專利名稱：火管或襯管固定系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種火管或襯管固定系統(tǒng)，特別是用于在一低污染排放的燃氣輪機的一燃燒室內固定火管或襯管的系統(tǒng)。
背景技術：
公知的是，燃氣輪機包括壓縮機和單級或多級渦輪機，其中所述元件由一旋轉軸相互連接，在壓縮機與渦輪機之間有一個燃燒室。
來自外界的空氣被提供到壓縮機中，使其處于壓力下。
壓縮的空氣穿過一管道，該管道終止于一收斂部，一系列噴射裝置向該收斂部內提供燃料，燃料與空氣混合，形成一種待燃燃油氣體混合物。
通過燃燒引起氣體溫度和熱量的增加，由一壓力網提供，并借助于一個或多個噴射裝置將用于產生燃燒需要的燃料引入到燃燒室。
最后，高溫高壓氣體經特定的管道達到不同的渦輪機級中，這樣，將氣體的熱量轉變成用戶可獲得的機械能。
公知的是，在燃氣輪機的燃燒室的工程中，主要考慮的是火焰的穩(wěn)定性和過量空氣的控制，以使燃燒處于理想的條件下，并使污染物的形成最小化。
尤其是，現(xiàn)有技術特別重視火管或襯管在燃燒室內的使用，其具有兩個主要功能。
首先，火焰保持在管內，以防止其與燃燒室的外部零件接觸，從而避免過熱。
其次，火管使燃燒產物的流動減低了速度并使其擴散，以避免火焰熄滅。
現(xiàn)有技術中的火管由一種金屬材料制成，其容易固定在燃燒室內，并在由于熱膨脹而引起的張緊狀態(tài)下可與同樣由金屬材料制成的燃燒室的其它結構件相一致。
然而，由于這種材料在高溫下有限的機械性能，傳統(tǒng)的襯管或火管在達到高溫度燃燒方面具有局限性，并且需要大量的冷卻空氣流過。金屬襯管所需的大量冷卻空氣負面地影響了排放物的分離。
為了克服這些缺點，有人建議由一種組合材料制成襯管或火管，該材料以陶瓷為基質，例如金剛砂。
這些襯管得到了下面的結果燃燒溫度的增加，從而燃氣輪機的效能增加，在燃燒區(qū)域內的冷卻空氣減少，因此易于低排放的產生，最后，承受高溫的部件的壽命的增加。
這些襯管或火管通過位于襯管端部的由金屬材料制成的套筒安裝到燃燒室內，然后借助于焊接或其他公知手段固定于燃燒室的金屬部分。
然而，在受熱膨脹階段，陶瓷材料與金屬的不同的熱膨脹系數(shù)會導致危險的張力狀態(tài)，這會危害陶瓷材料的耐熱性及其壽命。
進而，迄今很重視的固定裝置并沒有保護襯管的陶瓷材料免受燃燒室的金屬連接部件的毀壞性的刮傷。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是在燃燒室內提供一火管固定系統(tǒng)，其克服了傳統(tǒng)的固定系統(tǒng)的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一固定系統(tǒng)，其能夠消除由于襯管和燃燒室的接觸部分的膨脹系數(shù)的不同而引起的張緊狀態(tài)，或者在任何情況下將這種張緊狀態(tài)減小。
本發(fā)明的再一個目的是防止由陶瓷材料制成的襯管在燃燒室的金屬部分中受到傷害性的刮傷。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種襯管固定系統(tǒng)，其不僅簡單，功能好，而且制造和維護成本都低。
這些和其它目的通過提供一種如權利要求1所述的用于一陶瓷材料的襯管的固定系統(tǒng)而獲得。
其它特征在從屬權利要求中提出。
基本上，按照本發(fā)明，襯管或火管的固定系統(tǒng)位于燃氣輪機的燃燒室內，具有低污染排放，包括至少兩個圓柱形的彈性頭，各頭楔入火管的端部，通過降低由于襯管與燃燒室之間不同的膨脹系數(shù)而產生的熱應力，允許其熱膨脹。
按照本發(fā)明，兩圓柱頭有利地定位，一個位于燃燒器與火管之間，另一個位于火管與流體輸送器之間。
按照本發(fā)明的一個方面，圓柱狀彈性頭包括至少兩個平行的槽口，它們相對于火管沿縱向設置，還包括至少一個環(huán)狀的罩，該罩可連接于火管的一端。
按照本發(fā)明的另一方面，所述圓柱狀彈性頭包括位于所述環(huán)狀罩內的第一圓周彈簧。


從下面結合附圖所做的非限定性描述中可以更清楚地看出按照本發(fā)明的火管或襯管固定系統(tǒng)的特點和優(yōu)點。
圖1是一火管或襯管的縱截面圖，該火管或襯管通過按照本發(fā)明的固定系統(tǒng)固定在一燃氣輪機的燃燒室中。
圖2是按照本發(fā)明的一火管或襯管的替換實施例的縱截面圖。
圖3按照本發(fā)明的一圓柱狀彈性頭的透視圖。
圖4示出了圖3所示的圓柱狀的彈性頭的另一局部截面透視圖。
具體實施方案參見圖1和2，此兩圖示出了一個燃氣輪機燃燒室，該燃燒室整體上以編號2表示，其內固定著一個按照本發(fā)明的火管或襯管10。火管10具有一個圓柱狀的結構，其一端連接于燃燒器3，另一端連接于一個渦輪機流體連接器或輸送器4。
更具體地說，為了使內燃機的溫度能夠增加，火管10由一種陶瓷基復合材料制成。
按照本發(fā)明的火管10優(yōu)選由金剛砂制成。
由復合材料例如上述復合材料制成的火管或襯管的插入需要一個特定的固定系統(tǒng)，其使襯管10能夠熱膨脹，而不形成應力狀態(tài)，這種應力狀態(tài)經過一段時間后會損害陶瓷材料的耐熱性和壽命。類似的固定系統(tǒng)還必須消除陶瓷材料與燃燒室2的金屬部件之間的有害的擦傷。
為此，固定系統(tǒng)帶有兩個圓柱狀的彈性頭5，其尺寸使其能夠楔入襯管10的端部，如圖1和2所示。
特別是，借助于適合的環(huán)形的罩或坡口7，圓柱狀彈性頭5楔入到襯管10的端部，該坡口的尺寸對應于其所插入的襯管1的端部的尺寸。
兩個通常由金屬材料制成的圓柱狀彈性頭5沿著周向設置一系列槽口6，如圖3和4所示，這些槽口彼此平行，以形成一系列齒15，連接于一端。槽口6使襯管10能夠在徑向上膨脹。
插入頭5的徑向通孔21中的銷或珠9，將頭5鎖定在襯管10上，防止頭5與襯管10之間的角向滑動。
在圖3和4中可以更清楚地看出，圓柱狀彈性頭5帶有一個圓柱狀的彈簧8，在受熱膨脹時，該彈簧能夠減小由于金屬頭5與襯管10的材料的不同由產生的應力狀態(tài)，該彈簧還能在襯管10的內表面上施加一個壓力，以將頭5鎖定在襯管10上。
更具體地說，各頭5都有一個圓柱狀的彈簧8，其位于環(huán)狀罩7內，該罩從襯管10的內表面上凸起。
彈簧8作為罩7的一部分而制成。
為了避免陶瓷基復合材料的襯管10與燃燒室的連接著的金屬部件(例如流體輸送器4和燃燒器3)在軸向上相互刮蹭，所述固定裝置包括第二圓柱狀彈簧12、13。
更具體地說，圓柱狀彈簧12與襯管10的一端相應，位于燃燒器3與襯管10之間，以便為了施加固定作用壓在圓柱狀頭5的外表面上，形成一種金屬-金屬的接觸。
另一方面，另一圓柱狀彈簧13，與襯管10的另一端相應，位于流體輸送器4與襯管10之間，以便為了施加固定作用壓在圓柱頭5的外表面上，在這種情況下也形成一種金屬-金屬接觸。
圖2示出按照本發(fā)明的火管或襯管10的一替換實施例，其與上面描述的很相似，只是其具有一直徑不變的段，并且為了將其固定在流體輸送器4上，具有一個特殊的彈簧13’，該彈簧具有一種正弦形狀。
本說明書清楚地表明了，燃氣輪機的燃燒室的這種改進了的火管或襯管固定裝置具有排放污染低的特性，也表明了本發(fā)明的目的以及優(yōu)點，具體歸納如下-能夠安裝相對于燃燒室具有不同的熱膨脹系數(shù)的復合材料的襯管；-減小應力狀態(tài)；-消除燃燒室的連接著的部件與陶瓷材料制成的襯管的相互刮蹭；-簡單而又使用可靠；-與現(xiàn)有技術相比制造和維護成本較低；最后，很多改進和變異都可以施加于這樣獲得的固定系統(tǒng)，這些改進和變異都在本發(fā)明的范圍內。
進而，所有的細節(jié)都可以被技術上的等同元素替代。
實際上，所有的材料，以及其形狀和尺寸都可以按照每一次的技術要求而改變。
因此，本發(fā)明的保護范圍由權利要求書所限定。
權利要求
1.一種襯管或火管的固定系統(tǒng)(1)，位于低污染排放的燃氣輪機的燃燒室內，具有兩個圓柱狀彈性頭(5)，各彈性頭楔入火管(10)的端部，允許膨脹。
2.如權利要求1的固定系統(tǒng)(1)，其特征在于所述兩個圓柱頭(5)中的一個位于所述燃燒器(3)與所述火管(10)之間，另一個位于所述火管(10)與所述流體輸送器(4)之間。
3.如權利要求1或2的固定系統(tǒng)(1)，其特征在于所述圓柱狀彈性頭(5)包括至少兩個設置在縱向上的平行的槽口(6)，以及至少一個可與所述火管(10)的一端連接的環(huán)狀的罩(7)。
4.如前述任一權利要求的固定系統(tǒng)(1)，其特征在于所述圓柱狀的彈性頭(5)包括位于所述環(huán)狀罩(7)內的第一圓周彈簧(8)。
5.如前述任一權利要求的固定系統(tǒng)(1)，其特征在于所述圓柱狀頭包括至少一個銷(9)，其插入所述頭(5)的一個徑向孔(21)，用于鎖定所述火管(10)。
6.如前述任一權利要求的固定系統(tǒng)(1)，其特征在于其還包括至少兩個第二圓柱狀彈簧(12、12’、13、13’)，它們在徑向上作用，其中第一彈簧(12、12’)位于所述燃燒器(3)與所述火管(1)之間，第二彈簧(13、13’)位于所述火管(10)與流體輸送器(4)之間。
7.如權利要求6所述的固定系統(tǒng)(1)，其特征在于所述第二彈簧(13’)具有正弦的形狀。
全文摘要
位于低污染排放的燃氣輪機的燃燒室內的襯管或火管固定系統(tǒng)(1)，其帶有兩個圓柱狀彈性頭(5)，各彈性頭楔入火管(10)的端部，通過降低由于襯管與燃燒室之間不同的膨脹系數(shù)而產生的熱應力，允許其熱膨脹。
文檔編號F23R3/60GK1590850SQ200410085159
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月28日 優(yōu)先權日2003年8月28日
發(fā)明者A·阿尼基, N·拉內斯, E·吉奧爾尼, L·托納雷利 申請人:諾沃皮尼奧內控股有限公司