用于向燃气涡轮机燃烧室提供压缩空气的系统和方法技术方案

提供了一种用于将冷却空气引导到燃气涡轮机燃烧室中的系统。该系统包括耦接至流动套筒的过渡管道，其中，待用于燃烧室冷却并在燃烧过程中使用的空气进入过渡管道的喇叭口，穿过喇叭口内的多个支柱，并且分配到位于燃烧衬套与流动套筒之间的通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于向燃气涡轮机燃烧室提供压缩空气的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年11月2日提交的美国非临时专利申请号16/178,768的优先权。本申请还要求2018年11月2日提交的美国非临时专利申请号16/178,682的优先权。这些申请各自的公开内容通过引用以其全文并入本文。
本公开总体上涉及一种用于改善到燃气涡轮机燃烧室的气流供应和分配的系统。更具体地，本公开的实施例涉及燃气涡轮机燃烧室的过渡管道和流动套筒之间的重新配置的空气流动入口区域。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括经由轴向轴耦接至多级涡轮机的多级压缩机。空气通过压缩机进入燃气涡轮发动机，在该处当空气通过压缩机的后续级时其温度和压力增加。压缩空气然后被引导至一个或更多个燃烧室，在那里压缩空气与燃料源混合以产生可燃混合物。该混合物在一个或更多个燃烧室中被点燃以产生热燃烧气体流。这些气体被引导到涡轮机中，引起涡轮机旋转，从而驱动压缩机。燃气涡轮发动机的输出可以是经由来自涡轮机的排气的机械推力或来自轴向轴的旋转的轴动力，其中轴向轴可以驱动发电机以产生电力。在典型的工业燃气涡轮发动机中，燃烧室区段包括多个环管型燃烧室。在该布置中，多个单独的燃烧室围绕燃气涡轮发动机的轴线布置。燃烧室中的每一个通常包括位于流动套筒内的燃烧衬套和位于燃烧衬套入口处的一个或更多个燃料喷嘴。压缩空气在与燃烧衬套中的燃料混合之前在流动套筒和燃烧衬套之间并且沿着燃烧衬套的外表面通过。通过将压缩空气引导到燃烧衬套上方，空气冷却燃烧衬套并且在燃烧之前被预加热，从而产生更有效的燃烧过程。来自发动机压缩机的空气还可以用于冷却过渡管道，如本领域技术人员所理解的，过渡管道用于将热的燃烧气体从燃烧衬套引导到涡轮机入口。在现有技术的燃烧系统中，一部分压缩空气穿过流动套筒中的一系列注入口被喷射到燃烧衬套和流动套筒之间的通道中。该现有技术配置如图1所示，并包括具有多个开口12和注入口或管道14的流动套筒10。在流动套筒10内定位有与过渡管道18耦接的燃烧衬套16。过渡管道18包括外部冷却套筒20。来自发动机压缩机的空气进入形成在过渡管道18与外部冷却套筒20之间的通道22，并且沿着过渡管道18的外壁和燃烧衬套16的外壁流动，如图1中的箭头所示。流动套筒10的开口12和注入口14提供朝向燃烧衬套16的冷却空气射流。这种布置产生冷却空气的交叉流动，从而使穿过开口12和注入口14进入的空气与通道22中的空气之间产生不利的相互作用。这样，燃烧衬套的后端的冷却不是如所希望的那样有效。
技术实现思路
以下呈现了本公开的简化概述以提供对其某些方面的基本理解。本概述不是应用的广泛概述。其并不旨在标识本公开的关键元素或描绘本公开的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些概念，作为本文其他地方呈现的更详细描述的序言。本专利技术提供了用于改善到燃气涡轮机燃烧系统的冷却空气流的系统和方法，从而提供冷却空气沿着燃烧衬套的更均匀分布。在本公开的实施例中，提供了用于燃气涡轮发动机的过渡管道，并且过渡管道包括入口环、连接至入口环的管道主体以及连接至管道主体的后框架。喇叭口定位在入口环的径向外侧并且包围入口环。多个支柱在喇叭口和入口环之间延伸，其中支柱具有前缘、相对的后缘和厚度。在这种配置中，用于燃气涡轮发动机中的燃烧的空气在多个支柱之间穿过喇叭口，并且被引导到耦接至过渡管道的燃烧系统。在本公开的替代实施例中，提供了一种用于燃气涡轮机燃烧室的流动入口装置。流动入口装置包括：入口环、喇叭口和多个支柱，喇叭口定位在入口环的径向外侧并且包围入口环，多个支柱在入口环与喇叭口之间延伸。入口环和喇叭口引导多个支柱之间的空气以用于燃气涡轮机燃烧室中。在本公开的又一个实施例中，提供了一种增加通向燃气涡轮机燃烧室的气流的方法。该方法提供用于燃气涡轮发动机的过渡管道，该过渡管道具有入口环、连接到入口环上的管道主体、连接到管道主体上的后框架、喇叭口以及多个支柱，喇叭口径向向外定位并且围绕入口环，多个支柱定位在喇叭口与入口环之间，其中支柱具有前缘、相对的后缘和厚度。流动套筒耦接到过渡管道上，并且空气流被引导穿过喇叭口、多个支柱之间并且朝向燃气涡轮机燃烧室的入口。本专利技术的目的在于提供一种改进的将冷却空气引导到燃气涡轮燃烧系统中并沿燃气涡轮燃烧系统引导冷却空气的方法，该方法包括对各种燃烧室硬件的改进，使得整个冷却空气分布得到改进。从以下描述和权利要求中可以最好地理解本公开的这些和其他特征。附图说明下面参考附图详细描述本公开，在附图中：图1是根据现有技术的燃气涡轮机燃烧室的一部分的横截面图。图2是根据本公开的实施例的燃气涡轮机燃烧室的过渡管道的立体图。图3是根据本公开的实施例的图2的过渡管道的替代透视图。图4是根据本公开的实施例的图3的过渡管道的一部分的详细立体图。图5是根据本公开的实施例的图2的过渡管道的正视图。图6是根据本公开的实施例的图5的过渡管道的局部横截面图。图7是根据本公开的实施例的图2的过渡管道的一部分的正视图。图8是根据本公开的实施例的图7的过渡管道的局部横截面图。图9是根据本公开的实施例的过渡管道、流动套筒和燃烧衬套的局部横截面图。图10是根据本公开的实施例的过渡管道的替代透视图。图11是根据现有技术的燃气涡轮机燃烧室的一部分的透视图。图12是根据现有技术的图11的燃气涡轮机燃烧室的部分的横截面图。图13是根据现有技术的图12的燃气涡轮机燃烧室的一部分的替代横截面图。图14是根据现有技术的用于燃烧衬套的安装接片的正视图。图15是根据现有技术的用于燃烧衬套的安装接片的替代正视图。图16是根据本公开的实施例的燃气涡轮机燃烧室的一部分的立体图。图17是根据本公开的实施例的图16的燃气涡轮机燃烧室的部分的横截面图。图18是根据本公开的实施例的图16的燃气涡轮机燃烧室的部分的替代横截面图。图19是根据本公开的实施例的用于燃烧衬套的安装接片的正视图。图20是根据本公开的实施例的用于燃烧衬套的安装接片的替代正视图。图21是根据本公开的实施例的图16的燃气涡轮机燃烧室的部分的替代横截面图。图22是识别将燃烧衬套固定在燃气涡轮机燃烧室中的方法的图解。具体实施方式本公开旨在用于燃气涡轮发动机中，诸如用于飞机发动机和/或发电的燃气涡轮机。这样，本公开能够在多种涡轮机操作环境中使用，而不管制造商如何。如本领域技术人员将容易理解的，燃气涡轮发动机绕发动机中心线或轴向中心线轴线周向布置。发动机包括压缩机、燃烧区段以及涡轮机，其中涡轮机经由发动机轴耦接至压缩机。如本领域所熟知的，在压缩机中压缩的空气与燃料混合，混合空气的燃料在燃烧区段中燃烧并且在涡轮机中膨胀。对于某些燃气涡轮发动机，诸如用于发电的工业燃气涡轮机等，燃烧系统包括多个互连的环管型燃烧腔室，每个燃烧腔室将热燃烧气体经由过渡管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气涡轮发动机的过渡管道，包括：/n入口环；/n管道主体，所述管道主体连接至所述入口环；/n后框架，所述后框架连接至所述管道主体；/n喇叭口，所述喇叭口径向向外定位并且包围所述入口环；以及，/n多个支柱，所述多个支柱定位在所述喇叭口与所述入口环之间，所述多个支柱具有前缘、相对的后缘和具有厚度的主体；/n其中，用于在所述燃气涡轮发动机中燃烧的空气穿过所述喇叭口并且被引导到耦接至所述过渡管道的燃烧系统。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181102 US 16/178,682;20181102 US 16/178,7681.一种用于燃气涡轮发动机的过渡管道，包括：
入口环；
管道主体，所述管道主体连接至所述入口环；
后框架，所述后框架连接至所述管道主体；
喇叭口，所述喇叭口径向向外定位并且包围所述入口环；以及，
多个支柱，所述多个支柱定位在所述喇叭口与所述入口环之间，所述多个支柱具有前缘、相对的后缘和具有厚度的主体；
其中，用于在所述燃气涡轮发动机中燃烧的空气穿过所述喇叭口并且被引导到耦接至所述过渡管道的燃烧系统。


2.根据权利要求1所述的过渡管道，其中，所述多个支柱附接至所述喇叭口和所述入口环。


3.根据权利要求1所述的过渡管道，其中，所述入口环、喇叭口和多个支柱是一体的组件。


4.根据权利要求1所述的过渡管道，其中，所述多个支柱相对于延伸穿过所述入口环的轴线大致平行地取向。


5.根据权利要求1所述的过渡管道，其中，所述多个支柱相对于延伸穿过所述入口环的轴线成角度地取向。


6.根据权利要求1所述的过渡管道，其中，所述多个支柱围绕所述入口环的周边等距地间隔开。


7.根据权利要求1所述的过渡管道，其中，所述多个支柱中的每一个还包括倒圆的前缘和倒圆的后缘。


8.根据权利要求7所述的过渡管道，其中，所述多个支柱中的每一个支柱的厚度在接近所述前缘和所述后缘处渐缩至减小的厚度。


9.根据权利要求1所述的过渡管道，还包括在所述管道主体中的多个冷却孔。


10.一种用于燃气涡轮机燃烧室的流动入口装置，包括：
入口环；
喇叭口，所述喇叭口定位在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·L·福尔克斯，肖振华，文森特·C·马丁，
申请(专利权)人：克珞美瑞燃气涡轮有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US