申请/专利权人：通用电气公司

申请日：2016-11-11

公开（公告）日：2020-10-23

公开（公告）号：CN106988797B

主分类号：F01D25/00(20060101)

分类号：F01D25/00(20060101);F01D9/04(20060101)

优先权：["20151111 US 14/937992"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.23#授权;2018.10.12#实质审查的生效;2017.07.28#公开

摘要：本申请涉及用于涡轮的整合的区段的系统。其中，一种燃气轮机包括涡轮和轴向‑径向扩散器。涡轮包括末级翼型件区段，其包括第一内环形壁、多个翼型件、包括第一外环形壁的末梢护罩，以及包括第二外环形壁的固定护罩。第一内环形壁成第一内角平均值的角度，第一外环形壁成第一外角平均值的角度，以及第二外环形壁成第二外角平均值的角度。轴向‑径向扩散器包括第三内环形壁和第三外环形壁，其中第一扩散器区段紧接地设置在末级翼型件区段下游，其中第三内环形壁成第三内角平均值的角度，且第三外环形壁成第三外角平均值的角度。第一外角平均值大于第三外角平均值，第一内角平均值大于第三内角平均值，且第三外角平均值大于第二外角平均值。

主权项：1.一种燃气轮机10，包括：涡轮16，其包括：末级翼型件区段28，其包括：围绕所述燃气轮机10的旋转轴线24设置的第一内环形壁58；多个翼型件100，各翼型件包括联接到所述第一内环形壁58上的近端98且沿径向方向向外延伸至远端102；末梢护罩，其包括围绕所述第一内环形壁58设置且联接到所述多个翼型件100中的各个的远端102上的第一外环形壁102；以及固定护罩52，其包括围绕所述第一内环形壁58和所述第一外环形壁102设置的第二外环形壁70；以及轴向-径向扩散器18，其包括：第一扩散器区段92，其包括：围绕所述燃气轮机10的所述旋转轴线24设置的第三内环形壁62；以及围绕所述第三内环形壁62设置的第三外环形壁74；其中，所述第一内环形壁58相对于所述旋转轴线24成第一内角平均值α3的角度，所述第一外环形壁102相对于所述旋转轴线24沿所述末级翼型件区段28成第一外角平均值θ3的角度，以及所述第二外环形壁70相对于所述旋转轴线24沿所述末级翼型件区段28成第二外角平均值θ4的角度；其中，所述第一扩散器区段92紧接地设置在所述末级翼型件区段88下游，所述第三内环形壁62相对于所述旋转轴线24成第三内角平均值α5的角度，以及所述第三外环形壁74相对于所述旋转轴线24沿所述第一扩散器区段92成第三外角平均值θ5的角度；其中，所述第一外角平均值θ3大于所述第三外角平均值θ5，所述第一内角平均值α3大于所述第三内角平均值α5，且所述第三外角平均值θ5大于所述第二外角平均值θ4。

全文数据：用于涡轮的整合的区段的系统技术领域[0001]本文公开的主题大体上涉及涡轮，并且更具体地涉及涡轮系统的整合的区段。背景技术[0002]如燃气涡轮发动机的涡轮机可包括压缩机、燃烧器、涡轮和扩散器区段。气体在压缩机中压缩，与燃料结合，且然后给送到燃烧器中，其中气体燃料混合物燃烧。高温和高能燃烧流体然后给送到渦轮中，其中一个或多个固定喷嘴级stationarynozzlestages和一个或多个旋转翼型件级将流体的能量转换成机械能。排出流体然后可离开涡轮且进入扩散器区段中。扩散器区段接收来自涡轮的排出流体，且逐渐地提高压力且降低排出流体的速度。某些涡轮系统包括独立地设计成用于最佳性能的涡轮区段和扩散器区段。发明内容[0003]在范围上与原始要求保护的主题相应的某些实施例在下文中概述。这些实施例不旨在限制要求保护的主题的范围，而相反，这些实施例仅旨在提供主题的可能形式的简要概括。实际上，主题可包含可与下文所述实施例相似或不同的多种形式。[0004]在第一实施例中，一种燃气轮机包括涡轮和轴向-径向扩散器（axial-radialdiffuser。涡轮包括末级翼型件区段，其包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第一内环形壁、分别具有联接到第一内环形壁上的近端且沿径向方向向外延伸至远端的多个翼型件、包括围绕第一内环形壁设置的第一外环形壁且联接到多个翼型件中的各个的远端上的末梢护罩tipshroud，以及包括围绕第一内环形壁和第一外环形壁设置的第二外环形壁的固定护罩stationaryshroud。第一内环形壁相对于旋转轴线成第一内角平均值的角度，第一外环形壁相对于旋转轴线沿末级翼型件区段成第一外角平均值的角度，以及第二外环形壁相对于旋转轴线沿末级翼型件区段成第二外角平均值的角度。轴向-径向扩散器包括第一扩散器区段，其包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第三内环形壁和围绕第三内环形壁设置的第三外环形壁，其中第一扩散器区段紧接地设置在末级翼型件区段下游，其中第三内环形壁相对于旋转轴线成第三内角平均值的角度，且第三外环形壁相对于旋转轴线沿第一扩散器区段成第三外角平均值的角度。第一外角平均值大于第三外角平均值，第一内角平均值大于第三内角平均值，且第三外角平均值大于第二外角平均值。[0005]在第二实施例中，一种燃气轮机包括涡轮、护罩区段和轴向-径向扩散器。涡轮包括末级祸轮喷嘴、叶间间隙区段（inter-bladegapsection，以及末级翼型件区段。末级喷嘴区段包括多个喷嘴、围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第一内环形壁，以及围绕第一内环形壁设置的第一外环形壁，其中第一内环形壁相对于旋转轴线成第一内角平均值的角度，且第一外环形壁相对于旋转轴线沿末级喷嘴区段成第一外角平均值的角度。叶间间隙区段包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第二内环形壁，以及围绕第二内环形壁设置的第二外环形壁，其中叶间间隙区段紧接地设置在末级喷嘴区段下游，其中第二内环形壁相对于旋转轴线成第二内角平均值的角度，且第二外环形壁相对于旋转轴线沿叶间间隙区段成第二外角平均值的角度。末级翼型件区段包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第三内环形壁、分别具有联接到第三内环形壁上的近端且沿径向方向向外延伸至远端的多个翼型件、包括围绕第三内环形壁设置的第三外环形壁且联接到多个翼型件中的各个的远端上的末梢护罩，以及包括围绕第三内环形壁和第三外环形壁设置的第四外环形壁的固定护罩。末级翼型件区段紧接地设置在叶间间隙区段下游，其中第三内环形壁相对于旋转轴线成第三内角平均值的角度，第三外环形壁相对于旋转轴线沿末级翼型件区段成第三外角平均值的角度，且第四外环形壁相对于旋转轴线沿末级翼型件区段成第四外角平均值的角度。轴向-径向扩散器包括第一扩散器区段和第二扩散器区段。第一扩散器区段包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第五内环形壁，以及围绕第五内环形壁设置的第五外环形壁，其中第一扩散器区段紧接地设置在末级翼型件区段下游，其中第五内环形壁相对于旋转轴线成第五内角平均值的角度，且第五外环形壁相对于旋转轴线沿第一扩散器区段成第五外角平均值的角度。第二扩散器区段包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第六内环形壁，以及围绕第六内环形壁设置的第六外环形壁，其中第二扩散器区段紧接地设置在第一扩散器区段下游，其中第六内环形壁相对于旋转轴线成第六内角平均值的角度，且第六外环形壁相对于旋转轴线沿第二扩散器区段成第六外角平均值的角度。第三外角平均值大于第五外角平均值，第三内角平均值大于第五内角平均值，且第五外角平均值大于第四外角平均值。[0006]在第三实施例中，一种方法包括提供涡轮和轴向-径向扩散器。涡轮包括末级翼型件区段，其包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第一内环形壁、分别具有联接到第一内环形壁上的近端且沿径向方向向外延伸至远端的多个翼型件、包括围绕第一内环形壁设置的第一外环形壁且联接到多个翼型件中的各个的远端上的末梢护罩，以及包括围绕第一内环形壁和第一外环形壁设置的第二外环形壁的固定护罩。第一内环形壁相对于旋转轴线成第一内角平均值的角度，第一外环形壁相对于旋转轴线沿末级翼型件区段成第一外角平均值的角度，以及第二外环形壁相对于旋转轴线沿末级翼型件区段成第二外角平均值的角度。轴向-径向扩散器包括第一扩散器区段，其包括围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第三内环形壁和围绕第三内环形壁设置的第三外环形壁，其中第一扩散器区段紧接地设置在末级翼型件区段下游，其中第三内环形壁相对于旋转轴线成第三内角平均值的角度，且第三外环形壁相对于旋转轴线沿第一扩散器区段成第三外角平均值的角度。第一外角平均值大于第三外角平均值，第一内角平均值大于第三内角平均值的角度，且第三外角平均值大于第二外角平均值。[0007]技术方案1.一种燃气轮机，包括：涡轮，其包括：末级翼型件区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第一内环形壁；多个翼型件，各翼型件包括联接到所述第一内环形壁上的近端且沿径向方向向外延伸至远端；末梢护罩，其包括围绕所述第一内环形壁设置且联接到所述多个翼型件中的各个的远端上的第一外环形壁;以及固定护罩，其包括围绕所述第一内环形壁和所述第一外环形壁设置的第二外环形壁；其中，所述第一内环形壁相对于所述旋转轴线成第一内角平均值的角度，所述第一外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级翼型件区段成第一外角平均值的角度，以及所述第二外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级翼型件区段成第二外角平均值的角度；以及轴向-径向扩散器，其包括：第一扩散器区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第三内环形壁;以及围绕所述第三内环形壁设置的第三外环形壁；其中，所述第一扩散器区段紧接地设置在所述末级翼型件区段下游，所述第三内环形壁相对于所述旋转轴线成第三内角平均值的角度，以及所述第三外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述第一扩散器区段成第三外角平均值的角度；其中，所述第一外角平均值大于所述第三外角平均值，所述第一内角平均值大于所述第三内角平均值，且所述第三外角平均值大于所述第二外角平均值。[0008]技术方案2.根据技术方案1所述的燃气轮机，其中，所述第一外角平均值比所述第三外角平均值大大约2度到大约5度之间，所述第一内角平均值比所述第三内角平均值大大约3度到大约6度之间，以及所述第三外角平均值比所述第二外角平均值大大约7度到大约10度之间。[0009]技术方案3.根据技术方案1所述的燃气轮机，其中，所述第一外角平均值比所述第三外角平均值大大约4度，所述第一内角平均值比所述第三内角平均值大大约5度，以及所述第三外角平均值比所述第二外角平均值大大约9度。[0010]技术方案4.根据技术方案1所述的燃气轮机，其中，所述第一外角平均值在大约19度到大约20度之间，所述第二外角平均值在大约6度到大约8度之间，所述第三外角平均值在大约15度到大约16度之间，以及所述第三内角平均值小于大约2度。[0011]技术方案5.根据技术方案1所述的燃气轮机，其中，所述第一外角平均值为大约19度，所述第二外角平均值为大约7度，所述第三外角平均值为大约16度，以及所述第三内角平均值为大约0度。[0012]技术方案6.根据技术方案1所述的燃气轮机，其中，所述涡轮包括：末级喷嘴区段，其包括：多个喷嘴；围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第四内环形壁;以及围绕所述第四内环形壁设置的第四外环形壁；其中，所述末级喷嘴区段设置在所述末级翼型件区段上游，所述第四内环形壁相对于所述旋转轴线成第四内角平均值的角度，以及所述第四外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级喷嘴区段成第四外角平均值的角度；以及叶间间隙区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第五内环形壁;以及围绕所述第五内环形壁设置的第五外环形壁；其中，所述叶间间隙区段紧接地设置在所述末级喷嘴区段下游且紧接地设置在所述末级翼型件区段上游，所述第五内环形壁相对于所述旋转轴线成第五内角平均值的角度，以及所述第五外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述叶间间隙区段成第五外角平均值的角度；以及所述轴向-径向扩散器包括第二扩散器区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第六内环形壁;以及围绕所述第六内环形壁设置的第六外环形壁；其中，所述第二扩散器区段紧接地设置在所述第一扩散器区段下游，所述第六内环形壁相对于所述旋转轴线成第六内角平均值的角度，以及所述第六外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述第二扩散器区段成第六外角平均值的角度。[0013]技术方案7•根据技术方案6所述的燃气轮机，其中，所述第四外角平均值在大约15度到大约I7度之间，所述第五外角平均值在大约14度到大约16度之间，所述第六外角平均值在大约7度到大约9度之间，所述第四内角平均值在大约4度到大约6度之间，所述第五内角平均值在大约4度到大约5度之间，所述第一内角平均值在大约4度到大约5度之间，以及所述第六内角平均值小于大约2度。[0014]技术方案8.根据技术方案6所述的燃气轮机，其中，所述第四外角平均值为大约I6度，所述第五外角平均值为大约15度，所述第六外角平均值为大约8度，所述第四内角平均值为大约5度，所述第五内角平均值为大约5度，所述第一内角平均值为大约5度，以及所述第六内角平均值为大约0度。[0015]技术方案9.一种燃气轮机，包括：涡轮，其包括：末级喷嘴区段，其包括：多个喷嘴；围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第一内环形壁;以及围绕所述第一内环形壁设置的第一外环形壁；其中，所述第一内环壁相对于所述旋转轴线成第一内角平均值的角度，以及所述第一外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级喷嘴区段成第一外角平均值的角度；叶间间隙区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第二内环形壁;以及围绕所述第二内环形壁设置的第二外环形壁；其中，所述叶间间隙区段紧接地设置在所述末级喷嘴区段下游，所述第二内环形壁相对于所述旋转轴线成第二内角平均值的角度，以及所述第二外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述叶间间隙区段成第二外角平均值的角度;以及末级翼型件区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第三内环形壁；多个翼型件，各翼型件包括联接到所述第三内环形壁上的近端且沿径向方向向外延伸至远端；末梢护罩，其包括围绕所述第三内环形壁设置且联接到所述多个翼型件中的各个的远端上的第三外环形壁；以及固定护罩，其包括围绕所述第三内环形壁和所述第三外环形壁设置的第四外环形壁；其中，所述末级翼型件区段紧接地设置在所述叶间间隙区段下游，所述第三内环形壁相对于所述旋转轴线成第三内角平均值的角度，所述第三外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级翼型件区段成第三外角平均值的角度，且所述第四外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级翼型件区段成第四外角平均值的角度；以及轴向-径向扩散器，其包括：第一扩散器区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第五内环形壁;以及围绕所述第五内环形壁设置的第五外环形壁；其中，所述第一扩散器区段紧接地设置在所述末级翼型件区段下游，所述第五内环形壁相对于所述旋转轴线成第五内角平均值的角度，以及所述第五外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述第一扩散器区段成第五外角平均值的角度；第二扩散器区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第六内环形壁;以及围绕所述第六内环形壁设置的第六外环形壁；其中，所述第二扩散器区段紧接地设置在所述第一扩散器区段下游，所述第六内环形壁相对于所述旋转轴线成第六内角平均值的角度，以及所述第六外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述第二扩散器区段成第六外角平均值的角度；其中，所述第三外角平均值大于所述第五外角平均值，所述第三内角平均值大于所述第五内角平均值，且所述第五外角平均值大于所述第四外角平均值。[0016]技术方案10.根据技术方案9所述的燃气轮机，其中，所述第三外角平均值比所述第五外角平均值大大约2度到大约5度之间，所述第三内角平均值比第五内角平均值大大约3度到大约6度之间，以及所述第五外角平均值比所述第四外角平均值大大约7度到大约10度之间。[0017]技术方案11.根据技术方案9所述的燃气轮机，其中，所述第三外角平均值比所述第五外角平均值大大约4度，所述第三内角平均值比第五内角平均值大大约5度，以及所述第五外角平均值比所述第四外角平均值大大约9度。[0018]技术方案12.根据技术方案9所述的燃气轮机，其中，所述第三外角平均值在大约19度到大约20度之间，所述第四外角平均值在大约6度到大约8度之间，所述第五外角平均值在大约15度到大约16度之间，以及所述第五内角平均值小于大约2度。[0019]技术方案13.根据技术方案9所述的燃气轮机，其中，所述第三外角平均值为大约19度，所述第四外角平均值为大约7度，所述第五外角平均值为大约16度，以及所述第五内角平均值为大约0度。[0020]技术方案14.根据技术方案9所述的燃气轮机，其中，所述第一外角平均值在大约15度到大约17度之间，所述第二外角平均值在大约14度到大约16度之间，所述第六外角平均值在大约7度到大约9度之间，所述第一内角平均值在大约4度到大约5度之间，所述第二内角平均值在大约4度到大约5度之间，所述第三内角平均值在大约4度到大约5度之间，以及所述第六内角平均值小于大约2度。[0021]技术方案15.根据技术方案9所述的燃气轮机，其中，所述第一外角平均值为大约16度，所述第二外角平均值为大约15度，所述第六外角平均值为大约8度，所述第一内角平均值为大约5度，所述第二内角平均值为大约5度，所述第三内角平均值为大约5度，以及所述第六内角平均值为大约0度。[0022]技术方案16•—种涡轮机，包括：压缩机；燃烧器；以及涡轮，其包括：末级翼型件区段，其包括：围绕燃气轮机的旋转轴线设置的第一内环形壁；多个翼型件，各翼型件包括联接到所述第一内环形壁上的近端且沿径向方向向外延伸至远端；末梢护罩，其包括围绕所述第一内环形壁设置且联接到所述多个翼型件中的各个的远端上的第一外环形壁;以及固定护罩，其包括围绕所述第一内环形壁和所述第一外环形壁设置的第二外环形壁；其中，所述第一内环形壁相对于所述旋转轴线成第一内角平均值的角度，所述第一外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级翼型件区段成第一外角平均值的角度，以及所述第二外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级翼型件区段成第二外角平均值的角度；轴向-径向扩散器，其包括：第一扩散器区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第三内环形壁;以及围绕所述第三内环形壁设置的第三外环形壁；其中，所述第一扩散器区段紧接地设置在所述末级翼型件区段下游，所述第三内环形壁相对于所述旋转轴线成第三内角平均值的角度，以及所述第三外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述第一扩散器区段成第三外角平均值的角度；其中，所述第一外角平均值大于所述第三外角平均值，所述第一内角平均值大于所述第三内角平均值，且所述第三外角平均值大于所述第二外角平均值。[0023]技术方案17.根据技术方案16所述的涡轮机，其中，所述第三外角平均值比所述第五外角平均值大大约2度到大约5度之间，所述第三内角平均值比第五内角平均值大大约3度到大约6度之间，以及所述第五外角平均值比所述第四外角平均值大大约7度到大约10度之间。[0024]技术方案18.根据技术方案16所述的涡轮机，其中，所述第三外角平均值比所述第五外角平均值大大约4度，所述第三内角平均值比第五内角平均值大大约5度，以及所述第五外角平均值比所述第四外角平均值大大约9度。[0025]技术方案19.根据技术方案16所述的涡轮机，其中，所述涡轮包括：末级喷嘴区段，其包括：多个喷嘴；围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第四内环形壁;以及围绕所述第四内环形壁设置的第四外环形壁；其中，所述末级喷嘴区段设置在所述末级翼型件区段上游，所述第四内环形壁相对于所述旋转轴线成第四内角平均值的角度，以及所述第四外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述末级喷嘴区段成第四外角平均值的角度；以及叶间间隙区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第五内环形壁;以及围绕所述第五内环形壁设置的第五外环形壁；其中，所述叶间间隙区段紧接地设置在所述末级喷嘴区段下游且紧接地设置在所述末级翼型件区段上游，所述第五内环形壁相对于所述旋转轴线成第五内角平均值的角度，以及所述第五外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述叶间间隙区段成第五外角平均值的角度；以及所述轴向-径向扩散器包括第二扩散器区段，其包括：围绕所述燃气轮机的旋转轴线设置的第六内环形壁;以及围绕所述第六内环形壁设置的第六外环形壁；其中，所述第二扩散器区段紧接地设置在所述第一扩散器区段下游，所述第六内环形壁相对于所述旋转轴线成第六内角平均值的角度，以及所述第六外环形壁相对于所述旋转轴线沿所述第二扩散器区段成第六外角平均值的角度。[0026]技术方案2〇.根据技术方案19所述的涡轮机，其中，所述第一外角平均值在大约I5度到大约17度之间，所述第二外角平均值在大约14度到大约16度之间，所述第三外角平均值在大约19度到大约2〇度之间，所述第四外角平均值在大约6度到大约7度之间，所述第五外角平均值在大约15度到大约16度之间，所述第六外角平均值在大约7度到大约9度之间，所述第一内角平均值在大约3度到大约5度之间，所述第二内角平均值在大约4度到大约6度之间，所述第三内角平均值在大约4度到大约5度之间，所述第五内角平均值小于大约2度，以及所述第六内角平均值小于大约2度。附图说明[0027]在参照附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解，附图中相似的标号表示附图各处相似的部件，在附图中：图1为根据本公开内容的方面的涡轮机的一个实施例的简图；图2为根据本公开内容的方面的涡轮和扩散器的整合的末级的实施例的侧部截面视图；图3为根据本公开内容的方面的用于组装图2中所示的整合的系统的过程的流程图；图4为根据本公开内容的方面的用于整合的系统的一个实施例的标准化总绝对压力PTA分布的示例图；图5为根据本公开内容的方面的用于整合的系统的一个实施例的旋流分布的示例图；图6为根据本公开内容的方面的整合系统的一个实施例中的扩散器的压力恢复系数的示例图。[0028]部件列表：10涡轮机12压缩机14燃烧器16涡轮18扩散器20级22末级24旋转轴线26喷嘴末级28轮叶末级30轴向方向32径向方向32周向方向36径向平面50整合的系统52护罩54第一内环形壁56第二内环形壁58第三内环形壁62第五内环形壁64第六内环形壁66第一外环形壁68第二外环形壁70第四环形壁74第五外环形壁76第六外环形壁78环形流动通路80上游立而82下游端84末级喷嘴区段86叶间间隙区段88末级轮叶区段90护罩区段92预支撑扩散器区段94支撑扩散器区段96喷嘴98毂100轮叶102末梢104支柱106过程108框110框112框114PTA图116水平轴线118垂直轴线120目标122旧的设计124实际126旋流图128水平轴线130垂直轴线132目标134旧的设计136实际138CP图140垂直轴线142旧的设计144实际的。具体实施方式[0029]下文将描述本主题的一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简要描述，可在说明书中不描述实际实施方式的所有特征。应当认识到的是，在任何此类实际实施方式的开发中，如任何工程或设计项目中那样，必须进行许多实施方式特有的决定来实现开发者的特定目标，如，符合系统相关和业务相关的约束，这可从一个实施方式到另一个而不同。此外，应当认识到的是，虽然此开发工作可能复杂且耗时，但对于受益于本公开内容的普通技术人员仍是设计、制造和生产的例行任务。[0030]当介绍本公开内容的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在一个或多个元件。用语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的，且意思是可存在除所列元件之外的附加元件。[0031]随着在燃气涡轮发动机中的燃烧，排出流体离开燃烧器，流过涡轮，且进入扩散器中。涡轮出口流动分布（即，总压力和旋流的径向分布）可相关于扩散器性能（g卩，压力恢复系数，CP。通常，涡轮和扩散器独立地设计成用于最佳性能。令人遗憾的是，在整合此系统时，组合的涡轮和扩散器可能没有最佳地起作用。如下文所述，涡轮的毂和罩可设计成在扩散器的入口处产生总压力PTA和旋流分布，这可有助于改善扩散器性能。此外，扩散器的罩可设计成使得壁角在流富有能量时在扩散器中的早期例如，上游较陡，且在流的能量降低时随后例如，下游较浅，以防止分离。角的差异还可产生冲击效果，从而产生局部pTA尖峰，这也改善扩散器性能。本文公开的技术可用于设计涡轮和扩散器来一起工作，以改善系统的总体性能。[0032L现在转到附图，图1为涡轮机10例如，燃气涡轮发动机的一个实施例的简图。图1中所示的涡轮机10包括压缩机I2、燃烧器14、涡轮I6和扩散器18。氧化剂或一些其它气体在压缩机12中压缩，与燃料混合，给送到燃烧器14中，且然后燃烧。燃烧流体给送到涡轮16中，在该处，来自排出流体的能量转换成机械能。涡轮包括多个级20,其包括末级22。各个级20可包括联接到腚转轴上的具有围绕旋转轴线24旋转的沿轴向对准的叶片、轮叶或翼型件的环形阵列的转子，以及具有喷嘴的环形阵列的定子。因此，末级22可包括喷嘴末级26和翼型件末级28。排出流体离开涡轮且进入扩散器18，其增大排出流体的压力，且减小排出流体的速度。应当理解的是，尽管图1中示出了径向扩散器，但一些实施例可包括轴向扩散器。为了清楚起见，图1包括坐标系，其包括轴向方向30、径向方向32和周向方向34。此外，示出了径向平面36。径向平面30在一个方向上沿轴向方向30沿旋转轴线26延伸，且然后沿径向方向向外延伸。[0033]在涡轮16和扩散器18设计成与彼此一起工作时，扩散器18的性能可改善。如下文所述，涡轮16的毂和罩可设计成在扩散器18的入口处产生期望的总压力PTA和旋流分布，这可有助于改善扩散器18的性能。扩散器18的罩然后可设计成使得壁角在流富有能量时在扩散器18中的早期例如，上游较陡来提取能量，且在流的能量降低时随后例如，下游较浅，以防止分离。[0034]图2示出了整合在一起以便改善扩散器18的性能的涡轮16和扩散器18的末级22的实施例的侧部截面视图。整合的系统50可包括联接在一起的涡轮16和扩散器18。涡轮16和扩散器18可为涡轮机10例如，燃气涡轮发动机的一部分。然而，在其它实施例中，涡轮16和扩散器18可为其它系统如，蒸汽涡轮发动机等的一部分。[0035]整合的系统50可包括沿轴向方向30延伸且沿周向方向34包绕旋转轴线24的一系列连接的内环形壁54,56,58，62,64。整合的系统还可包括一系列连接的外环形壁66，68,70,74,76,其沿周向34包绕，且可与也沿轴向方向30延伸且沿周向方向34包绕旋转轴线24的内环形壁54，56，58，62，64同轴。内环形壁54，56，58,62，64和外环形壁66,68,70,74,76限定环形流动通路78,流体例如，排出流体可经由其从整合的系统50的上游端80流至下游端82。如图2中所示，整合的系统50和对应的环形流动通路78如由内环形壁54,56,58,62,64和外环形壁66,68,70,74,76限定可分解成多段。例如，在图2中所示的实施例中，从上游端80到下游端82,这些区段包括具有第一内环形壁54和第一外环形壁66的末级喷嘴区段84例如，喷嘴末级26、具有第二内环形壁56和第二外环形壁6S的叶间间隙区段86、具有第三内环形壁58和第三外环形壁70例如，护罩52的末级翼型件区段88例如，翼型件末级28、具有第五内环形壁62和第五外环形壁74的第一扩散器区段92以及具有第六内环形壁64和第六外环形壁76的第二扩散器区段94。[0036]排出流体的速度大体上穿过涡轮增大。如图2中所示，环形流动通路78在排出流体的速度减小且排出流体的压力增大时大体上经由扩散器发散。另外，如图2中所示，内环形壁54,56,58,62,64例如，a和外环形壁66,68,70,74,76例如，0的平均角可从一区段到另一区段而不同。[0037]在图2中，内环形壁54,56,58,62,64的角由a表示。沿喷嘴末级区段64的第一内环形壁54的平均角由h表示。在图2中所示的实施例中，cii为大约-4.7度。然而，ai可为-3•7到-5.7度之间的任何值。沿最后的叶间间隙区段86的第二内环形壁56的平均角由12表示。在图2中所示的实施例中，a2为大约-4.7度。然而，a2可为-3.7到-5.7度之间的任何值。应当理解的是，尽管^和〜在图2中为相同的角，但在其它实施例中，^和〜可与彼此不同。沿末级翼型件区段88的第三内环形壁58的平均角由a3表示。在图2中所示的实施例中，a3为大约-4.6度。然而，a3可为-3.6到-5.6度之间的任何值。沿第一扩散器区段92的第五内环形壁62的平均角由表不。沿第一扩散器区段⑽的第六内环形壁64的平均角由a6表示。在图2中所示的实施例中，呢和as为零。然而，应当理解的是，在一些实施例中，呢和如可不为零，且可或可不与彼此不同。[0038]类似地，在图2中，外环形壁册，68，70，74，76的角由0表示。沿末级喷嘴区段84的第一外环形壁66的平均角由表示。在图2中所示的实施例中，0!为大约15.9度。然而，0:可为14•9度到ie•9度之间的任何值。沿最后的叶间间隙区段86的第二外环形壁68的平均角由02表示。在图2中所示的实施例中，02为大约15度。然而，02可为14到16度之间的任何值。末级翼型件区段88包括一个或多个翼型件1〇〇,各个翼型件均具有由护罩52例如，第四环形外壁包绕的末梢1〇2例如，第三环形外壁或末梢护罩）。翼型件末梢102例如，第三环形外壁或末梢护罩的平均角由03表示。在图2中所示的实施例中，03为大约19.3度。然而，03可为18.3到20_3度之间的任何值。沿末级翼型件区段88包绕翼型件100的第四外环形壁70例如，护罩5¾的平均角由04表示。在图2中所示的实施例中，04为大约6.9度。然而，04可为5.9到7.9度之间的任何值。沿第一扩散器区段92的第五外环形壁74的平均角由05表示。在图2中所示的实施例中，％为大约15.7度。然而，05可为14.7到16.7度之间的任何值。沿第二扩散器区段94的第六外环形壁76的平均角由06表示。在图2中所示的实施例中，06为大约8.2度。然而，06可为7.2到9.2度之间的任何值。[0039]然而，应当理解的是，图2中所示的内环形壁54,56,58,62,64和外环形壁66，68,70,74,76的角表示沿该区段的平均角。在一些实施例中，内环形壁54,56,58,62，64和外环形壁66,68,70,74,76的角可穿过区段而变化。在一些实施例中，内环形壁54，56，58，62，64和或外环形壁66，68，70,74，76可在沿轴向方向30向下游移动时弯曲。此外，从图2中的一个区段到另一个区段的过渡示为“硬”过渡，其中内环形壁54,56，58,62，64和或外环形壁66,68,70,74,76的角在区段之间立即变化。然而，在一些实施例中，内环形壁54,56,58,62,64和或外环形壁66,68,70,74,76的角的变化可通过平滑过渡实现。[0040]在一些实施例中，内环形壁54,56,58,62，64和外环形壁66，68，70，74,76的形状可不由独立角的值限定，而是由某些角（例如，冲击角）之间或一些角的值关于其它角的值的差异限定。例如，03与之间的差异可为3.6±2.0度。例如，03与05之间的差异可为1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.6,2.8,3.0,3.2,3.4,3.8,4.0,4.2,4.4,4.6,4.8，5.0，5.2,5.4或5.6度。类似地，03与05之间的差异可为4.6±2.0度。例如，a3与a5之间的差异可为2_6，2_8，3_0，3_2，3.4，3_6，3.8，4_0，4_2，4_4，4.8，5_0，5-2，5.4，5.6,6.8,6.0,6.2,6.4或6.6度。类似地，04与95之间的差异可为8.8±2.0度。例如，04与之间的差异可为6_8,7.0,7_2,7.4,7_6,7_8,8_0,8_2,8.4,8_6,9.0，9.2，9.4，9.6，9.8，10.0，10.2，10.4，10.6或10.8度。[0041]在一些实施例中，喷嘴末级26可包括沿周向围绕第一内环形壁54设置且沿径向方向32延伸至第一外环形壁66的多个翼形喷嘴96。在一些实施例中，喷嘴％可包括如2〇15年7月1日提交的题为“BULGEDNOZZLEFORCONTROLOFSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789，507号中阐明的吸入侧凸部和或压力侧倾斜，该申请通过引用以其整体并入本公开内容中。然而，应当理解的是，本文公开的技术还可用于具有带喷嘴96的喷嘴末级26的系统中，其没有吸入侧凸部或压力侧倾斜。[0042]如前文所述，沿末级喷嘴区段84的第一内环形壁54的平均角由ai表示。在图2中所示的实施例中为大约-4.7度。然而可为-3.7到-5.7度之间的任何值。例如，^可为-3.7，-3.9，-4.1,-4.3,-4.5,-4.9，5_0,-5.1，-5.3,-5.5或-5.7度。沿末级喷嘴区段84的第一外环形壁66的平均角由01表示。在图2中所示的实施例中，h为大约15.9度。然而，01可为14.9度到16.9度之间的任何值。例如，01可为14.9，15.0，15.1，15.3,15.5，15.7,16.0，16.1，16.3，16.5，16.7，16.9或17度。[0043]叶间间隙区段86紧接地设置在末级喷嘴区段84的下游。叶间间隙区段86为环形空间，其沿径向方向32设置在第二内环形壁56与第二外环形壁68之间，且沿轴向方向30设置在末级喷嘴区段84与末级翼型件区段88之间。叶间间隙区段86提供空间，流体经由该空间在喷嘴末级26与翼型件末级28之间流动。应当理解的是，图2未按比例绘制，且沿轴向方向30的叶间间隙区段86的长度可比紧接地位于上游的末级喷嘴区段84和紧接地位于下游的末级翼型件区段88更长或更短。[0044]沿最后的叶间间隙区段86的第二内环形壁56的平均角由a2表示。在图2中所示的实施例中，a2为大约-4•7度。然而，a2可为-3•7到-5•7度之间的任何值。例如，a2可为-3.7，-3.9，4.0，-4.1，-4.3，-4.5，-4.9，5.0，-5.1，-5.3，-5.5或-5.7度。应当理解的是，尽管ajPa2在图2中为相同的角，但在其它实施例中，adPa2可与彼此不同。沿叶间间隙区段86的第二外环形壁68的平均角由02表示。在图2中所示的实施例中，02为大约15度。然而，02可为14到16度之间的任何值。例如，02可为14.0，14.2，14.4，14.6，14.8，15.2，15.4，15.6或15.8度。[0045]末级翼型件区段88紧接地设置在叶间间隙区段86下游。在一些实施例中，翼型件末级28,第三内环形壁58可为毂98的一部分。翼型件末级28还可包括多个翼形翼型件100，其沿周向围绕毂98设置，且沿径向方向32向外朝末梢102延伸。末梢102设置在翼型件100的远端处，且邻近第三外环形壁70的内表面。末梢可具有由固定护罩52或第四环形壁70包绕的末梢护罩。在一些实施例中，翼型件100可设计成具有在毂98与末梢102之间的翼展的大约65%处定心的增大的厚度，这在2015年11月9日提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936,253号中阐明，该申请通过引用以其整体并入本公开内容中。然而，应当理解的是，本文公开的技术也可用于带翼型件100的翼型件末级28的系统中，其没有在毂98与末梢102之间的翼展的大约65%处定心的增大的厚度。[0046]沿末级翼型件区段88的第三内环形壁58的平均角由a3表示。在图2中所示的实施例中，a3为大约-4•6度。然而，a3可为-3•6到-5.6度之间的任何值。例如，a3可为-3.6，-3.8，-4.0,-4.2,-4.4,-4.8,-5.0,-5_2,-5.4或-5.6度。沿翼型件100的翼型件末梢102的平均角例如，第三外环形壁或末梢护罩由03表示。在图2中所示的实施例中，％为大约19.3度。然而，03可为18.3到20.3度之间的任何值。例如，03可为18.3,18.5,18.7，18.9，19.0，19.1，19.5，19.7，19.9,20.0,20.1或20.3度。沿末级翼型件区段88的第四外环形壁70例如，护罩52的平均角由04表示。在图2中所示的实施例中，04为大约6•9度。然而，94可为5.9到7.9度之间的任何值。例如，04可为5.9，6.〇，6.1，6.3，6.5，6.7,7.〇，7.1，7.3，7.5，7.7,7.9或8.0度。[0047]扩散器1S可紧接地设置在末级翼型件区段88的下游。通过增大流过扩散器18的排出流f的流动通路的容积，扩散器降低速度且增大排出流体的压力。为了清楚起见，在本公开，容中，扩散器I8将描述为具有由其与扩散器支柱104的空间关系限定的两个区段:第一扩散器区段92和第二扩散器区段94。然而，应当理解的是，在操作中，扩散器18实际上可不分成两个区段。第一扩散器区段为沿径向方向32设置在第五内环形壁62与第五外环形壁74之间且沿轴向方向30设置在末级翼型件区段88与第二扩散器区段94之间的环形空间。第一扩散器区段92为紧接在护罩52下游且紧接在扩散器支柱1〇4上游的扩散器18的部分。第一扩散器区段92提供空间，排出流体经由该空间在末级翼型件区段88与第二扩散器区段94之间流动。应当理解的是，图2并未按比例绘制，且第一扩散器区段92在轴向方向3〇上的长度关于图2中所示的其它区段84,86,88,94可更长或更短。[0048]沿第一扩散器区段92的第五内环形壁62的平均角由a5表示。在图2中所示的实施例中，as和as为零。然而，应当理解的是，在一些实施例中，阳和如可不为零，且可或可不与彼此不同。沿第一扩散器区段吧的第五外环形壁付的平均角由05表示。在图2中所示的实施例中，h为大约15_7度。然而，05可为14.7到ie.7度之间的任何值。例如，05可为14.7，14.9，15.0，15_1，15_3，15.5，15_9，16.0，16_1，16_3，16_5或16_7度。[0049]第二扩散器区段94紧接地设置在第一扩散器区段92下游。第二扩散器区段94为沿径向方向32设置在第六内环形壁64与第六外环形壁76之间且沿轴向方向30设置在第一扩散器区段92与扩散器18的下游端⑽之间的环形空间。第二扩散器区段94为沿轴向方向从扩散器支柱104的大约前缘延伸至扩散器is的下游端82的扩散器18的部分。然而，在一些实施例中，支柱104的轴向范围可由扩散器的第一区段92和第二区段94共享。第二扩散器区段94提供空间，排出流体经由该空间在第一扩散器区段92与扩散器82的下游端之间流动。应当，解的是，图2并未按比例绘制，且第二扩散器区段94在轴向方向30上的长度关于图2中所示的其它区段84,86,88,92可更长或更短。[0050]沿第二扩散器区段94的第六内环形壁64的平均角由a6表示。在图2中所示的实施例中，仏如和as为零。然而，应当理解的是，在一些实施例中，叫為和如可不为零:且可或可不与彼此不同。沿第二扩散器区段94的第六外环形壁76的平均角由06表示。在图2中所示的实施例中，06为大约8•2度。然而，06可为7.2到9.2度之间的任何值。例如，06可为7.0，7.2，7.4，7_6，7.8，8.0，8_4，8_6，8.8，9.0或9.2度。[0051]如前文所述，应当理解的是，图2中所示和上文所述的内环形壁54,56，58,62，64和外环形壁66,68,70,74,76的角表示沿区段的平均角。在一些实施例中，内环形壁54,56,58,62,64和或外环形壁66,68,70,74,76的角可穿过区段而变化。在一些实施例中，内环形壁54，56，58，62，64和或外环形壁66,68，70，74，76可具有弯曲形状。此外，图2中从一个内环形壁54，56，58，62，64到另一个或从一个外环形壁66，68,70,74,76到另一个的过渡示为“硬”过渡，其中内环形壁54,56,58,62,64和或外环形壁66,68,70,74,76的角在区段之间立即变化。然而，在一些实施例中，内环形壁54，56，58，62，64和或外环形壁66，68，70，74，76的角的变化可通过平滑过渡实现。[0052]在一些实施例中，内环形壁54，56,58，62,64和外环形壁66,68，70，74，76的形状可不由独立角的值限定，而是由某些角之间或一些角的值关于其它角的值的差异限定。例如，03与05之间的差异可为3.6±2.0度。例如，03与05之间的差异可为1.6，1.8,2.0，2.2,2.4,2.6,2.8,3.0,3.2,3.4,3.8,4.0,4.2,4.4,4.6,4.8,5.0,5.2,5.4或5.6度。类似地，〇3与15之间的差异可为4.6±2.0度。例如，〇13与15之间的差异可为2.6，2.8,3.0,3.2,3.4,3.6,3.8,4.0,4.2,4.4,4.8,5.0,5.2,5.4,5.6,6.8,6.0,6.2,6.4或6.6度。04与05之间的差异可为8.8±2.0度。例如，04与05之间的差异可为6.8，7-0，7.2，7.4，7.6，7.8，8.0，8.2，8.4，8.6，9.0，9.2，9.4，9.6，9.8，10.0，10.2，10.4，10.6或10.8度。[0053]针对穿过末级喷嘴区段84、叶间间隙区段86和末级翼型件区段88的内环形壁和外环形壁的角（例如，01,02,03,04,ai,a2,a3参照图2所述的值可有助于产生扩散器18的入口处的期望的PTA和旋流分布。图3和4是系统的示例性PTA和旋流分布，该系统具有图2中所示的整合系统50以及2015年7月1日提交的题为“BULGEDNOZZLEFORCONTROL0FSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789,507号中阐明的末级喷嘴设计和2015年11月9日提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936，253号中阐明的末级轮叶设计，这两件申请在此通过引用以其整体并入本文公开内容中。然而，应当理解的是，图3和4仅旨在作为实例，且整合系统50的一些实施例可取决于一定数目的不同因素如，涡轮中的喷嘴的形状、涡轮中的翼型件的形状等产生不同的PTA和旋流分布。[0054]图3为用于组装整合的系统50的过程106的流程图。在框108中，提供了涡轮16。涡轮16可包括末级喷嘴区段84、叶间间隙区段86、末级翼型件区段88或它们的一些组合。末级喷嘴区段84可包括多个喷嘴96、围绕涡轮16的旋转轴线24设置的第一内环形壁54,以及围绕第一内环形壁54设置的第一外环形壁66。第一内环形壁54可相对于旋转轴线24成第一内角平均值^，且第一外环形壁66相对于旋转轴线24沿末级喷嘴区段84成第一外角平均值0lD[0055]叶间间隙区段86可包括围绕旋转轴线24设置的第二内环形壁56,以及围绕第二内环形壁56设置的第二外环形壁68。叶间间隙区段86可紧接地设置在末级喷嘴区段84的下游。第二内环形壁56可相对于旋转轴线24成第二内角平均值a2,且第二外环形壁68可相对于旋转轴线24沿叶间间隙区段86成第二外角平均值02。[0056]末级翼型件区段88可包括多个翼型件1〇〇、围绕旋转轴线24设置的第三内环形壁58、翼型件的末梢102处的第三外环形壁例如，末梢护罩），以及围绕第三内环形壁58且包绕翼型件100设置的第四外环形壁7〇例如，固定护罩52。末级翼型件区段88可紧接地设置在叶间间隙区段86下游。第三内环形壁58可相对于旋转轴线24成第三内角平均值a3,且第三外环形壁例如，末梢护罩可相对于旋转轴线24沿末级翼型件区段88成第三外角平均值93。第四外环形壁7〇例如，固定护罩可相对于旋转轴线24沿末级翼型件区段88成第四外角平均值04。[0057]在框112中，提供了轴向-径向扩散器16。轴向-径向扩散器16可包括第一扩散器区段92和第二扩散器区段94。第一扩散器区段92可包括围绕旋转轴线24设置的第五内环形壁62,以及围绕第五内环形壁62设置的第五外环形壁74。第一扩散器区段92可紧接地设置在末级翼型件区段S8下游。第五内环形壁62可相对于旋转轴线24成第五内角平均值a5，且第五外环形壁74可相对于旋转轴线24沿第一扩散器区段92成第五外角平均值05。[0058]第二扩散器区段94可包括围绕旋转轴线24设置的第六内环形壁64,以及围绕第六内环形壁64设置的第六外环形壁76。第二扩散器区段94可紧接地设置在第一扩散器区段92下游。第六内环形壁64可相对于旋转轴线24成第六内角平均值a6，且第六外环形壁76相对于旋转轴线24沿第二扩散器区段94成第六外角平均值06。[0059]各种内角平均值a,a2,a3,a5，a6和外角平均值0^02，03，04，05，06的特定值和范围关于图2论述。还参照图2所述，第三外角平均值03可大于第五外角平均值05,第三内角平均值a3可大于第五内角平均值知，且第五外角平均值05可大于第四外角平均值94。参照图2论述了这些差异的特定值和范围。[0060]图4示出了扩散器18的入口处的标准化总绝对压力PTA分布的图114。图4中所示的特定的图114来自使用图2中所示的整合的系统50的涡轮机10的实施例，以及2015年7月1日提交的题为“BULGEDNOZZLEFORCONTROLOFSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789，507号中阐明的末级喷嘴设计和2015年11月9日提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936，253号中阐明的末级翼型件设计。因此，标准化PTA图114仅为实例，且不同实施例可具有不同的PTA分布。在图4中，水平轴线116表示无单位的标准化总绝对压力PTA。标准化的PTA限定为给定百分比跨度处的PTA除以穿过整个跨度的平均PTA。垂直轴线118表示百分比跨度，其中第五内环形壁62出现在0%跨度处，且第五外环形壁74出现在100%跨度处。曲线124代表使用图2中所示的整合的系统50以及2015年7月1日提交的题为"BULGEDNOZZLEFORCONTROLOFSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789，507号中阐明的末级喷嘴设计和2015年11月9日提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936,253号中阐明的末级翼型件设计的系统的标准化PTA分布。大体上，第五内环形壁62和第五外环形壁74附近的PTA的尖峰改善扩散器18的性能。因此，从0到30%跨度的第一环形壁例如，毂附近的优选分布尖峰在中部50%中相对较平，且在从80%到100%跨度的第二环形壁例如，罩附近又出现尖峰。曲线122代表未使用所公开的整合的系统50的设计的PTA分布。如图4中可见，曲线122没有第五内环形壁62和第五外环形壁74附近的标准化PTA中的相对尖峰，且具有比跨度中部中的目标曲线120更高的PTA。不同于不使用所公开技术的系统的曲线122,曲线124具有在第五内环形壁62和第五外环形壁74附近的尖峰。此外，标准化的PTA曲线124比不使用所公开的技术的曲线122在中部的50%中更平。[0061]类似地，图5示出了扩散器18的入口处的旋流分布的图126。图5中的图126来自涡轮机10的实施例，该涡轮机10使用图2中所示的整合的系统50以及2015年7月1日提交的题为“BULGEDNOZZLEFORCONTROLOFSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789，507号中阐明的末级喷嘴设计和2015年11月9日提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936,253号中阐明的末级翼型件设计。因此，旋流分布图126仅为实例。不同的实施例可具有不同的旋流分布。在图5中，水平轴线128表示关于轴向方向30的以度表示的旋流角。垂直轴线130表示百分比跨度，其中第五内环形壁62出现在0%跨度（即，底座处，且第五外环形壁74出现在100%跨度（即，末梢处。曲线136代表使用图2中所示的整合的系统50以及2015年7月1日提交的题为“BULGEDNOZZLEFORCONTROLOFSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789,507号中阐明的末级喷嘴设计和2015年11月9日提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936，253号中阐明的末级翼型件设计的系统的旋流分布。大体上，第一环形壁40周围的略微为负的旋流和第二环形壁42周围的略微为正的旋流，以及线性斜率中间跨度例如，20%跨度到⑻%跨度改善扩散器的性能。曲线i34代表未使用所公开的整合的系统50的设计的旋流分布。如图5中所示，曲线134在第五内环形壁62附近具有略微为负的旋流角，且在第五外环形壁"74附近具有略微为正的旋流角，且在跨度中部中具有线性斜率。对于不使用所公开技术的系统，曲线136具有比曲线122更期望的品质。[0062]图6为具有图2中所示的整合的系统50的扩散器18相比于不使用所公开技术的先前设计的改善的压力恢复系数CP的图114。垂直轴线140表示从0到1的CP值。CP由扩散器恢复的压力比是测量扩散器性能的一种方式。CP在0到1之间变化。为〇的Cp值意味着扩散器未恢复穿g其的流体的任一压力。为1的〇值意味着扩散器恢复穿过其的流体的全部压力。大体上，较高CP值是期望的。如由条142指出那样，不使用所公开技术的设计具有大约〇.5的CP值。作为备选，如由条144指出那样，使用图2中所示的整合的系统50以及2015年7月1日提交的题为“BULGEDNOZZLEFORCONTROLOFSECONDARYFLOWANDOPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14789，5〇7号中阐明的末级喷嘴设计和2015年11月9曰提交的题为“LASTSTAGEAIRFOILDESIGNFOROPTIMALDIFFUSERPERFORMANCE”的美国专利申请第14936，253号中阐明的末级翼型件设计的系统具有大约〇•82的CP值。正如图4和5那样，图6中所示的CP图114仅为实例。使用所公开技术的其它实施例可产生不同的Cp值。[0063]本文所述的整合的系统5〇有助于以许多不同方式改善扩散器18的性能。首先，内环形壁54，56，58和外环形壁66,68，70的形状，穿过末级喷嘴区段84、叶间间隙区段86和末级翼型件例如，轮叶或叶片）区段S8在扩散器18的入口处产生有利的旋流和PTA分布。具体而言，第五内环形壁62和第五外环形壁74周围的PTA尖峰和近零旋流角改善扩散器18的压力恢复。第二，较早在扩散器18例如，第一扩散器区段92中的陡的（例如，大于14度）第五外环形壁74的角增大流体流富有能量的扩散器18的上游端80中未由涡轮16提取的流体流中的残余动能的回收。第三，随后在扩散器18例如，第二扩散器区段94中（其中流体流较弱）的较浅第六外环形壁76角可有助于避免扩散器18中的分离。第四，参照图2所述的角的差异可产生冲击效果例如，流体成角地撞击内环形壁54，56，58，62，64和或外环形壁66，68，70，74，76，这也可产生改善扩散器的压力恢复的第五内环形壁62和第五外环形壁74附近的期望的PTA尖峰。[00M]本书面描述使用了实例来公开主题，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本主题，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本主题的专利性范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它实例在权利要求的范围内。

权利要求：1.一种燃气轮机10，包括：涡轮16，其包括：末级翼型件区段28，其包括：围绕所述燃气轮机10的旋转轴线M设置的第一内环形壁58;麵件（刺，各麵件健雌麵職麵58上的近端98且沿径向方向向外延伸至远端102;末梢护罩，其包括围绕所述第一内环形壁58设置且联接到所述多个翼型件（1〇⑴中的各个的远端102上的第一外环形壁1〇2;以及固定护罩52，其包括围绕所述第一内环形壁58和所述第一外环形壁（1〇2设置的第二外环形壁70;、、$中，所述第一内环形壁58相对于所述旋转轴线24成第一内角平均值a3的角度，所述第一外环形壁102相对于所述旋转轴线24沿所述末级翼型件区段28成第一外角平均值作3的角度，以及所述第二外环形壁70相对于所述旋转轴线24沿所述末级翼型件区段28成第二外角平均值04的角度；以及轴向-径向扩散器18，其包括：第一扩散器区段92，其包括：围绕所述燃气轮机10的旋转轴线24设置的第三内环形壁62;以及围绕所述第三内环形壁62设置的第三外环形壁74;_其中，所述第一扩散器区段9¾紧接地设置在所述末级翼型件区段88下游，所述第三内环形壁62相对于所述旋转轴线24成第三内角平均值a5的角度，以及所述第三外环形壁74相对于所述旋转轴线（24沿所述第一扩散器区段92成第三外角平均值（05的角度；其中，所述第一外角平均值（03大于所述第三外角平均值（05，所述第一内角平均值¾大于所述第三内角平均值a5，且所述第三外角平均值（05大于所述第二外角平均值04。2.根据权利要求1所述的燃气轮机10，其特征在于，所述第一外角平均值03比所述第三外角平均值e5大大约2度到大约5度之间，所述第一内角平均值a3比所述第三内角平均值a5大大约3度到大约6度之间，以及所述第三外角平均值05比所述第二外角平均值94大大约7度到大约10度之间。3.根据权利要求1所述的燃气轮机（10，其特征在于，所述第一外角平均值03比所述第三外角平均值05大大约4度，所述第一内角平均值a3比所述第三内角平均值如大大约5度，以及所述第三外角平均值05比所述第二外角平均值04大大约9度。4.根据权利要求1所述的燃气轮机10，其特征在于，所述第一外角平均值03在大约19度到大约20度之间，所述第二外角平均值（04在大约6度到大约8度之间，所述第三外角平均值05在大约15度到大约16度之间，以及所述第三内角平均值《5小于大约2度。5.根据权利要求1所述的燃气轮机10，其特征在于，所述第一外角平均值93为大约19度，所述第二外角平均值04为大约7度，所述第三外角平均值05为大约16度，以及所述第三内角平均值〇5为大约0度。u.仪刊安氺的燃气轮机（10，其特征在于，所述涡轮（16包括.末级喷嘴区段84，其包括：•多个喷嘴96;围绕所述燃气轮机10的旋转轴线24设置的第四内环形壁54;以及围绕所述第四内环形壁54设置的第四外环形壁66;’其中，所述末级喷嘴区段84设置在所述末级翼型件区段88上游，所述第四内环形壁54相对于所述旋转轴线（24成第四内角平均值ai的角度，以及所述第四外环形壁66相对于所述旋转轴线24沿所述末级喷嘴区段84成第四外角平均值?1的角度；以及，叶间间隙区段86，其包括：围绕所述燃气轮机10的旋转轴线24设置的第五内环形壁56;以及围绕所述第五内环形壁56设置的第五外环形壁68;其中，所述叶间间隙区段86紧接地设置在所述末级喷嘴区段84下游且紧接地设置在所述末级翼型件区段88上游，所述第五内环形壁56相对于所述旋转轴线^4成第五内角平均值M的角度，以及所述第五外环形壁6S相对于所述旋转轴线24沿所述叶间间隙区段S6成第五外角平均值02的角度；以及所述轴向-径向扩散器包括第二扩散器区段94，其包括：围绕所述燃气轮机10的旋转轴线24设置的第六内环形壁64;以及围绕所述第六内环形壁64设置的第六外环形壁76;其中，所述第二扩散器区段94紧接地设置在所述第一扩散器区段92下游，所述第六内环形壁64相对于所述旋转轴线24成第六内角平均值a6的角度，以及所述第六外环形壁76相对于所述旋转轴线（24沿所述第二扩散器区段94成第六外角平均值（06的角度。7.根据权利要求6所述的燃气轮机10，其特征在于，所述第四外角平均值01在大约15度到大约17度之间，所述第五外角平均值（02在大约14度到大约16度之间，所述第六外角平均值⑽在大约7度到大约9度之间，所述第四内角平均值ai在大约4度到大约6度之间，所述第五内角平均值a2在大约4度到大约5度之间，所述第一内角平均值a3在大约4度到大约5度之间，以及所述第六内角平均值as小于大约2度。8.根据权利要求6所述的燃气轮机10，其特征在于，所述第四外角平均值01为大约16度，所述第五外角平均值02为大约15度，所述第六外角平均值06为大约8度，所述第四内角平均值a1为大约5度，所述第五内角平均值a2为大约5度，所述第一内角平均值a3为大约5度，以及所述第六内角平均值a6为大约〇度。

百度查询： 通用电气公司 用于涡轮的整合的区段的系统

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