发动机10包括压缩机区段12、燃烧器区段14、涡轮区段16、转子17和燃料喷嘴18。应认识到的是，燃气涡轮发动机10的一个实施例可包括多个压缩机12、燃烧器14、涡轮16、转子17和燃料喷嘴18。压缩机区段12和涡轮区段16由转子17联接。
[0032]参看图2，示出了燃气涡轮发动机10的若干部分的简图。燃气涡轮发动机10包括用于对工作流体进行加压的压缩机区段12，工作流体称为压缩空气流19，其流过燃气涡轮发动机10。从压缩机区段12排出的压缩空气流19流入燃烧器区段14中，燃烧器区段14大体上特征在于以环形阵列围绕燃气涡轮发动机10的轴线设置的多个燃烧器(图1和2中仅示出了其中的一个)。进入燃烧器区段14的压缩空气流19与燃料(诸如天然气或另一适合的液体或气体)混合且燃烧。热燃烧气体从各个燃烧器流至涡轮区段16，以驱动燃气涡轮发动机10，且生成功率。
[0033]燃气涡轮发动机10中的各燃烧器可包括多种构件，以用于混合且燃烧压缩空气流19和燃料。例如，燃烧器可包括外壳，如，压缩机排气外壳(CDC) 20。大体上可为环形套筒的多种套筒可至少部分地设置在⑶C 20中。例如，燃烧器衬套22可大体上限定其中的燃烧区24。压缩空气流19、燃料和可选的氧化剂的燃烧可大体上发生于燃烧区24中。所得的热燃烧气体可向下游流过燃烧器衬套22进入过渡件26中。流动套筒30可大体上包绕燃烧器衬套22的至少一部分，且限定其间的流动路径32。冲击套筒34可大体上包绕过渡件26的至少一部分，且限定其间的流动路径36。备选地，单个衬套和单个套筒可形成单个流动路径。进入燃烧器区段14的压缩空气流19可通过外部环带38流入⑶C 20的内部区37中，外部环带38由⑶C 20限定，且至少部分地包绕各种套筒。压缩空气流19的至少一部分可穿过限定在流动套筒30和冲击套筒34中的孔(未示出)进入流动路径32和36。如下文所述，工作流体然后可进入燃烧区24以用于燃烧。
[0034]应当容易认识到的是，燃烧器不需要如上文所述和本文所示那样构造，且可大体上具有允许工作流体与燃料混合、燃烧且转移至燃气涡轮发动机10的涡轮区段16的任何构造。例如，本公开内容涵盖环形燃烧器和筒仓型(silo-type)燃烧器，以及任何其它适合的燃烧器。
[0035]现在参看图3，⑶C 20示意性地更详细示出，其中燃烧器为了图示目的而移除，以加强⑶C 20的各种部分的辨认。⑶C 20包括⑶C隔壁40，⑶C隔壁40在⑶C 20的径向外区附近操作地联接到外涡轮壳42。压缩机区段12的后区可特征为扩散器44，扩散器44将压缩空气流19排放到⑶C 20的内部区37中。⑶C 20还包括支柱46，支柱46位于扩散器44的出口区附近。支柱46操作地联接到⑶C隔壁40和内涡轮壳48，且在其间延伸。夕卜涡轮壳42包括或操作地联接到外支承环50，而内涡轮壳48包括或操作地联接到内支承环52。外支承环50和内支承环52分别支承位于涡轮区段16入口处的一级喷嘴58(图2)的外端54和内端56。
[0036]如图所示，支柱46位于经历高温空气冲击的区中，高温空气作为压缩空气流19离开压缩机区段12。为了避免支柱46在燃气涡轮发动机10启动期间的快速加热，例如，包括热屏蔽件60,且热屏蔽件60沿支柱46的上游部分62定位。热屏蔽件60可由适合耐受存在于CDC 20的内部区37中的操作温度的任何材料形成。在一个实施例中，热屏蔽件60操作地联接到支柱46。在另一个实施例中，热屏蔽件60操作地单独联接到内涡轮壳48或内涡轮壳48和支柱46。备选地，热屏蔽件60可操作地联接到⑶C 20和/或扩散器44的另一个构件。不论热屏蔽件60联接到哪个构件，热屏蔽件60都与支柱46的上游部分62间隔开。热屏蔽件60沿支柱46的上游部分62的整个长度或一部分延伸，以减小支柱46经历的热传递速率。在一个实施例中，热屏蔽件60沿支柱46以支柱46的最长大小(即，沿支柱46的整个长度)延伸。在另一个实施例中，热屏蔽件60仅沿支柱46的一部分延伸，该部分直接地暴露于离开压缩机区段12的高温空气的冲击。
[0037]通过减小支柱46上的热传递速率，实现了支柱46的不太快速的热增长。所得的热传递减少有利地促进CDC 20的所有构件的更平衡的热传递速率，且因此促进更一致的热增长速率。更一致的增长速率减小了相关联的构件之间的过渡运动和相对运动。例如，通过减小支柱46的热增长速率，由支柱46施加在内支承环52上的力以比在没有热屏蔽件60的其它情况下本应观察到的低的速率下增大，从而减小了过渡件26与一级喷嘴58之间的相对运动。
[0038]尽管已经仅结合有限数目的实施例描述了本发明，但将容易理解的是，本发明不限于此类公开的实施例。相反，本发明可改变来结合迄今未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数目的改型、变化、置换或等同布置。此外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但应理解的是本发明的方面可包括所述实施例中的仅一些。因此，本发明不应被看作是由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。
【主权项】
1.一种压缩机排气外壳组件(20),包括: 扩散器(44)，其设置在压缩机区段(12)的后区附近，所述扩散器构造成将压缩空气流(19)发送至所述压缩机排气外壳组件的内部区； 支柱(46)，其设置在所述压缩机排气外壳组件的内部区中，且位于所述扩散器的出口区附近；和 热屏蔽件(60)，其设置在所述支柱的上游部分附近，所述热屏蔽件构造成减小所述压缩空气流在所述支柱上的冲击。
2.根据权利要求1所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，所述支柱(46)操作地联接到压缩机排气外壳隔壁(40 )和内支承环(52 )，且在其间延伸。
3.根据权利要求1所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，所述热屏蔽件(60)操作地联接到所述支柱(46)。
4.根据权利要求2所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，还包括喷嘴(58)，所述喷嘴设置在涡轮区段(16)的入口附近，所述喷嘴操作地联接到所述内支承环(52)和外支承环(50)。
5.根据权利要求4所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，所述热屏蔽件(60)构造成减小所述支柱(46)的热增长速率。
6.根据权利要求4所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，所述热屏蔽件(60)构造成减小过渡件(26 )与所述喷嘴(58 )之间的相对运动。
7.根据权利要求1所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，所述热屏蔽件(60)沿所述支柱(46)延伸所述支柱的整个长度。
8.根据权利要求2所述的压缩机排气外壳组件，其特征在于，所述热屏蔽件(60)操作地联接到所述内支承环(52)。
9.一种燃气涡轮发动机(10)，包括: 压缩机区段(12); 燃烧器区段(14); 涡轮区段(16);和 压缩机排气外壳组件(20),其包括: 扩散器(44)，其构造成将压缩空气流(19)从所述压缩机区段发送至所述压缩机排气外壳组件的内部区； 支柱(46)，其设置在所述扩散器的出口区附近，所述支柱操作地联接到压缩机排气外壳隔壁(40)和所述涡轮区段的涡轮壳的内支承环(52)，且在其间延伸；和 热屏蔽件(60)，其设置在所述支柱的上游部分附近，所述热屏蔽件构造成减小所述压缩空气流在所述支柱上的冲击。
10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述热屏蔽件(60)操作地联接到所述支柱(46)。
【专利摘要】一种压缩机排气外壳组件包括扩散器，该扩散器设置在压缩机区段的后区附近，该扩散器构造成将压缩空气流发送至压缩机排气外壳组件的内部区。还包括支柱，其设置在压缩机排气外壳组件的内部区中，且位于扩散器的出口区附近。还包括热屏蔽件，其设置在支柱的上游部分附近，热屏蔽件构造成减小压缩空气流在支柱上的冲击。
【IPC分类】F23R3-02, F04D29-58, F04D29-40
【公开号】CN104696279
【申请号】CN201410750049
【发明人】B. 梅尔顿 P., M. 迪钦蒂奥 R.
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月10日
【公告号】DE102014117568A1, US20150159873