[发明专利]具有内部流道的涡轮排气区段结构

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及燃气涡轮冷却，并且更具体而言，涉及排气区段冷却。

背景技术

燃气涡轮发动机燃烧燃料和压缩空气的混合物，以产生热的燃烧气体，热的燃烧气体驱动涡轮叶片旋转。涡轮叶片的旋转使轴承所支撑的轴旋转。轴的旋转在轴承中产生大量的热，并且通过涡轮排气区段而离开的热的燃烧气体将热传递到涡轮排气区段构件。可惜的是，在涡轮排气区段中没有充分冷却的情况下，这个热可对涡轮构件造成损害。

发明内容

下面对在范围方面与原本声明的发明相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制声明的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括可能类似于或异于下面阐述的实施例的多种形式。

在第一实施例中，一种系统包括涡轮排气区段。该涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第一流道。

在第二实施例中，一种系统包括涡轮排气区段。该涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第一流道。涡轮排气区段还包括设置在涡轮排气系统的下游端处的第二流道。第二流道构造成使流体流到内部腔体中。

在第三实施例中，一种系统包括涡轮排气区段。该涡轮排气区段包括排气流径。涡轮排气区段还包括外部结构，外部结构具有外壳、沿着排气流径设置的外部排气壁，以及设置在外部排气壁和外壳之间的外部腔体。涡轮排气区段进一步包括内部结构，内部结构具有沿着排气流径设置的内部排气壁、设置在内部排气壁和内壳之间的内部腔体，以及设置在内壳和轴承壳体之间的轴承腔体。另外，涡轮排气区段包括在外部结构和内部结构之间延伸的支柱。支柱包括构造成使流体流到内部腔体中的第一流道，以及构造成使流体从内部腔体流到外部腔体的第二流道。

附图说明

当参照附图来阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：

图1是具有可采用排气区段冷却的燃气涡轮发动机的涡轮系统的实施例的示意性流程图；

图2是图1的燃气涡轮发动机的实施例的通过纵向轴线截取的横截面侧视图，其示出了排气冷却系统的实施例；

图3是图2的燃气涡轮发动机的实施例的在线3-3内得到的横截面侧视图，其示出了由图2的排气冷却系统进行的排气区段冷却；

图4是图3的支柱的实施例的沿着线4-4得到的横截面图；

图5是图3的支柱的实施例的沿着线4-4得到的横截面图；

图6是图3的支柱的实施例的沿着线4-4得到的横截面图；

图7是图3中的支柱和外部排气壁的沿着线7-7得到的截面图；

图8是可插入到图7中的外部排气壁的一个或多个孔口中的可移除式插件的实施例的沿着线8-8得到的横截面图；

图9是图1的燃气涡轮发动机的实施例的通过纵向轴线截取的横截面侧视图，其示出了排气区段冷却系统的实施例；

图10是图9的燃气涡轮发动机的实施例的在线10-10内得到的横截面侧视图，其示出了由图9的排气区段冷却系统进行的排气区段冷却；

图11是图10的支柱的实施例的沿着线11-11得到的横截面图；以及

图12是图10的支柱的实施例的沿着线11-11得到的横截面图。

具体实施方式