[发明专利]涡轮排气扩散系统和方法

权利要求书

1.一种系统，其包括：

燃气涡轮发动机(118)，其包括：

燃烧部段(162)；

联接到所述燃烧部段(162)的涡轮部段(130)，其中所述涡轮部段(130)包括具有联接到转子的多个涡轮叶片(180)的涡轮级(178)、围绕所述多个涡轮叶片(180)设置的固定护罩(196)和在所述固定护罩(196)与所述多个涡轮叶片(180)的每个叶片末端(204)之间的间隙(194，238，244)；和

联接到所述涡轮部段(130)的扩散器部段(188)，其中所述扩散器部段(188)包括外壁(198)，其限定了在所述多个涡轮叶片(180)下游的膨胀流路径，所述外壁(198)包括第一壁部分(214)，其具有相对于所述多个涡轮叶片(180)的旋转轴线(210)的第一角度(218)，并且所述间隙(194，238，244)构造成使顶端泄漏流(212)能够沿着所述外壁(198)激发边界层。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一角度(218)至少大于或等于大约16度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一角度(218)在大约20与40度之间。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外壁(198)包括在所述第一壁部分(214)下游的第二壁部分(216)，所述第二壁部分(216)具有相对于所述多个涡轮叶片(180)的旋转轴线(210)的第二角度(220)，并且所述第二角度(220)至少大于或等于大约6度。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一角度(218)在大约20与30度之间，而所述第二角度(220)在大约6与15度之间。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述间隙(194，238，244)构造成使所述顶端泄漏流(212)能够增加在所述扩散器部段(188)中的径向流速以极大地减少或消除沿着所述外壁(198)的流分离(236，242)。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述间隙(194，238，244)在大约90与150mils之间。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩散器部段(188)具有长度(190)，并且所述燃气涡轮发动机(118)具有总长(192)，且所述间隙(194，238，244)构造成使所述顶端泄漏流(212)能够至少沿着所述第一壁部分(214)激发边界层以允许所述长度(190)相对于所述总长(192)的减少。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述长度(190)至少小于所述总长(192)的大约15％。

10.一种系统，其包括：

旋转部段，其包括联接到转子的多个叶片(180)、围绕所述多个叶片(180)设置的固定护罩(196，326)和在所述固定护罩(196，326)与所述多个叶片(180)的每个叶片末端(204)之间的间隙(194，238，244，300，324)，其中所述顶端间隙(194，238，244，300，324)构造成使能够发生顶端泄漏流(212)；和

扩散器部段(188，312)，其包括外壁(198，310)，所述外壁(198，310)限定在所述多个涡轮叶片(180)下游的膨胀流路径，其中所述外壁(198，310)包括第一壁部分(214)，其具有相对于所述多个涡轮叶片(180)的旋转轴线(210)的第一角度(218)，并且所述间隙(194，238，244，300，324)构造成通过利用所述顶端泄漏流(212)沿着所述外壁(198，310)维持边界层使能够增大所述第一角度(218)。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述旋转部段包括涡轮部段(130，314)。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一角度(218)在大约16与40度之间。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述外壁(198，310)包括在所述第一壁部分(214)下游的第二壁部分(216)，所述第二壁部分(216)具有相对于所述多个涡轮叶片(180)的旋转轴线(210)的第二角度(220)，并且所述第二角度(220)在大约6与15度之间。