专利名称：排气扩散器的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡轮机，确切地说，涉及和燃气涡轮机以及蒸汽涡轮机一起使用的扩散器(diffusers)。
背景技术：
燃气涡轮机可包括连接到转子的最后级桨叶的扩散器圆锥体，或扩散器。需要扩散器通过减小排气速度来減少排气动能，以增加排气的静压。在一些情况下，这可通过在排气流的方向上增加扩散器中的流路径的横截面面积来实现。流路径的边界可受到扩散器的几何形状的影响。在实施例中，扩散器几何形状可形成破坏性流，例如破坏性旋涡，可对流路径产生不利影响，从而减小流路径的横截面面积。例如，扩散器的轮毂或中心部分形成排气流路径的内壁或边界，其中轮毂的端部分导致流体流中尾流(wake)或破坏性涡流的形成。所述尾流可干扰内壁下游的流动、并且减小流路径的横截面面积，由此减少了动能转换成静压的出现、且使具有高动能的流达到下游部件。
发明内容
根据本发明的一方面，一种排气扩散器包括围绕所述排气扩散器的中心线布置的外壳体，围绕所述中心线布置的轮毂，并且所述轮毂的端部分包括凹处，所述凹处经配置以使得当排气在下游方向上流动时排气流向所述中心线。根据本发明的另一方面，排气扩散器包括壳体、布置在所述壳体内的轮毂，其中排气流通过形成于所述壳体与轮毂之间的入口而被接纳，并且所述轮毂的端部分包括凹处，所述凹处经配置以形成涡流，所述涡流围绕端部分下游的排气扩散器的中心线延长。通过以下说明并结合附图可以更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。
本专利申请的权利要求书特别指出并明确主张了本发明。通过以下结合附图进行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是示例性涡轮机系统的示意图；图2是涡轮机系统的示例性扩散器的截面侧视图；以及图3是另ー示例性扩散器的截面侧视图。
具体实施方式
通过參考附图以实例方式介绍本发明的各实施例以及优点和特征。兀件符号列表
权利要求
1.一种排气扩散器，其包括 围绕所述排气扩散器的中心线布置的外壳体； 围绕所述中心线布置的轮毂；以及 所述轮毂的端部分包括凹处，所述凹处经配置以使排气流在所述排气向下游方向流动时流向所述中心线。
2.根据权利要求1所述的排气扩散器，其中排气的有效流路径由用于所述排气扩散器的至少第一部分的外壳体和内轮毂来界定，并且由所述外壳体和所述内轮毂下游的延长涡流的外部分来界定。
3.根据权利要求2所述的排气扩散器，其中所述有效流路径的横截面面积在所述下游方向上增加。
4.根据权利要求1所述的排气扩散器，其中所述轮毂的所述端部分减少了缩小有效流路径的涡流的形成。
5.根据权利要求1所述的排气扩散器，其中所述凹处包括大体上垂直于所述中心线的第一表面、以及与所述第一表面呈角度的第二表面。
6.根据权利要求1所述的排气扩散器，其中所述凹处使沿着所述中心线延长的涡流形成。
7.根据权利要求1所述的排气扩散器，其中所述端部分使得靠近所述排气扩散器出口处的所述排气流的横截面流速大体上一致。
8.根据权利要求1所述的排气扩散器，其中所述端部分使得靠近所述排气扩散器出口处的所述排气流的横截面压力大体上一致。
9.一种排气扩散器，其包括 壳体； 布置在所述壳体内的轮毂，其中排气流通过形成于所述壳体与轮毂之间的入口而被接纳；以及 所述轮毂的端部分包括凹处，所述凹处经配置以形成涡流，所述涡流在所述端部分的下游处围绕所述排气扩散器的中心线延长。
10.根据权利要求9所述的排气扩散器，其中所述凹处使所述排气流在下游方向上流向所述中心线。
11.根据权利要求9所述的排气扩散器，其中所述排气流的有效流路径由用于所述排气扩散器的第一部分的所述壳体和轮毂来界定，并且由壳体和所述第一部分下游处的所述排气扩散器的第二部分的涡流的外部分来界定。
12.根据权利要求11所述的排气扩散器，其中所述有效流路径的横截面面积在所述下游方向上增加。
13.根据权利要求9所述的排气扩散器，其中所述涡流在靠近所述排气扩散器的出口处，使得所述排气流的横截面压力大体上一致。
14.根据权利要求9所述的排气扩散器，其中所述涡流在靠近所述排气扩散器的出口处，使得所述排气流的横截面流速大体上一致。
15.根据权利要求9所述的排气扩散器，其中所述凹处包括大体上垂直于所述中心线 的第一表面、以及与所述第一表面呈角度的第二表面。
16.根据权利要求9所述的排气扩散器，其中所述凹处形成了弯曲路径，以减少所述涡流中径向方向上的流。
17.一种燃气涡轮机，其包括 围绕所述燃气涡轮机的一部分的涡轮机壳体；以及 连接到所述涡轮机壳体的排气扩散器，所述扩散器包括 从所述燃气涡轮机接纳排气流的入口 ；以及 在所述入口下游的出口，其中位于所述入口与出口之间的排气的有效流路径由所述涡轮机壳体和设在所述涡轮机壳体内的中心体来界定，并且由所述涡轮机壳体和在所述中心体下游处的涡流的外部分来界定，并且其中所述有效流路径的横截面面积在所述下游方向上增加。
18.根据权利要求17所述的燃气涡轮机，其中所述中心体包括具有凹处的端部分，所述凹处经配置以形成所述涡流。
19.根据权利要求18所述的燃气涡轮机，其中所述凹处包括大体上垂直于所述排气扩散器的中心线的第一表面、以及与所述第一表面呈角度的第二表面。
20.根据权利要求18所述的燃气涡轮机，其中所述涡流沿着所述排气扩散器的中心线延长。
全文摘要
本发明公开一种排气扩散器，所述排气扩散器包括围绕所述排气扩散器的中心线布置的外壳体和围绕所述中心线布置的轮毂，并且所述轮毂的端部分包括凹处，所述凹处经配置以使排气流在所述排气向下游方向流动时流向所述中心线。
文档编号F02C7/00GK103032171SQ20121036788
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月3日
发明者D.D.南达, P.E.科贝 申请人:通用电气公司