專利名稱：：可外部調(diào)節(jié)的沖擊冷卻歧管安裝件和熱電偶?xì)さ闹谱鞣椒?br>技術(shù)領(lǐng)域：
：本文公開的主題涉及燃?xì)廨啓C(jī)，且更特別地，涉及用于燃?xì)廨啓C(jī)的空氣沖擊冷卻歧管的可調(diào)安裝件。
背景技術(shù)：
：空氣沖擊冷卻用于操縱燃?xì)廨啓C(jī)的殼體溫度，以及降低和保持旋轉(zhuǎn)的葉片與伴隨的內(nèi)部殼體表面之間的空隙。殼體的冷卻大體上須要相對均勻，以避免不希望有的非圓度和局部應(yīng)力集中。冷卻的效率受各種空氣沖擊冷卻構(gòu)造的影響。燃?xì)廨啓C(jī)上的空氣沖擊冷卻構(gòu)造的一個問題是難以在大型的不一致的非標(biāo)準(zhǔn)殼體表面上實(shí)現(xiàn)相對一致的傳熱系數(shù)。在一些燃?xì)廨啓C(jī)上應(yīng)用小的沖擊孔和相對短的噴嘴到表面距離。雖然這些特征可在殼體上產(chǎn)生所需的較高傳熱系數(shù)，但是使用相對小的沖擊冷卻孔的問題是需要在越過孔有相對高的差壓壓降的情況下操作。這會導(dǎo)致需要不合乎要求的高的冷卻空氣供應(yīng)壓力，這會不利地影響燃?xì)廨啓C(jī)的凈效率。而且，相對較小的孔和較短的孔到表面的距離具有有害的橫流，且對恒定的冷卻劑流率的冷卻效率有無意的作用。因此，可能需要高壓鼓風(fēng)機(jī)以及增加的系統(tǒng)資金和操作成本。—種已知的空氣沖擊冷卻構(gòu)造包括固定到渦輪殼體上、在目標(biāo)冷卻區(qū)域正上方的多個歧管。通常使用安裝件來將歧管固定到渦輪殼體上。將冷卻空氣提供給歧管，其具有形成于各個歧管的下板中的一系列空氣沖擊L。對在下板上的沖擊孔的大小和定位進(jìn)行選擇，以在作為由空氣沖擊冷卻系統(tǒng)冷卻的目標(biāo)的渦輪殼體上產(chǎn)生相對一致的和期望的傳熱系數(shù)。關(guān)于這種類型的歧管冷卻系統(tǒng)，各個歧管的下板和渦輪殼體之間的距離決定了由歧管實(shí)現(xiàn)的對殼體的冷卻。但是，將歧管固定到殼體上的安裝件是有問題的，因?yàn)楫?dāng)歧管安裝在殼體上時，安裝件不允許對歧管的下板和渦輪殼體之間的間隙距離進(jìn)行任何調(diào)節(jié)。安裝件間隙距離僅可以在從殼體上移除歧管的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)。這導(dǎo)致了需要用不合需要的、耗時的反復(fù)試驗(yàn)的方法來實(shí)現(xiàn)下板和殼體之間的期望的間隙距離。也就是說，通常需要將歧管布置在殼體上以及從殼體上取下若干次，直到實(shí)現(xiàn)期望的間隙距離，以及由此實(shí)現(xiàn)殼體的合適冷卻量為止。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種安裝件包括附連到殼體上的安裝螺栓；在其遠(yuǎn)端處接合殼體的內(nèi)套管；以及接合歧管且接合內(nèi)套管的外套管，內(nèi)套管相對于外套管可調(diào)，從而允許歧管相對于殼體可調(diào)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用于將具有一對間隔開的板的歧管安裝到殼體上的安裝件，板其中之一定位成離其中形成有多個冷卻孔的殼體最近，該安裝件包括附連到殼體上的安裝螺栓；在其遠(yuǎn)端處接合殼體的內(nèi)套管；以及接合歧管且能夠以螺紋的方式接合內(nèi)套管的外套管，內(nèi)套管相對于外套管可調(diào)，從而允許歧管相對于殼體可調(diào)。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，一種方法包括將安裝螺栓附連到殼體上；使內(nèi)套管3與殼體接合；以及使外套管與歧管接合，且與內(nèi)套管接合，內(nèi)套管相對于外套管可調(diào)，從而允許歧管相對于殼體可調(diào)。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下描述，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見。在說明書結(jié)論部分處的權(quán)利要求書中特別指出和明確要求保護(hù)了被視為本發(fā)明的主題。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見，其中圖1是燃?xì)廨啓C(jī)的截面圖；圖2是圖1的燃?xì)廨啓C(jī)中的渦輪葉片與罩的空隙的詳細(xì)視圖；圖3是在圖1的燃?xì)廨啓C(jī)上實(shí)現(xiàn)的沖擊冷卻系統(tǒng)；圖4是沖擊冷卻歧管的截面圖，該沖擊冷卻歧管是圖3的沖擊冷卻系統(tǒng)的一部分；圖5是圖4的沖擊冷卻歧管的詳細(xì)截面圖；圖6是用于圖4和5的沖擊冷卻歧管的根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的安裝件的詳細(xì)視圖；圖7是安裝螺栓和熱電偶保持器的截面圖，其是圖6的安裝件的一部分；圖8是內(nèi)套管的截面圖，該內(nèi)套管是圖6的安裝件的一部分；以及圖9是外套管的截面圖，該外套管是圖6的安裝件的一部分。具體實(shí)施方式參看附圖以實(shí)例的方式闡述了本發(fā)明的實(shí)施例，以及優(yōu)點(diǎn)和特征。部件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>122葉片174六角頭155桿或線材176，188凸緣178，206表面180螺紋186扁平部分192，204石墨襯墊194，202金屬墊圈198，200螺母208內(nèi)孔口具體實(shí)施例方式圖1示出了燃?xì)廨啓C(jī)110的一個實(shí)施例。燃?xì)廨啓C(jī)包括壓縮機(jī)區(qū)段112、燃燒器區(qū)段114和渦輪區(qū)段116。渦輪機(jī)110還包括壓縮機(jī)殼體118和渦輪殼體120。渦輪殼體120和壓縮機(jī)殼體118包圍燃?xì)廨啓C(jī)110的主要零件。渦輪區(qū)段116包括軸和多組旋轉(zhuǎn)的和靜止的渦輪葉片。參看圖1和2，渦輪殼體120可包括固定到殼體120的內(nèi)表面上的罩126。罩126可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片122的尖端附近，以最大程度地減小經(jīng)過葉尖的空氣泄漏。葉尖123和罩126之間的距離稱作空隙128。注意到，由于葉片和殼體在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行期間的不同的熱生長特性，各個渦輪級的空隙128并不一致。對燃?xì)廨啓C(jī)的效率的一個貢獻(xiàn)因素(contributor)是通過葉尖到達(dá)殼體空隙128的空氣/排氣泄漏量。由于渦輪葉片122和渦輪殼體120的不同的熱生長特性，隨著渦輪轉(zhuǎn)變經(jīng)過從點(diǎn)火到基荷穩(wěn)態(tài)條件的過渡，空隙128顯著地改變?？蓪?shí)現(xiàn)包括其操作序列的6空隙控制系統(tǒng)，以在所有操作條件期間處理具體空隙特性。錯誤設(shè)計和/或控制系統(tǒng)的排序可能會導(dǎo)致渦輪葉片123尖端與殼體罩126過度地摩擦，這可能會導(dǎo)致空隙增大以及性能降低。如圖3的示例性實(shí)施例所示，可使用沖擊空氣冷卻系統(tǒng)來減小和保持渦輪罩126和伴隨的葉尖123之間的空隙。沖擊空氣冷卻系統(tǒng)可包括鼓風(fēng)機(jī)130、流控制風(fēng)門132、互連管134、分配集管136和一系列沖擊冷卻歧管140。沖擊冷卻歧管140固定到渦輪殼體120上。在圖3的示例性實(shí)施例中，多個(例如八個)沖擊歧管140固定在渦輪殼體120的周邊的周圍。沖擊冷卻鼓風(fēng)機(jī)130從環(huán)境空氣中抽吸，且將空氣吹過流控制風(fēng)門132、互連管134、分配集管136，并且進(jìn)入沖擊冷卻歧管140中。鼓風(fēng)機(jī)130可為任何鼓風(fēng)裝置，包括風(fēng)扇或噴射器。沖擊冷卻歧管140提供將傳送到渦輪殼體120的相對一致的傳熱系數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，沖擊空氣冷卻系統(tǒng)不限于本文所公開的構(gòu)件，而是可包括使空氣能夠沿沖擊冷卻歧管140通過的任何構(gòu)件。參看圖4和5所示的示例性實(shí)施例，沖擊冷卻歧管140可設(shè)計成渦輪殼體120的目標(biāo)區(qū)域的輪廓。各個沖擊冷卻歧管140可包括具有供氣管144的上板142和具有多個沖擊孔148的下板146、側(cè)部件，調(diào)平柱150，以及垂下的支承件或安裝件152。安裝件152(以及因此歧管140)根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例可以在外部調(diào)節(jié)，且下文關(guān)于圖6-9更加詳細(xì)地描述和示出了安裝件152。沖擊孔148允許空氣從沖擊冷卻歧管140流到渦輪殼體，以選擇性地冷卻渦輪殼體。沖擊孔148可設(shè)置成陣列。在一個示例性實(shí)施例中，沖擊孔148可以隔開從1.25至2.5英寸的范圍，且單個沖擊孔148可大小設(shè)置成介于0.12和0.2英寸之間。需要變化的孔大小和間距來補(bǔ)償渦輪殼體120的幾何結(jié)構(gòu)的不一致性。下板146上的沖擊孔148的大小和定位在作為沖擊空氣冷卻系統(tǒng)的目標(biāo)的殼體120上產(chǎn)生了一致的傳熱系數(shù)。但是，沖擊孔不限于這些大小或間距。上板142和下板146之間的距離也可尺寸設(shè)置成以便降低內(nèi)部壓力變化，該內(nèi)部壓力變化會引起相對更加一致的冷卻孔壓力比。各個沖擊冷卻歧管下板146和渦輪殼體120之間的間隙距離會影響傳熱系數(shù)。間隙太大可導(dǎo)致不合需要的傳熱系數(shù)。間隙太小可導(dǎo)致不合需要的以及不一致的傳熱系數(shù)。在一個示例性實(shí)施例中，介于0.5和1.0英寸之間的間隙提供合適的傳熱系數(shù)。但是，間隙不限于此范圍，且可以是提供合適的傳熱系數(shù)的任何距離。如下文更加詳細(xì)地描述的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)歧管140安裝或固定在渦輪殼體120上時，安裝件152提供歧管下板146和渦輪殼體120之間的間隙距離的外部調(diào)節(jié)。燃?xì)廨啓C(jī)的一個示例性實(shí)施例可包括多個沖擊冷卻歧管140。歧管140可固定到渦輪的殼體120上、在殼體120上的目標(biāo)冷卻區(qū)域正上方。沖擊冷卻歧管140可設(shè)置成使得在它們的邊緣和殼體的任何突起之間存在足夠的間距。這為穿過沖擊孔148的空氣提供自由路徑，以從沖擊冷卻歧管140下面排到環(huán)境中。在一個示例性實(shí)施例中，兩個鄰近的沖擊冷卻歧管之間的間距可介于1至30英寸之間，且該間距取決于殼體突起和凸緣式接頭。間距不限于這些尺寸，且可按任何合適的距離來間隔。沖擊冷卻歧管140還可對包括水平分隔接頭的任何軸向凸緣提供沖擊冷卻。參看圖6，更加詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的安裝件152。在本發(fā)明的實(shí)施例中，安裝件152起到以距渦輪殼體120的表面預(yù)定的間隙距離來保持或支承歧管7140(特別地，形成于歧管140的下板146中的沖擊孔148)的作用。安裝件152還用作用于監(jiān)視渦輪殼體120的溫度的熱電偶154的槽或保持器。也參看圖7-9，安裝件152包括各種構(gòu)件的組件，這些構(gòu)件包括同樣保持熱電偶154的安裝螺栓156(圖7)、內(nèi)套管158(圖8)和外套管160(圖9)。安裝件152通過歧管140的上板142中的孔164和歧管140的下板146中的孔166而定位。安裝螺栓156包括帶螺紋遠(yuǎn)端168，帶螺紋遠(yuǎn)端168接合形成于渦輪殼體120中的帶螺紋沉孔170，以將安裝件152固定到殼體120上。熱電偶體154擰入或固定在位于安裝螺栓156的近端處的六角頭174內(nèi)的帶螺紋或攻了絲的槽或孔口172中。孔口172繼續(xù)不帶螺紋地通過安裝螺栓156的整個長度。熱電偶154包括設(shè)置成通過孔口172的長度的細(xì)桿或線材155，其中桿155終止于殼體120中的沉孔170中。在安裝螺栓156與殼體120的螺紋接合的下方，桿155在沉孔170中與殼體120發(fā)生接觸，從而允許測量殼體120的溫度。內(nèi)套管158在遠(yuǎn)端處包括凸緣176，凸緣176座于殼體120的表面178上。內(nèi)套管沿其長度的一部分包括外部陽螺紋180。螺紋180沿著孔口184的一部分與內(nèi)部陰螺紋182接合。根據(jù)下文所述的本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)套管158的近端包括扁平部分186，扁平部分186用于調(diào)節(jié)歧管140相對于殼體120的位置或間隙距離?？刹扇〕吮馄街獾娜魏纹渌线m形狀的扁平部分186延伸超過外套管160，以允許希望使用例如扳手來調(diào)節(jié)間隙距離的人接近扁平部分186。外套管160的遠(yuǎn)端包括凸緣188，凸緣188通過使用石墨襯墊192和金屬片墊圈194來接合下歧管板146的表面190。外套管160的近端沿其長度的一部分包括外部陽螺紋196。螺紋196與定位成彼此相鄰且還鄰近金屬片墊圈202和石墨襯墊204的兩個鎖緊螺母198、200接合。石墨襯墊204接合歧管140的上板142的表面206。外套管160通過上板142中的孔164而定位。安裝螺栓156沿著內(nèi)套管158的整個長度穿過內(nèi)孔口208。在使用中，在已使用本發(fā)明的實(shí)施例的安裝件152將歧管140裝配或安裝到渦輪殼體120上之后，可改變歧管的下板146離殼體120的間隙距離，而不需要如以上關(guān)于已知設(shè)計所提到的那樣從殼體120上移除歧管140。相反，可通過使用抓到內(nèi)套管158的扁平部分186上的扳手或其它合適的工具，且然后或者沿順時針方向或者沿逆時針方向轉(zhuǎn)動內(nèi)套管158來改變安裝到殼體120上的歧管140的間隙距離。這樣，內(nèi)套管156的外螺紋180就相對于外套管160的內(nèi)螺紋182"運(yùn)動"，或者相對于外套管160的內(nèi)螺紋182可調(diào)，從而調(diào)節(jié)歧管140相對于渦輪殼體120的間隙距離。本文所描述和示出的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安裝件152提供改進(jìn)的歧管到殼體的間隙距離空隙控制，且當(dāng)歧管140在初始裝配期間以及隨后的歧管重新安裝期間安裝到殼體120上時縮短安裝時間。在重新安裝期間，也可由安裝件152保持相對改進(jìn)的和更精密的公差。雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明不限于這樣的所公開的實(shí)施例。相反，可對本發(fā)明進(jìn)行修改，以便結(jié)合在這以前尚未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相當(dāng)?shù)娜魏螖?shù)量的變型、修改、替換或等效布置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但將理解的是，本發(fā)明的各方面可僅包括所述實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視為受前述描述的限制，而是僅受所附權(quán)利要求書的范圍的限制。權(quán)利要求一種安裝件，包括安裝螺栓(156)，其附連到殼體(120)上；內(nèi)套管(158)，所述內(nèi)套管(158)在其遠(yuǎn)端處接合所述殼體(120)；外套管(160)，其接合歧管(140)且接合所述內(nèi)套管(158)，所述內(nèi)套管(158)相對于所述外套管(160)可調(diào)，從而允許所述歧管(140)相對于所述殼體(120)可調(diào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝件(152)，其特征在于，所述安裝螺栓(156)進(jìn)一步包括在所述安裝螺栓(156)的近端處的用于熱電偶(154)的槽(172)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安裝件(152)，其特征在于，所述安裝螺栓(156)進(jìn)一步包括用于所述熱電偶(154)的線材(155)的內(nèi)孔口(172)。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的安裝件(152)，其特征在于，所述安裝螺栓(156)通過螺紋(168)附連到所述殼體(120)上。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的安裝件(152)，其特征在于，所述內(nèi)套管(158)包括孔口(208)，所述安裝螺栓(156)通過所述孔口(208)而定位。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝件(152)，其特征在于，所述內(nèi)套管(158)通過位于所述內(nèi)套管(158)上的螺紋(180)和位于所述外套管(160)上的螺紋(182)而相對于所述外套管(160)可調(diào)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝件(152)，其特征在于，所述內(nèi)套管(158)包括能夠由外部工具旋轉(zhuǎn)以相對于所述外套管(160)來調(diào)節(jié)所述內(nèi)套管(158)的部分(186)。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的安裝件(152)，其特征在于，所述外套管(160)通過所述外套管(160)上的外螺紋(196)且通過能夠以螺紋的方式接合所述外套管(160)上的外螺紋(196)的至少一個螺母(198,200)安裝到所述歧管(140)上。全文摘要本發(fā)明涉及一種可外部調(diào)節(jié)的沖擊冷卻歧管安裝件和熱電偶?xì)ぁＲ环N安裝件(152)包括附連到殼體(120)上的安裝螺栓(156)；在其遠(yuǎn)端處接合殼體(120)的內(nèi)套管(158)；以及接合歧管(140)且接合內(nèi)套管(158)的外套管(160)。內(nèi)套管(158)相對于外套管(160)可調(diào)，從而允許歧管(140)相對于殼體(120)可調(diào)。文檔編號F02C7/20GK101787929SQ200910222800公開日2010年7月28日申請日期2009年11月10日優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日發(fā)明者D·M·埃里克森,M·G·薩瓦爾,M·M·奧爾扎,張華申請人:通用電氣公司