CN1514168A - 导流体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导流体，其用于分别导引透平的封闭冷却式燃烧室(15)所用冷却流体的流入和流出，为改进该导流体，使之能在燃烧室壁内实施简化的冷却流体导流，本发明建议，该导流体(6)在一个导流部段内的横截面(7)具有一种非旋转对称的横截面形状。本发明还公开了一种具有这种导流体(6)的导流结构，用于在透平的封闭冷却式燃烧室(15)内导引冷却流体。

Description

导流体
技术领域
本发明涉及一种导流体，该导流体用于分别导引透平的封闭冷却式燃烧室所用冷却流体的流入和流出。
背景技术
透平的封闭冷却式燃烧室在其壁中可例如有一种空心瓷砖式结构。这类已知的结构具有一个中央固定装置、一个圆形的冷却流体输入管道和一个圆形的输出管道。该圆形的冷却流体输入和输出管道一般通过一个旋转对称结构的导流体分开。这种已知的结构由于冷却流体的输入和输出管线相互交叉，会导致燃烧室的外壳壁结构非常复杂。
发明内容
从此先有技术出发，本发明要解决的技术问题是进一步发展前言所述类型的导流体，使燃烧室外壳壁的结构得以简化。此外应提供一种经改进的用于在封闭冷却式燃烧室内导引冷却流体的导流结构。
上述技术问题首先通过这样一种导流体来解决，该导流体用于分别导引透平的封闭冷却式燃烧室所用冷却流体的流入和流出，按照本发明，该导流体在一个导流部段内的横截面具有一种非旋转对称的横截面形状。
由于与已知的导流体中旋转对称的横截面形状不同，本发明的导流体可避免冷却流体流入或流出的同心导引并因而避免流动路径交叉。在具有非旋转对称横截面的导流体中，该横截面可设计为，在例如四个区段分别构成流动通道，这些流动通道相互并邻地通过外壳壁进出。
按本发明的一项进一步发展规定，横截面设计为，一个围绕该横截面的外接圆通过该横截面的轮廓分成至少两个相互分隔开的部分。在这些相互分隔开的部分内可实施冷却流体的流入或流出。
例如导流体可有一种8字形横截面。分开的导流路径在这里分别设计在8字的两个环内部。其他的导流路径可与一个围绕8字的圆形部分一起在8字的腰与圆形部分之间构成。因此总共可实现四个彼此分开的流动路径。总共四个流动路径中例如有两个可用于输入冷却流体，例如在8字的环的内部构成的这两个流动路径，另外两个流动路径可用于导引流出的冷却流体，例如在围绕的圆形壁与8字的两个腰部之间构成的区域。但也可以是其他非对称的横截面形状，例如双8字、有处于内部的星形的环等。
按本发明另一项进一步发展，所述导流体在导流部段内具有供流动的冷却流体通过的通孔。例如在设计为8字形的导流体横截面的情况下，在8字的回环形区域内有通孔。以此方式沿一个方向的流体流，例如入流，可穿过导流体引入，另一股流动，例如出流，可在导流体旁流过。这导致非常良好地分隔两个流动路径。
此外，本发明还提供一种用于在透平的封闭冷却式燃烧室内导引冷却流体的导流结构，它包含有一个按本发明的导流体。在透平的封闭冷却式燃烧室内采用这种导流结构可获得上述优点。
按一项进一步发展，所述导流结构可局有一个在流动技术上与通过导流体导入的冷却流体输入管道相连通、并设有许多细小通孔的喷淋嵌入件，它使所进入的用于冲击冷却的冷却流体在一块挡板上转向。在这种设计中可为了实现冲击式冷却使用按本发明的导流结构。根据该挡板的几何形状，所述喷淋嵌入件具有相应的几何形状和通孔分布。
按本发明的导流结构的另一项进一步发展，喷淋嵌入件可设计为板状，此时，导流体在其面朝喷淋嵌入件的那一侧有一弯边，设计为板状的喷淋嵌入件装在此弯边上，并且该喷淋嵌入件与导流体连接。以此方式，通过通孔引入导流体内的冷却流体，可经一由导流体的弯边确定的封闭腔到喷淋嵌入件，并穿过喷淋嵌入件到达挡板。返回的冷却流体绕导流体的边缘流动并因而回到在导流横截面那里为导引出流所设的区域内。在导流体与喷淋嵌入件之间的连接可借助设在导流体中央区内的安装座进行，在安装座内可为了固定此喷淋嵌入件旋入一个穿过此中央区延伸的螺钉。安装座优选地有一环形凸缘，在装配状态，该螺钉将喷淋嵌入件压在凸缘上。以此方式通过简单和可拆式的固定手段，可将喷淋嵌入件可靠和基本上密封地固定在导流体上。
按本发明的另一项进一步发展规定，导流体和与之连接的喷淋嵌入件在一连接件内装在一个在该连接件内构成的安装腔中，其中，此导流体有例如粒结状隆凸那样的结构，它们作用在连接件上以便传递受力。所述连接件在这里用于将导流结构连接在燃烧室壁上的一个区域内，在此区域内设有用于引入或排出冷却流体的通孔。通过构成其中装入由导流体与喷淋嵌入件组成的组件的安装腔，规定了一个在其中发生冷却流体流动的确定的空间。在这里按本发明的一项进一步发展，挡板可装在连接件围绕此安装腔的边缘上并与之焊接。以此方式获得一个自身闭合的用于导引冷却流体的系统：通过一个在燃烧室壁中的孔流入的冷却流体到达连接件的安装腔内；经由导流体朝喷淋嵌入件的方向引到挡板上；以及，重新由导流体导引通过一个设计在燃烧室壁内的出口孔离开安装腔。为了通过焊接的挡板能接近一个置于挡板下方连接喷淋嵌入件与导流体的螺钉，在挡板上的一个其中螺钉处于其下方的区域内设有一个可用塞子封闭的进入孔。
按本发明另一项进一步发展，在此导流结构中，导流体将其8字形横截面装入连接件的一个圆形孔内，此圆形孔按一个外接圆的方式围绕着8字形横截面，以及此圆形孔与导流体8字形横截面一起密封地装入燃烧室壁内的一个圆形凹穴中，在这里，所述导流体将该圆形凹穴分成四个区段，其中的两个区段与冷却流体输入管道相连，另外两个区段则与冷却流体输出管道相连。
附图说明
本发明其他优点和特征由下面借助附图对实施方式的说明给出。其中：
图1表示具有按照本发明的导流体的导流结构的分解图；
图2表示组合在燃烧室壁内的导流结构的剖切透视图；以及
图3表示其中组合有按照本发明的导流结构的燃烧室局部的三维图。
具体实施方式
图1在分解图中表示按本发明的导流结构1。此导流结构由一挡板2、一个设有通孔4的喷淋嵌入件3、一个导流体6和一个连接件10组成。该喷淋嵌入件3、导流体6和连接件10借助一个螺钉5固定在一起。连接件10有一圆形连接孔22用于连接在燃烧室壁上，其中，该连接孔22有一环形凸缘23。为了连接在燃烧室壁上还安装有一密封件11。导流体6在中央区有一带环形凸缘19(见图2)的安装座，螺钉5穿过此安装座延伸。在导流结构装配状态，螺钉5将喷淋嵌入件3压紧在环形凸缘上。设计为板状的喷淋嵌入件3则以其边缘放在导流体6的弯边21上。挡板2本身放在连接件10的构成其内安装腔边界的边缘24上并与之焊接。为了即使在挡板2焊在连接件10上时也能接触到螺钉5，所述挡板2在螺钉上方的区域内有一个进入孔25，它可用塞子20封闭。
所述导流体6有一个导流横截面7，它不是旋转对称的形状。该导流横截面7设计为8字形以及与连接件10上的圆形连接孔一起总共构成四个导流区。在8字的两个环内构成进口9，在8字的腰与连接件10圆形连接孔之间的区域内构成出口8。8字形导流横截面的中央被连接螺钉5穿过。在8字的双环区域内，导流体上有通孔，冷却流体通过它们进入弯边21与放在导流体上的喷淋嵌入件3之间构成的导流腔内。通过构成进口的这些通孔，输入的冷却流体到达喷淋嵌入件3，以及经由喷淋嵌入件以下面还要说明的方式到达挡板2。还可以看出，设计在导流体6背向喷淋嵌入件3一侧上的粒结18，导流体6为了传递力流通过这些粒结贴靠在连接件10上。
图2在剖切透视图中表示按本发明组合在燃烧室壁12中的导流结构1。用箭头表示冷却流体通过导流结构的流动路径。通过输入通道13，冷却流体通过导流体6的进口9到达喷淋嵌入件3，以及经细小通孔4到达挡板2上。冷却流体从那里在设计在挡板2与喷淋嵌入件3之间的间隙内，绕导流体6的端侧被导引向出口8。冷却流体从那里通过输出管道14重新穿过燃烧室壁12被排出。
图3在三维局部剖视图内表示一个燃烧室15，该燃烧室在其壁12上衬有许多导流结构1。在完全装配好的状态，所述导流结构1按铺瓷砖的方式覆盖燃烧室15的全部内表面。
此外还可以看到一些燃烧器孔16，点燃的燃气通过它们进入燃烧室15内。
图3还最后表示出装在燃烧室壁12外侧上的导出通道17，通过导流结构流动的冷却流体通过排出管道14到达这些导出通道17内，进而沿燃烧室的轴向被排出。
图示的实施例只是用于说明而并不仅仅限于图示出的具体实施方式。

Claims (11)

1.一种导流体，用于分别导引透平的封闭冷却式燃烧室(15)所用冷却流体的流入和流出，其特征在于：该导流体(6)在一个导流部段内的横截面(7)具有一种非旋转对称的横截面形状。
2.按照权利要求1所述的导流体，其特征在于：所述横截面设计为，一个围绕该横截面的外接圆通过该横截面(7)的轮廓分成至少两个相互分隔开的部分。
3.按照权利要求2所述的导流体，其特征在于：所述导流体具有一种8字形横截面(7)。
4.按照权利要求1至3之一所述的导流体，其特征在于：所述导流体在所述导流部段内具有供流动的冷却流体通过的通孔。
5.一种用于在透平的封闭冷却式燃烧室(15)内导引冷却流体的导流结构，其特征在于：该导流结构具有一个按照权利要求1至4之一所述的导流体(6)。
6.按照权利要求5所述的导流结构，其特征在于：所述导流结构具有一个在流动技术上与通过导流体(6)导引的一个冷却流体输入管道连通、并设有许多细小通孔(4)的喷淋嵌入件(3)，它将所进入的用于冲击冷却的冷却流体导向到一块挡板(2)上。
7.按照权利要求6所述的导流结构，其特征在于：所述喷淋嵌入件(3)设计为板状，以及所述导流体(6)在其面朝喷淋嵌入件(3)的那一侧有一弯边(21)，喷淋嵌入件(3)装在弯边上，以及所述喷淋嵌入件(3)与所述导流体(6)连接。
8.按照权利要求7所述的导流结构，其特征在于：所述导流体(6)在中央区有一个设有环形凸缘(19)的安装座，在安装座内可为了固定所述喷淋嵌入件(3)旋入一个穿过此中央区延伸的螺钉(5)，该螺钉(5)在装配状态将所述喷淋嵌入件(3)压靠在所述凸缘上。
9.按照权利要求5至8之一所述的导流结构，其特征在于：所述导流体(6)和喷淋嵌入件(3)在一连接件(10)内装在一个在该连接件(10)内构成的安装腔中，其中，所述导流体(6)具有例如粒结状隆凸那样的结构，它们作用在所述连接件(10)上以便传递力流。
10.按照权利要求9所述的导流结构，其特征在于：所述挡板(2)可装在所述连接件围绕所述安装腔的边缘(24)上并与该边缘(24)焊接，其中，所述挡板(2)的一个区域内有一个可用塞子(20)封闭的进入孔(25)，在该区域下方设有所述螺钉(5)。
11.按照权利要求9或10所述的导流结构，其特征在于：所述导流体(6)将其8字形横截面(7)装入所述连接件(10)的一个圆形孔(22)内，该圆形孔(22)按外接圆的方式围绕该8字形横截面(7)；以及，该圆形孔(22)与该导流体(6)的8字形横截面(7)一起密封地装入燃烧室壁(12)上的一个圆形凹穴中，在这里，该导流体(6)将此圆形凹穴分成四个区段(8、9)，其中的两个区段(9)与冷却流体输入管道相连，另外两个(8)则与冷却流体输出管道相连。
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