專利名稱：燃燒器過渡件后端冷卻和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及燃?xì)廨啓C燃燒器技術(shù)，以及涉及用于冷卻在燃 燒器和渦輪機第一級之間延伸的過渡件或管道的后端的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常，過渡管道具有附接或結(jié)合到管道后端上的后構(gòu)架，有助于 將管道附接在渦輪機第一級的入口 。后構(gòu)架通常通過受到控制的密封 泄漏和允許壓縮機排氣經(jīng)過該構(gòu)架的小冷卻孔進(jìn)行冷卻。然而，已證 實難以冷卻不具有與管道本體整體形成或附接于管道本體上的后構(gòu)
架的過渡管道的后端。根據(jù)本發(fā)明示例性的但非限制性的實施方案， 采用強制對流和有可能的沖擊冷卻作為直接冷卻不具有后構(gòu)架結(jié)構(gòu) 的過渡管道的手段。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在一個方面，本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)廨啓C的過渡管道，
其包括具有前端和后端的管狀本體；多個冷卻溝槽，其在后端形成 在管狀本體的外表面上；封閉帶，其環(huán)繞后端，覆蓋多個冷卻溝槽的 至少一部分；以及密封件，其附接在封閉帶上，環(huán)繞管狀本體的后端。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種提供冷卻空氣至燃?xì)廨啓C過渡管道 的后端的方法，其包括在過渡管道的后端于其外表面上形成多個敞 開的冷卻溝槽，該多個冷卻溝槽沿著上游方向從管道的后緣延伸；用 周邊封閉帶封閉多個敞開的冷卻溝槽的至少 一部分，從而形成冷卻通 路；以及將密封件結(jié)合到封閉帶中。
現(xiàn)在將結(jié)合以下確定的附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1是具有形成在其中的冷卻溝槽的渦輪機過渡管道的局部后端
透一見圖；以及
圖2是類似于圖1的透視圖，但具有所述冷卻溝槽的帶封閉部分， 并具有附接在該帶上的密封件。
具體實施例方式
在燃?xì)?侖^L的典型環(huán)管形燃燒器結(jié)構(gòu)中，環(huán)繞渦I侖^L轉(zhuǎn)子的一排 燃燒器經(jīng)由在燃燒器和第一級入口之間延伸的一排相應(yīng)的過渡管道 供應(yīng)熱燃燒氣體至渦輪機第一級。參照圖1， 一個這樣的過渡管道IO 在前端與燃燒器襯套(未示出)相連接。示例性實施例中的過渡管道的 后端12不具有環(huán)繞出口 14的整體式或附接的后構(gòu)架，因此使得難以 充分冷卻后端。后端12容納在固定到第一級渦輪機噴嘴的托架(未示 出)中且形成有相應(yīng)成形的孔。在這種布置中，不能獲得確實利用后構(gòu) 架(其提供了用于結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu)的現(xiàn)成工具)的通常用來冷卻過渡件的 后端的冷卻技術(shù)。
因此，在一個非限制性的實施例中， 一排冷卻溝槽或冷卻凹槽16 形成在過渡管道10的后端12的外表面上。冷卻溝槽16在管道10的 后緣20處提供冷卻空氣出口 18,朝向管道的相對端延伸。溝槽終止 在相應(yīng)的漸縮形入口 22,其軸向位置可按照燃燒器和管道設(shè)計、冷卻 要求等改變。
冷卻溝槽16可設(shè)置在管道的外頂面24、側(cè)面26、 28和底面30 中的一個、全部或者任意組合上，且各表面中的溝槽或凹槽的數(shù)目也 可按需改變。溝槽16可通過任何符合要求的制造工藝形成，例如銑 削、鑄造、激光蝕刻、落^:等，并且可具有任何適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤?，?括如圖1和圖2所示的矩形，還包括半圓形、橢圓形、V形等。
溝槽16由環(huán)繞過渡管道的金屬包裹件(wrap)或封閉帶32在頂部 大致封閉，從而形成具有大致呈矩形截面的周邊閉合通^各。帶32從后緣20軸向延伸至漸縮形入口 22,使后者露出以有助于空氣進(jìn)入溝 槽。帶32可通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ò菟ㄟB接或焊接而緊固在管道 上。
冷卻溝槽的內(nèi)表面也可形成或設(shè)置有作用在冷卻溝槽的邊界壁 中的一個、全部或者任何組合上的任意幾個已知的傳熱加強機構(gòu)。此 類表面加強包括紊流器、散熱片、凹陷、十字口凹槽、沙丘形狀、人 字形或者它們的任意組合。在各溝槽之中此類加強的布置和數(shù)目可按 需改變。冷卻空氣可以任何數(shù)目的路線傳送至溝槽16。例如，溝槽 16可經(jīng)由入口 22在它們的上游端暴露于壓縮機排氣流，或者它們可 直接從單獨的入口或歧管供送。作為備選或者另外，冷卻溝槽16可 從設(shè)置在帶32中的任意數(shù)目的冷卻孔36(圖2中示出三個)供送。例如， 一個或多個冷卻孔可以與溝槽16中的任意一個或多個成疊置關(guān)系設(shè) 置。
示例性實施例還有一個特征是將密封件36與封閉帶32相結(jié)合。 密封件36在圖2中示意性地示出為包括一對刷式密封帶38、 40,但 密封件也可由各種各樣的其它常^>密封件組成，例如葉式密封件、布 密封件、繩密封件、圈式密封件(hulaseal)等。如上所述，過渡件的后 端將容納在托架組件中固定在渦輪機的第一級噴嘴上，該托架組件為 相應(yīng)成形的孔。通過將密封件結(jié)合到包裹件或封閉帶32中，將防止 壓縮機排氣室中的空氣泄漏到托架和渦輪機第一級入口之間的空腔 中。
注意的是，上述后端冷卻裝置的使用可具備或不具備用來沖擊冷 卻后端的管道上游區(qū)域的常規(guī)沖擊冷卻套管。
雖然已結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為是最實用和優(yōu)選的實施例描述本發(fā)明，但應(yīng) 當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于所披露的實施例，反而旨在涵蓋包含在所 附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)廨啓C的過渡管道(10)，包括管狀本體，其具有前端和后端(12)；多個冷卻溝槽(16)，其在所述后端(12)形成在所述管狀本體的外表面(24)上；環(huán)繞所述后端(12)的封閉帶(32)，其覆蓋所述多個冷卻溝槽(16)的至少一部分；以及附接到所述密封帶(32)上的密封件(37)，其環(huán)繞所述管狀本體的所述后端(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡管道，其特征在于，所述多個冷卻 溝槽(16)形成有入口端(22)和出口端，所述出口端(18)位于所述過渡管 道的后緣(20)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過渡管道，其特征在于，所述入口端(22) 包括未被所述封閉帶(3 2)覆蓋的漸縮形表面部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡管道，其特征在于，所述封閉帶(32)形成有疊置在所述冷卻溝槽中的一個或多個冷卻溝槽上的多個冷卻 孔(36)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的過渡管道，其特征在于，對于各所述多 個冷卻溝槽(36)均提供所述多個冷卻孔(36)中的至少一個冷卻孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡管道,其特征在于，所述密封件(37) 選自包括刷式密封件、葉式密封件、布密封件、繩密封件和圏式密封 件的組。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過渡管道，其特征在于，所述密封件(37) 包括刷式密封件。
8. —種提供冷卻空氣至燃?xì)廨啓C過渡管道(10)的后端(12)的方法，包括在所述過渡管道(10)的所述后端于所述過渡管道(10)的外表面(24)上形成多個敞開的冷卻溝槽(16)，所述多個冷卻溝槽(16)沿著上游方向 從所述管道的后纟彖(20)延伸；用周邊封閉帶(32)封閉所述多個敞開的冷卻溝槽(l6)的至少 一部 分，從而形成冷卻通路；以及將密封件(37)結(jié)合到所述封閉帶中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述冷卻溝槽具有 大體上呈矩形的截面形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述密封件(37) 選自包括刷式密封件、葉式密封件、布密封件、繩密封件和圏式密封 件的組。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃燒器過渡件后端冷卻和相關(guān)方法。具體而言，一種用于燃?xì)廨啓C的過渡管道(10)，包括管狀本體，其具有前端和后端(12)；多個冷卻溝槽(16)，其形成在管狀本體在后端(12)的外表面上；封閉帶(32)，其環(huán)繞后端(12)，覆蓋多個冷卻溝槽(16)的至少一部分；以及密封件(37)，其附接在密封帶(32)上，環(huán)繞管狀本體的后端(12)。
文檔編號F02C7/18GK101629520SQ20091015970
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者K·W·麥馬漢, R·J·基拉 申請人:通用電氣公司