專利名稱：具有組合在一起的導(dǎo)向葉片的燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有設(shè)在燃燒室與渦輪工作輪之間的導(dǎo)向葉片的燃氣輪機。
燃氣輪機在燃燒室與渦輪工作輪之間有一個構(gòu)成獨立組件的導(dǎo)向葉片組，它在功能和結(jié)構(gòu)上基本上與相鄰的組件如燃燒室和渦輪工作輪分開，并具有也是單獨的在渦輪機殼內(nèi)的固定裝置。這種設(shè)計的缺點在于，每一個這種組件均須分別制造、單獨裝配，以及尤其是還必須相互調(diào)整，其結(jié)果是造成很高的費用。特別是這種結(jié)構(gòu)需要極其大量的構(gòu)件和伴隨而來的各種綜合性的缺點，其中包括生產(chǎn)和裝配過程、運輸重量直至尤其是熱力學(xué)的工作特性。
本發(fā)明試圖克服所有這些缺點。本發(fā)明的目的是提供一種具有設(shè)在燃燒室與渦輪工作輪之間的導(dǎo)向葉片的燃氣輪機，它避免除了每個燃燒室組件外昂貴地單獨制造和裝配。
此目的通過權(quán)利要求1特征部分所述特征來達到。通過從屬權(quán)利要求的特征闡明這種燃氣輪機的實施例的詳細情況。
通過結(jié)合附圖參閱下面的詳細說明可更完整地理解本發(fā)明及許多附帶的優(yōu)點。其中

圖1按先有技術(shù)的導(dǎo)向葉片裝置示意圖；圖2通過按本發(fā)明的導(dǎo)向葉片裝置的基本上沿徑向的剖面(A-A剖面)；圖3通過導(dǎo)向葉片組的兩個相鄰導(dǎo)向葉片的剖面B-B。
圖中只表示了對于理解本發(fā)明為重要的構(gòu)件；尤其是沒有表示已知的和未改變的燃氣輪機部分。
在一種具有設(shè)在每個燃燒室1.2與渦輪工作輪2之間的導(dǎo)向葉片1.1的燃氣輪機中，按本發(fā)明此導(dǎo)向葉片組合在燃燒室壁1.2.1中并設(shè)計成它的一部分。它們意味著是一個基本上整體的燃燒室-導(dǎo)向葉片組件1.燃燒室壁1.2.1過渡為每個相關(guān)導(dǎo)向葉片1.1的壁，與后者不分離。此燃燒室-導(dǎo)向葉片組件1裝在燃氣輪機裝置所謂冷的支承結(jié)構(gòu)3.1內(nèi)并由后者所支承。由于整個燃氣輪機裝置裝配的原因，此燃燒室-導(dǎo)向葉片組件1設(shè)計為分開式的，因此形成了一個沿徑向的外段和一個沿徑向的內(nèi)段1.B和1.A，在這種情況下半個導(dǎo)向葉片通過相應(yīng)的界壁1.1.i彼此分割在每一個區(qū)段內(nèi)，也就是說每個導(dǎo)向葉片1.1有一個對外封閉的沿徑向的里面部分和沿徑向的外面部分分別在一個相應(yīng)的區(qū)段1.A或1.B內(nèi)。每一個這種區(qū)段座落在燃氣輪機裝置一個有關(guān)的冷的支承結(jié)構(gòu)3.1內(nèi)。在每一個冷的支承結(jié)構(gòu)3.1與配屬于它的區(qū)段1.A或1.B之間設(shè)冷卻空氣通道4，后者部分地在導(dǎo)向葉片1.1內(nèi)部延伸。在這種情況下，冷卻空氣通道4的入流口4.1設(shè)在冷的支承結(jié)構(gòu)3.1中導(dǎo)向葉片1.1所在區(qū)內(nèi)，因此實現(xiàn)了燃燒室壁1.2.1的逆流冷卻.為了適應(yīng)既定的熱力學(xué)條件，在導(dǎo)向葉片1.1的冷卻空氣通道4內(nèi)設(shè)有冷卻空氣的導(dǎo)向裝置4.2，例如隔板或?qū)Я靼?。與如此構(gòu)成的每半個葉片相應(yīng)的區(qū)段的并因而將導(dǎo)向葉片1.1沿徑向分割并互相相鄰的界壁1.1.i，可至少有一個與相鄰的界壁1.1.i對應(yīng)的臺階1.1.k，作為用于降低漏泄損失的密封中。此外，每一個導(dǎo)向葉片1.1在其外表側(cè)有冷卻空氣口1.1.m，這些冷卻空氣口最好，并根據(jù)既定的熱力學(xué)條件，設(shè)在荼輪一側(cè)(后緣)或?qū)?dǎo)向葉片1.1分成兩個徑向區(qū)段的界壁1.1.i區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，在界壁1.1.i中的冷卻空氣口1.1.m從內(nèi)段1.A到外段1.B互相錯開設(shè)置。
將導(dǎo)向葉片1.1分割為沿徑向的內(nèi)段和沿徑向的外段1.A和1.B的高度，可根據(jù)具體的燃氣輪機裝置的既定條件，亦即最合理地制造(鑄造技術(shù))和冷卻狀況，位于沿徑向完全的里面或沿徑向完全的外面之間(0％和100％通道高度)。
相應(yīng)于每半個導(dǎo)向葉片的區(qū)段的分割導(dǎo)向葉片1.1和彼此相鄰的界壁1.1.i，可設(shè)置為相對于轉(zhuǎn)子軸線任意傾斜。
采用導(dǎo)向葉片的這種組合式結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)向葉片成為燃燒室的延續(xù)部分，并具有附加的任務(wù)，即，使氣流轉(zhuǎn)向渦輪轉(zhuǎn)子的工作葉片。因此可以取消通常結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜、分別制造和單獨裝配的導(dǎo)向葉片排。這樣做還帶來的效果是，減少或取消了通過裝配造成的間隙引起的冷卻空氣損失(漏泄)。
此外，冷卻空氣幾乎重新全部供入燃燒循環(huán)中，在這種情況下冷卻空氣通過逆流已經(jīng)得到非常良好的預(yù)熱。由于整體式的結(jié)構(gòu)，所以冷卻空氣的損失顯著減少。還有，由于逆流導(dǎo)引冷卻空氣，保證熱負荷極高的導(dǎo)向葉片得到新鮮的并因而較冷的冷卻空氣，所以能更好地被冷卻。此外，燃燒室和與之組合在一起的導(dǎo)向葉片的長度，大約縮短了第一個導(dǎo)向葉片排的軸向距離。由此還帶來的優(yōu)點是，用于第一級渦輪的第一個工作葉片排來自壓縮機的冷卻空氣，不再經(jīng)過此導(dǎo)向葉片排而直接供入此工作葉片排。其結(jié)果是明顯縮短了冷卻空氣的路徑，并因而減小了流動損失和要冷卻的表面積；同時也簡化了有關(guān)的燃氣輪機裝置部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外，由于將燃燒室-導(dǎo)向葉片組件1分為兩個區(qū)段，還可獲得這樣的優(yōu)點，即，使冷卻空氣的加熱在沿徑向的外段和沿徑向的內(nèi)段之間大體上均勻分配。
因為按本發(fā)明冷卻空氣流基本上布置成串聯(lián)，所以與按先有技術(shù)的冷卻空氣流的并聯(lián)相比，在冷卻的效率方面具有明顯的優(yōu)越性。此外，組合式的導(dǎo)向葉片設(shè)計，免除了冷卻空氣通過單獨制備并置入的導(dǎo)向葉片周圍的間隙造成的漏氣損失。
顯然，本發(fā)明可以在遵循上述種種教導(dǎo)的情況下作出各種修改和變化。因此，不言而喻，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)本發(fā)明可以按與上面具體所述的不同方式實施。
符號表1 燃燒室-導(dǎo)向葉片組件1.A 燃燒室-導(dǎo)向葉片組件的內(nèi)段1.B 燃燒室-導(dǎo)向葉片組件的外段1.1 導(dǎo)向葉片1.1.i 導(dǎo)向葉片相應(yīng)區(qū)段的界壁1.1.k 導(dǎo)向葉片相應(yīng)區(qū)段的臺階1.1.m 冷卻空氣口1.2 燃燒室1.2.1 燃燒室壁2 渦輪工作輪3 燃氣輪機裝置3.1 冷的支承結(jié)構(gòu)4 冷卻空氣通道4.1 入流口4.2 導(dǎo)向裝置
權(quán)利要求
1.燃氣輪機，具有設(shè)在燃燒室與渦輪工作輪之間的導(dǎo)向葉片，其特征為導(dǎo)向葉片(1.1)組合在各有關(guān)的燃燒室(1.2)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的燃氣輪機，其特征為導(dǎo)向葉片(1.1)與有關(guān)的燃燒室壁(1.2.1)基本上設(shè)計為一體，并構(gòu)成一個燃燒室-導(dǎo)向葉片組件(1).
3.按照權(quán)利要求1或2之一所述的燃氣輪機，其特征為燃燒室壁(1.2.1)和與之基本上構(gòu)成一體的導(dǎo)向葉片(1.1)座落在燃氣輪機裝置(3)冷的支承結(jié)構(gòu)(3.1)中相關(guān)的區(qū)域內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的燃氣輪機，其特征為每一個導(dǎo)向葉片(1.1)和每一個有關(guān)的燃燒室壁(1.2.1)與有關(guān)的冷的支承結(jié)構(gòu)(3.1)相配合構(gòu)成冷卻空氣通道(4)，它們部分地在導(dǎo)向葉片(1.1)的內(nèi)部延伸。
5.按照權(quán)利要求4所述的燃氣輪機，其特征為冷卻空氣通道(4)的入流口(4.1)設(shè)在導(dǎo)向葉片(1.1)的區(qū)域內(nèi)，因而燃燒室壁(1.2.1)設(shè)計用于燃燒室(1.2)的逆流冷卻。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的燃氣輪機，其特征為導(dǎo)向葉片(1.1)具有用于冷卻空氣在冷卻空氣通道(4)內(nèi)的導(dǎo)向裝置(4.2)。
7.按照權(quán)利要求3至6之一所述的燃氣輪機，其特征為此燃燒室-導(dǎo)向葉片組件(1)有一個沿徑向的外區(qū)和一個沿徑向的內(nèi)區(qū)；燃燒室-導(dǎo)向葉片組件(1)相應(yīng)于這些區(qū)域分成一個內(nèi)段和一個外段(1.A或1.B)，其中每個導(dǎo)向葉片(1.1)通過相應(yīng)的界壁(1.1.i)彼此分隔成這些分段，也就是說，每個導(dǎo)向葉片(1.1)有一個沿徑向的里面部分和一個沿徑向的外面部分，它們分別在一個相應(yīng)的區(qū)段(1.A或1.B)內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求3至7之一所述的燃氣輪機，其特征為相應(yīng)于每半個導(dǎo)向葉片的區(qū)段的、分割導(dǎo)向葉片(1.1)且彼此相鄰的界壁(1.1.i)設(shè)置成相對于轉(zhuǎn)子軸線傾斜。
9.按照權(quán)利要求3至8之一所述的燃氣輪機，其特征為相應(yīng)于每半個導(dǎo)向葉片的區(qū)段的分割導(dǎo)向葉片(1.1)且彼此相鄰的界壁(1.1.i)，至少有一個用于降低漏泄損失的相應(yīng)的臺階(1.1.k)。
10.按照權(quán)利要求3至9之一所述的燃氣輪機，其特征為每個導(dǎo)向葉片(1.1)在其外表側(cè)有冷卻空氣口(1.1.m)。
11.按照權(quán)利要求10所述的燃氣輪機，其特征為冷卻空氣口(1.1.m)布置在工作輪一側(cè)或在分割導(dǎo)向葉片(1.1)的界壁(1.1.i)的區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
通過將導(dǎo)向葉片1.1組合在相關(guān)的燃燒室1.2內(nèi),改進了具有設(shè)在燃燒室與渦輪工作輪之間的導(dǎo)向葉片的燃氣輪機。也就是說,導(dǎo)向葉片1.1和有關(guān)的燃燒室壁1.2.1基本上設(shè)計成一體,并構(gòu)成一個燃燒室—導(dǎo)向葉片組件1。此組件座落在燃氣輪機裝置3的冷的支承結(jié)構(gòu)3.1內(nèi),兩者共同構(gòu)成冷卻空氣通道,這些通道使得有可能逆流冷卻燃燒室。
文檔編號F02C7/00GK1188210SQ9712554
公開日1998年7月22日 申請日期1997年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月13日
發(fā)明者P·梅蘭 申請人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司