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形成有条带的排气扩压器的支杆结构及燃气涡轮

摘要

本发明涉及形成有条带的排气扩压器的支杆结构,本发明包括:多个支杆,沿着在燃气涡轮的排气扩压器中心侧配置的扩压器主体的外侧周围配置;以及一个以上的条带,形成于上述支杆上,根据本发明,具有如下的效果,即,在上述支杆通过的废气从上述支杆的前沿沿着上述条带流动,从而缓解分离流动现象,当废气在上述支杆的前沿向上述条带进入时形成角涡,当沿着上述条带流动时形成流动方向涡流,从而缓解废气的压力损失。

著录项

  • 公开/公告号CN112983573A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-18

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 斗山重工业建设有限公司;

    申请/专利号CN202011320809.4

  • 发明设计人 曹承贤;李益祥;

    申请日2020-11-23

  • 分类号F01D25/30(20060101);F02C7/00(20060101);

  • 代理机构11227 北京集佳知识产权代理有限公司;

  • 代理人卢英日;刘晓岑

  • 地址 韩国庆尚南道

  • 入库时间 2023-06-19 11:29:13

说明书

技术领域

本发明涉及排气扩压器的支杆结构(strut structure),更详细地,涉及如下的排气扩压器的支杆结构,即,在燃气涡轮的排气扩压器的支杆上,沿着废气流动方向配置多个列条带,以此缓解通过支杆的废气的分离流动(separated flow)现象,形成各种涡流(vortices)来缓解压力损失。

背景技术

通常,涡轮装置为如将水、气体、蒸汽等的工作流体所具有的能量转换成机械能的机械,通常,是指在旋转体的圆周形成多个翼片或叶片,并向其喷射蒸汽或气体来通过冲力或反作用力使其高速旋转的涡轮型的机械。

作为涡轮装置的种类,包括利用高温高压的气体所具有的能量的燃气涡轮以及利用蒸汽所具有的能量的蒸汽涡轮等。

燃气涡轮包括:外罩;转子,以能够旋转的方式设置于上述外罩的内部;压缩机,从上述转子接收旋转力来压缩空气;燃烧器,向在上述压缩机中压缩的空气混合燃料并点火来生成燃烧气体;以及涡轮,从在上述燃烧器中生成的燃烧气体获得旋转力来使上述转子进行旋转。

而且,通过了涡轮的燃烧气体通过排气扩压器来向燃气涡轮的外部排出。

图1示出配置于现有排气扩压器7上的支杆7b的一形态。参照图1,在燃气涡轮的外壳2的后侧部,扩压器主体7a向外侧方向突出配置,沿着扩压器主体7a的外侧周围,多个支杆7b沿着放射方向突出配置。

而且,废气通过上述多个支杆7b并向外部排出,当废气通过支杆7b时,在支杆7b的前沿区域S发生分离流动,从而发生排气扩压器内部的压力损失的问题。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的问题而提出,本发明的目的在于,提供如下的排气扩压器的支杆结构,即,在燃气涡轮的排气扩压器的支杆上,沿着废气流动方向配置多个列的条带,以此缓解通过支杆的废气的分离流动现象,形成各种涡流来缓解压力损失。

用于实现上述目的的本发明涉及形成有条带的排气扩压器的支杆结构,包括:多个支杆,沿着在燃气涡轮的排气扩压器中心侧配置的扩压器主体的外侧周围配置;以及一个以上的条带,形成于上述支杆上,在上述支杆通过的废气从上述支杆的前沿沿着上述条带流动,从而缓解分离流动(separated flow)现象,当废气在上述支杆的前沿向上述条带进入时形成角涡(corner vortices),当沿着上述条带流动时形成流动方向涡流(streamwise vortices),从而缓解废气的压力损失。

并且,在本发明的实施例中,上述条带可在上述支杆上以与废气的流动方向平行的方式配置。

并且,在本发明的实施例中,上述条带可以为向上述支杆的外侧方向突出的突起型条带。

并且,在本发明的实施例中,以废气的流动方向为基准时,上述突起型条带可呈矩形剖面形状。

并且,在本发明的实施例中,若将从上述支杆的前沿到后沿为止的长度指定为c,将从上述支杆的扩压器主体连接部位到外侧端部为止的高度指定为b,则上述突起型条带的高度h能够以0≤h/c≤0.005范围的比例形成。

并且,在本发明的实施例中,上述突起型条带的宽度w能够以0.017≤w/c≤0.05范围的比例形成。

并且,在本发明的实施例中,上述突起型条带可在上述支杆上以多个列配置,在以多个列配置的上述突起型条带中,相邻的突起型条带之间的间隔s以0.05≤s/c≤0.27范围的比例形成。

并且,在本发明的实施例中,本发明还可包括为了强化废气的流动方向涡流的发生而沿着上述突起型条带的长度方向配置的子突起。

并且,在本发明的实施例中,上述突起型条带可在上述支杆上以多个列配置,上述子突起在上述突起型条带中的相邻的条带之间配置于相互不规则的位置。

并且,在本发明的实施例中,上述突起型条带可在上述支杆上以多个列配置,上述子突起在上述突起型条带中的相邻的条带之间以相向的方式配置于相互对应的位置。

并且,在本发明的实施例中,上述子突起可呈圆润的形状。

并且,在本发明的实施例中,本发明还可包括为了强化废气的角涡的发生而在上述支杆的前沿上与上述突起型条带相连接的涡流流动块。

并且,在本发明的实施例中,上述涡流流动块可包括一个以上的弯曲部。

并且,在本发明的实施例中,上述弯曲部可呈圆润的台阶形状。

并且,在本发明的实施例中,上述条带可以为向上述支杆的内侧方向凹陷的槽型条带。

并且,在本发明的实施例中,以废气的流动方向为基准,上述槽型条带可呈矩形剖面形状。

并且,在本发明的实施例中,本发明还可包括为了强化废气的流动方向涡流的发生而在上述支杆上与上述槽型条带相连接并沿着废气流动方向配置的子槽。

并且,在本发明的实施例中,上述子槽可包括:曲线部,与上述槽型条带相连接;以及直线部,与上述曲线部相连接,沿着废气的流动方向配置。

并且,在本发明的实施例中,本发明还包括为了强化废气在上述支杆的前沿中的角涡的发生而在上述支杆的前沿与上述槽型条带相连接且比上述槽型条带的宽度更扩张的扩张切开部。

本发明的燃气涡轮可包括:压缩机部,用于压缩空气;燃烧器,与上述压缩机部相连接,用于使在上述压缩机中压缩的压缩空气燃烧;涡轮部,与上述燃烧器相连接,通过从上述燃烧器排出的废气来产生动力;以及排气扩压器,与上述涡轮部相连接,包括向外部排出通过了上述涡轮部的废气的上述的形成有条带的支杆。

根据本发明,随着在排气扩压器的支杆形成条带,可以在支杆的前沿缓解废气的分离流动现象。

并且,当废气向支杆流动时,在支杆的前沿形成角涡(corner vortices),在条带的长度方向,形成流动方向涡流(streamwise vortices),从而缓解排气扩压器内部的压力损失。

结果,可以提高燃气涡轮的效率。

附图说明

图1为示出现有燃气涡轮的排气扩压器的支杆结构的图。

图2为示出燃气涡轮的一般结构的图。

图3为示出在本发明中的突起型条带形成于排气扩压器的支杆的结构的图。

图4为示出在本发明中的槽型条带形成于排气扩压器的支杆的结构的图。

图5为示出支杆的长度c及高度b和条带的高度h及宽度w、条带之间的间隔s的图。

图6为根据支杆的条带的存在与否比较分离流动(separated flow)现象与角涡(corner vortices)及流动方向涡流(streamwise vortices)的发生的图。

图7为示出根据s/c、w/c、h/c之间的比例关系的升力系数的程度的图。

图8为在特定雷诺数Re(无单位)下根据条带的存在与否比较升力系数(liftcoefficient)及阻力系数(drag coefficient)的图。

图9为在特定雷诺数Re(无单位)下根据条带的存在与否比较极曲线(drag polar)的图。

图10为示出本发明的突起型条带的另一实施例的图。

图11为示出本发明的突起型条带的又一实施例的图。

图12为示出本发明的突起型条带的又一实施例的图。

图13为示出本发明的槽型条带的另一实施例的图。

图14为示出本发明的槽型条带的又一实施例的图。

附图标记说明

10:排气扩压器

100:支杆 110:前沿

120:后沿 130:扩压器主体连接部

140:外侧端部

200:条带 200:边界面

210:突起型条带 212:子突起

214:涡流诱导块 215:弯曲部

230:槽型条带 233:子槽

234:曲线部 235:直线部

237:扩张切开部

E:废气

F1:分离流动(separated flow)

G1:角涡(corner vortices)

G2:流动方向涡流(streamwise vortices)

具体实施方式

以下,参照附图,详细说明本发明的形成有条带的排气扩压器的支杆结构及燃气涡轮的优选实施例。

在说明本发明之前,参照附图,说明燃气涡轮1的结构。

参照图2,基本上,燃气涡轮可包括:外壳2(casing),形成外观;压缩机部4(compressor section),用于压缩空气;燃烧器5(combuster),用于燃烧空气;涡轮部6(turbine section),利用所燃烧的气体进行发电;排气扩压器10,用于排出废气;以及转子3(rotor),与压缩机部4和涡轮部6相连接来传递旋转动力。

热力学上,外部的空气向与燃气涡轮的上游侧相对应的压缩机部(compressorsection)流入并经过绝热压缩过程。所压缩的空气向燃烧器部流入并与燃料混合来进行等压燃烧过程,燃烧气体向与燃气涡轮的下游侧相对应的涡轮部流入来进行绝热膨胀过程。

以空气的流动方向为基准进行说明,在上述外壳2的前方设置压缩机部4,在后方设置涡轮部6。

在上述压缩机部4与上述涡轮部6之间设置用于向上述压缩机部4传递从上述涡轮部6发生的旋转扭矩的扭管3b。

在上述压缩机部4设置多个(例如,14个)压缩机转子盘4a,各个上述压缩机转子盘4a通过连杆3a以不在轴方向上隔开的方式被紧固。

在上述连杆3a贯通各个上述压缩机转子盘4a的中心的状态下,各个上述压缩机转子盘4a相互沿着轴方向整列。在上述压缩机转子盘4a的外周部分,沿着轴方向突出地形成有以不能进行相对旋转的方式与相邻的转子盘相结合的凸缘(未图示)。

在上述压缩机转子盘4a的外周面,以放射状结合有多个动叶4b(blade)(或称为斗状物(bucket))。各个上述动叶4b包括燕尾接合部(未图示),从而紧固在上述压缩机转子盘4a。

燕尾接合部的紧固方式包括切向式(tangential type)和轴向式(axial type)。上述紧固方式可根据一般使用的燃气涡轮的需要结构选择。根据情况,利用除上述燕尾接合部之外的其他紧固装置来将上述压缩机动叶4b紧固在压缩机转子盘4a。

在此情况下,在外壳2中,在压缩机部4的内周面,相对于上述压缩机动叶4b的相对旋转运动的静叶(未图示)(或称为喷嘴)可安装于隔膜(未图示)上而配置。

上述连杆3a配置成贯通上述多个压缩机转子盘4a的中心部,一侧端部紧固在位于最上游侧的压缩机转子盘4a内,另一侧端部固定于上述扭管3b。

上述连杆3a的形态可根据燃气涡轮呈多种结构,因此,并不局限于附图所揭示的形态。

既可以具有一个连杆3a贯通压缩机转子盘4a的中心部的形态,也可以具有多个连杆3a以圆周状配置的形态,还可以混用两种形态。

将从上述燃烧器5流入的压缩空气与燃料混合并使其燃烧来形成高能量的高温、高压燃烧气体,通过等压燃烧过程,将燃烧气体温度上升至燃烧器5及涡轮部6的部件可以承受的耐热限度。

构成燃气涡轮的燃烧系统的燃烧器5可以在以单元形态形成的外壳2内排列有多个。

另一方面,通常,在涡轮部6中,来自燃烧器5的高温、高压的燃烧气体一边膨胀一边向涡轮部6的旋转叶片施加冲动、反作用力来转换成机械能。

在涡轮部6中获取的机械能作为在压缩机部4中压缩空气所需的能量而提供,剩余机械能用于驱动发电机来生产电力。

在上述涡轮部6中在腔室内交替配置有静叶片及动叶片,通过燃烧气体驱动动叶片,由此使与发电机相连接的输出轴旋转驱动。

为此,在上述涡轮部6设置多个涡轮转子盘6a。基本上,上述各个涡轮转子盘6a具有与上述压缩机转子盘4a类似的形态。

上述涡轮转子盘6a也包括用于与相邻的涡轮转子盘6a相结合的凸缘(未图示),包括以放射状配置的多个涡轮动叶6b(或称之为斗状物“bucket”)。上述涡轮动叶6b也可通过接头方式与上述涡轮转子盘6a相结合。

在此情况下,在外壳2中的涡轮部6的内周面,相对于上述涡轮动叶6b的相对旋转运动的静叶(未图示)(或称为喷嘴)可安装于隔膜(未图示)上而配置。

在具有上述结构的燃气涡轮中,所流入的空气在压缩机部4中被压缩,在燃烧器5中燃烧之后,向涡轮部6移动并发电驱动,通过排气扩压器10向大气排出。

排气扩压器10可配置有从排气扩压器的内部中心侧向外侧方向突出的圆筒形状的扩压器主体20,在扩压器主体20的外侧周围,沿着放射方向配置多个支杆100。

其中,上述扭管3b、压缩机转子盘4a,、压缩器动叶4b、涡轮转子盘6a、涡轮动叶6b及连杆3a等为旋转驱动要素,可以一并称为转子3或旋转体。而且,外壳2、静叶(vane;未图示)、隔膜(diaphram,未图示)等为非旋转结构要素,可一并称为定子(stator)或固定体。

对于燃气涡轮的一般形态的结构如上所述,以下,说明适用于上述燃气涡轮的本发明。

首先,说明突起型条带210。

图3为示出在本发明中的突起型条带210形成于排气扩压器10的支杆100的结构的图,图5为示出支杆100的长度c及高度b和条带200的高度h及宽度w、条带200之间的间隔s的图。

而且,图6为根据支杆100的条带200存在与否比较分离流动(separated flow)F1现象发生、与角涡(corner vortices)G1及流动方向涡流(streamwise vortices)G2发生的图,图7为示出根据s/c、w/c、h/c之间的比例关系的升力系数的程度的图,图8为在特定雷诺数Re(无单位)下根据条带200的存在与否比较升力系数(lift coefficient)及阻力系数(drag coefficient)的图,图9为在特定雷诺数Re(无单位)下根据条带200的存在与否比较极曲线(drag polar)的图。

而且,图10为示出本发明的突起型条带210的另一实施例的图,图11为示出本发明的突起型条带210的又一实施例的图,图12为示出本发明的突起型条带210的又一实施例的图。

首先,参照图3,形成有本发明条带200的排气扩压器10的支杆100结构可包括:多个支杆100,沿着配置于燃气涡轮的排气扩压器10中心侧的扩压器主体20的外侧周围配置;以及一个以上的条带200,形成于上述支杆100上。在本发明中,上述条带200可以在上述支杆100上以多个列配置。

而且,上述条带200可以在上述支杆100上,可与废气E的流动方向平行地形成,图3中,上述条带200可呈向上述支杆100的外侧方向突出的突起型条带210形态。

并且,以废气E的流动方向为基准,上述突起型条带210可呈矩形剖面,但并不局限于此。

其中,参照图6,示出根据支杆100的条带200的存在与否比较分离流动F1现象发生和角涡G1及流动方向涡流G2发生。

在不形成条带200的情况下,若在具有前沿7b1和后沿7b2的支杆7b中,废气E进行流动并到达支杆7b的前沿7b1,则沿着支杆7b的曲面移动时,发生分离流动F1现象。由此,排气扩压器10内部的压力将会降低,从而发生压力损失。

相反,在形成有条带200的支杆100中,若废气E进行流动并到达支杆100的前沿110,则通过条带200抑制并缓解分离流动F1。

即,当废气E向支杆100的前沿110进入时,在条带200之间进行移动并发生角涡G1。因上述角涡的发生,废气E在前沿110附近呈现出混合附加流动(attached flow),分离流动F1现象得到抑制。

而且,当废气E在条带200之间流动时,在与条带200的边界面200a发生基于摩擦的流动阻力,这将引起流动方向涡流G2的发生。若形成流动方向涡流G2,则呈现出废气E混合附加流动,分离流动F1现象得到抑制。

因配置上述条带200,在上述支杆100上的分离流动F1现象得到抑制、缓解,这可通过图5及图7所示的试验结果值确认。

首先,参照图5,揭示了上述突起型条带210的试验设计基准。可将从上述支杆100的前沿110至后沿120的长度指定为c,将从上述支杆100的扩压器主体连接部130至外侧端部140的高度指定为b。

而且,可指定上述突起型条带210的高度h、宽度w及相邻突起型条带210之间的间隔S。

以试验结果为基础,上述指定的参数(parameter)可以具有如下的关系。

(1)上述突起型条带210的高度h可按0≤h/c≤0.005范围的比例设计。

(2)上述突起型条带210的宽度W可按0.017≤w/c≤0.05范围的比例设计。

(3)在以多个列配置的上述突起型条带210中,相邻的突起型条带210之间的间隔S可按0.05≤s/c≤0.27范围的比例设计。

与上述突起型条带210的高度h、宽度w及相邻的突起型条带210之间的间隔S有关的范围值可以为通过试验导出的最优的范围值。

参照图7,在支杆100未形成条带200的情况下(V0),所测定的升力系数C

在试验的设计值中,如图6所示,在h/c、w/c、s/c轴上表示的4个区域(V1、V2、V3、V4)中,升力系数C

在试验结果中,最优的设计范围值被导出为如下情况,即,上述突起型条带210的高度h按0≤h/c≤0.005范围的比例设计,上述突起型条带210的宽度w按0.017≤w/c≤0.05范围的比例设计,在以多个列配置的上述突起型条带210中,相邻的突起型条带210之间的间隔S按0.05≤s/c≤0.27范围的比例设计。

在最大升力系数C

(h/c,w/c,s/c)=(0.003,0.03,0.15)

即,当取h/c=0.003、w/c=0.03、s/c=0.15的值时,发生最大的升力系数C

对于上述最优化结果的可靠性相关系数(Reliability of the optimizationresult)R2=99.6%。在各个区域(V1、V2、V3、V4)中的试验通过多个点P中的值进行。由于试验结果值呈现出高的可靠性,因此在适用上述h/c、w/c、s/c设计比例的情况下,可以防止在支杆100中的分离流动F1所带来的升力系数C

图6中分离流动F1的现象得到抑制、缓解的情况意味着图7中的升力系数C

接着,参照图8,示出在特定雷诺数Re(无单位)下根据条带200的存在与否比较升力系数C

其中,试验图表的角度α可以为向支杆100的前沿110进入的废气的进入角度。从燃气涡轮的涡轮部排出的废气由于在通过旋转的涡轮动叶之后向排气扩压器排出,因此,当向支杆100进入时,相对于支杆100的前沿110形成规定的进入角度。

而且,试验图表的Re为雷诺数,且无单位。

参照图8的试验图表,相对于支杆100的前沿110的废气进入角度α值越大,升力系数C

但是,在废气的进入角度α大于11°~12°的情况下,可以确认就升力系数C

相反,与不形成条带200的情况相比,在形成条带200的情况下,可以确认升力系数C

即,与没有条带200的情况相比,在具有条带200的情况下,如图6所示,分离流动F1现象得到抑制、缓解,发生角涡G1及流动方向涡流G2,因此,升力系数C

试验结果可以确认,与未形成条带200的情况相比,在形成条带200的情况下,升力系数C

接着,废气相对于支杆100的前沿110的进入角度α值越大,阻力系数C

但是,在废气的进入角度α大于11°~12°的情况下,当不形成条带200时,可以确认阻力系数C

而且,在形成条带200的情况下,可以确认阻力系数C

雷诺数为Re=60000的条件的条带200呈现出比较大的阻力系数C

相反,与雷诺数为Re=60000的条件的条带200相比,雷诺数为Re=180000的条件的条带200呈现出比较缓慢的增加趋势。并且,与在没有条带200的情况下在各个雷诺数Re=60000、Re=180000下测定的增加趋势相比,也呈现出缓慢的增加趋势。

可以确认雷诺数越大,在支杆100形成条带200的情况下,阻力系数C

试验结果可以确认,雷诺数越大,与未形成条带200的情况相比,在形成条带200的情况下,阻力系数C

接着,参照图9,示出在特定雷诺数(Re;无单位)下根据条带200的存在与否比较极曲线(drag polar)的试验图表。

对于极曲线,在横轴标记阻力系数C

如图9所示,在没有条带200的情况下,随着阻力系数C

这意味着在支杆100的前沿110,与阻力系数C

相反,在形成条带200的情况下可以确认,在初期,在阻力系数C

这意味着在支杆100的前沿110,即使与阻力系数C

即,以试验结果为基础可以确认,与没有条带200的情况相比,在具有条带200的情况下,显著防止升力系数C

而且,在图9的极曲线呈现出,在与雷诺数Re无关地形成条带200的情况下,即使阻力系数C

结果,与在支杆100未形成条带200的情况相比,在支杆100形成条带200的情况下,稳定地维持升力系数C

而且,用于导出这种结论的最优的设计范围如下。

0≤h/c≤0.005

0.017≤w/c≤0.05

0.05≤s/c≤0.27

其中,发生最大的升力系数C

h/c=0.003

w/c=0.03

s/c=0.15

另一方面,图10、图11及图12示出上述突起型条带210的不同实施例。

首先,参照图10及图11,本发明的突起型条带210为了强化废气E的流动方向涡流G2发生而还可包括子突起212,该子突起212沿着上述突起型条带210的长度方向配置。

图10中,上述子突起212可配置于上述突起型条带210中相邻的条带200之间的相互不规则的位置。

在此情况下,向支杆100的前沿110进入的废气E在前沿110发生角涡G1,当沿着条带200长度方向移动时发生流动方向涡流G2。

而且,当废气E在沿着条带200的长度方向换句话说沿着废气E的流动方向隔着规定间隔配置的多个子突起212通过时,因子突起212的形状,而流动方向发生变化,由此,在子突起212的进入面发生另外的涡流。

由于因配置上述子突起212而发生另外的涡流,因此,可以进一步缓解压力损失。

接着,在图11中,上述子突起212可以在上述突起型条带210中相邻的条带200的相对应的位置相向配置。

在此情况下,向支杆100的前沿110进入的废气E在前沿110发生角涡G1,当沿着条带200的长度方向移动时发生流动方向涡流G2。

而且,当废气E在沿着条带200的长度方向换句话说沿着废气E的流动方向隔着规定间隔配置的多个子突起212通过时,因子突起212的形状,而流动方向发生变化,由此,在子突起212的进入面发生另外的涡流。

而且,另外的涡流因配置于相邻的条带200上的相对应的位置的一对子突起212而发生废气E的混合。这可以在相邻的条带200之间的间隔充分小时发生。通过上述涡流之间的混合,可以进一步缓解压力损失。

在本发明中,上述子突起212可呈圆润形状。这是因为在圆润形状的情况下,当废气E向子突起212进入时,所受到的流动阻力较小,从而可以顺畅地诱导涡流发生。

但并不局限于此,可根据设计形态考虑能够诱导相同的效果的不同形状。

以下,参照图12,本发明的另一实施例为了强化废气E的角涡G1的发生而可配置涡流诱导块214,该涡流诱导块214在上述支杆100的前沿110上与上述突起型条带210相连接。而且,在上述涡流诱导块214可形成一个以上的弯曲部215。

在此情况下,当废气E向支杆100的前沿110进入时,在涡流诱导块214的弯曲部215,沿着弯曲形状流动而形成另外的角涡G1。即,在前沿110中,角涡G1可得到进一步强化,这可以与流动方向涡流G2一同进一步缓解在排气扩压器10内部的压力损失。

其中,弯曲部215的形状可以为圆润的台阶形状。但是,可以根据设计形态而考虑能够诱导相同效果的其他形状。

接着,说明槽型条带230。

图4为示出在本发明中的槽型条带230形成于排气扩压器10的支杆100的结构的图,图13为示出本发明的槽型条带230的另一实施例的图,图14为示出本发明的槽型条带230的又一实施例的图。

首先,参照图4,形成有本发明条带200的排气扩压器10的支杆100结构可包括:多个支杆100,沿着配置于燃气涡轮的排气扩压器10的中心侧的扩压器10主体的外侧周围配置;以及一个以上的条带200,形成于上述支杆100上。在本发明中,上述条带200可以在上述支杆100上以多个列配置。

而且,上述条带200可以在上述支杆100上,与废气E的流动方向平行地形成,图3中,上述条带200可以为对向上述支杆100的内侧方向凹陷的槽型条带230的实施例。

并且,以废气E的流动方向为基准,上述槽型条带230可呈矩形剖面形状。但并不局限于此。

接着,参照图6,示出根据支杆100的条带200的存在与否比较分离流动F1现象发生与角涡G1及流动方向涡流G2发生。

虽然上述条带200以突起型条带210表现,但是,在槽型条带230也可以预期并导出对于角涡G1和流动方向涡流G2的类似作用。

详细的说明将参照上述图6的说明部分。

再次参照图4,揭示了上述槽型条带230的设计基准。可以指定上述槽型条带230的高度h及宽度w、相邻突起型条带210之间的间隔s。

在此情况下,参照图5,可将从上述支杆100的前沿110至后沿120的长度指定为c,将从上述支杆100的扩压器10主体连接部130至外侧端部140的高度指定为b。

以图7中的试验结果为基础,上述指定的参数(parameter)可设计为如下的关系。

虽然上述试验为与突起型条带210有关的试验,但在导出类似效果的侧面,突起型条带210的范围值可以在槽型条带230的范围值适用类似的基准。当然,以试验结果为基础,可确定其他范围值。

上述槽型条带230的高度h可按0≤h/c≤0.005范围的比例设计。

上述槽型条带230的宽度w可按0.017≤w/c≤0.05范围的比例设计。

在以多个列配置的上述槽型条带230中,相邻槽型条带230之间的间隔s可按0.05≤s/c≤0.27范围的比例设计。

与上述槽型条带230的高度h、宽度w及相邻槽型条带230之间的间隔s有关的值,能够以突起型条带210的试验结果值为基础来采用类似的最优范围值。

其中,与图7至图9所示的升力系数C

结果,参照突起型条带210的试验结果,在槽型条带230的情况下,作为最优值,可以采用及设计h/c=0.003、w/c=0.03、s/c=0.15的比例值。当然,最优值可根据最终试验结果改变。

另一方面,参照图13,本发明的槽型条带230的另一实施例为了强化废气E的流动方向涡流G2的发生,还可包括子槽233,该子槽233在上述支杆100上与上述槽型条带230相连接,并且沿着废气E流动方向配置。

上述子槽233可包括:曲线部234,与上述槽型条带230相连接;以及直线部235,与上述曲线部234相连接,沿着废气E的流动方向配置。

首先,向支杆100行进的废气E在向槽型条带230进入时发生角涡G1,沿着槽型条带230流动并通过与条带200的边界面的摩擦而发生流动方向涡流G2。

并且,沿着槽型条带230的内部流动的废气E的一部分可向上述子槽233的曲线部234迂回流动,之后,可以沿着直线部235流动。通过与曲线部234和直线部235的边界面的摩擦而发生流动方向涡流G2。

而且,当向相邻的槽型条带230之间行进的废气E在通过上述子槽233时,因与子槽233的高度差而发生流动方向涡流G2。

即,随着形成上述子槽233,通过支杆100的废气E整体上呈现出强化流动方向涡流G2的效果,上述效果缓解排气扩压器10内部的压力损失。

接着,参照图14,本发明的槽型条带230的另一实施例为了在上述支杆100的前沿110强化废气E的角涡G1的发生,而可以包括扩张切开部237,该扩张切开部237在上述支杆100的前沿110与上述槽型条带230相连接,比上述槽型条带230的宽度更扩张。

在此情况下,向支杆100进入的废气E在支杆100的前沿110,沿着扩张切开部237,向槽型条带230的方向流动并混合。

在此情况下,通过前沿110自身的角涡G1和与随着流动方向的改变而聚集的废气E的混合,角涡G1得到强化。

从而缓解在排气扩压器10的内部中的压力损失。之后,沿着槽型条带230的内部流动的废气E通过与槽型条带230的边界面的摩擦而形成流动方向涡流G2。

综上所述,在本发明的多个实施例中,发生支杆100中的角涡G1及流动方向涡流G2,缓解分离流动F1,由此发挥出缓解排气扩压器10内部的压力损失的效果。

以上的事项仅示出形成有条带的排气扩压器的支杆结构的特定实施例。

因此,在不超出以下的发明要求保护范围中所记载的本发明的主旨的范围内,本发明所属技术领域的普通技术人员可以轻松进行多种形态的置换、变形。

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