[其他]用于燃氣輪機中冷卻系統的渦輪流噴嘴

無效

• 申請號: 87101971
• 申請日: 1987-03-19
• 公開（公告）號: CN87101971A
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發明（設計）人: 小理查德·布雷德福·胡克;理查德·丹尼爾·蒙塔尼爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/18
• 分類號: F02C7/18;F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 周備麟,曹永來

本發明涉及燃氣輪機中的空氣冷卻系統，尤其涉及空氣冷卻系統中的渦流噴咀裝置，它引導來自氣輪機噴咀導葉的冷卻空氣切向對準氣輪機葉輪。

熱燃氣輪機采用一個或多個燃燒室，燃料空氣混合物在其中燃燒，產生熱燃氣源。熱燃氣從燃燒室被導入一個或多個燃氣輪機葉輪，在那里，使熱燃氣流到燃氣輪機葉片之間或安裝于每個燃氣輪機葉輪上的沿圓周排列的葉片之間。這些渦輪葉片或葉片對沖擊的熱燃氣起反作用，將燃氣中的能量轉換成燃氣輪機葉輪的旋轉運動。在某些情況下，燃氣輪機葉輪和壓氣機共同安裝在一根軸上，旋轉著的燃氣輪機葉輪其時也驅動壓氣機，壓氣機為發動機中燃料燃燒提供空氣。因為發動機利用了流經其間的大量高熱燃氣，使許多暴露于熱燃氣中的部件和發動機結構達到極高的溫度。在某些情況下，這些另部件的溫度高到某種可能損害結構的程度。在這種情況下，可從壓氣機中引出冷卻空氣，用來冷卻所提到的部件和結構。這種冷卻空氣也許有一相當大的速度分量，因此，對于沖擊到以極高轉速運動或旋轉的發動機的部件上的冷卻空氣的方向，必須予以適當關注。此外，使用了大量的冷卻空氣，而它在發動機中以有利的方式最終排出是人們所希望的。

本發明的目的是引導一定量的冷卻空氣，流經熱燃氣輪機的噴咀導向葉片，沿一條適當的流動路經，切向靠近一對燃氣輪機葉輪中的前的一個，順著前一葉輪的旋轉方向，作為一股噴射空氣流排出。

本發明的另一目的是在噴射空氣流方面提供一個改進了的渦流噴咀，以便對噴射空氣流施加旋轉作用，使氣流順著葉輪轉向，對準靠近葉輪的切線方向。

本發明的再一個目的是要規定流經發動機進入群流的所述噴射空氣流的最終配置。

流經處于熱燃氣輪機中葉輪間的噴咀導葉的冷卻空氣經適當的導管被引至面對葉輪的側壁的孔內。一空氣噴流順燃氣輪機葉輪的旋轉方向從孔中噴出。一種特別適用的渦流噴咀配置于所述孔中。冷卻空氣流入所述孔內，并流經渦流噴咀。在穿過噴咀的空氣流道的矩形區的氣流控制導葉對流動的空氣流施加一個旋轉作用力，因此，它作為一股順著葉輪旋轉方向、靠近前一級葉輪、被切向引導的空氣噴流從噴咀流出。從噴咀流出的冷卻空氣噴流靠近前一級葉輪對準共同的區域，那里氣輪機葉輪的渦輪葉片或葉片被固定于葉輪圓盤上。當供應的空氣作為冷卻目的被利用后，使其沿著發動機中某一預定的路徑流動，跟流經發動機的空氣群流混合以提高其效率。

如果將下面的敘述和附圖聯系起來，那么本發明會被更充分的理解。

圖1是熱燃氣輪機的局部縱剖視圖;

圖2是本發明的渦流噴咀的對切剖視圖;

圖3是圖2渦流噴咀的表示其次裝關系的圖解;

為了敘述本發明，在圖1中僅圖示了燃氣輪機的有關細節。在圖1中，熱燃氣輪機10包括剛性鑄件11，它并且被用作發動機的機架。發動機10包括一空氣壓縮機（未示出），它給燃燒室12供應空氣。適當量的燃料輸入燃燒室12，在那里和來自壓氣機的空氣混合，點燃并燃燒。在某種典型的熱燃氣輪機中，將諸如燃燒室12的許多燃燒室圍繞著發動機10的中心線沿圓周安裝成一排。來自燃燒室12的熱燃氣進入一環形通道或腔道13，腔道13引導在氣輪機圓盤15上沿圓周安裝成一排的氣輪機渦輪葉片或葉片14之間的熱燃氣。氣輪機渦輪葉片和葉片跟氣輪機圓盤或轉子組合在一起被稱作氣輪機葉輪，在熱燃氣輪機中可以采用一個或多個氣輪機葉輪。

如圖1所示，采用了3個軸向間隔的氣輪機葉輪16、16′和16″，每個葉輪的渦輪葉片和葉片14，14′和14″延伸到環形通道13，這樣來自燃燒室12的燃氣流在其中連續地沖擊每個葉輪上的葉片14、14′和14″，將旋轉能量傳給葉輪。葉片14的反作用引起了熱燃氣流方向變化，并使剛通過葉片14間的熱燃氣流產生某種旋轉速度分量。然而，如果在葉輪間熱燃氣基本上按軸流型流動，并且被引導以最佳狀況和方向來沖擊葉片14，那么從熱燃氣流到葉片14的能量交換是最大的。