用于燃气涡轮发动机的气体流动路径制造技术

一种环管式燃气涡轮发动机中的管道布置结构。所述燃气涡轮发动机具有用于将气体从多个燃烧室输送至环形室的气体输送结构，所述环形室周向延伸，并且被定向成与燃气涡轮发动机的纵向轴线同心，用于将气流输送至第一排叶片。气体流动路径通过用于将气体从每个燃烧室传送至所述第一排涡轮叶片的处于相应的燃烧室和所述环形室之间的管道布置结构形成。所述管道布置结构包括至少一个直部段，其具有与所述燃烧室的中心线错位偏移的中心线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于联邦资助的开发的声明本专利技术的开发部分受到美国能源部授予的合同号DE-FC26-05NT42644支持。因此，美国政府在本专利技术中可具有特定权利。
本专利技术一般涉及涡轮发动机，并且更具体而言，涉及用于将热工作气体从燃烧室传送至燃气涡轮发动机中的涡轮叶片的气体流动路径。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括压缩机部段、包括多个燃烧室的燃烧部段以及涡轮部段。环境空气在压缩机部段中被压缩，并且传送至燃烧部段中的燃烧室。燃烧室将压缩空气与燃料接合，并且点燃混合物，从而产生燃烧产物，所述燃烧产物限定了以湍流方式并且以高速流动的热工作气体。所述工作气体经由多个气体通道被路由引导至涡轮部段，所述多个气体通道通常称为过渡管道。在涡轮部段内的是多排静止导叶组件和旋转叶片组件。所述旋转叶片组件被耦接到涡轮机转子。当工作气体膨胀通过涡轮部段时，工作气体使叶片组件、并且因此使涡轮机转子旋转。涡轮机转子可以被联接到发电机，其中，涡轮机转子的旋转能够被用于在发电机中产生电。气体通道各自包括定位成与相应的燃烧室相邻的入口，并且每个气路通过与第一排涡轮导叶相关联的涡轮机入口结构将工作气流路由引导至涡轮部段中。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种环管式燃气涡轮发动机中的管道布置结构。所述燃气涡轮发动机具有用于将气体从多个燃烧室输送至环形室的气体输送结构，所述环形室周向延伸，并且被定向成与燃气涡轮发动机的纵向轴线同心，用于将气流输送至第一排叶片。气体流动路径通过用于将气体从每个燃烧室传送至所述第一排涡轮叶片的处于相应的燃烧室和所述环形室之间的管道布置结构形成。所述管道布置结构包括至少一个直部段，其具有与所述燃烧室的中心线错位偏移的中心线。所述管道布置结构可以包括一体化出口件（IEP），其具有：入口部段，其与环形室相关联；以及锥部段，其具有接收气流的入口端和连接到入口部段的入口端的出口端，并且其中，所述至少一个直部段可以通过入口部段形成。锥部段的中心线可以与燃烧室的中心线共线。锥部段的中心线可以相对于IEP的入口部段的中心线成一定角度倾斜。锥部段的中心线可以相对于IEP的入口部段的中心线偏置。所述管道布置结构可以包括一体化出口件（IEP），其具有：入口部段，其与环形室相关联；以及锥部段，其具有接收气流的入口端和连接到入口部段的入口端的出口端，并且其中，所述至少一个直部段可以通过锥部段形成。IEP的入口部段可以具有与燃烧室的中心线和锥部段的中心线二者错位偏移的中心线。所述管道布置结构可以包括一体化出口件（IEP），所述一体化出口件具有：入口部段，其与所述环形室相关联；以及锥部段，其具有接收所述气流的入口端和连接到所述入口部段的入口端的出口端，并且其中，所述至少一个直部段的端部可以包括通过允许沿所述管道布置结构的中心线之间的错位偏移的带夹所形成的接头。所述至少一个直部段的所述端部可以包括凸缘，所述凸缘与处于所述管道布置结构的相邻元件上的凸缘协作，并且所述凸缘的邻接表面可通过抵靠彼此接合的球形表面形成。所述带夹的径向向内朝向的一侧可形成为朝向所述凸缘的V形腔，并且所述带夹的一个表面可形成为用于接合所述凸缘中的一个的球形表面的球形表面，并且所述带夹的另一表面可形成为用于接合所述凸缘中的另一个上的匹配的锥形表面的锥形表面。所述带夹可以包括在夹具的直径上对置的两侧处紧固在一起的两个半夹。接头可以形成在锥部段和入口部段的入口端之间的连接处。根据本专利技术的另一方面，提供了一种环管式燃气涡轮发动机中的管道布置结构。所述燃气涡轮发动机具有用于将气体从多个燃烧室输送至环形室的气体输送结构，所述环形室周向延伸，并且被定向成与燃气涡轮发动机的纵向轴线同心，用于将气流输送至第一排叶片。气体流动路径通过用于将气体从每个燃烧室传送至所述第一排涡轮叶片的处于相应的燃烧室和所述环形室之间的管道布置结构形成。所述管道布置结构包括一体化出口件（IEP），其具有：入口部段，其与所述环形室相关联；以及锥部段，其具有接收所述气流的入口端和连接到所述入口部段的入口端的出口端。所述IEP的入口部段限定了直部段，所述直部段具有与所述燃烧室的中心线和所述锥部段的中心线二者错位偏移的中心线。锥部段的中心线可以与燃烧室的中心线共线。锥部段的中心线可以相对于IEP的入口部段的中心线偏置。锥部段的中心线可以相对于IEP的入口部段的中心线成一定角度倾斜。所述锥部段的出口端可以包括定位成与处于所述IEP的入口部段的入口端上的凸缘相邻的凸缘，并且可以包括接头，所述接头通过在所述凸缘上延伸的球形带夹形成，以允许所述IEP的锥部段和入口部段的中心线之间的错位偏移。所述凸缘的邻接表面可以通过抵靠彼此接合的球形表面形成。所述带夹的径向向内朝向的一侧可形成为朝向所述凸缘的V形腔，并且所述带夹的一个表面可形成为用于接合所述凸缘中的一个的球形表面的球形表面，并且所述带夹的另一表面可形成为用于接合所述凸缘中的另一个上的匹配的锥形表面的锥形表面。根据本专利技术的一个特别有益的方面，本文所述的管道布置结构能够提供进入到涡轮机中的流动角的改变，例如当为更多的流量而升级涡轮发动机时可能是必要的流动角的改变，而无需改变涡轮发动机的壳体及支撑燃烧室的相关结构。附图说明虽然说明书以特别指出并且明确地要求保护本专利技术的权利要求结束，但相信通过以下描述结合附图将更好地理解本专利技术，在附图中，相同的附图标记标识相同的元件，并且在附图中：图1为图示了本专利技术的多个方面的剖切涡轮发动机的一部分的剖视图；图2为根据本专利技术的多个方面的管道布置结构的透视图；图3为根据本专利技术的多个方面的管道布置结构的径向向内的平面图；图4为图示了如下构造的管道布置结构的锥部段的下游端视图，即：其中，所述锥部段的中心线和IEP在形成在锥部段和IEP之间的出口平面处重合；图4A为图示了如下构造的管道布置结构的锥部段的下游端视图，即：其中，锥部段的中心线和IEP在形成在锥部段和IEP之间的出口平面处偏置；图5为图示了根据本专利技术的多个方面的锥部段和IEP之间的接合部的透视图；图6为图示了锥部段和IEP之间的接合部并且示出了锥部段相对于IEP的移位的剖切管道布置结构的剖视图；图7为图6中所示的接合部的放大视图；以及图8为示出了锥部段相对于IEP的替代性移位的剖切管道布置结构的剖视图。具体实施方式在下面对优选实施例的详细描述中，参考了形成本文的一部分的附图，并且在附图中，其中可以实践本专利技术的特定的优选实施例被示出作为图示而非作为限制。应当理解的是，可以利用其他实施例，并且可以作出改变，而不脱离本专利技术的精神和范围。根据本专利技术的一个方面，用于将热工作气体从燃气涡轮发动机的燃烧室输送至涡轮部段的系统的一种组装以切向布置结构来定向燃气涡轮发动机的燃烧器管（combustor can）。特别地，环管式燃烧室的燃烧器管被各自定向成导引热工作气流通过限定了气体通道的部件的组件，所述气体通道将个别气流沿径向向内并且周向成一定角度的方向导引到紧接在发动机的涡轮部段中的第一排涡轮叶片上游并且与之相邻的环形室中。例如，给环形室提供流的气体通道的布置结构可以大致对应于用于将气流直接供应到第一排涡轮叶片的结构，而无需如授予Wilson等人的美国专利号8,230,688中所述的一排涡轮导叶（turbin本文档来自技高网...

【技术保护点】
在具有用于将气体从多个燃烧室输送至环形室的气体输送结构的环管式燃气涡轮发动机中，所述环形室周向延伸并且被定向成与燃气涡轮发动机的纵向轴线同心，用于将气流输送至第一排叶片，气体流动路径通过用于将气体从每个燃烧室传送至所述第一排涡轮叶片的处于相应的燃烧室和所述环形室之间的管道布置结构形成，所述管道布置结构包括：至少一个直部段，其具有与所述燃烧室的中心线错位偏移的中心线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.20 US 14/1853521. 在具有用于将气体从多个燃烧室输送至环形室的气体输送结构的环管式燃气涡轮发动机中，所述环形室周向延伸并且被定向成与燃气涡轮发动机的纵向轴线同心，用于将气流输送至第一排叶片，气体流动路径通过用于将气体从每个燃烧室传送至所述第一排涡轮叶片的处于相应的燃烧室和所述环形室之间的管道布置结构形成，所述管道布置结构包括：至少一个直部段，其具有与所述燃烧室的中心线错位偏移的中心线。2. 如权利要求1所述的管道布置结构，包括一体化出口件（IEP），所述一体化出口件具有：入口部段，其与所述环形室相关联；以及锥部段，其具有接收所述气流的入口端和连接到所述入口部段的入口端的出口端，并且其中，所述至少一个直部段通过所述入口部段形成。3. 如权利要求2所述的管道布置结构，其特征在于，所述锥部段的中心线与所述燃烧室的中心线共线。4. 如权利要求2所述的管道布置结构，其特征在于，所述锥部段的中心线相对于所述IEP的入口部段的中心线成一定角度倾斜。5. 如权利要求2所述的管道布置结构，其特征在于，所述锥部段的中心线相对于所述IEP的入口部段的中心线偏置。6. 如权利要求1所述的管道布置结构，包括一体化出口件（IEP），所述一体化出口件具有：入口部段，其与所述环形室相关联；以及锥部段，其具有接收所述气流的入口端和连接到所述入口部段的入口端的出口端，并且其中，所述至少一个直部段通过所述锥部段形成。7. 如权利要求6所述的管道布置结构，其特征在于，所述IEP的入口部段具有与所述燃烧室的中心线和所述锥部段的中心线二者错位偏移的中心线。8. 如权利要求1所述的管道布置结构，包括一体化出口件（IEP），所述一体化出口件具有：入口部段，其与所述环形室相关联；以及锥部段，其具有接收所述气流的入口端和连接到所述入口部段的入口端的出口端，并且其中，所述至少一个直部段的端部包括通过允许沿所述管道布置结构的中心线之间的错位偏移的带夹所形成的接头。9. 如权利要求8所述的管道布置结构，其特征在于，所述至少一个直部段的所述端部包括凸缘，所述凸缘与处于所述管道布置结构的相邻元件上的凸缘协作，并且所述凸缘的邻接表面通过抵靠彼此接合的球形表面形成。10. 如权利要求9所述的管道布置结构，其特征在于，所述带夹的...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD蒙特戈梅里，RC查伦，GD施奈德，WW潘基，CA迈尔，BG赫廷格尔，
申请(专利权)人：西门子能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US