消除燃气轮机燃烧室壳体中的应力的方法和装置制造方法及图纸

一种燃气轮机的燃烧室壳体。通常，典型的燃烧室壳体为圆柱形或圆锥形。一些孔从外表面，穿过壳体达到内表面，贯穿该壳体。这些孔用作应力集中点。为了消除应力，用凸台支撑这些孔。每一个孔有二个凸台：一个凸台在壳体的外表面上，另一个在壳体的内表面上。本发明专利技术取消了后一种凸台。本发明专利技术通过在内表面上形成一排Ｔ形槽来消除应力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术涉及在燃气轮机的燃烧室壳体中的应力减小问题。专利技术的背景附图说明图1表示在燃气轮机中所用的燃烧室壳体部分3的外表面。整个壳体基本上为圆柱形圆锥形，该圆锥/圆柱是将该部分3围绕轴线6延伸而形成的，如图中箭头9所示那样。图2表示图1所示的部分3的内表面12。在壳体内作出各种用途的一些壁孔或孔15，例如在壳体内将燃料输送至燃烧室(没有示出)。这些孔在构成壳体的材料尺寸较薄的区域上贯穿该壳体。薄的材料为外部结构-例如燃料输送管-提供一个不是最佳的固定点。另外，该孔本身也可使应力增加，并增加在其周围的薄的材料中的应力集中。为了消除应力集中，增强孔15周围的区域和为管路或传感器的固定提供一个合适的凸缘，在壳体上作出凸台18。图3表示凸台18的示意性横截面图。如图1和图2所示，传统上每一个单独的孔15都带有一个单独的凸台18。另外，每一个孔还带有二个凸台如图1所示的在外表面上的凸台18，和如图2所示的在内表面上的凸台18。在内表面上的单独的凸台增加制造成本。在一种制造方法中，部分地是因为该壳体的直径比普通立式铣床的尺寸小，因此必需使用复杂的铣削装置。另一种方法则使用电化学加工(ECM)。因此，希望消除或减小制造图1和图2所示的壳体的传统方法的复杂性和花费。专利技术概要在本专利技术的一个实施例中，燃烧室壳体的内表面上的单个孔的单个凸台被取消，而用厚度与取消的凸台厚度相同的一条连续的圆周方向的带代替。在壳体内表面上的该带内，作出在圆周方向的一组T形槽。这些T形槽将该连续的带分隔成增强凸台的单个区域。每一个增强凸台区域都包围着多个孔。附图的简要说明图1为燃气轮机的燃烧室壳体的一个部分的外表面的透视图；图2为图1所示的该部分的内表面的透视图；图3表示图1和图2所示凸台18的示意性横截面图；图4表示本专利技术的一个实施例；图5包含图4所示的T形槽25的放大图44，和被平面47切割的T形槽25的槽截面图45；图6表示根据本专利技术一个实施例的在圆周方向的一组T形槽的示意图；图7和图8表示通过比较图1和图4所示的装置得出的横截面几何形状的差别；图9示意性地表示使用本专利技术的一个实施例的燃气轮机。专利技术的详细说明图4表示本专利技术的一个实施例。T形槽25在壳体的内表面30上切出。如图5所示，T形槽25不是完全贯穿壳体的，而其外表面35保持完整。图5中的代表性尺寸如下表示壳体壁的较厚区域的尺寸40，表示壳体壁较薄区域的尺寸46，和表示T形槽深度的尺寸50。T形槽25不需要有均匀的深度。如图6示意性地所示那样，沿着壳体的内圆周51设有一排T形槽25。最好，在图6所示的内圆周上，没有图2中标号18所示的那种型式的凸台。除了图4中的T形槽25和孔15与105是例外以外，在孔15区域上的内圆周是光滑的。从一个观点来看，在本专利技术的一个实施例中，图4中所示的T形槽25将壳体的内表面分割成单独的凸台，其中一个凸台用标号55表示。与图1和图2中所示的每一个单独的凸台18包含其自己的一个孔15的情况相反，凸台55包含三个孔15。另外，在图4中，孔15周围的材料的总厚度可以与图1和图2中所示的总厚度相同。图7和图8表示这个厚度。图7表示图1的情况，并表示对于壳体5 8对称的凸台18。图8表示本专利技术的一个实施例。图中表示了在壳体内表面或内侧73上的T形槽25和在外表面或外侧74上的凸台18。凸台18没有图7所示凸台的对称性。下面将给出几个术语的定义，其目的是部分地帮助说明本专利技术的特性。其他的定义也是有可能的。图6中的轴线80定义轴向方向。箭头85表示圆周方向。箭头90表示半径方向。图1、5和8中的孔15可以认为是面向径向方向的。现在来考察T形槽数目和孔15数目之间的数字关系。在图4中可看出，二个T形槽25形成一个区段55。如果这个区段覆盖30°，则整个壳体上有12个这种区段，可覆盖360°。在壳体上均匀隔开的12个T形槽25将壳体分割成12个区段。图4所示的区段55包含3个主孔15。图中还表示了次要的壁孔或孔105，用于固定螺纹紧固件，以连接外部零件-例如诸如燃料管路一类的管路的法兰或传感器。如图6所示的12个区段包含36个主孔15。如果“T”表示围绕壳体内表面30的圆周的T形槽的总数目，“N”表示围绕壳体内表面30的圆周的主孔15的总数目，则T形槽25与主孔15总数目的比T/N为12/36或1/3。在本专利技术的另一个实施例中，将会遇到另一种数字关系。图4所示的区段也包含凸台56，该区段由2个T形槽25构成，区包含一个主要孔15和3个次孔105。利用与上述相同的方法，可以认为该凸台56为一个1 °的区段。这样，围绕圆周的凸台56和55的数目可以满足覆盖360°的总的壳体的孔的要求。在壳体上彼此隔开一定距离的T形槽25的总数目T，将壳体分成在区段55和56中含有N个主孔的区段，使T/N之比不等于1。本专利技术可以使用任何数目的凸台，只要能消除任何特定应用场合的所要求数目的孔的应力即可。例如，在二个相邻的T形槽之间可以形成围绕着任何数目的孔的一个凸台，而对于任何其他数目的孔，可以有一个相邻的凸台。最经得到的壳体可以包括形成每一个凸台都含有多于1个孔的多个凸台的T形槽的综合或T形槽的任何综合，以便消除凸台的应力，增强孔周围的区域。本专利技术的至少一个凸台或者不包含孔，或者包含多于1个孔，使围绕壳体圆周的消除应力的T形槽总数目T不等于通过该壳体的孔的总数目。这样，与图1和图2所示情况比较，利用36个主孔15来消除应力所需的凸台数目，比孔本身的数目少。另外，如果将所考虑的区段看成是包含带有多个主孔15的一个凸台，则一个凸台也可包含多组次孔，其中每一组副孔相应于一个主孔15。从另一个观点来看，一个凸台可以看成是与其相邻(没有完全示出)的凸台配合形成图4中的T形槽25。凸台的边缘94互相配合形成T形槽25。本专利技术的优点是可消除应力，不需要如图2所示那样，在壳体的内表面上，为每一个孔制造单独的凸台。另外，可以利用二个直线铣削工序制造如图5所示的每一个T形槽25一个工序铣T形槽的杆部95或垂直部分，另一个工序铣T形槽的槽挡98或水平部分。当然可以采用多次走刀，使每次走刀的切得很浅，例如切除为1个或几个密耳。由于T形槽的杆部95一般在轴向是排列在一直线上的，因此可在轴向方向进行一组多次走刀。又由于T形槽的横档98一般是在圆周上排列在一条线上的，因此可以在圆周方向进行一组多次走刀。在本专利技术的一个实施例中，T形槽的杆部95和横挡98不需要互相连接，而可以互相隔开。即可以在圆周方向设置一组轴向在一直线上的杆部，并且也可在圆周方向设置单独一组在圆周方向在一条线上的横挡。在本专利技术的一个实施例中，在壳体的外表面上保持图1所示的正常的凸台结构。然而在图4中，在内表面上，除了由T形槽25形成的凸台外，沿有凸台。在图4和图6中，T形槽25作在环形腔99上，该环形腔也包含孔15。图9表示本专利技术的又一个实施例。燃气轮机100包含带有上述的T形槽25的燃烧室壳体105。燃气轮机100包括一个风扇110，一个低压涡轮115，一个高压压气机120和一个高压涡轮125。在不偏离本专利技术的精神和范围的条件下，可以作许多替代和改进。例如，这里所述的实施例都是针对飞机的燃气轮机来说明的。然而，本专利技术也可用于发电设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，它包括：ａ）制造包含一些孔（１５）的基本上为圆柱形或圆锥形的燃气轮机的燃烧室壳体（５８）；和ｂ）通过在所述壳体（５８）的表面（３０）上保持一组Ｔ形槽（２５）来消除应力，在所述表面（３０）上的单独孔的带凸台。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LM波伦德尔，JJ埃申巴克，EP布里尔，RE乌尔，MW哈米尔顿，SJ龙廷，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]