie wir 307, może być dodatkowo opisany, jako „pułapka wirowa” pobudzająca zasadniczo osiowy przepływ (wzdłuż linii środkowej 308) oraz powstrzymująca promieniowy przepływ gazu wydechowego. Odpowiednio, układ dyfuzora 300 oraz wybrania 304 w końcowej części 306 poprawiają sprawność dyfuzora przez zmniejszanie prędkości przepływu oraz zwiększanie ciśnienia statycznego w poprzek efektywnej ścieżki przepływu przy przepływie gazu wydechowego przez wylot 320. W innym aspekcie, w tym przykładzie, z powodu powstawania wiru 307, prędkość oraz ciśnienie przepływu są zasadniczo jednorodne w poprzek przekroju
PL 220 635 B1 poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu w pobliżu wylotu 320. Poprawiony rozkład przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu dyfuzora powoduje zasadniczo jednorodne profile prędkości oraz ciśnienia w pobliżu wylotu, poprawiając przez to sprawność oraz moc dyfuzora.
Chociaż wynalazek został opisany szczegółowo w połączeniu z jedynie ograniczoną liczbą przykładów wykonania, powinno być łatwo zrozumiałe, że wynalazek nie jest ograniczony do takich ujawnionych przykładów wykonania. Zamiast tego, wynalazek może być modyfikowany, aby zawierać w sobie dowolną ilość wariantów, zmian, substytutów lub równoważnych układów nieopisanych dotychczas, lecz które są współmierne z ideą oraz zakresem wynalazku. Dodatkowo, podczas gdy opisano różne przykłady wykonania, należy zrozumieć, że aspekty wynalazku mogą zawierać tylko niektóre z opisanych przykładów wykonania. Odpowiednio, wynalazku nie należy postrzegać, jako ograniczonego powyższym opisem, lecz jest on ograniczony jedynie zakresem dołączonych zastrzeżeń.

Claims (16)

1. Dyfuzor gazu wydechowego, zawierający zewnętrzną osłonę (202) umieszczoną wokół linii środkowej (205) dyfuzora (200) gazu wydechowego, piastę (204) umieszczoną wokół linii środkowej (205); oraz końcową część (214) piasty (204), zawierającą wybranie (216) skonfigurowane do powodowania przepływu gazu wydechowego w kierunku linii środkowej (205) przy przepływie gazu wydechowego w kierunku przepływu, znamienny tym, że wybranie (216) zawiera pierwszą powierzchnię (218) zasadniczo prostopadłą do linii środkowej (205) oraz drugą powierzchnię (222) usytuowaną pod kątem do pierwszej powierzchni (218).
2. Dyfuzor według zastrz. 1, znamienny tym, że zewnętrzna osłona (202) i piasta (204) wyznaczają efektywną ścieżkę przepływu dla gazu wydechowego w co najmniej pierwszej części dyfuzora (200) gazu wydechowego, a za wewnętrzną piastą (204) efektywna ścieżka przepływu jest wyznaczona przez zewnętrzną osłonę (202) oraz zewnętrzną część wydłużonego wiru (226).
3. Dyfuzor według zastrz. 2, znamienny tym, że pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się w kierunku przepływu.
4. Dyfuzor według zastrz. 1, znamienny tym, że końcowa część (214) piasty (204) jest ukształtowana do zmniejszania powstawania wiru (226), który zmniejsza efektywną ścieżkę przepływu.
5. Dyfuzor według zastrz. 1, znamienny tym, że wybranie (214) powoduje powstawanie wiru (226) wydłużonego wokół linii środkowej (205).
6. Dyfuzor według zastrz. 1, znamienny tym, że końcowa część (214) jest ukształtowana do powodowania zasadniczo jednorodnej w przekroju poprzecznym prędkości przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu (208) dyfuzora (200) gazu wydechowego.
7. Dyfuzor według zastrz. 1, znamienny tym, że końcowa część (214) jest ukształtowana do powodowania zasadniczo jednorodnego w przekroju poprzecznym ciśnienia przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu (208) dyfuzora (200) gazu wydechowego.
8. Dyfuzor gazu wydechowego, zawierający osłonę (302), piastę (303) usytuowaną wewnątrz osłony (302), wlot utworzony między osłoną (302) i piastą (303) do odbierania przepływu gazu wydechowego, gdzie końcowa część (306) piasty (303) zawiera wybranie (304) skonfigurowane do powodowania powstawania wiru (307) wydłużonego wokół linii środkowej (308) dyfuzora (300) gazu wydechowego za, w kierunku przepływu, częścią końcową (306), znamienny tym, że wybranie (304) zawiera pierwszą powierzchnię (324) zasadniczo prostopadłą do linii środkowej (308) oraz drugą powierzchnię (322) pod kątem do pierwszej powierzchni (324).
9. Dyfuzor według zastrz. 8, znamienny tym, że wybranie (304) jest ukształtowane do kierowania przepływu gazu wydechowego do linii środkowej (308).
10. Dyfuzor według zastrz. 8, znamienny tym, że zewnętrzna osłona (302) i piasta (303) wyznaczają efektywną ścieżkę przepływu dla gazu wydechowego w pierwszej części dyfuzora (300) gazu wydechowego, a w drugiej części dyfuzora (300), za pierwszą częścią, efektywna ścieżka przepływu jest wyznaczona przez zewnętrzną osłonę (302) oraz zewnętrzną część wydłużonego wiru (307).
11. Dyfuzor według zastrz. 10, znamienny tym, że pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się w kierunku przepływu.
PL 220 635 B1
12. Dyfuzor według zastrz. 8, znamienny tym, że jest ukształtowany do powodowania wiru (307) wywołującego zasadniczo jednorodne w przekroju poprzecznym ciśnienie przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu (320) dyfuzora (300) gazu wydechowego.
13. Dyfuzor według zastrz. 8, znamienny tym, że jest ukształtowany do powodowania wiru (307) wywołującego zasadniczo jednorodną w przekroju poprzecznym prędkość przepływu gazu wydechowego w pobliżu wylotu (320) dyfuzora (300) gazu wydechowego.
14. Dyfuzor według zastrz. 8, znamienny tym, że wybranie (304) tworzy krętą ścieżkę do zmniejszenia przepływu w promieniowym kierunku w wirze (307).
15. Turbina gazowa, zawierająca osłonę turbiny, która otacza część turbiny gazowej oraz dyfuzor (200, 300) gazu wydechowego połączony z osłoną turbiny, który to dyfuzor (200, 300) zawiera wlot (206) do odbierania przepływu gazu wydechowego z turbiny gazowej oraz wylot (208, 320) za wlotem, w kierunku przepływu, a między wlotem (206), a wylotem (208, 320), pomiędzy osłoną turbiny i centralnym korpusem położonym wewnątrz osłony turbiny, jest wyznaczana efektywna ścieżka przepływu gazu wydechowego, natomiast za, w kierunku przepływu, centralnym korpusem efektywna ścieżka przepływu gazu wydechowego jest wyznaczana przez osłonę turbiny i zewnętrzną część wiru (226, 307) i pole przekroju poprzecznego efektywnej ścieżki przepływu zwiększa się w kierunku przepływu prądu, a przy tym centralny korpus zawiera końcową część (214, 304) z wybraniem (216, 324) skonfigurowanym do tworzenia wiru (226, 307), znamienna tym, że wybranie (216, 324) zawiera pierwszą powierzchnię (218, 324) zasadniczo prostopadłą do linii środkowej (205, 308) dyfuzora (200, 300) gazu wydechowego oraz drugą powierzchnię (222, 322) pod kątem do pierwszej powierzchni (218, 324).
16. Turbina gazowa według zastrz. 15, znamienna tym, że wir (226, 307) jest wydłużony wzdłuż linii środkowej (205, 308) dyfuzora (200, 300) gazu wydechowego.
PL396520A 2011-10-03 2011-10-03 Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego PL220635B1 (pl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL396520A PL220635B1 (pl) 2011-10-03 2011-10-03 Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego
US13/407,201 US20130081731A1 (en) 2011-10-03 2012-02-28 Exhaust gas diffuser
EP12186206.4A EP2578815A3 (en) 2011-10-03 2012-09-27 Exhaust gas diffuser
CN2012103678830A CN103032171A (zh) 2011-10-03 2012-09-28 排气扩散器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL396520A PL220635B1 (pl) 2011-10-03 2011-10-03 Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL396520A1 PL396520A1 (pl) 2013-04-15
PL220635B1 true PL220635B1 (pl) 2015-11-30

Family

ID=46963588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL396520A PL220635B1 (pl) 2011-10-03 2011-10-03 Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130081731A1 (pl)
EP (1) EP2578815A3 (pl)
CN (1) CN103032171A (pl)
PL (1) PL220635B1 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011118735A1 (de) * 2011-11-17 2013-05-23 Alstom Technology Ltd. Diffusor, insbesondere für eine axiale strömungsmaschine
JP6033154B2 (ja) * 2013-03-29 2016-11-30 三菱重工業株式会社 軸流回転機械、及びディフューザ
US10563543B2 (en) 2016-05-31 2020-02-18 General Electric Company Exhaust diffuser
DE102017121337A1 (de) * 2017-09-14 2019-03-14 Abb Turbo Systems Ag Diffusor einer abgasturbine
KR102350377B1 (ko) * 2020-03-20 2022-01-14 두산중공업 주식회사 유동박리 현상을 줄이는 배기 디퓨저의 허브 구조

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2914912A (en) * 1955-10-24 1959-12-01 Gen Electric Combustion system for thermal powerplant
US3012400A (en) * 1960-05-23 1961-12-12 Jr Blake W Corson Nozzle
GB1008886A (en) * 1964-06-12 1965-11-03 Rolls Royce Gas turbine engine
US3693880A (en) * 1970-11-02 1972-09-26 Us Navy Infrared suppressor means
FR2697287B1 (fr) * 1992-10-26 1994-12-09 Europ Gas Turbines Sa Diffuseur d'échappement de turbine à gaz.
FR2902838B1 (fr) * 2006-06-26 2013-03-15 Snecma Cone d'echappement pour la canalisation d'une veine de gaz a l'aval d'une turbine
US8337153B2 (en) * 2009-06-02 2012-12-25 Siemens Energy, Inc. Turbine exhaust diffuser flow path with region of reduced total flow area

Also Published As

Publication number Publication date
US20130081731A1 (en) 2013-04-04
CN103032171A (zh) 2013-04-10
EP2578815A3 (en) 2014-10-01
PL396520A1 (pl) 2013-04-15
EP2578815A2 (en) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240159151A1 (en) Airfoil for a turbine engine
US9291063B2 (en) Mid-section of a can-annular gas turbine engine with an improved rotation of air flow from the compressor to the turbine
US9080451B2 (en) Airfoil
JP5883594B2 (ja) タービン排気プレナム
US9650900B2 (en) Gas turbine engine components with film cooling holes having cylindrical to multi-lobe configurations
US10830051B2 (en) Engine component with film cooling
US9347328B2 (en) Compressed air plenum for a gas turbine engine
US11131205B2 (en) Inter-turbine ducts with flow control mechanisms
EP2554793B1 (en) Inter-turbine ducts with guide vanes of a gas turbine engine
PL220635B1 (pl) Dyfuzor gazu wydechowego i turbina zawierająca dyfuzor gazu wydechowego
JP2014234824A (ja) ディフューザ・ストラット・フェアリング
CN109477394A (zh) 动叶平台的冲击冷却
JP2006250147A (ja) 圧縮機
JP2019007478A (ja) ロータブレード先端部
US11060405B2 (en) Turbine engine with a swirler
EP3354848A1 (en) Inter-turbine ducts with multiple splitter blades
US9879564B2 (en) Vortex generators placed in the interblade channel of a compressor rectifier
US10612389B2 (en) Engine component with porous section
JP6194120B2 (ja) ガスタービン
CN109083687B (zh) 最小化横穿冷却孔的横流的方法和用于涡轮发动机的部件
RU2396471C1 (ru) Компрессор газотурбинного двигателя
KR20150043132A (ko) 터빈 어셈블리