專利名稱：螺栓固定的徑向排氣管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械技術(shù)，尤其涉及一種可以固定到相關(guān)壓縮機(jī)外殼上的分離壓縮機(jī)排氣管。
背景技術(shù)：
減少軸流式工業(yè)用燃?xì)鉁u輪機(jī)中的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)葉片和壓縮機(jī)外殼之間的徑向間隙對于提高性能是很關(guān)鍵的。當(dāng)前的工業(yè)用燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)排氣管與基本壓縮機(jī)外殼結(jié)構(gòu)是一個整體。換句話說，當(dāng)前的工業(yè)用渦輪外殼設(shè)計原理將排氣管與壓縮機(jī)外殼集成為一體。然而，這種結(jié)構(gòu)不利于減少壓縮機(jī)間隙，因?yàn)樾枰獑为?dú)的罩或外殼來承載該發(fā)動機(jī)載荷并且維持緊密的環(huán)繞間隙流動路徑。典型地，這種管包括沿軸向延伸并且相對的垂直凸緣、由多個橫向定向螺栓連接的相對的管道部分。這些螺栓需要在遠(yuǎn)離該流動路徑的徑向方向上去除，尤其是在徑向內(nèi)部管入口處。該當(dāng)前壓縮機(jī)排氣管結(jié)構(gòu)還增加了對于好的外殼設(shè)計的挑戰(zhàn)，因?yàn)槠淦茐牧嗽酒交呢?fù)載路徑，形成了導(dǎo)致所謂“跳板”效應(yīng)的無支撐外殼壁部分，限制了抽氣管位置和進(jìn)入該外殼的合成載荷，并且形成了轉(zhuǎn)子和外殼之間的熱反應(yīng)失配。
2004年8月18日提交的、題目為“用于葉片間隙控制的壓縮機(jī)排氣管”的、序列號為10/920166的共同擁有的未決申請?zhí)岢隽司哂型ㄟ^沿圓周延伸的垂直凸緣的分離排氣管的相似問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過將壓縮機(jī)排氣管與發(fā)動機(jī)外殼負(fù)載路徑機(jī)械分離而提供了具有優(yōu)化的外殼剛性和熱反應(yīng)控制的改進(jìn)的壓縮機(jī)間隙。這是通過提供安裝到負(fù)荷承載單壁壓縮機(jī)外殼外部的分離的螺栓固定徑向排氣管而實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)該示范性實(shí)施例的螺栓固定徑向排氣管結(jié)構(gòu)，以通過該管入口任一側(cè)的環(huán)形水平凸緣延伸并進(jìn)入外殼上的突起環(huán)形凸臺的螺栓的圓周模式固定到外殼上。依賴于制造過程，該螺栓固定管還可以需要徑向外環(huán)形垂直凸緣。在每一種情況下，壓縮機(jī)排氣流都會通過外殼中的徑向定向狹縫或孔進(jìn)入該螺栓固定徑向排氣管，該狹縫或孔被制造以便為排氣流提供優(yōu)化的空氣動力特性。
該螺栓固定徑向排氣管結(jié)構(gòu)消除了上述的“跳板”效應(yīng)，從而提供了在轉(zhuǎn)子葉片尖端和外徑流動路徑壁之間的更準(zhǔn)確的間隙控制。本發(fā)明的管道排氣組件還提供了用于加工外殼剛性和熱反應(yīng)速率的新的設(shè)計方案。該剛性調(diào)節(jié)特征將獲得更緊密的由于減少的外殼不圓度而導(dǎo)致的間隙，與轉(zhuǎn)子匹配的改善的重力垂度，和與轉(zhuǎn)子匹配的用于熱重啟的改善的熱反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的管道還可以配置成最好地支撐抽氣管的位置，從而使得進(jìn)入外殼結(jié)構(gòu)的管道載荷減少。該徑向排氣管還可以在外殼的水平分割線處端接，從而形成兩個180度的管道部分。如果需要完整的環(huán)形管，該螺栓固定徑向排氣管可以配置成“跨過”該水平分割線凸緣?？蛇x地，該管道可以被制造成包括多個圓周或弓形部分或片段。這些片段將被限制為符合抽氣管的需要以及外殼剛性和熱反應(yīng)需求。
該螺栓固定徑向排氣管還允許管橫截面形狀、管徑向高度、內(nèi)部和外部凸緣徑向高度和厚度、抽氣口定向等的改變，這依賴于特定的最終應(yīng)用設(shè)備。
因此，在一個方面中，本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)徑向排氣管和壓縮機(jī)外殼組件，包括其中具有一個或多個排氣流排出通道的壓縮機(jī)外殼；和安裝在該壓縮機(jī)外殼上的分離排氣管，具有在管增壓腔和該安裝凸臺中的一個或多個排出通道之間徑向延伸的一個或多個入口通道，用于將壓縮機(jī)空氣引入該管增壓腔。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)徑向排氣管和壓縮機(jī)外殼組件，包括提供有沿圓周延伸的凸臺的壓縮機(jī)外殼，該凸臺中具有一個或多個排氣流排出通道；和固定到該凸臺的分離排氣管，具有在管增壓腔和該安裝凸臺中的一個或多個排出通道之間徑向延伸的一個或多個入口通道，用于將壓縮機(jī)空氣引入該管增壓腔；其中該管包括沿在該管的徑向外部部分上相對圓周延伸的連接的一對分離的半體部分。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)徑向排氣管和壓縮機(jī)外殼組件，包括提供有弓形凸臺的壓縮機(jī)外殼，該凸臺中具有一個或多個排氣流排出通道；和固定到該弓形凸臺的分離排氣管，具有在管增壓腔和該安裝凸臺中的一個或多個排出通道之間徑向延伸的一個或多個入口通道，用于將壓縮機(jī)空氣引入該管增壓腔；其中該管在與該弓形凸臺相嚙合的該一個或多個排出通道的內(nèi)部徑向末端形成有水平凸緣，該一個或多個入口通道通過該凸緣延伸；并且其中在該入口通道相對側(cè)的凸緣上形成一對螺栓圓周。
現(xiàn)在將結(jié)合以下標(biāo)記的附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是常規(guī)排氣縫和管道結(jié)構(gòu)的簡化的部分截面圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的徑向排氣管結(jié)構(gòu)的簡化的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于壓縮機(jī)12的常規(guī)排氣狹縫和管結(jié)構(gòu)10。壓縮機(jī)外殼14由兩個沿著垂直凸緣被螺栓18或類似物連接的半殼部分形成。管20與外殼壁是一體的，并且包括增壓腔22和連續(xù)的環(huán)形入口狹縫24，該狹縫24將增壓腔22與壓縮機(jī)12的內(nèi)部流動路徑相連接。注意到外殼14的無支撐邊緣部分26、28在狹縫24的任一側(cè)。這些無支撐外殼部分可以向內(nèi)和/或向外偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致通常所謂的“跳板”效應(yīng)而對控制壓縮機(jī)葉片(未示出)和該外殼壁之間的緊密流動路徑間隙的能力產(chǎn)生不利影響。還應(yīng)當(dāng)注意到，用于增壓腔22鄰近的螺栓18的螺栓孔模式從該增壓腔和入口狹縫24向外徑向間隔開，該入口狹縫24對外殼剛性產(chǎn)生不利的影響，特別是在邊緣部分26、28的區(qū)域。
圖2中示出了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，其中為相關(guān)的壓縮機(jī)32提供了一種新的排氣管結(jié)構(gòu)30。該壓縮機(jī)32包括由水平分割線(未示出)分離的具有上部和下部的外殼34。沿圓周延伸的凸起的凸臺36支撐管38，該管38提供有適于與凸臺36相嚙合的安裝凸緣40，從而使得管38能夠通過螺栓42或其他合適的固定裝置固定到外殼34上?？梢岳斫?，凸臺36將基本上關(guān)于該上殼部分180度延伸，并且在下殼部分上提供相似的凸臺。
外殼或外殼壁34中的孔或狹縫44穿過該凸臺36并進(jìn)入管38中相似尺寸和形狀的入口通道46，該入口通道46通向基本為橢圓形的基本管道或增壓腔48。依賴于該管38是如何制造的，相對的上垂直凸緣50、52可以沿著管的徑向外部形成(或增加)，在這種情況下，管自身沿邊緣54、56(用陰影顯示)分離。例如，如果入口孔或狹縫44在整個管道段延伸，就會需要這種結(jié)構(gòu)。螺栓58或其他合適的固定裝置將被應(yīng)用以固定該分離管上部的相對的自由端54、56。該管的弓形區(qū)域?qū)⑴c凸臺36匹配，從而對于分離的外殼也可以正常地分離該管。換句話說，如圖2所示的螺栓固定管也可以在外殼水平分割線處端接而形成兩個180度的管道部分。如果需要完整的環(huán)形管，則該螺栓固定徑向排氣管可以配置成“跨過”該上殼和下殼部分上的水平分割線凸緣。
上述排氣管結(jié)構(gòu)有效地將排氣管從負(fù)荷承載、或主要的單壁壓縮機(jī)外殼結(jié)構(gòu)分離出來。用于該排氣縫和管結(jié)構(gòu)的設(shè)計變量包括1.管橫截面；2.管徑向高度；3.內(nèi)部和外部凸緣徑向高度和厚度；和4.抽氣口定向。
(a)、(b)和(c)項(xiàng)都可以是圓周位置的函數(shù)。
雖然本發(fā)明是結(jié)合目前認(rèn)為最可行和優(yōu)選的實(shí)施例來說明的，但是可以理解，本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例，相反地，其意圖覆蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)包括的各種變體和等價配置。
部件列表排氣狹縫和管結(jié)構(gòu)10壓縮機(jī)12壓縮機(jī)外殼14分離的垂直凸緣16螺栓18管20增壓腔22環(huán)形入口狹縫24邊緣部分26，28排氣管結(jié)構(gòu)30壓縮機(jī)32外殼34突出凸臺36管38安裝凸緣40
螺栓42螺栓孔43孔或狹縫(排氣流排出通道)44入口通道46管道或增壓腔48相對的上垂直凸緣50，52邊緣或自由端54，56螺栓58。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)徑向排氣管和壓縮機(jī)外殼組件，包括壓縮機(jī)外殼(34)，其中具有一個或多個排氣流排出通道(44)；和安裝在所述壓縮機(jī)外殼上的分離的排氣管(38)，具有在管增壓腔(48)和所述安裝凸臺中的所述一個或多個排出通道(44)之間徑向延伸的一個或多個入口通道(46)，用于將壓縮機(jī)空氣引入所述管增壓腔。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其中所述管(38)在所述一個或多個入口通道(46)的徑向內(nèi)部末端形成有沿圓周延伸的水平凸緣(40)，所述一個或多個入口通道(46)與在所述壓縮機(jī)外殼上沿圓周延伸的凸臺(36)相嚙合，所述一個或多個入口通道(46)通過所述凸緣(40)延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其中所述排氣管(38)包括一對分離的半部，其沿著在所述排氣管的徑向外部部分上的相對的垂直凸緣(50、52)連接。
4.如權(quán)利要求2所述的組件，其中所述排氣管包括一對分離的半部，其沿著在所述排氣管的徑向外部部分上的相對的垂直凸緣(50、52)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的組件，其中所述排氣管被分成一對弓形段，每個的跨度基本上為180度。
6.如權(quán)利要求1所述的組件，其中所述增壓腔(48)的橫截面基本上為橢圓形。
7.如權(quán)利要求1所述的組件，其中所述一個或多個出口通道(44)包括多個沿圓周間隔的孔。
8.如權(quán)利要求1所述的組件，其中所述一個或多個出口通道(44)包括多個沿圓周間隔的弓形狹縫。
9.如權(quán)利要求2所述的組件，其中在所述入口通道的相對側(cè)上的所述凸緣中形成一對螺栓圓周(43)。
全文摘要
本發(fā)明提供的壓縮機(jī)徑向排氣管和壓縮機(jī)外殼組件包括壓縮機(jī)外殼(38)，其中具有一個或多個排氣流排出通道(44)；和安裝在該壓縮機(jī)外殼上的分離的排氣管(38)，具有在管增壓腔(48)和該安裝凸臺中的該一個或多個排出通道(44)之間徑向延伸的一個或多個入口通道(46)，用于將壓縮機(jī)空氣引入所述管增壓腔。
文檔編號F02C7/00GK101082345SQ200610051509
公開日2007年12月5日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者N·F·馬丁, J·E·森庫拉 申請人:通用電氣公司