(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン用のディフューザ（１００）であって、
前記タービンエンジンの中心軸（３２）の周りで周方向に延びる第１の壁（１０６）と、
前記中心軸（３２）の周りで周方向に延びる第２の壁（１０８）であって、前記第２の壁（１０８）の少なくとも一部分が前記第１の壁（１０６）の少なくとも一部分から半径方向外方に位置決めされる、第２の壁（１０８）と、
前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）によって画定される流れ経路（１１０）であって、前記流れ経路（１１０）が、流体の軸方向流れを受容するように構成された入口（１１２）から、前記流体を実質上半径方向に放出するように構成された周方向に延びる出口（１１４）まで、延び、前記出口（１１４）が、前記中心軸（３２）の周りで非対称に延びる、流れ経路（１１０）と、
を含み、
前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）は、前記出口（１１４）の近位の半径方向ディフューザセクション（１４０）を形成するために協働し、
前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）は、前記半径方向ディフューザセクション（１４０）の下流部分の中で互いに収斂し、前記出口（１１４）で発散する、ディフューザ。
【請求項２】
前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）は、前記半径方向ディフューザセクション（１４０）の上流部分の中で互いに発散する、請求項１記載のディフューザ。
【請求項３】
前記半径方向ディフューザセクション（１４０）は、第１の半径方向端部（１４２）から、周方向反対側の第２の半径方向端部（１４４）まで、半径方向に延び、前記第１の半径方向端部（１４２）は、前記中心軸（３２）から第１の距離（１４３）に配設され、前記第２の半径方向端部（１４４）は、前記中心軸（３２）から、前記第１の距離（１４３）よりも長い第２の距離（１９３）に配設される、請求項１または２に記載のディフューザ。
【請求項４】
前記第１の半径方向端部（１４２）は、前記半径方向ディフューザセクション（１４０）の底端部であり、前記第２の半径方向端部（１４４）は、前記半径方向ディフューザセクション（１４０）の周方向反対側の頂上端部である、請求項３に記載のディフューザ。
【請求項５】
前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）は、前記入口（１１２）の近位の少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション（１１８）を形成するために協働し、前記少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション（１１８）は、前記中心軸（３２）の周りで実質上対称である、請求項１乃至４のいずれかに記載のディフューザ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション（１１８）は、第１の軸方向ディフューザセクション（１２０）と、前記第１の軸方向ディフューザセクション（１２０）よりも下流に配設された第２の軸方向ディフューザセクション（１３０）と、を含み、
前記第１の壁（１０６）は、前記第１の軸方向ディフューザセクション（１２０）および前記第２の軸方向ディフューザセクション（１３０）に沿って、前記中心軸（３２）に対して実質上平行に延び、
前記第２の壁（１０８）は、前記第１の軸方向ディフューザセクション（１２０）に沿って、前記中心軸（３２）に対して第１の角度（１２２）で、半径方向外方に延び、
前記第２の壁（１０８）は、第２の角度（１３２）が前記第１の角度（１２２）よりも小さいように、前記第２の軸方向ディフューザセクション（１３０）に沿って、前記中心軸（３２）に対して前記第２の角度（１３２）で、半径方向外方に延びる、請求項５に記載のディフューザ。
【請求項７】
前記第１の軸方向ディフューザセクション（１２０）に配置され、前記第１の壁（１０６）から前記第２の壁（１０８）に延びる第１のストラット（１７０）と、
前記半径方向ディフューザセクション（１４０）に配置され、前記第１の壁（１０６）から前記第２の壁（１０８）に延びる第２のストラット（１８０）と、
を含む、請求項６に記載のディフューザ。
【請求項８】
前記第２の角度（１３２）は、前記第１の角度（１２２）の３０パーセントから７０パーセントの範囲にある、請求項６に記載のディフューザ。
【請求項９】
流体を排出するように構成され、中心軸（３２）を画定するタービンセクションと、
前記タービンセクションよりも下流に結合され、請求項１乃至８のいずれかに記載のディフューザを含む排出セクションと、を含むタービンエンジン。
【請求項１０】
前記ディフューザ（１００）を収容し、前記ディフューザ（１００）の前記出口（１１４）から排出ガス（３０）を受容する排出プレナム（１９０）を含む、請求項９に記載のタービンエンジン。
【請求項１１】
前記排出プレナム（１９０）から前記排出ガス（３０）を受ける熱回収蒸気発生器を含む、請求項１０記載のタービンエンジン。
【請求項１２】
請求項１乃至８のいずれかに記載のディフューザを形成する方法であって、
第１の壁（１０６）を前記タービンエンジンの中心軸（３２）の周りで周方向に配設することと、
第２の壁（１０８）を前記中心軸（３２）の周りで周方向に配設することと、
流れ経路が前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）によって画定されるように、前記第２の壁（１０８）の少なくとも一部分を前記第１の壁（１０６）の少なくとも一部分から半径方向外方に位置決めすることであって、前記流れ経路（１１０）が、流体の軸方向流れを受容するように構成された入口（１１２）から、前記流体を実質上半径方向に放出するように構成された周方向に延びる出口（１１４）まで延び、前記出口（１１４）が、前記中心軸（３２）の周りで非対称に延びる、位置決めすることと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）が半径方向ディフューザセクション（１４０）の上流部分の中で互いに発散するように、前記出口（１１４）の近位の前記半径方向ディフューザセクション（１４０）を形成するために協働して前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）を位置決めすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記半径方向ディフューザセクション（１４０）を形成するために協働して前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）を前記位置決めすることは、前記半径方向ディフューザセクション（１４０）の下流部分の中で互いに収斂させるために、前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）を位置決めすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記入口（１１２）の近位の少なくとも１つの軸方向ディフューザセクションを形成するために協働して前記第１の壁（１０６）および前記第２の壁（１０８）を位置決めすることをさらに含み、前記少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション（１１８）は、前記中心軸（３２）の周りで実質上対称である、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般にタービンエンジンに関し、より詳細には、タービンエンジン用のディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの公知のタービンエンジンは、流体の流れからエネルギを抽出するタービンブレードのステージを含む。少なくとも幾つかの公知のタービンエンジンは、タービンステージから軸方向に排出された流体を受容するディフューザを含む。少なくとも幾つかのそういったディフューザは、排出された流体の流れを半径方向に移行させ、排出された流体の流れの速度低下と、流体の静的圧力の効率的な回復と、を促進させる。そのうえ、少なくとも幾つかのそういったディフューザは、流体流れ経路を周方向に横切って配設された回転型のベーンを含み、軸方向から半径方向への流れ移行を促進させる。例えば、各回転型のベーンの外側表面は、概ね軸方向に延びる前縁から湾曲表面に沿って概ね半径方向に延びる後縁まで移行する。そういった回転型のベーンは、軸方向の排出流体流れの、半径方向への移行を促進させ、同時に、静的な圧力の回復を促進させる。しかしながら、少なくとも幾つかの公知の回転型のベーンは、クラックや表面腐食ができ易くなり、結果として、ディフューザ効率が低下し、ディフューザに関する検査、メンテナンスおよび交換費が増加する。加えて、改良型のディフューザの設計や改装の試みは、少なくとも幾つかの場合において、ディフューザおよび／またはタービンエンジン用の予め決められた利用可能な設置面積によって制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２０１２／０３４０６４号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、タービンエンジン用のディフューザが提供される。ディフューザは、タービンエンジンの中心軸の周りで周方向に延びる第１の壁を含む。ディフューザは、中心軸の周りで周方向に延びる第２の壁も含む。第２の壁の少なくとも一部分は、第１の壁の少なくとも一部分から半径方向外方に位置決めされる。流れ経路は、第１の壁および第２の壁によって画定される。流れ経路は、流体の軸方向流れを受容するように構成された入口から、流体を実質上半径方向に放出するように構成された周方向に延びる出口まで延びる。出口は、中心軸の周りで非対称に延びる。
【０００５】
他の態様では、タービンエンジンが提供される。タービンエンジンは、流体を排出するように構成されたタービンセクションを含む。タービンセクションは、中心軸を画定する。タービンエンジンは、タービンセクションよりも下流に結合された排出セクションも含む。排出セクションは、ディフューザを含む。ディフューザは、中心軸の周りで周方向に延びる第１の壁と、中心軸の周りで周方向に延びる第２の壁と、を含む。第２の壁の少なくとも一部分は、第１の壁の少なくとも一部分から半径方向外方に位置決めされる。流れ経路は、第１の壁および第２の壁によって画定される。流れ経路は、流体の軸方向流れを受容するように構成された入口から、流体を実質上半径方向に放出するように構成された周方向に延びる出口まで延びる。出口は、中心軸の周りで非対称に延びる。
【０００６】
他の態様では、タービンエンジン用のディフューザを形成する方法が提供される。方法は、第１の壁をタービンエンジンの中心軸の周りで周方向に配設することと、第２の壁を中心軸の周りで周方向に配設することと、を含む。方法は、流れ経路が第１の壁および第２の壁によって画定されるように、第２の壁の少なくとも一部分を第１の壁の少なくとも一部分から半径方向外方に位置決めすることも含む。流れ経路は、流体の軸方向流れを受容するように構成された入口から、流体を実質上半径方向に放出するように構成された周方向に延びる出口まで延びる。出口は、中心軸の周りで非対称に延びる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】タービンエンジンの例示的な実施形態の概略図である。
【図２】図１に示すガスタービンと共に使用され得るディフューザの例示的な実施形態の概略斜視図である。
【図３】図２に示す線３−３に沿って取った図２に示す例示的なディフューザの概略断面図である。
【図４】図１に示す例示的なタービンエンジンなどのタービンエンジン用の図２および３に示す例示的なディフューザなどのディフューザを形成する例示的な方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で説明する例示的な部品および方法は、タービンエンジン用の公知のディフューザに関連する少なくとも幾つかの不都合を克服する。本明細書で説明する実施形態は、半径方向に方向付けられた出口を含むディフューザを含む。半径方向に方向付けされた出口は、タービンエンジンの中心軸に関して非対称である。本明細書で説明する実施形態によっては、ディフューザは、ディフューザの入口に近位の少なくとも１つの軸方向のディフューザセクションも含む。
【０００９】
別段の表示がない限り、本明細書で使用するような「概ね」、「実質上」および「約」などの近似させる言葉は、そういった修正された用語が、当業者によって理解されるであろうように、絶対または完全な程度までというより寧ろ単なる近似の程度で妥当し得る、ということを表している。追加的に、別段の表示がない限り、用語「第１」、「第２」などは、単なる表示として本明細書で使用されており、それらの用語が参照する項目に関する順序的、位置的、または階層的な要件を意図していない。そのうえ、例えば、「第２」の項目についての参照は、例えば、「第１」またはより下に番号付けされた項目や「第３」またはより上に番号付けされた項目の存在を要求も除外もしない。
【００１０】
図１は、本開示のタービン部品の実施形態と共に使用し得る例示的なタービンエンジン１０の概略図である。例示的な実施形態では、タービンエンジン１０は、圧縮機セクション１４と、圧縮機セクション１４よりも下流に結合された燃焼器セクション１６と、燃焼器セクション１６よりも下流に結合されたタービンセクション１８と、タービンセクション１８よりも下流に結合された排出セクション２０と、を含むガスタービンである。
【００１１】
例示的な実施形態では、タービンセクション１８は、ロータシャフト２２を介して圧縮機セクション１４に結合される。留意すべきことは、本明細書で使用されるときに、用語「結合する」が、部品間の直接の機械式、電気式、および／または通信式の連結に限定されず、複数の部品間の間接の機械式、電気式、および／または通信式の連結を含むこともある、ということである。ロータシャフト２２は、ガスタービン１０の中心軸３２を画定する。別段の記述がない限り、用語「軸方向に」とは、中心軸３２に平行な方向を指し、用語「半径方向に」とは、中心軸３２から半径方向外方の方向を指す。
【００１２】
ガスタービン１０の動作中に、圧縮機セクション１４は、空気流れ１２を受容する。圧縮機セクション１４は、空気流れ１２をより高い圧力および温度に圧縮するために、ロータシャフト２２からの機械的な回転エネルギを変換する。圧縮機セクション１４は、圧縮空気２４の流れを燃焼器セクション１６に送り出す。燃焼器セクション１６では、圧縮空気２４は、燃料２６の流れと混合され、タービンセクション１８の方に向けられる燃焼ガス２８を生成するために点火される。タービンセクション１８は、燃焼ガス２８からの熱エネルギをロータシャフト２２の機械的な回転エネルギに変換する。ロータシャフト２２は、それに限定されないが、電気発生器および／または機械式の駆動用途などの負荷（図示せず）に結合されることがある。タービンセクション１８は、排出された燃焼ガス３０の流れを下流の排出セクション２０の中に放出する。
【００１３】
図２は、ガスタービン１０の排出セクション２０の中に含められることのあるディフューザ１００の例示的な実施形態の概略斜視図である。図３は、図２に示す線３−３に沿って取ったディフューザ１００の概略断面図である。図１〜３を参照すると、ディフューザ１００は、軸方向に第１の軸方向端部１０２から第２の軸方向端部１０４に延びる。ディフューザ１００は、第１の軸方向端部１０２および第２の軸方向端部１０４の間に延びる第１の壁１０６を含む。第１の壁１０６は、同じく中心軸３２の周りで周方向に延びる。例示的な実施形態では、第１の壁１０６は、中心軸３２の周りで実質上３６０度延びる。代替的な実施形態では、第１の壁１０６は、中心軸３２の周りで３６０度未満延びる。例示的な実施形態では、第１の壁１０６は、中心軸３２の周りで非対称である。代替的な実施形態では、第１の壁１０６は、中心軸３２の周りで実質上対称である。
【００１４】
ディフューザ１００は、同じくディフューザ１００の第１の軸方向端部１０２と第２の軸方向端部１０５との間に延びる第２の壁１０８を含む。第２の軸方向端部１０５は、ディフューザ１００の第１の軸方向端部１０２および第２の軸方向端部１０４間で軸方向に配設される。第２の壁１０８は、同じく中心軸３２の周りで周方向に延び、第２の壁１０８の少なくとも一部分は、第１の壁１０６の少なくとも一部分から半径方向外方に位置決めされる。例示的な実施形態では、第２の壁１０８は、中心軸３２の周りで実質上３６０度延びる。代替的な実施形態では、第２の壁１０８は、中心軸３２の周りで３６０度未満延びる。例示的な実施形態では、第２の壁１０８は、中心軸３２の周りで非対称である。代替的な実施形態では、第２の壁１０８は、中心軸３２の周りで実質上対称である。第１の壁１０６および第２の壁１０８の個々は、ディフューザ１００が本明細書で説明するように機能するのを可能にする部品の任意の適切な数および構成から形成される。
【００１５】
流れ経路１１０は、第１の壁１０６および第２の壁１０８によって画定され、それらの間に延びる。流れ経路１１０は、ディフューザの第１の軸方向端部１０２で画定される実質上環状の入口１１２から、第２の壁１０８の第２の軸方向端部１０５とディフューザの第２の軸方向端部１０４との間に画定される周方向に延びる出口１１４まで、延びる。例示的な実施形態では、入口１１２および出口１１４の個々は、中心軸３２の周りで実質上３６０度延びる。代替的な実施形態では、入口１１２および出口１１４の少なくとも一方は、中心軸３２の周りで３６０度未満延びる。入口１１２は、タービンセクション１８から排出ガス３０などの流体の実質上軸方向の流れを受容するように構成され、出口１１４は、経路１１０からの流体を実質上半径方向の流れに放出するように構成される。例示的な実施形態では、出口１１４は、中心軸３２の周りで非対称である。代替的な実施形態では、出口１１４は、中心軸３２の周りで実質上対称である。
【００１６】
例示的な実施形態では、ディフューザ１００は、排出プレナム１９０の中に少なくとも部分的に配設される。排出プレナム１９０は、出口１１４と流体連通し、したがって、排出プレナム１９０は、ディフューザ１００から排出ガス３０を受容するように構成される。或る実施形態では、排出プレナム１９０は、排出ガス３０を熱回収蒸気発生器（図示せず）に経路付けする。排出プレナム１９０は、ディフューザ１００の図をより良くできるように、図２に隠れ線で例証されている。排出プレナム１９０は、概ね箱様の形状を有して例証されているが、代替的な実施形態では、排出プレナム１９０は、本明細書で説明するようにタービンエンジン１０が機能するのを可能にする任意の適切な形状を有する。実施形態によっては、排出プレナム１９０の所定の寸法は、ディフューザ１００に寸法の制約を負わせる。
【００１７】
第１の壁１０６および第２の壁１０８は、効率的な圧力回復を備えて、また、流れ経路１１０内に配設されたベーンを回転させる必要性を免れて、排出ガス３０の流れを軸方向から半径方向に移行させるために、入口１１２および出口１１４間で協働するように構成される。実施形態によっては、中心軸３２の周りで非対称に画定される半径方向に方向付けされた出口１１４は、ベーンを回転させることなく効率的な圧力回復を促進させる。代替的な実施形態では、回転型のベーンは、追加で含められる（図示せず）。
【００１８】
例えば、或る実施形態では、第１の壁１０６および第２の壁１０８は、入口１１２の近位の少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション１１８と、出口１１４の近位の少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション１１８よりも下流に配設された半径方向ディフューザセクション１４０と、を形成するために協働する。例示的な実施形態では、少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション１１８は、第１の軸方向ディフューザセクション１２０と、第１の軸方向ディフューザセクション１２０よりも下流に配設された第２の軸方向ディフューザセクション１３０と、を含む。半径方向ディフューザセクション１４０は、第２の軸方向ディフューザセクション１３０よりも下流に配設される。
【００１９】
例示的な実施形態では、第１の軸方向ディフューザセクション１２０および第２の軸方向ディフューザセクション１３０の個々は、中心軸３２の周りで実質上対称である。より具体的には、第１の壁１０６は、第１の軸方向ディフューザセクション１２０に沿って、また、第２の軸方向ディフューザセクション１３０に沿って、中心軸３２に対して実質上平行に延びる。第２の壁１０８は、第１の軸方向ディフューザセクション１２０に沿って、中心軸３２に対して第１の角度１２２で、半径方向外方に延び、第２の軸方向ディフューザセクション１３０に沿って、中心軸３２に対して第２の角度１３２で、半径方向外方に延び、したがって、第２の角度１３２は、第１の角度１２２よりも小さい。例えば、或る実施形態では、効率的な圧力回復は、約１０〜３５度の範囲の第１の角度１２２によって促進され、特定の実施形態では、第１の角度１２２は、約１５〜２５度の範囲にある。例示的な実施形態では、第１の角度１２２は、約１６度である。加えて、或る実施形態では、効率的な圧力回復は、第１の角度１２２の約３０パーセント〜約７０パーセントの範囲の第２の角度１３２によって促進され、特定の実施形態では、第２の角度１３２は、第１の角度１２２の約半分である。例示的な実施形態では、第２の角度１３２は、約８度である。代替的な実施形態では、第１の角度１２２および第２の角度１３２の個々は、本明細書で説明するようにディフューザ１００が機能するのを可能にする任意の適切な値を有する。他の代替的な実施形態では、第１の軸方向ディフューザセクション１２０および第２の軸方向ディフューザセクション１３０の少なくとも一方は、中心軸３２の周りで非対称である。さらに他の代替的な実施形態では、ディフューザ１００は、第２の軸方向ディフューザセクション１３０を含まない。
【００２０】
例示的な実施形態では、半径方向ディフューザセクション１４０は、中心軸３２の周りで実質上非対称である。或る実施形態では、半径方向ディフューザセクション１４０の非対称は、排出プレナム１９０によって負わされる寸法の制約の範囲内でディフューザが改善された圧力回復効率を取得するのを可能にする。
【００２１】
例えば、例示的な実施形態では、半径方向ディフューザセクション１４０は、第１の半径方向端部１４２から、周方向反対側の第２の半径方向端部１４４まで、半径方向に延びる。第１の半径方向端部１４２は、排出プレナム１９０の対応する第１の壁１９２に概ね隣接して位置決めされ、第２の半径方向端部は、排出プレナム１９０の対応する反対側の第２の壁１９４に概ね隣接して位置決めされる。第１の半径方向端部１４２は、中心軸３２から第１の距離１４３に配設され、第１の距離１４３は、第１の壁１９２および中心軸３２間の距離１９３よりも短く、したがってディフューザ１００は、排出プレナム１９０の中に収容される。しかしながら、排出プレナム１９０の第２の壁１９４と中心軸３２との間の距離１９５は、距離１９３よりも実質上長い。或る実施形態では、半径方向ディフューザセクション１４０の第２の半径方向端部１４４は、中心軸３２から、第１の距離１４３よりも長い第２の距離１４５に配設される。そういった実施形態によっては、改善された圧力回復効率は、中心軸３２の周りで対称である半径方向ディフューザセクションの性能と比較して、ディフューザ１００から取得され、その間、ディフューザ１００が排出プレナム１９０の中に収容されるのを依然として可能にする。例えば、限定としてではないが、第１の距離１４３よりも長い第２の距離１４５は、第２の半径方向端部１４４に近位の出口１１４での流れ分離の減少を促進させる。
【００２２】
例証する実施形態では、第１の半径方向端部１４２は、半径方向ディフューザセクション１４０の底端部であり、第２の半径方向端部１４４は、半径方向ディフューザセクション１４０の周方向反対側の頂上端部である。代替的な実施形態では、第１の半径方向端部１４２および第２の半径方向端部１４４は、それらに限定されないが、半径方向ディフューザセクション１４０の左端部および周方向反対側の右端部などの、半径方向ディフューザセクション１４０の任意の２つの概ね周方向反対側の半径方向端部である。実施形態によっては、第１の半径方向端部１４２および第２の半径方向端部１４４の周方向位置は、排出プレナム１９０の形状に少なくとも部分的に基づいて選択される。
【００２３】
例示的な実施形態では、第１の壁１０６および第２の壁１０８は、半径方向ディフューザセクション１４０の上流部分１４８の中で互いに発散すると共に半径方向ディフューザセクション１４０の下流部分１５０の中で互いに収斂するように構成される。より具体的には、流れ経路１１０に垂直に測った第１の壁１０６および第２の壁１０８間の距離１４６は、上流部分１４８に沿って増加し、下流部分１５０に沿って減少する。或る実施形態では、半径方向ディフューザセクション１４０の上流部分１４８の中の第１の壁１０６および第２の壁１０８の発散は、ディフューザ１００による排出ガス３０のさらなる拡張を促進させ、その一方、半径方向ディフューザセクション１４０の下流部分１５０の中の第１の壁１０６および第２の壁１０８の収斂は、出口１１４に隣接する渦の発生の減少を促進させる「ボルテックストラップ（ｖｏｒｔｅｘ  ｔｒａｐ）」として機能し、こうして、ディフューザ１００の圧力回復効率が改善される。
【００２４】
例示的な実施形態では、上流部分１４８および下流部分１５０の個々は、中心軸３２の周りで実質上３６０度延びる。代替的な実施形態では、上流部分１４８および下流部分１５０の少なくとも一方は、中心軸３２の周りで３６０度未満延びる。他の代替的な実施形態では、半径方向ディフューザセクション１４０は、上流部分１４８および下流部分１５０の少なくとも一方を含んでいない。
【００２５】
例示的な実施形態では、第１の壁１０６および第２の壁１０８は、中心軸３２の周りで周方向に間隔付けされる複数の第１のストラット１７０によって、少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション１１８の中で半径方向に離して間隔付けされる。より具体的には、各第１のストラット１７０は、実質上半径方向に第１の壁１０６から第２の壁１０８に延びる。例示的な実施形態では、各第１のストラット１７０は、少なくとも１つの軸方向ディフューザセクション１１８の中の排出ガス３０の流れ分離を減少させるように構成された薄い流線型の周囲プロファイルを画定する。例えば、各第１のストラット１７０は、半径方向に垂直な平面において対称なエーロフォイル断面を有する。代替的な実施形態では、各第１のストラット１７０は、本明細書で説明するようにディフューザ１００が機能するのを可能にする任意の適切な形状を有する。他の代替的な実施形態では、ディフューザ１００は、第１のストラット１７０を含まない。
【００２６】
例示的な実施形態では、第１の壁１０６および第２の壁１０８は、中心軸３２の周りで周方向に間隔付けされる複数の第２のストラット１８０によって、半径方向ディフューザセクション１４０の中で軸方向に離して間隔付けされる。より具体的には、各第２のストラット１８０は、実質上軸方向に第１の壁１０６から第２の壁１０８に延びる。例示的な実施形態では、各第２のストラット１８０は、流れ経路１１０に沿った排出ガス３０の流れ分離を減少させるように構成された細い流線型の周囲プロファイルを画定する。例えば、各第２のストラット１８０は、細いロッドである。代替的な実施形態では、各第２のストラット１８０は、本明細書で説明するようにディフューザ１００が機能するのを可能にする任意の適切な形状を有する。他の代替的な実施形態では、ディフューザ１００は、第２のストラット１８０を含まない。
【００２７】
ガスタービン１０などのタービンエンジン用のディフューザ１００などのディフューザを形成する例示的な方法４００は、図４のフローチャートに例証されている。図１〜３も参照すると、例示的な方法４００は、タービンエンジンの中心軸３２などの中心軸の周りで周方向に第１の壁１０６などの第１の壁を配設すること４０２を含む。方法４００は、中心軸の周りで周方向に第２の壁１０８などの第２の壁を配設すること４０４も含む。方法４００は、流れ経路１１０などの流れ経路が第１の壁および第２の壁によって画定されるように、第１の壁の少なくとも一部分から半径方向外方に第２の壁の少なくとも一部分を位置決めすること４０６をさらに含む。流れ経路は、排出ガス３０などの流体の軸方向流れを受容するように構成された入口１１２などの入口から、流体を実質上半径方向に放出するように構成された出口１１４などの周方向に延びる出口まで、延びる。出口は、中心軸の周りで非対称に延びる。
【００２８】
非対称な半径方向に方向付けされた出口を含むディフューザの例示的な実施形態、および、ディフューザを形成するための方法については、上で詳細に説明している。実施形態は、回転型のベーンを周方向に延ばす必要なく効率的な静的圧力回復を促進させること、したがって、ディフューザに関する検査、メンテナンス、および交換費を軽減させることについての利点を提供する。実施形態は、効率的な静的圧力回復を促進させ、同時に、タービンエンジンの排出セクションによって負わされる寸法の制約を充足させることによる利点も提供する。
【００２９】
本明細書で説明する方法およびシステムは、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されない。例えば、各システムの部品および／または各方法のステップは、本明細書で説明する他の部品および／またはステップから独立および分離して、使用および／または実行されてもよい。加えて、各部品および／またはステップは、同じく他の組立体および方法と共に使用および／または実行されてもよい。
【００３０】
開示内容については、様々な特定の実施形態の観点から説明してきたが、当業者なら理解するであろうことは、開示内容が特許請求の範囲の精神および範囲の枠内で修正と共に実行できるということである。開示内容の様々な実施形態の特定の特徴が幾つかの図面に示され、他ではそうでないこともあるが、それは、便宜のためだけである。そのうえ、上の説明における「１つの実施形態」という参照は、記載された特徴を同じく組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図していない。本開示内容の原理に従って、図面に任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて、参照および／または権利請求されてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  タービンエンジン
１２  空気流れ
１４  圧縮機セクション
１６  燃焼器セクション
１８  タービンセクション
２０  排出セクション
２２  ロータシャフト
２４  圧縮空気
２６  燃料
２８  燃焼ガス
３０  燃焼ガス
３２  中心軸
１００  ディフューザ
１０２  第１の軸方向端部
１０４  第２の軸方向端部
１０５  第２の軸方向端部
１０６  第１の壁
１０８  第２の壁
１１０  流れ経路
１１２  入口
１１４  出口
１１８  軸方向ディフューザセクション
１２０  第１の軸方向ディフューザセクション
１２２  第１の角度
１３０  第２の軸方向ディフューザセクション
１３２  第２の角度
１４０  半径方向ディフューザセクション
１４２  第１の半径方向端部
１４３  第１の距離
１４４  第２の半径方向端部
１４５  第２の距離
１４６  距離
１４８  上流部分
１５０  下流部分
１７０  第１のストラット
１８０  第２のストラット
１９０  排出プレナム
１９２  第１の壁
１９３  距離
１９４  第２の壁
１９５  距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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