[发明专利]用以增强燃气涡轮发动机中的过渡导管冷却的方法和装置

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃气涡轮发动机，且更具体地讲涉及用以增强燃 气涡轮发动机内的过渡导管冷却的方法和系统。

背景技术

至少一些已知的燃气涡轮发动机点燃燃烧器中的燃料-空气混合 物，以产生通过热气流径引导到涡轮的燃烧气体流。压缩空气从压缩 机引导到燃烧器。已知的燃烧器组件大体使用将燃料和空气引导到燃 烧器的燃烧区的燃料喷嘴。涡轮机将燃烧气体流的热能转化成使涡轮 轴旋转的机械能。可使用涡轮机的输出来为机器(例如发电机或泵)提 供动力。

至少一些已知的燃烧器组件包括朝向涡轮组件引导来自燃烧器 组件的燃烧气体的过渡导管或过渡件。至少一些已知的过渡导管包括 有孔的冷却套管，该冷却套管包围过渡件，以引导用于冷却过渡件的 冷却空气。但是，已知的冷却套管可能会导致过渡件的不均匀冷却， 这会使温度梯度增大，温度梯度增大可使燃烧器硬件的运行寿命降 低。因此，可能需要比在更均匀地冷却过渡件的情况下更加频繁地更 换燃烧器的部分。为了补偿较高的温度和/或热梯度，一些已知的燃烧 器包括由较耐热应力和/或磨损的材料制造的构件。但是，与具有不包 括这样的构件的燃烧器的发动机相比，这样的构件会使发动机增加成 本和/或重量。

其它已知的燃烧器组件包括用于过渡导管的、包括空心冷却套管 的冷却系统。已知的冷却套管包括多个槽道和形成于其中的精细的冷 却通道，冷却通道在过渡件周围引导冷却流，以有利于冷却过渡件。 但是，这样的冷却套管通常难以制造，且会增加燃烧器组件的制造成 本。另外，如果冷却通道中的任何一个被污染物阻碍或堵塞，则包括 在这样的套管内的复杂的冷却回路就会降低冷却性能。降低的冷却效 果可能会导致运行温度升高，热梯度增大，以及/或者过渡件中的热应 力增加。为了适应较高的温度和/或热梯度，至少一些已知的燃烧器包 括由较耐热疲劳的材料制造的构件。但是，与在没有这样的材料的情 况下制造的构件相比，其它的这样的构件制造起来可能更昂贵。

发明内容

在一个方面中，提供了一种用于组装燃气涡轮发动机的方法。该 方法包括将包括第一端和相对的第二端的冷却套管联接到燃烧器组 件的内壁上，从而使得环形通道限定在内壁和冷却套管之间。在第一 端的附近形成环形入口，且在第二端的附近形成环形出口。

在另一个方面中，提供了一种过渡件。该过渡件包括冷却套管， 冷却套管包括第一端和相对的第二端。冷却套管联接到过渡件的内壁 的外表面上，从而使得环形通道限定在内壁和冷却套管之间。第一端 限定环形入口，且第二端限定环形出口。

在又一个方面中，提供了一种燃气涡轮发动机。该发动机包括压 缩机和联接成与压缩机成流动连通的燃烧器。燃烧器包括至少一个过 渡件，该过渡件进一步包括内壁和冷却套管。冷却套管包括第一端和 相对的第二端，冷却套管联接到内壁上，从而使得环形通道限定在内 壁和冷却套管之间。第一端限定环形入口，且第二端限定环形出口。

附图说明

图1是一个示例性燃气涡轮发动机的示意图；

图2是可与图1所示的燃气涡轮发动机一起使用的一个示例性燃 烧器的截面示意图；

图3是包括可与图2所示的燃烧器一起使用的冷却套管的一个示 例性过渡件的放大的截面示意图；

图4是可与图1所示的燃烧器一起使用的一个示例性冷却套管的 透视组装视图；

图5是可与图1所示的燃烧器一起使用的一个示例性冷却套管的 局部剖视图；

图6是可与图1所示的燃烧器一起使用的一个示例性的波纹状的 冷却套管的透视组装视图；以及

图7是包括备选的冷却空气入口的一个示例性冷却套管的透视组 装视图。

部件列表：