PL225152B1 - Układ upustowy sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego i silnik turbogazowy zawierający układ upustowy sprężarki - Google Patents

Description

Przedmiot wynalazku dotyczy układu upustowego sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego i silnika turbogazowego zawierającego układ upustowy sprężarki. Wynalazek odnosi się do rozprężania przepływu upustowego sprężarki, zwłaszcza w silnikach turbogazowych.

Silniki turbogazowe generalnie obejmują sprężarkę, komorę spalania i turbinę. Komora spalania spala mieszankę sprężonego powietrza i paliwa dla wytworzenia gorących gazów spalinowych kierowanych do turbiny dla wytworzenia pracy, jak na przykład do napędzania prądnicy. Sprężarka spręża powietrze z wlotu powietrza i następnie kieruje sprężone powietrze do komory spalania. Jednakże część sprężonego powietrza może nie być kierowana do komory spalania przez cały czas. Część sprężonego powietrza może być kierowana ze sprężarki do innych części układu silnika turbogazowego. Kierowanie sprężonego powietrza do obszarów niższego ciśnienia może powodować wibracje i hałas wewnątrz układu turbogazowego.

Z opisu zgłoszeniowego US 2010/0115964 A1 znany jest silnik turbogazowy zawierający kanał obejściowy, który stanowi obejście komory spalania i połączony jest pomiędzy sprężarką i wylotem spalin. Ten kanał obejściowy ma wmontowane liczne zespoły upustowe, zawierające zawory i ro zmieszczone regularnie wokół obudowy silnika, do odprowadzania nadmiaru sprężonego powietrza do kanału obejściowego. W celu wyeliminowania wibracji i hałasu zespoły upustowe zawierają urządzenia zmniejszające hałas, które są w postaci płyt przegrodowych hamujących przepływ przez zespoły upustowe.

Podobne rozwiązanie jest przedstawione w dokumencie US 2010/0043447 A1, w którym w każdym zespole upustowym, rozmieszczonym od sprężarki w kierunku promieniowym na zewnątrz do kanału obejściowego, są rozmieszczone płyty przegrodowe do hamowania przepływu upustowego. Oba te rozwiązania nie eliminują wystarczająco wibracji i hałasu, ponieważ są one umieszczone tylko w obszarze sprężarki. Przepływ upustowy prowadzony dalej do wylotu spalin nie podlega działaniu tych zespołów.

Niektóre przykłady wynalazku podsumowano poniżej. Takie przykłady nie mają na celu ograniczenia zakresu zastrzeżonego wynalazku, natomiast takie przykłady mają na celu jedynie przedstawienie krótkiego podsumowania możliwych form wynalazku. W istocie, wynalazek może obejmować różnorodność form, które mogą być podobne lub odmienne od przykładów przedstawionych poniżej.

Według wynalazku, układ upustowy sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego, stanowiący obejście komory spalania, zawierający zawór i przewód upustowy połączony pomiędzy sprężarką i wylotem spalin, charakteryzuje się tym, że przewód upustowy jest stopniowany do stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego. Stopniowany przewód upustowy zawiera wlot dołączony do zaworu, pierwszy stopień zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego dołączony do wlotu, drugi stopień zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego połączony z pierwszym stopniem, i wylot połączony z drugim stopniem. Wlot i wylot są usytuowane wzdłuż równoległych osi i wylot jest usyt uowany za komorą spalania silnika turbogazowego oraz w co najmniej jednym położeniu spośród wlotu, pierwszego stopnia, drugiego stopnia i wylotu jest umieszczona co najmniej jedna płyta dyfuzorowa do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego.

Korzystnie, co najmniej jeden stopień spośród pierwszego stopnia i drugiego stopnia ma kształt do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie, a wlot, wylot, pierwszy stopień i drugi stopień są usytuowane wzdłuż równoległych osi.

Korzystnie, co najmniej jeden stopień spośród pierwszego stopnia i drugiego stopnia ma kształt do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie.

Pierwsza płyta dyfuzorowa spośród co najmniej jednej płyty dyfuzorowej korzystnie jest umieszczona w pierwszym położeniu w stopniowanym przewodzie upustowym, przy czym w pierwszym położeniu przewód upustowy ma pierwszą powierzchnię poprzecznego przekroju i ta pierwsza płyta dyf uzorowa zawiera liczne otwory mające całkowitą powierzchnię otworów, która jest większa niż 40% powierzchni tego poprzecznego przekroju.

Korzystnie, każda płyta dyfuzorowa spośród co najmniej jednej płyty dyfuzorowej zawiera liczne otwory, a każdy z licznych otworów ma taki sam wymiar.

Każda płyta dyfuzorowa spośród co najmniej jednej płyty dyfuzorowej zawiera liczne otwory, a wymiar tych licznych otworów jest wyznaczony co najmniej w części na podstawie wymiaru stopniowanego przewodu upustowego w położeniu odnośnej płyty dyfuzorowej.

Korzystnie te równoległe osie stanowi wspólna oś.

PL 225 152 B1

Układ do rozprężania przepływu upustowego sprężarki korzystnie zawiera turbinę gazową połączoną ze sprężarką, przy czym turbina gazowa jest połączona z wylotem spalin do odprowadzania produktów spalania.

Według wynalazku także układ upustowy sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego, stanowiący obejście komory spalania, zawierający zawór i przewód upustowy połączony pomiędzy sprężarką i wylotem spalin, charakteryzuje się tym, że przewód upustowy jest stopniowany do stopniowego zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego, ma zmienny wymiar i zawiera wlot połączony ze sprężarką i usytuowany przed komorą spalania, mający wymiar wlotowy, pierwszy stopień zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego, dołączony do wlotu, mający pierwszy wymiar większy niż wymiar wlotowy do zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie. Pomiędzy wlotem i pierwszym stopniem jest połączona pierwsza płyta dyfuzyjna. Do pierwszego stopnia jest dołączony drugi stopień zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego, mający drugi wymiar większy niż pierwszy wymiar do zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie. Pomiędzy pierwszym stopniem i drugim stopniem jest połączona druga płyta dyfuzyjna, a z drugim stopniem jest połączony wylot, który jest usytuowany za komorą spalania. Przy tym wlot, pierwszy stopień, drugi stopień i wylot są usytuowane wzdłuż równoległych osi.

Korzystnie, stopniowany przewód upustowy zawiera pierwszą sekcję rozprężania włączoną pomiędzy wlotem i pierwszym stopniem, mającą pierwsze procentowe rozszerzenie; drugą sekcję rozprężania połączoną pomiędzy pierwszym stopniem i drugim stopniem, mającą drugie procentowe rozszerzenie.

Pierwsze procentowe rozszerzenie i drugie procentowe rozszerzenie wynoszą od 10 do 40%.

Pierwszy stopień korzystnie ma pierwszą długość, która jest od 3,5 do 4,5 razy większa niż pierwszy wymiar, a drugi stopień ma drugą długość, która jest od 3,5 do 4,5 razy większa niż drugi wymiar.

Korzystnie pierwsza płyta dyfuzorowa zawiera pierwszą liczbę otworów, z których każdy ma pierwszy wymiar otworu wynoszący od 20% do 30% wymiaru wlotowego i druga płyta dyfuzorowa zawiera drugą liczbę otworów, z których każdy ma drugi wymiar otworu wynoszący od 20% do 30% pierwszego wymiaru.

Korzystnie, ze sprężarką jest połączona turbina gazowa, która jest dołączona do wylotu spalin do odprowadzania produktów spalania.

Według wynalazku także silnik turbogazowy zawierający układ upustowy sprężarki i zawierający sprężarkę wytwarzającą przepływ upustowy, turbinę gazową połączoną ze sprężarką, wylot spalin połączony z turbiną gazową do przyjmowania przepływu spalin i połączony ze sprężarką do przyjmowania przepływu upustowego za pomocą układu upustowego, który zawiera zawór i przewód upustowy, charakteryzuje się tym, że przewód upustowy jest stopniowany do stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego, jest połączony z wylotem spalin i ma wlot połączony ze sprężarką i mający średnicę wlotową, pierwszy stopień połączony z wlotem i mający pierwszą średnicę większą niż średnica wlotowa, drugi stopień połączony z pierwszym stopniem i mający drugą średnicę większą niż pierwsza średnica oraz wylot połączony z drugim stopniem (60) i dołączony do wylotu spalin do kierowania do niego przepływu upustowego. Wlot, pierwszy stopień i wylot są usytuowane wzdłuż równoległych osi i wylot jest usytuowany za komorą spalania. W co najmniej jednym spośród wlotu, pierwszego stopnia, drugiego stopnia i w wylotu jest usytuowana co najmniej jedna płyta dyfuzorowa do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego.

Korzystnie, co najmniej jedną płytę dyfuzorową stanowi pierwsza płyta dyfuzorowa połączona z pierwszym stopniem, druga płyta dyfuzorowa połączona z drugim stopniem i trzecia płyta dyfuzor owa połączona z wylotem.

Efekty techniczne wynalazku obejmują to, że stopniowany przewód upustowy zmniejsza wibracje i/lub hałas układu upustowego, włącznie z zaworem i/lub wylotem spalin usytuowanym za układem upustowym. Zmniejszenie wibracji zmniejsza koszty konserwacji układu upustowego zaworu i/lub układu turbiny gazowej. Zmniejszenie wibracji także przedłuża żywotność turbiny gazowej. Stopniowany przewód upustowy jest skonfigurowany do stopniowego (na przykład skokowego) zmniejszenia ciśnienia i energii kinetycznej przepływu upustowego. Stopniowany przewód upustowy także zmniejsza prawdopodobieństwo przepływów naddźwiękowych, które mogą powodować fale ciśnieniowe. Niektóre przykłady wykonania stopniowanego przewodu upustowego umożliwiają odbieranie przepływu upustowego o wysokim ciśnieniu od 1,72 MPa (250 funt/cal) do 2,41 MPa (350 funt/cal) i zmniejszanie do zasadniczo niższego ciśnienia, na przykład w przybliżeniu ciśnienia zewnętrznego otocze4

PL 225 152 B1 nia. Można zastosować różne konfiguracje sekcji rozprężania i płyt dyfuzorowych w zależności od przepływu masowego, ciśnienia i prędkości przepływu upustowego. Stopniowe zmniejszenie ciśnienia wzdłuż długości stopniowanego przewodu upustowego korzystnie zwiększa skuteczną powierzchnię wylotu bardziej, niż zwiększenie wymiaru (na przykład średnicy) przewodu upustowego jedynie na wylocie i/lub umieszczenie płyty dyfuzorowej jedynie na wylocie. Stopniowany przewód upustowy może być zastosowany do przepływów upustowych ze sprężarki lub innego układu, które odprowadzają przepływ o wysokim ciśnieniu do regionu o niskim ciśnieniu.

Przedmiot wynalazku jest ukazany w przykładach wykonania z odniesieniem do załączonych rysunków, na których jednakowe odnośniki oznaczają jednakowe części, gdzie: fig. 1 schematycznie przedstawia schemat blokowy przykładu wykonania układu silnika turbogazowego mającego układ upustowy; fig. 2 przedstawia widok perspektywiczny przykładu wykonania układu upustowego dla układu turbiny gazowej z fig. 1; fig. 3 przedstawia widok perspektywiczny przykładu wykonania układu upustowego dla układu turbiny gazowej z fig. 1; fig. 4 przedstawia widoku z przodu przykładu wykonania płyty dyfuzorowej układu upustowego z fig. 2.

Poniżej zostaną opisane specyficzne przykłady wykonania niniejszego wynalazku. Zmierzając do przedstawienia zwięzłego opisu tych przykładów wykonania, w opisie mogą nie być przedstawione wszystkie cechy faktycznego wdrożenia. Należy uznać, że w rozwoju dowolnego takiego faktycznego wdrażania, tak jak w dowolnym technologicznym lub konstrukcyjnym projekcie, muszą być podjęte liczne specyficzne decyzje dla osiągnięcia specyficznych celów wykonawców, takie jak podporządkowanie wymogom dotyczącym samego układu i sfery przedsiębiorczej, które mogą być zróżnicowane dla poszczególnych wdrożeń. Ponadto należy uznać, że takie prace rozwojowe mogą być złożone i czasochłonne lecz tym niemniej są rutynowym przedsięwzięciem podjęcia projektu, wykonania i produkcji dla specjalistów mających korzyść z tego ujawnienia.

W przedstawieniu różnych przykładów wykonania obecnego wynalazku określenia „zawierający”, „obejmujący” i „mający” nie oznaczają wyłączności, a znaczą, że mogą tam być dodatkowe elementy inne, niż wymienione elementy.

Według wynalazku układ upustowy zawiera stopniowany przewód upustowy układu upustowego do stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego, co powoduje zmniejszenie wibracji i/lub hałasu układu upustowego, takich jak wibracje zaworu upustowego. Stopniowany przewód up ustowy korzystnie ma co najmniej dwa stopnie dla stopniowego (na przykład stopniowanego) zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego. Każdy stopień stopniowanego przewodu upustowego ma sekcję rozprężania i/lub płytę dyfuzorową. O ilości stopni decyduje, przynajmniej częściowo, różnica ciśnienia pomiędzy regionem wysokiego ciśnienia i regionem niskiego ciśnienia. Dla dużych różnic ciśnienia stosuje się więcej stopni, niż dla małych różnic ciśnienia. Każdy stopień korzystnie ma stały wymiar (na przykład średnicę) na jego długości lub rozszerza się w kierunku dista lnym. Sekcje rozprężania mają zwiększający się wymiar stopniowanego przewodu upustowego, w celu zmniejszenia co najmniej statycznego ciśnienia przepływu upustowego. Płyty dyfuzorowe częściowo hamują przepływ upustowy i pozwalają na przejście przepływu upustowego poprzez otwory. Płyty dyfuzorowe co najmniej zmniejszają energię kinetyczną lub dynamiczną ciśnienia przepływu upustowego. Charakterystyki sekcji rozprężania (na przykład procentowe rozszerzenie, wymiar, kształt poprzecznego przekroju, długość) i płyt dyfuzorowych (na przykład wymiar otworów, liczba otworów, kształt otworu, konfiguracja otworów, wymiar płyty dyfuzorowej) wpływają na wibracje systemu upustowego. W stopniowanym przewodzie upustowym korzystnie stosuje się razem różne kombinacje sekcji rozprężania i/lub płyt dyfuzorowych. Stopniowany przewód upustowy ma ukształtowane stopnie mające sekcje rozprężania i/lub płyty dyfuzorowe rozmieszczone wzdłuż stopniowanego przewodu upustowego, co powoduje zmniejszanie wibracji układu upustowego. W niektórych przykładach wykonania stopniowany przewód upustowy korzystnie także zmniejsza wibracje za, w kierunku przepływu, układem upustowym.

Odnosząc się najpierw do fig. 1, pokazano schemat blokowy przykładu wykonania silnika turbogazowego 10. Jak szczegółowo opisano poniżej ujawniony silnik turbogazowy 10 może mieć jedną lub więcej dysz paliwowych 12 do mieszania paliwa 14 ze sprężonym powietrzem 16. Silnik turbogazowy 10 może wykorzystywać ciekłe lub gazowe paliwo 14, tak jak gaz ziemny i/lub bogaty w wodór gaz syntetyczny, do napędu układu 10 turbiny gazowej. Jak pokazano, jedna lub więcej dysz paliwowych 12 pobiera paliwo 14, miesza paliwo 14 ze sprężonym powietrzem 16 i doprowadza mieszankę powietrzno-paliwową do zespołu komory spalania 18 w stosownej proporcji dla optymalnego spalania, emisji, zużycia paliwa i wytworzenia mocy wyjściowej. Mieszanka powietrzno-paliwowa spala się wewnątrz zespołu komory spalania 18 i tym samym wytwarza się gorące sprężone gazy spalinowe 20.

PL 225 152 B1

Z zespołu komory spalania 18 kieruje się gazy spalinowe 20 poprzez turbinę 22 w kierunku wylotu 24 spalin. Gdy gazy spalinowe 20 przechodzą poprzez turbinę 22, wymuszają one, że łopatki turbiny obracają wał 26 wzdłuż osi silnika turbogazowego 10. Jak zilustrowano, wał 26 może być połączony z różnymi częściami składowymi silnika turbogazowego 10, obejmującymi obciążenie 28. Obciążenie 28 może być częścią pojazdu lub obciążeniem nieruchomym, jak na przykład śmigłem w samolocie lub prądnicą w elektrowni. Obciążenie 28 może obejmować dowolny odpowiedni układ do napędzania za pomocą obrotowego wyjścia silnika turbogazowego 10. Wał 26 może być także dołączony do sprężarki 30. Sprężarka 30 obejmuje również łopatki połączone z wałem 26. Podczas obracania wału 26 obracają się także łopatki wewnątrz sprężarki 30, sprężając powietrze 32 przechodzące z wlotu 34 powietrza poprzez sprężarkę 30 i do dysz paliwowych 12 i/albo komory spalania 18. Jak szczegółowo opisano poniżej, część sprężonego powietrza 16 może być upuszczana poprzez układ upustowy 36 jako przepływ upustowy dla różnych celów. Przepływ upustowy możne być kierowany poprzez układ upustowy 36 w celu uwolnienia nadmiaru ciśnienia wytwarzanego przez sprężarkę 30, w celu zabezpieczenia zespołu komory spalania 18 i/albo turbiny 22 przed warunkami gwałtownej fali lub zgaśnięcia, w celu chłodzenia gazów spalinowych 20 i/albo turbiny 22 oraz w celu rozcieńczenia lub porywania gazów spalinowych 20 przechodzących poprzez wylot 24 spalin, i tak dalej.

Fig. 2 przedstawia przykład wykonania układu upustowego 36. Pokazany układ upustowy 36 obejmuje zawór 38 i stopniowany przewód upustowy 40. Układ upustowy 36 jest skonfigurowany do kierowania przepływu upustowego 42 z regionu 44 wysokiego ciśnienia (na przykład sprężarki 30) do regionu 46 niskiego ciśnienia (na przykład wylotu 24 spalin). Zawór 38 jest przepływowo dla płynów połączony z regionem wysokiego ciśnienia 44, aby umożliwić przepływ upustowy 42 poprzez stopni owany przewód upustowy 40. Przepływ upustowy 42 jest częścią (na przykład mniejszą, niż około 5, 10, 15, 20 lub 25%) głównego przepływu 48. Dla przykładu, główny przepływ 48 może być sprężonym powietrzem 16 podawanym ze sprężarki 30, a przepływ upustowy 42 może być zbocznikowaną częścią głównego przepływu 48. Zawór 38 jest skonfigurowany do otwierania go, w celu umożliwienia przejścia przepływu upustowego 42 z wlotu 50 stopniowanego przewodu 40 do wylotu 52 stopniowanego przewodu 40. Wylot 52 służy do skierowania przepływu upustowego 42 do regionu 46 niskiego ciśnienia. W niektórych przykładach wykonania region 46 niskiego ciśnienia, taki jak wylot 24 spalin, obejmuje ścianę 54 naprzeciw wylotu 52. Wylot 24 spalin może być usytuowany do kierowania przepływu upustowego 42 dla licznych zastosowań, jak rozcieńczanie i porywanie gazów spalinowych albo do chłodzenia łopatek turbiny.

Regulator 55 dołączony do zaworu 38 korzystnie jest zastosowany do regulacji przepływu m asowego przepływu upustowego 42 przez stopniowany przewód upustowy 40. Regulator 55 obejmuje pamięć i procesor. Pamięć korzystnie jest środkami odczytywanym komputerowo, skonfigurowanymi do zapisu kodu lub instrukcji wykorzystywanych przez procesor do sterowania zaworu 38. Otwarcie zaworu 38 pozwala na większy przepływ upustowy 42 przechodzący poprzez stopniowany przewód upustowy 40. Zawór 38 może być całkowicie zamknięty do zasadniczo zablokowania przepływu upustowego 42 przed przechodzeniem poprzez stopniowany przewód upustowy 40. Poprzez ustawienie zaworu 38 ustawia się przepływ upustowy 42 jako część głównego przepływu 48, przez co otwieranie zaworu 38 zwiększa przepływ upustowy 42 i zmniejsza przepływ główny 48, zaś zamykanie zaworu 38 zmniejsza przepływ upustowy 42 i zwiększa przepływ główny 48. W niektórych przykładach wykonania przepływ upustowy 42 może być ustawiony pomiędzy około 0% do 15%, 1% do 10% lub 4% do 8% głównego przepływu 48. Zawór 38 może być zaworem typu wybranego, lecz bez ograniczenia spośród: przepustnicy, zasuwy, zaworu talerzowego lub zaworu zwrotnego.

Przepływ upustowy 42 odchodzący od głównego przepływu 48 regionu 44 wysokiego ciśnienia jest pod wyższym ciśnieniem niż otoczenie regionu 46 niskiego ciśnienia. Region 44 wysokiego ciśnienia jest pod pierwszym ciśnieniem, a region 46 niskiego ciśnienia jest pod niższym drugim ciśnieniem. Przepływ upustowy 42 może gwałtownie wypływać z wlotu 50 w przybliżeniu pod pierwszym ciśnieniem i przepływać do wylotu 52 w przybliżeniu pod drugim ciśnieniem. Gwałtowny przepływ upustowy 42 podczas zmniejszania ciśnienia może wytwarzać wibracje i hałas wewnątrz układu upustowego 36, o ile nie zostanie złagodzony jak opisano w niniejszym. Dla przykładu, dławienie przepływu upustowego 42 zaworem 38 może zakłócać przepływ upustowy 42 aż do wywołania wibracji i hałasu poprzez kawitację, fale przeciwciśnienia i inne skutki wynikające ze zmniejszenia ciśnienia. W przykładach wykonania wynalazku, układ upustowy 36 jest ukształtowany do zmniejszenia wibracji i hałasu poprzez zmniejszenie ciśnienia przepływu upustowego 42 za pomocą zastosowania wielu stopni (na przykład 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 lub więcej stopni). Zmniejszenie wibracji i hałasu korzystnie

PL 225 152 B1 zmniejsza zmęczenie materiałowe, zwiększa trwałość oraz zmniejsza zakres konserwacji układu upustowego 36, regionu 44 wysokiego ciśnienia (na przykład sprężarki 30) i/lub regionu 46 niskiego ciśnienia (na przykład wylotu 24 spalin). Każdy stopień układu upustowego 36 służy do zmniejszenia przepływu upustowego 42 w celu zmniejszenia wibracji i hałasu. W niektórych przykładach wykonania układ upustowy 36 jest ukształtowany do zmniejszenia wibracji i hałasu od zmniejszonego ciśnienia przepływu upustowego 42, bez zasadniczego oddziaływania na zakres przepływu masowego przepływu upustowego 42, który może być skierowany poprzez zawór 38 za pomocą regulatora 55. W niektórych przykładach wykonania każdy stopień jest konfigurowany w celu zasadniczego dopas owania rozprężenia przepływu upustowego 42 z właściwymi perturbacjami dla kierunku, w którym zawór 38 sterowania jest otwierany, aby zmniejszyć wibrację i drgania.

Gwałtowne zmniejszenie ciśnienia przepływu od wysokiego pierwszego ciśnienia do niskiego drugiego ciśnienia może powodować wibracje i hałas poprzez powstawanie fal ciśnienia. Spowolni enie tempa zmniejszenia ciśnienia przepływu i/albo stopniowe zmniejszenie ciśnienia mogą zmniejszyć wibracje i hałas powodowane przez przepływ poprzez obniżenie wielkości fal ciśnienia. Dla przykładu, zmniejszenie ciśnienia od pierwszego ciśnienia do drugiego ciśnienia na krótkim odcinku rury może spowodować większą falę ciśnienia niż zmniejszenie ciśnienia tego samego przepływu od pierwszego ciśnienia do drugiego ciśnienia na dłuższym odcinku rury. Zmniejszenie wibracji w układzie od przepływu upustowego 42 może być pogorszone przez zużycie zaworu 38, przewodu upustowego 40, wylotu 52 i/albo innych części silnika turbogazowego 10. Zmniejszenie wibracji może być poprawione przez większą trwałość zaworu 38 i przewodu upustowego 40. Niektóre z czynników wpływających na ciśnienie przepływu poprzez rurę (na przykład przepływu upustowego 42 poprzez stopniowany przewód upustowy 40) obejmują tarcie, długość przepływu, nominalną średnicę (na przykład średnicę rury) oraz przeszkody przepływu (na przykład zawory, perforowane płyty, kolanka). Stopniowe zmniejszenie ciśnienia na stopniach korzystnie zmniejsza wielkość fal ciśnienia, co prowadzi do zmniejszenia wibracji i hałasu rury (na przykład stopniowanego przewodu 40) i innych podłączonych elementów. Stopnie przewodu upustowego 40 są ukształtowane do rozszerzania fal ciśnienia w celu dalszego zmniejszenia wibracji i hałasu. W niektórych przykładach wykonania stosunek ciśnienia pomiędzy stopniami (na przykład ciśnienia drugiego stopnia/ciśnienia pierwszego stopnia) jest większy niż 0,528, co dla powietrza jest ciśnieniem krytycznym. Utrzymanie stosunku ciśnienia pomiędzy stopniami powyżej krytycznego stosunku ciśnienia korzystnie zmniejsza prawdopodobieństwo przepływu naddźwiękowego i fal ciśnienia, które mogą powodować wibracje i hałas.

Stopniowany przewód upustowy 40 obejmuje dwa lub więcej stopni 56 dla zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego 42. Chociaż fig. 2 pokazuje dwa stopnie 56 i wlot 50, inne przykłady wyk onania mogą obejmować pomiędzy od 2 do 15 stopni, od 3 do 10 stopni lub od 4 do 8 stopni bądź dowolny ich podzakres. W niektórych przykładach wykonania pierwszy stopień 58 jest dołączony do wlotu 50 a drugi stopień 60 jest połączony pomiędzy pierwszym stopniem 58 i wylotem 52. Wlot 50 ma długość wlotową 62 i wymiar wlotowy 64, pierwszy stopień 58 ma pierwszą długość 66 i pierwszy w ymiar 68, a drugi stopień 60 ma drugą długość 70 i drugi wymiar 72. Stopniowany przewód upustowy 40 ma zmienny wymiar 74 (na przykład średnicę) od wlotu 50 do wylotu 52. W niektórych przykładach wykonania stopniowany przewód upustowy 40 ma okrągły przekrój poprzeczny 76. Tam, gdzie przekrój poprzeczny 76 jest okrągły, wymiary charakterystyczne jak wymiar wlotowy 64, pierwszy wymiar 68 i drugi wymiar 72 są średnicami wlotu 50, pierwszego stopnia 58 i drugiego stopnia 60, odpowiednio. Alternatywnie, przekrój poprzeczny 76 może być w kształcie owalu, prostokąta, sześciokąta lub innego wielokąta, a każdy z wymiarów może być długością boku lub innym wymiarem charakterystycznym przekroju poprzecznego 76. W niektórych przykładach wykonania przekrój poprzeczny 76 może różnić się dla poszczególnych stopni 56 stopniowanego przewodu upustowego 40. Dla przykładu, wlot 50 może mieć prostokątny przekrój poprzeczny 76, pierwszy stopień 58 może mieć okrągły przekrój poprzeczny 76, a drugi stopień 60 może mieć owalny przekrój poprzeczny 76.

Charakterystyczne długość i wymiar wlotu 50 i każdego stopnia 56 mogą być wybrane do stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego 40, w celu zmniejszenia wibracji i hałasu układu upustowego 36. W niektórych przykładach wykonania charakterystyczne długość i wymiar wlotu 50 lub stopnia 56 mogą być dobrane tak, aby przepływ upustowy 42 był w pełni rozwinięty przed wpłynięciem do następnego stopnia 56 lub do wylotu 52. W pełni rozwinięty przepływ jest to przepływ, który ma zasadniczo stały profil prędkości na przekroju poprzecznym 76. W niektórych przykładach wyk onania charakterystyczne długość i wymiar wlotu 50 lub stopnia 56 są dobrane w szczególnej zależn ości. Dla przykładu, pierwsza długość 66 pierwszego stopnia 58 jest od 3,5 do 4,5 razy większa, niż

PL 225 152 B1 pierwszy wymiar 68 i/lub druga długość 70 drugiego stopnia 60 jest od 3,5 do 4,5 razy większa niż drugi wymiar 72. W niektórych przykładach stosunek pomiędzy długością wlotową 62 i wymiarem wlotowym 64 wynosi około 3,06, stosunek pomiędzy pierwszą długością 66 i pierwszym wymiarem 68 wynosi około 4,12, a stosunek pomiędzy drugą długością 70 i drugim wymiarem 72 wynosi około 4,02.

Stopniowany przewód upustowy 40 w korzystnym przykładzie jest ukształtowany do zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego 42 w każdym stopniu 56 poprzez rozprężenie w sekcji rozprężania 78 (na przykład w stożkowym przewodzie) i/albo zmniejszanie energii kinetycznej za pomocą płyty dyfuzorowej 80 (na przykład płyty z dyfuzorami lub otworami 82). Sekcja rozprężania 78 jest korzystnie ukształtowana ze zwiększającą się powierzchnią przekroju poprzecznego 76 i zmniejsza ciśnienie statyczne przepływu upustowego 42. Płyta dyfuzorowa 80 korzystnie hamuje przepływ upustowy 42 i zmniejsza dynamiczny przepływ upustowy 42 poprzez zmniejszenie energii kinetycznej przepływu upustowego. Przelotowe otwory 82 w płycie dyfuzorowej 80 umożliwiają przejście przepływu upustowego 42 poprzez płytę dyfuzorową 80. Stopniowany przewód upustowy 40 może obejmować liczne stopnie 56, każdy stopień 56 ma sekcję rozprężania 78 lub co najmniej jedną płytę dyfuzorową 80, albo ich kombinacje. W niektórych przykładach wykonania stopniowany przewód upustowy 40 zawiera zarówno sekcje rozprężania 78 jak i płyty dyfuzorowe 80 dla zmniejszenia ciśnienia (na przykład ciśnienia statycznego i ciśnienia dynamicznego) przepływu upustowego 42, w celu zmniejszenia wibracji. Sekcje rozprężania 78 i płyty dyfuzorowe 80 korzystnie są rozmieszczone w stopniowanym przewodzie 40 do zmniejszania wibracji układu upustowego 36 co najmniej częściowo zależnie od wielkości przepływu masowego, ciśnienia i energii kinetycznej przepływu upustowego 42 poprzez ten stopniowany przewód upustowy 40. Dla przykładu, w niektórych wykonaniach przewód upustowy 40 może mieć dwa stopnie 56 z wlotem 50, dwiema sekcjami rozprężania 78 i trzema płytami dyfuzorowymi 80, jak zilustrowano na fig. 2. Inne przykłady wykonania mogą mieć liczne stopnie 56 (na przekład 2, 3, 4, 5 lub więcej) z wlotem 50 i trzema lub więcej płytami dyfuzorowymi 80. Inne k onfiguracje rozważanych obecnie obejmują więcej niż dwa stopnie 56 oraz inne liczby sekcji rozprężania 78 i/lub płyt dyfuzorowych 80.

W niektórych innych przykładach wykonania każdy stopień 56 może mieć sekcję rozprężania 78. Dla przykładu, stopniowany przewód upustowy 40 może obejmować wlot 50, pierwszy stopień 58 z pierwszą sekcją rozprężania 84 mającą pierwszą szerokość 86, drugi stopień 60 z drugą sekcją rozprężania 88 mającą drugą szerokość 90 i wylot 52. Sekcja rozprężania 78 zwiększa zmienny w ymiar 74 (na przykład średnicę) stopniowanego przewodu upustowego 40 w kierunku wylotu 52. Każda sekcja rozprężania 78 łączy stopień 56 mający stosunkowo duży charakterystyczny wymiar z wlotem 50 lub innym stopniem 56 mającym stosunkowo mały charakterystyczny wymiar. Każdą sekcję rozprężania 78 charakteryzuje procentowe rozszerzenie, które jest miarą powiększenia charakterystycznego wymiaru (na przykład od pierwszego wymiaru 68 do drugiego wymiaru 72). Procentowe rozszerzenie każdej sekcji rozprężania 78 może być wyznaczone zależnie od tego, jak jest skonfigurowany stopniowany przewód upustowy 40 dla zmniejszenia wibracji i hałasu. Dla przykładu, pierwsze proce ntowe rozszerzenie pierwszej sekcji rozprężania 84 i drugie procentowe rozszerzenie drugiej sekcji rozprężania 88 mogą wynosić około 25%. W niektórych przykładach wykonania jedna sekcja rozprężania 78 przewodu upustowego 40 ma inne procentowe rozszerzenie niż inna sekcja rozprężania 78 tego samego stopniowanego przewodu upustowego 40. Procentowe rozszerzenie może wynosić od 5 do 50%, od 10 do 40% lub od 20 do 30% bądź dowolny ich podzakres. W niektórych przykładach wykonania szerokość sekcji rozprężania 84 może stanowić od 75 do 100% poprzedzającego wymiaru charakterystycznego. Dla przykładu, pierwsza szerokość 86 może wynosić około 95% wymiaru wlotowego 64 a druga szerokość 90 może wynosić około 88% pierwszego wymiaru 68.

Jak opisano powyżej, sekcja rozprężania 78 jest skonfigurowana do rozprężania przepływu upustowego 42 w celu zmniejszenia ciśnienia statycznego. W niektórych przykładach wykonania stopnie 56 stopniowanego przewodu upustowego 40 mogą obejmować tylko sekcje rozprężania 78, bez żadnych płyt dyfuzorowych 80. Jak zilustrowano na fig. 2, zmienny wymiar 74 stopniowanego przewodu upustowego 40 wzrasta na każdej sekcji rozprężania 78 od wlotu 50 do wylotu 52. W pok azanym przykładzie zmienny wymiar 74 stopniowanego przewodu upustowego 40 ma trzy różne wartości pomiędzy wlotem 50 i wylotem 52. Dla przykładu, stopniowany przewód upustowy 40 może mieć wymiar wlotowy 64 mniejszy niż pierwszy wymiar 68, który jest mniejszy niż drugi wymiar 72. Wlot 50 i każdy stopień 56 są ukształtowane do umożliwienia przejścia przepływu upustowego 42 w zasadn iczo poosiowym kierunku 92 wzdłuż stopniowanego przewodu upustowego 40. W niektórych przykładach wykonania wlot 50 leży wzdłuż osi wlotowej 94, pierwszy stopień 58 leży wzdłuż pierwszej osi 96

PL 225 152 B1 i drugi stopień 60 leży wzdłuż drugiej osi 98. Oś wlotowa 94, pierwsza oś 96 i druga oś 98 mogą być tą samą osią lub osiami równoległymi. W niektórych przykładach wykonania wlot 50, pierwszy stopień 58 i drugi stopień 60 mogą być współosiowe. Jak zilustrowano na fig. 2, wlot 50, pierwszy stopień 58 i drugi stopień 60 mogą nie być symetryczne osiowo. Jak tu podano, osie wlotowa, pierwsza i druga 94, 96 i 98 są osiami przesuniętymi równolegle, przy czym osie 94, 96 i 98 są równoległe a przepływ upustowy 42 nie zmienia kierunku (na przykład nie jest ograniczany) przez stopień usytuowany dalej. Wlot 50, pierwszy stopień 58 i drugi stopień 60 zilustrowane na fig. 2 mają przesunięte równoległe osie 94, 96 i 98. Przesunięte równoległe osie 94, 96, 98 mogą być przesunięte w tym samym kierunku promieniowym, przez co schodkowany przewód upustowy 40 otwiera się w poosiowym kierunku.

W niektórych przykładach wykonania, jak pokazano na fig. 2, stopniowany przewód upustowy 40 jest linearny z równoległymi osiami 94, 96 i 98. Alternatywnie, niektóre przykłady wykonania mogą mieć jeden lub więcej stopni 56, które nie są równoległe do wlotu 50 i wylotu 52. Fig. 3 przedstawia przykład wykonania stopniowanego przewodu upustowego 40, w którym pierwsza oś 96 pierwszego stopnia 58 jest prostopadła do osi wlotowej 94 lub drugiej osi 98. Inne przykłady wykonania mogą mieć nierównoległe stopnie (na przykład pierwszy stopień 58) z osiami pod różnymi kątami 97 od kierunku osiowego 92, obejmującymi w przybliżeniu 15°, 30°, 45°, 60°, 75° lub 90°. Kolanka 99 łączą nierównoległy stopień (na przykład pierwszy stopień 58) z wlotem 50 lub innymi stopniami 56. Można skonfigurować jedno lub więcej kolanek 99 do zmniejszenia energii kinetycznej i ciśnienia przepływu upustowego 42. Jak można zauważyć, nierównoległy stopień o długości (na przykład pierwszej długości 66) może być usytuowany do stabilizacji przepływu upustowego 42 przed jego wejściem do następnego kolanka 99 lub stopnia 56.

Powracając do fig. 2, w niektórych przykładach wykonania stopnie 56 stopniowanego przewodu upustowego 40 mogą zawierać tylko płyty dyfuzorowe 80. Płyty dyfuzorowe 80 mają liczne otwory 82 skonfigurowane do uzdatniania przepływu upustowego 42 poprzez stopniowany przewód upustowy 40. W niektórych przykładach wykonania płyta dyfuzorowa 80 korzystnie ma zewnętrzny rząd otworów 82 rozmieszczonych wokół środkowego otworu 100. Każdy z otworów 82 ma wym iar otworu 102 (na przykład średnicę). W niektórych przykładach wykonania każdy otwór 82 jest zasadniczo otworem tej samej wielkości z tym samym wymiarem 102 otworu. W innych przykładach wykonania wymiar 102 otworu jest dobrany do zmiennego wymiaru 74 płyty dyfuzorowej 80. Płyty dyfuzorowe 80 korzystnie są umieszczone w części początkowej, części środkowej i/lub w części końcowej stopnia 56. Przykładowo, pierwsza płyta dyfuzorowa 104 może być umieszczona w części początkowej pierwszego stopnia 58, druga płyta dyfuzorowa 106 może być umieszczona w części początkowej drugiego stopnia 60 a trzecia płyta dyfuzorowa 108 może być umieszczona w części końcowej drugiego stopnia 60, w wylocie 52. Liczne otwory 82 każdej płyty dyfuzorowej 80 są ukształtowane do zmniejszenia energii kinetycznej przepływu upustowego 42 i do zmniejszenia wibracji stopniowanego przewodu upustowego 42 i/lub ściany 54. Dla przykładu, dla zmniejszenia wibracji płyty dyfuzorowe 80 mogą być umies zczone na długości stopniowanego przewodu upustowego 40 zależnie od zmiennego wymiaru 74 i odległości od zaworu 38. Dla zmniejszenia energii kinetycznej przepływu 42 rozmieszczenie płyt dyfuzorowych korzystnie jest dobrane na stopniach 56 tak, że stopniowo zmniejsza się ciśnienie prz epływu upustowego 42.

W niektórych przykładach wykonania stopniowany przewód upustowy 40 może mieć zarówno sekcje rozprężania 78 jak i płyty dyfuzorowe 80. Liczba stopni 56 sekcji rozprężania 78 i płyt dyfuz orowych 80 może być skorelowana zgodnie z następującymi zależnościam i matematycznymi:

N = X (1)

D = N + 1 (2) gdzie N oznacza liczbę stopni 56, X oznacza liczbę sekcji rozprężania 78, a D oznacza liczbę płyt dyfuzorowych 80. Zależności (1) i (2) są spełnione przez stopniowany przewód upustowy 40 według fig. 2.

Sekcje rozprężania 78 i płyty dyfuzorowe 80 mogą być rozmieszczone w oparciu o zależności (1) i (2) w celu stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego 42 i zmniejszenia wibracji oraz hałasu silnika turbogazowego 10. Jak omówiono powyżej, płyty dyfuzorowe 80 mogą być umieszczone w części początkowej, części środkowej i/lub w części końcowej każdego stopnia 56 stopniowanego przewodu upustowego 40. W innych przykładach wykonania stopniowany przewód upustowy 40 korzystnie ma liczby stopni 56, sekcji rozprężania 78 i płyt dyfuzorowych 80 inne niż określono w zależnościach (1) i (2). Obecnie rozważane przykłady wykonania obejmują stopniowane

PL 225 152 B1 przewody upustowe 40 z większą liczbą stopni 56 dla większych różnic ciśnienia pomiędzy regionem 44 wysokiego ciśnienia i regionem 46 niskiego ciśnienia.

Fig. 4 przedstawia przykład wykonania płyty dyfuzorowej 80 z licznymi otworami 82. Jak opis ano powyżej, płyta dyfuzorowa 80 korzystnie ma okrągły przekrój poprzeczny 76. Przykłady wykonania płyty dyfuzorowej 80 mogą mieć pomiędzy od 2 do 100, od 5 do 50 lub od 7 do 20 otworów 82 bądź dowolny ich podzakres. Każdy z otworów 82 może być wykonany w kształcie okrągłym, prostokątnym, szczelinowym, profilowym X, V, trójkątnym, wielokątnym lub w innym kształcie geom etrycznym. Otwory 82 mogą być rozmieszczone w różnych konfiguracjach, jak w koncentrycznych rzędach, w układzie sieciowym lub w układzie dobranym do przekroju poprzecznego 76 (na przykład okrągłego). Dla przykładu, płyta dyfuzorowa 80 na fig. 4 ma pierwszy rząd lub pierścień 110 otworów 82, drugi rząd lub pierścień 112 otworów 82 i trzeci rząd lub pierścień 114 otworów 82 w generalnie koncentrycznym rozmieszczeniu. Inne przykłady wykonania mogą mieć więcej lub mniej rzędów otworów 82. W niektórych przykładach wykonania płyta dyfuzorowa 80 może mieć otwór 82 wokół osi symetrii 116 płyty dyfuzorowej 80. Płyta dyfuzorowa 80 jest skonfigurowana do hamowania i zmniejszenia energii kinetycznej przepływu upustowego 42 poprzez stopniowany przewód upustowy 40. Niektóre konfiguracje płyty dyfuzorowej 80 mogą zmniejszać energię kinetyczną i zmniejszać ciśnienie przepływu upustowego 42 bardziej, niż inne konfiguracje. Jako taka, konfiguracja licznych otworów 82 jest konfigurowana do zmniejszenia wibracji i hałasu stopniowanego przewodu upustowego 40 i/lub innych części silnika turbogazowego 10. Dla przykładu, płyta dyfuzorowa 80 z pierwszą konfiguracją może być umieszczona w pierwszym stopniu 58, a płyta dyfuzorowa 80 z inną drugą konfiguracją może być umieszczona w drugim stopniu 60.

W niektórych przykładach wykonania konfiguracja licznych otworów 82 w płycie dyfuzorowej 80 jest oparta co najmniej w części na zmiennym wymiarze 74 (na przykład średnicy) stopniowanego przewodu upustowego 40. Dla przykładu, wymiar 102 otworu może wynosić około 28% zmiennego wymiaru 74. W niektórych przykładach wykonania wymiar 102 otworu może wynosić od 10 do 40%, od 15 do 30% lub od 20 do 25% zmiennego wymiaru 74 lub dowolnego ich podzakresu.

Liczba przelotowych otworów 82 ukształtowanych w płycie dyfuzorowej 80 jest dobrana co najmniej w części do takiego oddziaływania otworów 82 na przepływ upustowy 42, jak powodowanie bądź zmniejszanie wibracji i/lub hałasu wytwarzanego przez otwory 82. W niektórych przykładach wykonania płyta dyfuzorowa 80 ma tylko dużą liczbę lub małą liczbę otworów 82 (na przykład relatywnie dobranych wymiarowo jak drugi rząd 112). W innych przykładach wykonania płyta dyfuzorowa 80 ma tylko małą liczbę większych otworów 82 (na przykład relatywnie dobranych wymiarowo jak pierwszy rząd 110). Liczba i wielkość otworów 82 wpływa na masowy przepływ upustowy 42 poprzez płytę dyfuzorową 80. Powierzchnia 118 płyty hamuje przepływ upustowy 42, a otwory 82 zezwalają na przepływ upustowy 42. W niektórych przykładach wykonania całkowita powierzchnia otworów 82 może wynosić pomiędzy od 35 do 75%, od 45 do 65% lub od 50 do 60% powierzchni przekroju poprzecznego, gdzie umieszczona jest płyta dyfuzorowa 80. Dla przykładu, punkt stopniowanego przewodu upustowego 40 ze zmiennym wymiarem 74 (na przykład średnicą) około 10 cm ma powierzch₂ nię okrągłego przekroju poprzecznego około 78,54 cm². Dla płyty dyfuzorowej 80 z siedmioma okrągłymi otworami 82 umieszczonymi w tym punkcie, gdzie wymiary otworów 102 (na przykład średnice) wynoszą około 28,5% zmiennego wymiaru 74 (to jest 2,85 cm) całkowita powierzchnia otworów 82 ₂ może wynosić około 44,66 cm² lub około 57% pola okrągłego przekroju poprzecznego stopniowanego przewodu upustowego 40 w tym punkcie. Przykład ten ma na celu wyraźne wykazanie zależności pomiędzy zmiennym wymiarem 74 i liczbą oraz wielkością otworów 82 w niektórych przykładach w ykonania. Taki stopniowany przewód upustowy 40 i płyta dyfuzorowa 80 nie mają na celu ograniczenia wielkości i konfiguracji tego przykładu. Inne przykłady wykonania stopniowanego przewodu upustowego 40 i płyt dyfuzorowych 80 mogą mieć inne zmienne wymiary 74, inne wymiary otworów 102 i inne liczby otworów 82.

W niektórych przykładach wykonania wymiar 102 dla otworu 82 innych płyt dyfuzorowych 80 jest oparty na pewnej zależności od zmiennego wymiaru 74 przy każdej odnośnej płycie dyfuzorowej 80. Dla przykładu, pierwsza płyta dyfuzorowa 94 na fig. 2 może mieć zmienny wymiar 74 (na przykład średnicę) około 10 cm i wymiar otworu 102 (na przykład średnicę) około 2,5 cm (to jest około 25% wymiaru 10 cm). Druga płyta dyfuzorowa 96 może mieć zmienny wymiar 74 około 12,5 cm i wymiar otworu 102 około 3,13 cm (to jest około 25% wymiaru 12,5 cm). W innych przykładach wykonania wymiar otworu 102 otworów 82 w innych płytach dyfuzorowych 80 jest taki sam niezależnie od zmiennego wymiaru 74 na każdej odnośnej płycie dyfuzorowej 80. Dla przykładu, pierwsza płyta dyfuzorowa

PL 225 152 B1 na fig. 2 może mieć zmienny wymiar 74 (na przykład średnicę) około 10 cm, a wymiar otworu 102 (na przykład średnicę) około 2,5 cm (to jest około 25% wymiaru 10 cm). Druga płyta dyfuzorowa 96 może mieć zmienny wymiar 74 około 12,5 cm i wymiar otworu 102 około 2,5 cm, to jest taki sam jak wymiar otworu 102 pierwszej płyty dyfuzorowej 94. W niektórych przykładach wykonania druga płyta dyfuzorowa 96 może mieć taką samą liczbę lub większą otworów 82, niż pierwsza płyta dyfuzorowa 94.

W niektórych przykładach wykonania otwory 82 każdej płyty dyfuzorowej 80 mogą mieć inne wymiary 102 otworów, zależnie od usytuowania ich w płycie dyfuzorowej 80. Dla przykładu, jak pokazano na fig. 4, pierwszy rząd 110 może być większy, niż drugi rząd 112 i trzeci rząd 114. Liczba otworów 82 każdego rządu może się różnić pomiędzy sobą. Jak pokazano na fig. 4, pierwszy rząd 110 i drugi rząd 112 mają osiem otworów 82, a trzeci rząd 114 ma trzy otwory. Wymiar otworu 102, liczba otworów 82 i konfiguracja otworów 82 mogą być skorelowane z dowolną opisaną powyżej konfiguracją, dla uzyskania wpływu płyty dyfuzorowej 80 na przepływ upustowy 42 zmniejszającego wibrację i/lub hałas.

Opis wynalazku wskazuje przykłady najlepszej realizacji wynalazku i umożliwia specjalistom w tej dziedzinie zastosowanie wynalazku w praktyce, obejmując wykonanie lub zastosowanie dowolnych urządzeń lub systemów. Zakres wynalazku jest określony przez zastrzeżenia i może obejmować inne przykłady nasuwające się specjaliście w tym zakresie. Takie inne przykłady są przewidziane do występowania w zakresie zastrzeżeń, jeśli mają elementy konstrukcyjne, które nie różnią się od literalnego języka zastrzeżeń lub jeśli obejmują ekwiwalentne elementy konstrukcyjne, przy nieistotnych różnicach wynikających z literalnego języka zastrzeżeń.

Układ upustowy do upustu płynu z jednego miejsca do drugiego, według wynalazku jest stosowany do różnorodnych urządzeń, jak sprężarki, pompy, turbiny i różne maszyny wirowe, a zwłaszcza w silnikach turbogazowych. Układ upustowy służy do odbierania przepływu upustowego z regionu wysokiego ciśnienia i kierowania tego przepływu upustowego do regionu niskiego ciśnienia tych urządzeń.

Claims (16)

1. Układ upustowy sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego, stanowiący obejście komory spalania, zawierający zawór i przewód upustowy połączony pomiędzy sprężarką i wylotem spalin, znamienny tym, że przewód upustowy (40) jest stopniowany do stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego, a przy tym stopniowany przewód upustowy (40) zawiera wlot (50) dołączony do zaworu (38), pierwszy stopień (58) zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego dołączony do wlotu (50), drugi stopień (60) zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego połączony z pierwszym stopniem (58), i wylot (52) połączony z drugim stopniem (60), a przy tym wlot (50) i wylot (52) są us ytuowane wzdłuż równoległych osi i wylot (52) jest usytuowany za komorą spalania (18) silnika turbogazowego oraz w co najmniej jednym położeniu spośród wlotu (50), pierwszego stopnia (58), drugiego stopnia (60) i wylotu (52) jest umieszczona co najmniej jedna płyta dyfuzorowa (80, 104, 108) do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden stopień spośród pierwszego stopnia (58) i drugiego stopnia (60) ma kształt do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie, a wlot (50), wylot (52), pierwszy stopień (58) i drugi stopień (60) są usytuowane wzdłuż równoległych osi.

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jeden stopień spośród pierwszego stopnia (58) i drugiego stopnia (60) ma kształt do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie.

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza płyta dyfuzorowa (104) spośród co najmniej jednej płyty dyfuzorowej (80, 104, 108) jest umieszczona w pierwszym położeniu w stopniowanym przewodzie upustowym (40), przy czym w pierwszym położeniu ma on pierwszą powierzchnię poprzecznego przekroju i ta pierwsza płyta dyfuzorowa (104) zawiera liczne otwory (82) mające całkowitą powierzchnię otworów (82), która jest większa niż 40% powierzchni tego poprzecznego przekroju.

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każda płyta dyfuzorowa (80, 104, 108) spośród co najmniej jednej płyty dyfuzorowej (80, 104, 108) zawiera liczne otwory (82), a każdy z licznych otworów (82) ma taki sam wymiar.

PL 225 152 B1

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każda płyta dyfuzorowa (80, 104, 108) spośród co najmniej jednej płyty dyfuzorowej (80, 104, 108) zawiera liczne otwory (82), a wymiar tych licznych otworów (82) jest wyznaczony co najmniej w części na podstawie wymiaru (74) stopniowanego przewodu upustowego (40) w położeniu odnośnej płyty dyfuzorowej (80, 104, 108).

7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że równoległe osie stanowi wspólna oś.

8. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ze sprężarką (30) jest połączona turbina gazowa (22), która jest dołączona do wylotu (24) spalin do odprowadzania produktów spalania.

9. Układ upustowy sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego, stanowiący obejście komory spalania, zawierający zawór i przewód upustowy połączony pomiędzy sprężarką i wylotem spalin, znamienny tym, że przewód upustowy (40) jest stopniowany i ma zmienny wymiar (74) do stopniowego zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego, a przy tym zawiera wlot (50) połączony ze sprężarką (30) i usytuowany przed komorą spalania (18), mający wymiar wlotowy (64); pierwszy stopień (58) zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego, dołączony do wlotu (50), mający pierwszy wymiar (68) większy niż wymiar wlotowy (64) do zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie, a pomiędzy wlotem (50) i pierwszym stopniem (58) jest połączona pierwsza płyta dyfuzyjna (104) natomiast do pierwszego stopnia (58) jest dołączony drugi stopień (60) zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego mający drugi wymiar (72) większy niż pierwszy wymiar (68) do zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego poprzez rozprężanie i pomiędzy pierwszym stopniem (58) i drugim stopniem (60) jest połączona druga płyta dyfuzyjna (104), a z drugim stopniem (58) jest połączony wylot (52), który jest usytuowany za komorą spalania (18), przy czym wlot (50), pierwszy stopień (58), drugi stopień (60) i wylot (52) są usytuowane wzdłuż równoległych osi.

10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że stopniowany przewód upustowy (40) zawiera pierwszą sekcję rozprężania (78, 84) włączoną pomiędzy wlotem (50) i pierwszym stopniem (58), mającą pierwsze procentowe rozszerzenie; drugą sekcję rozprężania (78, 88) połączoną pomiędzy pierwszym stopniem (58) i drugim stopniem (60), mającą drugie procentowe rozszerzenie.

11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że pierwsze procentowe rozszerzenie (78, 84) i drugie procentowe rozszerzenie (78, 88) wynoszą od 10 do 40%.

12. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że pierwszy stopień (58) ma pierwszą długość (66), która jest od 3,5 do 4,5 razy większa niż pierwszy wymiar (68), a drugi stopień (60) ma drugą długość (70), która jest od 3,5 do 4,5 razy większa niż drugi wymiar (72).

13. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że pierwsza płyta dyfuzorowa (80, 104) zawiera pierwszą liczbę otworów (82), z których każdy ma pierwszy wymiar (102) otworu (82) wynoszący od 20% do 30% wymiaru wlotowego (64) i druga płyta dyfuzorowa (80, 108) zawiera drugą liczbę otworów (82), z których każdy ma drugi wymiar (102) otworu (82) wynoszący od 20% do 30% pierwszego wymiaru (74).

14. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że turbina gazowa (22) jest połączona ze sprężarką (30) i turbina gazowa (22) jest połączona z wylotem (24) spalin do odprowadzania produktów spalania.

15. Silnik turbogazowy zawierający układ upustowy sprężarki i zawierający sprężarkę wytwarzającą przepływ upustowy, turbinę gazową połączoną ze sprężarką, wylot spalin połączony z turbiną gazową do przyjmowania przepływu spalin i połączony ze sprężarką do przyjmowania przepływu upustowego za pomocą układu upustowego, który zawiera zawór i przewód upustowy, znamienny tym, że przewód upustowy (40) jest stopniowany do stopniowego zmniejszenia ciśnienia przepływu upustowego, jest połączony z wylotem spalin (24) i ma wlot (50) połączony ze sprężarką (30), mający średnicę wlotową, pierwszy stopień (58) połączony z wlotem (50) i mający pierwszą średnicę większą niż średnica wlotowa, drugi stopień (60) połączony z pierwszym stopniem (58) i mający drugą średnicę większą niż pierwsza średnica oraz wylot (52) połączony z drugim stopniem (60) i dołączony do wylotu spalin (24) do kierowania do niego przepływu upustowego, przy czym wlot (50), pierwszy stopień (58) i wylot (52) są usytuowane wzdłuż równoległych osi i wylot (52) jest usytuowany za komorą spalania (18), a ponadto w co najmniej jednym spośród wlotu (50), pierwszego stopnia (58), drugiego stopnia (60) i w wylotu (52) jest usytuowana co najmniej jedna płyta dyfuzorowa (80, 104, 108) do zmniejszania ciśnienia przepływu upustowego.

16. Układ według zastrz. 15, znamienny tym, że co najmniej jedną płytę dyfuzorową (80, 104, 108) stanowi pierwsza płyta dyfuzorowa (104) połączona z pierwszym stopniem (58), druga płyta dyfuzorowa (108) połączona z drugim stopniem (60) i trzecia płyta dyfuzorowa (108) połączona z wylotem (52).