CN106796034A - 联焰导管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将在燃气轮机中的相邻的燃烧器（1、2）连接到一起以防止在燃烧器（1、2）内的熄火状态的联焰导管（100）；在此该联焰导管（100）可包括第一和第二导管（102、106），这两个导管形成滑动接头以防止在联焰导管（100）内所产生的应力。在燃气轮机运行期间，由于该滑动接头因而联焰导管（100）保持柔性，由此防止在联焰导管（100）内所产生的有破坏性的热应力和机械应力并且延长联焰导管（100）及相关部件的使用寿命。第一和第二导管（102、106）还可包括冷却室（138、156、174），这些冷却室位于外套筒（122、140）与内壳（128、146）之间并且用一个或多个支架（134、152、170）而保持，以减小热应力和热梯度或者防止由于过热或燃烧所造成的材料损失。可经由延伸经过外套筒（122、140）使空气能够经过冷却室（1138、156、174）而流入燃烧器（1、2）中的一个或多个流体端口（176），给冷却室（138、156、174）提供冷却流体。

Description

联焰导管

技术领域

本发明总体上涉及燃气轮机，更具体地涉及在相邻的燃气轮机燃烧器之间延伸的联焰导管（cross-flame duct）。

背景技术

燃气轮机燃烧室通常包括在燃烧室壳体内且围绕涡轮转子的多个周向布置的燃烧器。在起动时，在包括点火器的某些燃烧器的燃料/空气混合物中执行点火，由此产生火焰。因为某些燃烧器可以不包括点火器，所以利用联焰管将各燃烧器连接。联焰管绕着燃烧器阵列将火焰从燃烧器输送至燃烧器，直到已在所有燃烧器中形成火焰。可利用在与具有点火器的燃烧器相对的燃烧器中的火焰检测器来确认已在各燃烧器中形成火焰。在操作期间，联焰管的作用是在会经历熄火的任何燃烧器中恢复燃烧。

传统地，联焰管是由在各端部具有凸缘的柔性金属软管所构成。该柔性材料可用于补偿组装公差，并且在管的各部件之间的滑动配合可被设计用于适应差热生长。然而，这些设计易受到导致部件疲劳和运行故障的热应力和机械应力的影响。因此，期望提供一种解决现有技术设计中的热限制和机械限制的改进的联焰管。

发明内容

本文公开了一种用于将在燃气轮机中的相邻的燃烧器连接到一起以防止在燃烧器内的熄火状态的联焰导管；在此该联焰导管可包括第一和第二导管，这两个导管形成滑动接头以防止在联焰导管内所产生的应力。在涡轮机操作期间由于滑动接头因而联焰导管保持柔性，由此防止在联焰导管内所产生的有破坏性的热应力和机械应力并且延长联焰导管及相关部件的使用寿命。第一和第二导管还可包括位于外套筒与内壳之间的冷却室并且用一个或多个支架加以保持，以减小热应力和热梯度或者防止由于过热或燃烧所造成的材料损失。可经由延伸经过外套筒使空气能够经过冷却室而流入燃烧器中的一个或多个流体端口来给冷却室提供冷却流体。

在至少一个实施例中，用于将在燃气涡轮发动机中的相邻的燃烧器加以连接的联焰导管可由沿纵向轴线延伸且构造成联接到第一燃烧器的第一导管所构成。该第一导管可由第一外套筒构成，该第一外套筒具有构造成联接到第一燃烧器的第一端和在第一端的相对端上的第二端。第一导管还可包括第一内壳，该第一内壳位于第一外套筒内并且具有与第一燃烧器相邻的第一端和从第一外套筒的第二端延伸出的第二端。第一冷却室可位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间。联焰导管还可包括沿纵向轴线延伸且构造成联接到第二燃烧器的第二导管，其中该第二导管构造成可滑动地接收第一导管。第二导管可包括具有第一端的第二外套筒，该第一端构造成联接到第二燃烧器并且朝向第一导管延伸以便将第一内壳的第二端可滑动地接收于第二外套筒的第二端内。第二导管可包括第二内壳，该第二内壳位于第二外套筒内并且具有与第二燃烧器相邻的第一端和朝向第二外套筒的第二端而延伸的第二端。第二导管还可包括位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间的第二冷却室。

第一支架可位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间用以保持第一冷却室，并且第二支架可位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间用以保持第二冷却室。第一流体端口可位于与第一支架相邻的第一外套筒中，从而允许流体在第一冷却室与在第一外套筒外部的环境之间流动。第二流体端口可位于与第二支架相邻的第二外套筒中，从而允许流体在第二冷却室与在第二外套筒外部的环境之间流动。

在至少一个实施例中，第三冷却室可位于第一内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间，并且第三支架可位于第一内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间。第三支架可将第二外套筒与第一内壳隔开，以便保持第一导管并使第一导管能够相对于第二导管而滑动。在至少一个实施例中，第三支架可由多个径向突出的凹窝（dimple）所构成，这些凹窝构造成与相邻的表面可滑动地接合。

第一外套筒可由位于第一外套筒的第一端的第一凸缘所构成，并且第二外套筒可包括位于第二外套筒的第二端的第二凸缘。第一凸缘可构造成联接到第一燃烧器的第一燃烧器凸缘，并且第二凸缘可联接到第二燃烧器的第二燃烧器凸缘。第一凸缘可具有小于第一燃烧器凸缘的外直径的外直径。第一内壳的第一端可沿纵向轴线朝向第一燃烧器向外延伸超过第一外套筒的第一端。

联焰导管可包括位于第一内壳与第一外套筒之间用以保持第一冷却室的一个或多个第一支架（standoff）。第二支架可位于第二内壳与第二外套筒之间，用以保持第二冷却室和第三冷却室。第二冷却室可在第二内壳的第一端与第二支架之间延伸。第三冷却室可在第二内壳的第二端与第二支架之间延伸。

在另一个实施例中，联焰导管可包括沿纵向轴线延伸且构造成联接到第一燃烧器的第一导管。该第一导管可包括第一外套筒，该第一外套筒具有构造成联接到第一燃烧器的第一端和在第一端的相对端上的第二端。第一导管还可包括第一内壳，该第一内壳位于第一外套筒内并且具有与第一燃烧器相邻的第一端和在第一端的相对端上的第二端。第一导管可包括位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间的第一冷却室。联焰导管可包括沿纵向轴线延伸且构造成联接到第二燃烧器的第二导管。第二导管可构造成可滑动地接收第一导管，并且可包括具有第一端的第二外套筒，该第一端构造成联接到第二燃烧器并朝向第一导管延伸以便将第一内壳的第二端可滑动地接收于第二外套筒的第二端内。第二导管可包括第二内壳，该第二内壳位于第二外套筒内并且具有与第二燃烧器相邻的第一端和在第一端的相对端上的第二端。第二导管可包括位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间的第二冷却室。

联焰导管还可包括第三导管，该第三导管是由可滑动地联接到第一导管的第二端的第一端和可滑动地联接到第二导管的第二端的第二端所构成。第三导管可构成在联焰导管的第一导管与第二导管之间的中间导管。

第一外套筒的第二端可延伸超过第一内壳的第二端，并且可构造成接收第三导管的第一端。第二外套筒的第二端可延伸超过第二内壳的第二端，并且可构造成接收第三导管的第二端。第三冷却室可位于第三导管的外表面与第一外套筒的内表面之间。第四冷却室可位于第三导管的外表面与第二外套筒的内表面之间。流体端口可位于第三导管中并与第三冷却室流体连通，由此将第三冷却室置于与在第三导管外部的环境流体连通。流体端口也可位于第三导管中并与第四冷却室流体连通，由此将第四冷却室置于与在第三导管外部的环境流体连通。

第一支架可位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间，用以保持第一冷却室。第二支架可位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间，用以保持第二冷却室。联焰导管还可包括第三支架和第四支架。第三支架可位于第三导管的外表面与第一外套筒的内表面之间，用以保持第三冷却室。第四支架可位于第三导管的外表面与第二外套筒的内表面之间，用以保持第四冷却室。在至少一个实施例中，第三支架和第四支架可各自包括位于第三导管的第一端和第二端的多个径向突出的凹窝。

联焰导管可包括用于限制第三导管相对于第一和第二导管的运动的位置控制系统。第三导管可在第一导管和第二导管之间在第一纵向位置与第二纵向位置之间浮动，在此当第三导管在第一纵向位置与第二纵向位置之间浮动时，沿纵向轴线所截取的第三冷却室的长度和沿纵向轴线所截取的第四冷却室的长度增大或减小。第一外套筒可包括位于第一外套筒的第一端的第一凸缘，并且第二外套筒可包括位于第二外套筒的第一端的第二凸缘。第一凸缘可构造成联接到第一燃烧器的第一燃烧器凸缘，并且第二凸缘可构造成联接到第二燃烧器的第二燃烧器凸缘。第一凸缘可具有小于第一燃烧器凸缘的外直径的外直径。

联焰导管可包括位于与第一支架相邻的第一外套筒中的第一流体端口，从而允许流体从在第一外套筒外部的环境流入第一冷却室。第二流体端口可位于与第二支架相邻的第二外套筒中，从而允许流体从在第二外套筒外部的环境流入第二冷却室。第三导管的第一端可构造成接收第一外套筒的第二端，并且第三导管的第二端可构造成接收第二外套筒的第二端。

联焰导管可包括位于第一内壳的外表面与第一外套筒的内表面之间以保持第一冷却室的第一支架。第二支架可位于第二内壳的外表面与第二外套筒的内表面之间以保持第二冷却室。第三冷却室可位于第三导管与第一外套筒之间，并且第三支架位于在第三冷却室中的第三导管的内表面与第一外套筒的外表面之间用以保持第三冷却室。第四冷却室可位于第三导管与第二外套筒之间，并且第四支架位于在第四冷却室中的第二外套筒的外表面与第三导管的内表面之间用以保持第四冷却室。第三支架可包括位于第三冷却室内的多个径向突出的凹窝、和在第三冷却室内周向延伸的多个径向突出的脊部。流体端口可位于多个径向突出脊部之间，用以提供在第三冷却室与在第一外套筒外部的环境之间的流体通路。

下面更详细地对这些和其它实施例进行描述。

附图说明

附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分，其图示说明了现在所公开的本发明的实施例，并且连同描述部分揭示了本发明的原理。

图1A是根据本文中所描述各种实施例的联焰导管的一个实施例的透视图；

图1B是沿图1A的截面线1B-1B所截取的图1A的联焰导管的纵向剖视图；

图2A是根据本文中所描述各种实施例的联焰导管的另一个实施例的透视图；

图2B是沿图2A的截面线2B-2B所截取的图2A的联焰导管的纵向剖视图；

图3是根据本文中所描述各种实施例的联焰导管的又一个实施例的透视图，其中第三导管被图示为是部分透明的。

具体实施方式

如图1A-图3中所示，公开了一种用于将在燃气轮机中的相邻的燃烧器1、2连接到一起以防止在燃烧器1、2内的熄火状态的联焰导管100；在此该联焰导管100可包括第一和第二导管102、106，这两个导管形成滑动接头以防止在联焰导管100内所产生的应力。在管操作期间由于滑动接头因而联焰导管100可保持柔性，由此防止在联焰导管100内所产生的有破坏性的热应力和机械应力并延长联焰导管100及相关部件的使用寿命。第一和第二导管102、106还可包括位于外套筒122、140与内壳128、146之间且用一个或多个支架134、152、170所保持的冷却室138、156、174，以减小热应力和热梯度或者防止由于过热或燃烧所造成的材料损失。可经由延伸经过外套筒122、140使空气能够经过冷却室138、156、174而流入燃烧器1、2中的一个或多个流体端口176来给冷却室138、156、174提供冷却流体。

在至少一个实施例中，联焰导管100可大体上沿纵向轴线L而延伸，如图1A和图1B中所示。联焰导管100可包括位于联焰导管100的第一端104的第一导管102、和位于联焰导管100的第二端108的第二导管106。第一导管102可从第一端110延伸至第二端112。第一端110可包括凸缘114，用于在第一燃烧器凸缘3处将联焰导管100的第一端104联接到第一燃烧器1。第二导管106可从第一端116延伸至第二端118。第一端116可包括凸缘120，用于在第二燃烧器凸缘4处将联焰导管100的第二端108联接到第二燃烧器2。

在一个实施例中，相对于与各自燃烧器1、2相联的燃烧器凸缘3、4的相应直径，第一和第二凸缘114、120中的一者或两者的尺寸可能较小。凸缘114、120可允许对联焰导管100相对于燃烧器凸缘3、4的位置进行调整以适应组装公差。例如，相对于各自燃烧器凸缘3、4的外直径，凸缘114、120的尺寸可能较小，从而允许凸缘114、120被重新定位在燃烧器凸缘3、4的外直径内以便进行调整以适应组装公差。例如，可利用环型压缩夹具（例如“marmon”夹）将各自的凸缘114、3、120、4联接。在至少一个实施例中，可将夹具或凸缘定位在联焰导管100的凸缘114、120和燃烧器凸缘3、4的外直径上，以便将各自的凸缘114、3、120、4联接到一起。

在至少一个实施例中，外套筒122、140与内壳128、146的界面区域可具有涂覆有硬表面以使磨损最小化，并且内壳导管可包括热障涂层（TBC）以防止受到过热的影响。在各种实施例中，该双壁构造与现有技术的系统相比可提高冷却效率。例如，联焰导管100不要求使用波纹状或其它弯曲型导管来补偿组装公差和其它的不对准问题，并且可由刚性部件构成。因此，尽管现有技术的设计要求在相邻的燃烧器之间使用柔性导管（例如波纹状导管）来补偿组装公差，但联焰导管100构造成使得第一和第二导管102、106的第一和第二端110、116可相对于各自的燃烧器1、2而上下位移从而当燃烧器1、2轴向不对准时使第一和第二导管102、106能够可操作地对准。联焰导管100的这种柔性可至少利用联焰导管100的凸缘114、120而实现，联焰导管100的凸缘114、120相对于燃烧器凸缘3、4尺寸较小，其中联接凸缘114、120以补偿组装公差。

联焰导管100可具有任何适当的截面形状，例如但不限于：圆柱形、矩形、正方形、三角形、及其它多边或单边形状。在至少一个实施例中，联焰导管100可具有圆柱形构造，该构造沿纵向轴线L延伸并且可包括具有弓形圆周或圆边的轴向截面。在其它实施例中，在不背离本文所描述的有利特征的前提下，可采用其它弓形或非弓形的形状。例如，在一个实施例中，联焰导管100可包括限定多边的周边的轴向截面。这些边可包括平直的、弯曲的形状或者具有其它形状。

在至少一个实施例中，第一和第二导管102、106可包括构造成接合或配合以形成联焰导管100的模块化部件。例如，第一导管102可包括构造成接收第二导管106的阳型端部的阴型端部。如下面更详细地描述，第一和第二导管102、106可各自包括构造成沿各导管102、106的至少一部分长度而形成双壁构造的一个或多个子部件。当把联焰导管100组装或安装而使用时，第一和第二导管102、106的每个导管的各种子部件可在有很少的（如果有的话）的分离危险的情况下联接到一起。该双壁构造提供冷却系统，该冷却系统调节联焰导管100的温度以减小热应力和热梯度。利用该双壁构造所提供冷却系统对联焰导管100的温度调节也可防止由于过热或燃烧所造成的材料损失。

第一导管102和第二导管106可构造成在它们的第二端112、118配对，从而在第一导管102与第二导管106之间形成滑动接头。例如，如图1A和图1B中所示，第一导管102的第二端112可包括朝向第二导管106延伸的阳型配合部，并且第二导管106的第二端118可包括朝向第一导管102延伸且构造成在其中接收第一导管102的阳型配合部的阴型配合部。第一导管102的第二端112可具有小于第二导管106的第二端118的内直径的外直径。为了形成滑动接头，可将第一导管102的第二端112接收于第二导管106第二端118的内直径或圆周内。第一导管102和第二导管106在配合时可通过沿滑动接头的纵向滑动而相对地运动。该纵向滑动可允许联焰导管100补偿热膨胀。

第一导管102可包括：具有第一端124和第二端126的第一外套筒122、及具有第一端130和第二端132的第一内壳128。第一内壳128可具有小于第一外套筒122的内直径的外直径。第一冷却室138可位于第一外套筒122与第一内壳128之间。第一冷却室138可包括构成冷却流体进口的一个或多个流体端口176、和将冷却流体排放入燃烧器1中以用于燃烧的一个或多个出口177。第一联焰导管100可包括位于第一内壳128与第一外套筒122之间的一个或多个支架134，用以保持第一内壳128在第一外套筒122内的位置并且保持第一冷却室138。在至少一个实施例中，支架134可由一个或多个间隔件136构成，间隔件136有助于形成被限定于第一内壳128与第一外套筒122之间的第一冷却室138。支架134可以是固定的支架134，该支架134包括相对于第一内壳128和第一外套筒122的一个或多个固定的间隔件136。

第二导管106可包括具有第一端142和第二端144的第二外套筒140、及具有第一端148和第二端150的第二内壳146。第二内壳146可包括小于第二外套筒140的内直径的外直径。第二冷却室156可位于第二外套筒140与第二内壳146之间。第二冷却室156可包括：构成冷却流体进口的一个或多个流体端口176、将冷却流体排放入燃烧器2中以用于燃烧的一个或多个出口177。第二联焰导管100可包括位于第二内壳146与第二外套筒140之间的一个或多个支架152，用以保持第二内壳146在第二外套筒140内的位置并且保持第二冷却室156。在至少一个实施例中，支架152可由一个或多个间隔件154构成，间隔件154构造成保持被限定于第二内壳146与第二外套筒140之间的第二冷却室156。支架152可由固定的支架152构成，该支架152包括相对于第二内壳146和第二外套筒140的一个或多个固定的间隔件154。

如下所述，支架134、154可以是但不限于环或凹窝，并且可起间隔件的作用，其确保在外套筒122、140与内壳128、146之间保持一致的空间以便获得均匀的冷却。在至少一个实施例中，支架134、154可用于将内壳128、146同心地定位于外套筒12、140内。在其它实施例中，支架134、154可将内壳128、146偏心地定位于外套筒12、140内。

在各种实施例中，固定的间隔件136、154可包括在第一内壳128与第一外套筒122之间或者在第二内壳146与第二外套筒146之间的附着点。这种间隔件136、154可包括但不限于构造成将第一或第二外套筒122、140与第一或第二内壳128、146隔开的径向延伸的突起物、环、圈、突片等。间隔件136、154可在第一或第二内壳128、146的圆周周围沿外表面158、160而延伸，并且沿第一或第二外套筒122、146并沿内表面162、164而延伸。在至少一个实施例中，一个或多个流体端口可延伸经过间隔件136、154，从而提供从在联焰导管100或者第一或第二外套筒122、146外部的环境进入第一和第二冷却室138、156的流体通道。

在至少一个实施例中，间隔件136、154可由在第一和第二内壳128、146的外表面158、160与第一和第二外套筒122、146的内表面162、164之间周向延伸的环形环所构成。第一导管102可包括支架134，该支架134包括在第一外套筒122与第一内壳128之间延伸并且与第一外套筒122和第一内壳128接触的固定的间隔件136。该间隔件136可以是在第一内壳128的外表面158与第一外套筒122的外表面160之间延伸的环形环。在一个构造中，间隔件136可通过焊接而附接到第一外套筒122和第一内壳128。第二导管106可包括支架152，该支架152包括在第二外套筒140与第二内壳146之间延伸并且与第二外套筒140和第二内壳146接触的固定的间隔件154。第二外套筒140和第二内壳146也可通过焊接而附接到间隔件154。

如图1A和图1B中所示，第二外套筒140可包括第一部140b和第二部140a，这两个部分可通过焊接（例如在间隔件154表面附近的塞焊）而附接到间隔件154。间隔件154也可将第二冷却室156再分成第一冷却副室156a和第二冷却副室156b。第一冷却副室156a与第二冷却副室156b可流体连通，例如经由在间隔件154中或者在多个间隔件154之间的流体端口157。然而，在图示说明的实施例中，间隔件154不包括流体端口，并且第一冷却副室156a与第二冷却副室156b并不经过这种流体端口而流体连通。

在至少一个实施例中，如图1A和图1B中所示，第二外套筒140的第二端144可延伸超过第二内壳146的第二端150，并且可包括构造成接收第一导管102的阳型部的阴型部。第二外套筒140的第二端144可构造成可滑动地接收第一内壳128的第二端132从而形成滑动接头，从而允许在第一导管102与第二导管106之间的相对运动。当第一内壳128的第二端132被第二外套筒140的第二端144接收时，在第一内壳128的第二端132的外表面160与第二外套筒140的第二端144的内表面164之间形成第三冷却室174。一个或多个支架170可位于沿第一内壳128的外圆周和第二外套筒140的内圆周的位置。可提供支架170，用以使第二外套筒140的第二端144从第一内壳128的第二端132径向地偏移。支架170可由一个或多个间隔件172构成，间隔件172构造成保持第三冷却室174。在至少一个实施例中，第三冷却室可具有一致的宽度。间隔件172可形成于第一内壳122或第二外套筒140上，并且可包括环、圈、径向突起物等。

如图1A和图1B中所示，包括凹窝的多个间隔件172可围绕第二导管106的圆周而形成于第二导管106上。虽然一个或多个间隔件172可位于第一内壳128或第二外套筒140中的一者或两者上，但多个间隔件172可位于第二外套筒140的内表面164上并且可构造成与第一内壳128的相邻的外表面158可滑动地接触。因此，支架170可以是由一个或多个动态间隔件172所构成的动态支架170，间隔件172构造成保持第三冷却室174具有一致的宽度，这使在第一导管102与第二导管106之间大体上纵向的运动及在第三冷却室174的纵向长度中的相应变化成为可能。

当提供多个间隔件172时，间隔件172可位于间隙处或者根据需要而定位。间隔件172可布置成使得流体端口176或流体通路被限定于各间隔件之间，从而允许流体从外部环境流入第三冷却室174中。在至少一个实施例中，一个或多个间隔件172可包括环形环或圈。该环形环或圈可提供在第一导管102与第二导管104之间的全密封或部分密封。在一些这种实施例中，一个或多个流体端口176可被限定在与间隔件172相邻的第二外套筒140中。在一个实施例中，各种流体端口176被限定于间隔件172之间，以提供在外部环境与第三冷却室174之间的进口流体通路。如图1A和图1B中所示，间隔件172可包括形成于第二外套筒140中的一个或多个凹窝。间隔件172可具有任何适当的形状，例如但不限于任何的几何、非几何、规则、或不规则的形状。

如图1A和图1B中所示，第二外套筒140的第二端可以是扩口边缘180，该扩口边缘180可进一步增加冷却或流体流量。在一个实施例中，第二外套筒140的第二端144可沿第一内壳128的外表面158延伸至或者能够可滑动地延伸至第一外套筒122的第二端126。在另一构造中，第二外套筒140可沿一部分的联焰导管100可滑动地接收第一外套筒122的第二端126从而形成三壁构造。间隔件172可被定位成使得第三冷却室174被划分成两个流体连通的第三冷却副室174a、174b。第二冷却副室174b可包括进口182，从而形成从外部环境到第二冷却室174b的流体端口176。第一副室174a可包括通向联焰导管100内的出口184。然而，在至少一个实施例中，可提供间隔件172使得沿第一和第二导管102、106的界面仅提供第三冷却室174。

一个或多个流体端口176可位于第一或第二导管102、106中，以提供在第一或第二外套筒122、140的外部环境与第一、第二和第三冷却室138、156、174之间的流体通道，第一、第二和第三冷却室138、156、174被限定在内壳128、146与外套筒122、140之间。例如，压差可驱动气流从外部环境流动进入第一、第二和第三冷却室138、156、174，例如，驱动较冷的壳体空气流动进入导管。可将冷却流体从第一、第二和第三冷却室138、156、174排放进入在内壳128、146内的内室中并且进入燃烧器1、2。第一和第二外套筒122、140可包括一个或多个流体端口176。这种流体端口176可相对于联焰导管100径向地取向。

在至少一个实施例中，第一、第二和第三冷却室138、156、174中的每一者可各自包括至少一个流体端口176或流体通路，用以将第一、第二和第三冷却室138、156、174与外部环境联接，例如用以冷却空气流。在各种实施例中，与凸缘114、120或燃烧器1、2相邻的第一和第二冷却室138、156可包括通向燃烧器1、2、燃烧器凸缘3、4或者相关的燃烧路径的出口177，用以降低在凸缘区域中的各个凸缘114、120和导管102、106的过热。

如图2A-图3中所示，联焰导管100可包括第三导管190。该第三导管190可构造成可动地与第一导管102或第二导管106或两者相结合。第三导管190可将第一和第二导管102、106联接到一起。例如，第三导管190可包括：构造成接收第一导管102或者被第一导管102所接收的第一端192、和构造成接收第二导管106或者被第二导管106所接收的第二端194。在一个实施例中，如图2A和图2B中所示，第三导管190可包括构造成被第一和第二导管102、106的每一者的阴型端部所接收的两个阳型端部。在另一个实施例中，如图3中所示，第三导管190可包括构造成接收第一和第二导管102、106的每一者的阳型端部的两个阴型端部。在其它实施例中，第三导管190可包括：被第一导管102的阴型端部所接收的阳型端部、和构造成接收第二导管106的阳型端部的阴型端部，反之亦然。在至少一个实施例中，第一导管102、第二导管106、和第三导管190可构造成相对运动，使得第一部件102可相对于第二导管106或第三部件190或者两者而运动，并且第二导管106和第三部件190可相对于彼此运动。

如图2A和图2B中所示，联焰导管100可包括具有第一端192和第二端194的第三导管190。第三导管190可以是提供额外柔性的自由浮动的中间导管。可利用位于槽198内的一个或多个销196来控制第三导管190的位置，销196限制第三导管190的旋转并限制沿纵向轴线L的可浮动的运动。例如，可以类似于有关于图1A和图2B的上述实施例的方式应用硬表面涂层和TBC。类似地可采用用于冷却的双壁构造和凹窝。

联焰导管100可包括：位于联焰导管100的第一端104的第一导管110、和位于联焰导管100的第二端108的第二导管106。第一导管110可从第一端110延伸至第二端112。第一端110可构造成包括用于将联焰导管100的第一端104联接到第一燃烧器1的凸缘114。第二导管106可从第一端116延伸至第二端118。第一端116可构造成包括用于将联焰导管100的第二端108联接到第二燃烧器2的凸缘120。

联焰导管100还可包括第三导管190。第三导管190可构造成与第一导管110和第二导管106配合，从而在这两者之间形成滑动接头。当配合到第一和第二导管110、106时，第三导管190可构造成用于相对于第一和第二导管110、106中的一者或两者的大体上为纵向的运动。第三导管190可联接到第一导管110和第二导管106，使得第三导管190可在这两者之间从第一纵向位置（在L1的方向上）浮动到第二纵向位置之间（在L2的方向上）。例如，第一导管110的第二端112可构造成与第三导管190的第一端192配合，并且第二导管106的第二端118可构造成与第三导管190的第二端118配合。

如图2A和图2B中所示，第一导管110的第二端112可包括构造成接收第三导管190的第一端192的阴型接头，该第一端192可包括阳型接头。第二导管106的第二端118还可包括阴型接头，并且构造成接收第三导管190的第二端194，该第二端194可包括阳型接头。第一和第二导管110、106的第二端112、118可包括大于第三导管190的第一端192和第二端194的外直径的内直径。为了形成滑动接头，第一导管110的第二端112可将第三导管190的第一端192接收在其内直径内，并且第二导管106的第二端118可将第三导管190的第二端194接收在其内直径内。当配合时，第一导管110和第二导管106可纵向地滑动，并且第三导管190可在这两者之间浮动。该纵向滑动或浮动可允许联焰导管100补偿在燃气轮机运行期间的热膨胀。

如上所述，第三导管190构造成在第一和第二导管110、106之间在第一纵向位置（在L1的方向上）与第二纵向位置之间（在L2的方向上）浮动。第三导管190可纵向浮动的距离可被限定在第一止动部101与第二止动部103之间。虽然可采用任意方式来限定第三导管190可浮动的纵向距离或范围，但在该图示说明的实施例中，可使用位置控制系统199以限制运动。在至少一个实施例中，位置控制系统199可由位于一个或多个槽198内的一个或多个销196所构成。具体地，第三导管190的第一端192和第二端194可各自包括至少一个销196，并且第一和第二导管110、106的第二端112、118各自可包括构造成接收销196的至少一个槽198。第三导管190可在方向L1上朝向第一位置浮动的距离或范围是由第一止动部101所限制，并且第三导管190可在方向L2上朝向第二位置浮动的距离是由第二止动部103所限制。各槽198可包括止动部101、103，用以限制销196的平移和因此其中第三导管190可在方向L1和L2上浮动的纵向距离。各槽198可包括一个或多个止动部101、103，或者可将止动部101、103设置在少于全部的槽198。如图2A和图2B中所示，当销196在L2的方向上已到达位于第二导管106的至少一个槽198端部的第二止动部103时，第三导管190是在第二位置。

联焰导管100可构造成使得例如当燃烧器1、2或相关的配件轴向不对准时，第一和第二导管110、106的第一端110、116中的一者或两者可相对于各自燃烧器1、2上下位移，从而使联焰导管100能够与燃烧器1、2对齐。如上所述，例如联焰导管100可包括凸缘114、120，这些凸缘的尺寸被减小以补偿组装公差。

如图2A和图2B中所示，当第一外套筒122的第二端126可接收第三导管190的第一端192时，第三冷却室105可位于第三导管190的第一端192与第一内壳128的第二端132的外圆周之间。当第二外套筒140的第二端144接收第三导管190的第二端194时，第四冷却室107可位于第三导管190的第二端194与第二内壳146的第二端150的外圆周之间。第一内壳128的第一端130和第二内壳146的第一端150可沿纵向轴线延伸至超过第一和第二外套筒122、140的第一端124、144和凸缘114、120的位置。在各种实施例中，第一和第二冷却室138、156可位于内壳128、146之间，并且外套筒122、140可在一个第一端处开口到燃烧器1、2或相关的配件并且在第二端处延伸至间隔件136、154。

第一和第二外套筒122、140的第二端126、144可延伸超过第一和第二内壳128、146的第二端132、141并且可包括阴型部，该阴型部构造成可滑动地接收位于第三导管190的第一和第二端192、194的阳型部，使得第三导管190可在由限位器所限定的这两个端部之间纵向地浮动。支架109、111可位于沿第三导管190的第一和第二端192、194的外圆周及第一和第二外套筒122、140的第二端126、144的内圆周的位置。支架109、111可由一个或多个间隔件113、115所构成，该间隔件构造成保持第三和第四冷却室105、107。虽然一个或多个间隔件113、115可位于第三导管190及第一和第二外套筒122、140中的一者或两者上，在图2A和图2B中，间隔件113、115可沿第一和第二端192、194而位于第三导管190的外表面117上并且可构造成与第一和第二外套筒122、140的相邻的内表面162、164可滑动地接触。因此，支架109、111可由动态支架109、111构成，这些动态支架包括一个或多个动态间隔件113、115，这些间隔件构造成保持第三和第四冷却室105、107同时也允许第三导管190在第一位置（在L1的方向上）与第二位置之间（在L2的方向上）之间的可浮动纵向运动、第一和第二导管110、106的膨胀、及由间隔件113、115所保持的环形空间105、107的纵向长度的相应变化。当提供多个间隔件113、115时，间隔件113、115可位于各间隙处或者根据需要而定位。在至少一个实施例中，一个或多个间隔件113、115可由环形环或圈构成。该环形环或圈可提供在第一导管110与第二导管106之间的全密封或部分密封。在一些这种实施例中，一个或多个流体端口可被限定于外套筒122、140中，例如与间隔件113、115相邻。如图2A和图2B中所示，间隔件109、111可包括形成于第三导管190的第一和第二端192、194上的一个或多个锥形或弓形的凹窝。这些凹窝可包括用于与相邻表面的有限表面积接触的接合表面。在各种实施例中，间隔件109、111（例如凹窝）可具有任何几何、非几何、规则、或不规则的形状。这些间隔件可位于各间隙处，从而使流体端口能够定位在各间隙之间。

第一和第二外套筒122、140的第二端126、144可包括扩口边缘119、121，这可进一步增加可用于第一部和第二部的冷却或流体流量。类似于关于图1A和图2B的上述实施例，当第三导管190被第一和第二外套筒122、140的第二端126、144所接收时，第三和第四冷却室105、107可被限定在第三导管190的外表面117与第一和第二外套筒122、140的第二端126、144的内表面162、164之间。包括间隔件113、115的支架109、111（如上所述）可从第三导管190被设置到支架第二端126、144。第三和第四冷却室105、107各自可包括：开口到外部环境的进口123、125和开口到联焰导管100内的出口127、129。然而，在至少一个实施例中，可提供间隔件113、115，以便仅沿第一和第二导管110、106与第三导管190的界面提供单个第三或第四冷却室105、107。

第一和第二外套筒122、144的第二端126、144可延伸超过第一和第二内壳128、146的第二端132、150。沿着此部分，外套筒122、140可向外扩口，以增大及增加容积从而适应第三导管190。例如，如图2A和图2B中所示，第二外套筒140可包括第一部140a和第二部140b，这两个部分可例如通过焊接而附接到间隔件154。在一个实施例中，第一或第二外套筒122、140可包括更少或更多的部分并且在此方面并无限制。第一外套筒122还可包括第一部122a和第二部122b，这两个部分可例如通过焊接而附接到间隔件136。在至少一个实施例中，第二部122b可具有比第一部122a的内直径更大的内直径。在其它实施例中，外套筒122、140可不被扩口。第三导管190的第一和第二端192、194也被图示为直径减小，然而在至少一个实施例中，第一和第二端192、194可保持一致的直径。

类似于图2A和图2B的联焰导管100，图3中所示的联焰导管100也包括第三导管190。该第三导管190可构造成在第一纵向位置（在L1的方向上）与第二纵向位置（在L2的方向上）之间浮动。第三导管190可浮动的程度可由类似于有关于图2A和图2B的上述实施例的限位器构造所限定。例如，一个或多个销196和槽198可用于防止或限定第三导管190的旋转并且限制或限定其沿纵向轴线L的运动。如图3中所示，支架131、133各自包括一个或多个间隔件139，以便形成第三和第四冷却室147、149。第三和第四冷却室147、149可具有任何适当的构造。在至少一个实施例中，第三和第四冷却室147、149可与第三导管190同心。间隔件139可限制第三导管190可浮动的纵向距离。第三导管190也可构造成可浮动旋转。例如，可以类似于有关于图1A-图2B的上述实施例的方式而应用硬表面涂层和TBC。

联焰导管100的第一和第二导管102、106可类似于有关于图1A-图2B的上述实施例的第一和第二导管102、106，类似之处在于图3的第一和第二导管102、106还可包括双壁构造。因此，第一和第二导管102、106可各自包括限定至少一个第一和第二冷却室138、156（不可见）的外套筒122、140和内壳128、146（不可见）。类似于图1A-图2B，第一和第二凸缘114、120中的一者或两者相对于它们所连接的燃烧器凸缘3、4尺寸可能较小，从而允许补偿组装公差。

第三导管190可利用由位于第三导管190的内表面151与第一和第二导管102、106的外表面153、155之间的间隔件139、143所构成的支架131、133而形成用于额外冷却的双壁构造。间隔件139、143可构造成相对于相邻的表面而运动，以保持在第三导管190的内表面151与第一和第二外套筒122、140的两个外表面153、155之间的环形空间147、149。第一和第二外套筒122、140的第二端126、144可包括阳型部，该阳型部构造成可滑动地接收位于第三导管190的第一和第二端192、194的第三导管190的阴型部，使得第三导管190可在其间相对于纵向轴线L纵向地浮动。第三导管190也可围绕第一和第二外套筒122、140的外直径而旋转。然而，在其它实施例中，可例如利用如上所述的销与槽构造、或者利用经过被限定于导管102、106、190的表面中的凹部的间隔件139、143的可引导浮动来限制旋转，这些凹部可包括被间隔件139、143所限定或者在间隔件139、143之间的凹部。

间隔件139、143可位于各间隔处或者根据需要而定位。在至少一个实施例中，间隔件139、143可包括环形环或圈。在至少一个实施例中，一个或多个流体端口176可被限定在相邻的间隔件139、143或者形成于第三导管190的外表面117或者第一或第二外套筒122、140的内表面162、164处的凹部之间。如图3中所示，第一和第二外套筒122、140可包括间隔件139，间隔件139是由位于沿第一和第二外套筒122、140的外圆周的各间隔处的径向延伸脊部所构成。然而，在各种实施例中，间隔件139可具有任何几何、非几何、规则、或不规则的形状。

当第三导管190接收第一和第二外套筒122、140时，流体端口176可被限定在间隔件139之间。流体端口176可纵向地取向，如图3中所示，以提供用于冷却流体通过的大体纵向流体流动路径。在至少一个实施例中，间隔件139可位于多行或多列中，用以限定第三和第四冷却室147、149和流体端口176。在至少一个实施例中，流体端口176可被限定经过第三导管190。第三和第四冷却室147、149可包括用于接收冷却流体的至少一个进口，例如但不限于来自外部环境的空气，例如，第三和第四冷却室147、149可与外部环境流体连通以便冷却空气流动经过流体端口176。第三导管190的第一和第二端192、194也可被扩口以便获得增加的流体利用率。在至少一个实施例中，压差可驱动气流从外部环境进入第三和第四冷却室147、149，例如驱动较冷壳体或外壳空气流入联焰导管100。冷却空气可经过第三和第四冷却室147、149而进入燃烧器1、2。

如图3中所示，联焰导管100可包括位置控制系统199，该系统是用于限制第三导管190相对于第一和第二导管102、106的运动。在至少一个实施例中，第三导管190可包括具有凹窝形状的径向延伸间隔件143。然而，在各种实施例中，间隔件143可具有任何几何、非几何、规则、或不规则的形状。也可设置更少或更多的间隔件143。尽管图2A和图2B的联焰导管100包括销与槽布置以限制第三导管190可浮动的纵向距离，但图3中所示的联焰导管100可利用间隔件139、143限制第三导管190的纵向浮动。例如，在图3中第三导管190被图示为在第一位置（在L1的方向上、朝向第一导管102第一端）与第二位置（在L2的方向上、朝向第二导管106的第一端）之间的中间位置。被限定于各脊状间隔件139之间的流体端口176的尺寸被设计成防止凹窝形状的间隔件143的通过。因此，当第三导管190在方向L1上朝向第一位置时浮动时，形成于第三导管190的第一端192上的凹窝形状的间隔件143与被限定于第一导管102上的脊状间隔件139接合，从而防止第三导管190朝向第一导管102的第一端110的进一步纵向浮动。类似地，当第三导管190在L2的方向上朝向第二位置浮动时，形成于第三导管190的第二端194上的凹窝形状的间隔件143构造成与被限定于第二导管106上的脊状间隔件139接合，以防止第三导管190朝向第二导管106的第一端116的进一步纵向浮动。

间隔件139、143可位于第三导管190或者第一和第二外套筒122、140中的一者或两者上。如图3中所示，间隔件139、143可位于第三导管190的内表面151上、沿第一和第二端192、194、及第一和第二外套筒122、140的各自外表面153、155。间隔件139、143可构造成与相邻的内或外表面151、153、155可滑动地接触。因此，支架131、133及相关的间隔件139、143可动态地构造成保持第三和第四冷却室147、149。在至少一个实施例中，间隔件139、143可保持第三和第四冷却室147、149在动态环境中的一致的宽度、第一和第二导管102、106的膨胀、及第三和第四冷却室147、149的纵向长度的相应变化，该动态环境包括第三导管190在第一位置（在L1的方向上）与第二位置之间（在L2的方向上）的可浮动纵向运动。

第一、第二、和第三导管102、106、190或支架131、133的界面部的外直径和内直径的尺寸可被设计成用于提供各种尺寸的环形空间147、149并且被设计成控制装配。例如，图3中所示的联焰导管100可包括凹窝形状的间隔件143和具有弓形尺寸的脊状间隔件139，用于与第一和第二外套筒122、140的第二端126、144及第三导管190的第一和第二端192、194的相邻表面相接合。凹窝形状的间隔件143可延伸进入第三和第四冷却室147、149的径向距离小于脊状间隔件139延伸进入第三和第四冷却室147、149的径向距离。因此，在凹窝形状间隔件143与第一和第二外套筒122、140的第二端126、144的相邻外表面153、155之间的连续接合可以是不必要的。如图3中所示，第三导管190与第一和第二外套筒122、140的装配可允许使第三导管190发生偏移，从而提供在第一导管102和第二导管106的对准方面的机械游隙。例如，在第一导管102与第二导管106之间的径向不对准可导致第三导管190的内表面151沿脊状间隔件139的弓形接合表面滚动，直到在一个或多个凹窝形状间隔件143与第一或第二外套筒122、140的相邻外表面153、155之间的间隙减小，使得一个或多个凹窝形状的间隔件143与外表面153、155相接合。甚至当使第三导管190发生偏移使得一个或多个凹窝形状间隔件143与外套筒122、144的相邻表面153、155接合时，可保持一致的最小径向距离和环形空间147、149的容积。也可对第一和第二外套筒122、140的外直径或者第三导管190的第一和第二端192、194的内直径进行调整，以便增加或减小沿滑动接头的配合的紧密性，从而控制第三导管190的可浮动性或者在第一和第二导管102、106对准方面的有效机械游隙。

前述内容是为了说明、解释和描述本发明实施例的目的而提供的。对这些实施例的修改和调整对于本领域技术人员而言将是清楚的，并且可在不背离本发明的范围和精神的前提下做出修改和调整。

Claims (9)

1.用于连接燃气涡轮发动机中的相邻燃烧器（1、2）的联焰导管（100），其特征在于：

沿纵向轴线（L）延伸且构造成联接到第一燃烧器（1）的第一导管（102），所述第一导管（102）包括：

第一外套筒（122），所述第一外套筒（122）具有构造成联接到所述第一燃烧器（1）的第一端（124）和在所述第一端（124）的相对端上的第二端（126），和

第一内壳（128），所述第一内壳（128）位于所述第一外套筒（122）内并且具有与所述第一燃烧器（1）相邻的第一端（130）和从所述第一外套筒（122）的所述第二端（126）延伸的第二端（132）；

第一冷却室（138），所述第一冷却室（138）位于所述第一内壳（128）的外表面与所述第一外套筒（122）的内表面之间；和

沿所述纵向轴线（L）延伸且构造成联接到第二燃烧器（2）的第二导管（106），其中所述第二导管（106）构造成可滑动地接收所述第一导管（102），所述第二导管（106）包括：

第二外套筒（140），所述第二外套筒（140）具有第一端（142），所述第一端（142）构造成联接到所述第二燃烧器（2）并且朝向所述第一导管（102）延伸，以将所述第一内壳（128）的所述第二端（132）可滑动地接收于所述第二外套筒（140）的第二端（144）内，和

第二内壳（146），所述第二内壳（146）位于所述第二外套筒（140）内并且具有与所述第二燃烧器（2）相邻的第一端（148）和朝向所述第二外套筒（140）的所述第二端（144）延伸的第二端（150）；

第二冷却室（156），所述第二冷却室（156）位于所述第二内壳（146）的外表面与所述第二外套筒（140）的内表面之间。

2.如权利要求1所述的联焰导管（100），其特征还在于第一支架（134）和第二支架（152），所述第一支架（134）位于所述第一内壳（128）的所述外表面与所述第一外套筒（122）的所述内表面之间，以保持所述第一冷却室（138），所述第二支架（152）位于所述第二内壳（146）的所述外表面与所述第二外套筒（140）的所述内表面之间，以保持所述第二冷却室（156）。

3.如权利要求2所述的联焰导管（100），其特征还在于第一流体端口（176），所述第一流体端口（176）位于与所述第一支架（134）相邻的所述第一外套筒（122）中，以允许流体在所述第一冷却室（138）与在所述第一外套筒（122）外部的环境之间流动。

4.如权利要求3所述的联焰导管（100），其特征还在于第二流体端口（176），所述第二流体端口（176）位于与所述第二支架（152）相邻的所述第二外套筒（140）中，以允许流体在所述第二冷却室（156）与在所述第二外套筒（140）外部的环境之间流动。

5.如权利要求2所述的联焰导管（100），其特征还在于第三冷却室（174）和第三支架（170），所述第三冷却室（174）位于所述第一内壳（128）的所述外表面与所述第二外套筒（140）的所述内表面之间，所述第三支架（170）位于所述第一内壳（128）的所述外表面与所述第二外套筒（140）的所述内表面之间，其中所述第三支架将所述第二外套筒（140）与所述第一内壳（128）隔开，以保持所述第一导管（102）并且使所述第一导管（102）能够相对于所述第二导管（106）滑动。

6.如权利要求5所述的联焰导管（100），其特征在于：所述第三支架（170）包括构造成与相邻的表面可滑动地接合的多个径向突出的凹窝。

7.如权利要求1所述的联焰导管（100），其特征在于：所述第一外套筒（122）包括位于所述第一外套筒（122）的所述第一端（124）处的第一凸缘（114），并且所述第二外套筒（140）包括位于所述第二外套筒（140）的所述第二端（144）处的第二凸缘（120），其中所述第一凸缘（114）构造成联接到所述第一燃烧器（1）的第一燃烧器凸缘（3）并且所述第二凸缘（120）构造成联接到所述第二燃烧器（2）的第二燃烧器凸缘（4），并且其中所述第一凸缘（114）具有小于所述第一燃烧器凸缘（3）的外直径的外直径。

8.如权利要求1所述的联焰导管（100），其特征在于：所述第一内壳（128）的所述第一端（130）沿所述纵向轴线（L）朝向所述第一燃烧器（1）向外延伸超过所述第一外套筒（122）的所述第一端（124）。

9.如权利要求1所述的联焰导管（100），其特征还在于：

至少一个第一支架（134），所述至少一个第一支架（134）位于所述第一内壳（128）与所述第一外套筒（122）之间，以保持所述第一冷却室（138），和

至少一个第二支架（152），所述至少一个第二支架（152）位于所述第二内壳（146）与所述第二外套筒（140）之间，以保持所述第二冷却室（156）和第三冷却室（174），其中所述第二冷却室（156）在所述第二内壳（146）的所述第一端（148）与所述至少一个第二支架（152）之间延伸，并且其中所述第三冷却室（174）在所述第二内壳（146）的所述第二端（150）与所述至少一个第二支架（152）之间延伸。