用于燃气涡轮发动机燃烧气体管道的结构安装装置制造方法及图纸

一种燃气涡轮发动机的管道装置(10)，包括：环形腔室(14)，其被配置成接收多个源自各罐式燃烧器的燃烧气体的离散流并递送离散流到涡轮入口环形部，其中所述环形腔室包括内径(52)和外径(60)；外径安装装置(34)，其被配置为允许相对径向运动，并防止外径和涡轮导叶载体(20)之间的相对轴向运动和圆周运动；和内径安装装置(36)，其包括固定到所述涡轮导叶载体的支架(64)，其中所述支架被配置为允许所述内径与所述外径径向移动，并防止所述内径相对于所述外径的轴向偏转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于联邦政府资助开发的声明本专利技术的开发由美国能源部授予的合同号DE-FC26-05NT42644部分支持。因此，美国政府可以拥有本专利技术的某些权利。
本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的环管形燃烧系统的安装装置。具体地，该装置允许相对径向运动，但防止燃烧系统的环形腔室和固定有环形腔室的涡轮导叶载体之间的相对轴向运动。
技术介绍
传统的环管形燃气涡轮发动机包括多个单独的燃烧器罐，其每一个可以被固定到相应的过渡管道，所述过渡管道引导燃烧气体从燃烧器罐并通过入口导叶到涡轮入口环形部的相应部分。燃烧气体的每个流保持从燃烧器的离散直到离开各自的过渡管道。与此相反，在使用管形燃烧器的某些新兴燃气涡轮发动机中，过渡管道阵列被替换为管道装置，其接收来自重新定位燃烧器罐的离散燃烧气体流，将它们加速至适合于递送到第一行涡轮叶片的速度，并将它们引导到共同管道结构，该共同管道结构可以包括其中燃烧气体流不再彼此分开的环形腔室。环形腔室直接排气到涡轮机入口。(其中即使在共同管道结构内各个流也保持离散的其他结构存在。)通过该装置产生的适当取向和速度消除了对存在于常规装置中的第一行入口导叶的需求。此配置的示例可以在Charron等人的2011年8月25日公布的美国专利申请公开号2011/0203282中看到，其通过引用整体并入本文。在传统的燃气涡轮发动机燃烧器装置中，由于燃烧气体流在过渡管道中不被大量加速，在围绕过渡管道的增压室内的压缩空气和过渡管道中的燃烧气体流的静压力之间存在相对小的静压差。因此，存在一个比较小的在过渡管道的外表面上向内按压的力。与此相反，在新兴技术的管道装置中，燃烧气体流以显著更高的速度行进。这导致显著更大的压力差(至多6个大气压)，并产生作用在管道装置的外表面上的力。在具有加速几何形状的配置中，其将燃烧气体流加速到用于递送到第一行涡轮机叶片的适当速度，例如具有环形腔室的配置，环形腔室经历这些力中最大的力，因为燃烧气体流在环形腔室内时被充分加速。这些力起作用以使管道装置，特别是环形腔室变形，并且在本领域中有改善余地以抵制这种变形。附图说明本专利技术在以下的描述结合附图进行说明，所述附图示出了：图1是可使用本文中所描述的安装装置的管道装置的示意性图示。图2是图1的管道装置的示意性图示，其被定位在燃气涡轮发动机的燃烧段内。图3是图2的燃气涡轮发动机的燃烧段内的管道装置的环形腔室的沿图1的A-A的示意性剖面，其示出了安装装置的示例性实施例。图4是沿图3的沿B-B的视图。图5-7是安装装置的替代示例性实施例。具体实施方式本专利技术人设计了一种可以抵抗与新兴技术环管型燃烧装置相关联的管道变形的创新安装装置。该安装装置允许相对径向运动，同时防止相对于涡轮导叶载体的管道的相对轴向运动，其中管道安装到涡轮导叶载体。此外，安装装置提供了支撑作用，其帮助管道保持其形状/轮廓，尽管压力引起的力起作用以使管道变形。图1是管道装置10从后向前看所观察的示意性图示，其可与正确取向的罐式燃烧器(未示出)一起使用。管道装置10接收燃烧气体，并引导其朝向涡轮(未示出)的入口环形部(未示出)。管道装置10可包括多个锥体12，其分别被配置成接收从相应的罐式燃烧器传出的燃烧气体的离散流。每个锥体12可以是离散管道的一部分，并且各管道可并入共同管道结构。共同管道结构可包括所有的燃烧气体流流动进入的环形腔室14。加速结构16可以存在，以将它从进入锥体12时行进的速度加速到适于递送至第一行涡轮机叶片(未示出)的速度，该速度可以接近0.8马赫及以上。图2示出了管道装置10(为清楚起见无锥体12)，其被定位在燃气涡轮发动机的涡轮导叶载体20内。压缩空气离开压缩机出口扩散器22并进入围绕管道装置10的增压室24。当朝向入口(未示出)移动到燃烧器罐(未示出)时，压缩空气在增压室24内相对缓慢地移动。一旦压缩空气与燃料混合并在罐内燃烧，它由管道装置10接收并经由在图2中部分可见的加速结构16加速到接近0.8马赫及以上的相对快的速度。在涡轮导叶载体20中部分可见的是环形腔室14，其经历了大量的压力引起的力。图3是图1的沿A-A的剖面，其示出了包括环形腔室14的管道装置10的共同管道结构。在环形腔室14的后端是出口30，在进入出口30紧接后方的涡轮入口环形部(未示出)之前，燃烧气体从该出口排出。安装装置32的一个示例性实施例包括外径安装装置34和内径安装装置36。外径安装装置34可允许在径向方向38上的运动并限制在轴向方向40上的运动。在如图所示的示例性实施例中，这可以通过开槽装置实现，例如由与环形腔室14的外径52相关联的径向取向外径凸缘50和相对于涡轮机导叶载体20固定的径向取向外安装槽54形成的开槽装置实现。(凸缘和槽的位置可以很容易地切换并仍然实现相同目标或相对径向而非轴向运动)。当被接合时，外径安装装置34允许环形腔室14的外径52相对于涡轮导叶载体20的径向运动。这是非常重要的，因为在瞬时事件期间，两者可能以不同的速率加热和冷却，这可能导致在径向方向上的相对热增长，该热增长需要相对的径向运动来避免两者之间的热应力。此外，操作过程中的振动可能需要径向运动的自由。然而，相对的轴向运动必须被防止以阻止环形腔室14到达第一行涡轮叶片。内径安装装置36是指被需要以固定环形腔室14的内径60的装置。内径安装装置36被配置为允许相对径向运动并防止相对轴向运动，并且可包括：与环形腔室14的内径60相关联的内径凸缘62、支架64、以及相对于涡轮导叶载体20固定的径向取向内安装槽66。支架64包括导叶载体端68和环形腔室端70。导叶载体端68可以包括支架径向取向凸缘72，其被配置为装配在径向取向内安装槽66内。环形腔室端70可固定地固定到内径凸缘62。通过固定地被固定意味着相对运动在该位置是不允许的。在这种结构中可以看出，环形腔室14的内径60通过内径凸缘62、支架64、支架径向取向凸缘72和径向取向内安装槽66，以允许内径60与涡轮导叶载体20之间的相对径向运动并防止相对轴向运动的方式被固定到涡轮导叶载体20。支架64将通过内径60的任何径向运动浮动，并且因此会在径向取向内安装槽66内浮动。然而，轴向运动将被防止，因为支架的导叶载体端68通过涡轮导叶载体20的前表面80被防止轴向运动。支架64的固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机管道装置，包括：共同管道结构，其被配置以接收多个源自各罐式燃烧器的燃烧气体的离散流，并递送所述离散流到涡轮入口环形部，其中环形腔室包括内径和外径；外径安装装置，其被配置成允许所述外径和涡轮导叶载体之间的相对径向运动，并防止相对轴向运动；和内径安装装置，其包括固定到所述涡轮导叶载体的支架，其中所述支架被配置为允许所述内径与所述外径径向移动，并防止所述内径相对于所述外径的轴向偏曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.22 US 14/059,5211.一种燃气涡轮发动机管道装置，包括：
共同管道结构，其被配置以接收多个源自各罐式燃烧器的燃烧气
体的离散流，并递送所述离散流到涡轮入口环形部，其中环形腔室包
括内径和外径；
外径安装装置，其被配置成允许所述外径和涡轮导叶载体之间的
相对径向运动，并防止相对轴向运动；和
内径安装装置，其包括固定到所述涡轮导叶载体的支架，其中所
述支架被配置为允许所述内径与所述外径径向移动，并防止所述内径
相对于所述外径的轴向偏曲。
2.如权利要求1所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述外径
安装装置包括所述环形腔室的径向取向外径凸缘和相对于所述涡轮
导叶载体被固定的径向取向外安装槽，其中所述环形腔室的外径凸缘
存在于所述径向取向外安装槽中。
3.如权利要求1所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述内径
安装装置包括所述环形腔室的内径凸缘和相对于所述涡轮导叶载体
被固定的径向取向内安装槽，并且其中所述支架被固定到所述环形腔
室内径凸缘和所述涡轮导叶载体内安装槽。
4.如权利要求3所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述支架
的导叶载体端包括径向取向凸缘，其被配置为存在于所述涡轮导叶载
体内安装槽内。
5.如权利要求4所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述支架
的环形腔室端被固定地固定到所述环形腔室内径凸缘。
6.如权利要求4所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述支架
的环形腔室端包括其中存在所述环形腔室内径凸缘的槽。
7.如权利要求1所述的燃气涡轮发动机管道装置，进一步包括补
充支撑装置，其被配置为所述管道装置的附加位置提供支撑，其中所
述附加位置在导叶载体端和所述支架的环形腔室端之间的补充支撑

\t点被固定到所述支架。
8.如权利要求7所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述附加
位置被固定地固定到所述补充支撑点。
9.如权利要求7所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述附加
位置和所述补充支撑点滑动接触。
10.如权利要求2所述的燃气涡轮发动机管道装置，其中所述外
径安装装置还包括防旋转装置，其包括相对于所述涡轮导叶载体固定
并存在于所述环形腔室外径凸缘的花键槽内的花键。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·韦贝，R·C·查隆，J·A·莫里森，
申请(专利权)人：西门子能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US