专利名称：燃气涡轮机的燃烧衬里停止器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及燃气涡轮发动机中的燃烧室，且更具体地，本发明涉 及燃烧衬里在燃气涡轮机的燃烧室中的装配和对准。
背景技术：
燃气涡4仑机的燃烧系统产生热气体以驱动涡轮才几。涡轮才几继而驱 动压缩机，压缩机提供压缩空气用于燃烧系统中的燃烧。此外，涡轮 机产生有用的输出动力。燃气涡轮机的燃烧系统构造为燃烧室的圆形 阵列，所述燃烧室设置为从压缩机接收压缩空气，将燃料喷入压缩空 气中产生燃烧反应，且产生热燃烧气体给涡轮机。每个圆柱形燃烧室 包括一个或更多的燃料喷嘴、在燃烧衬里中的燃烧区、环绕衬里且从 衬里径向隔开的流衬套、和在燃烧室和涡轮机之间的气体转移导管。
燃烧区是燃烧衬里内的容积，其中燃料/空气混合物燃烧产生热气 体。压缩空气通过燃烧衬里和流衬套之间的环形间隙乂人压缩机流向燃 烧区。流动通过该间隙的空气冷却衬里的外表面且通过燃烧衬里中的 孔流入燃烧区。压缩空气在衬里和流衬套之间以第一方向流动，且当 它进入燃烧衬里时颠倒方向，且作为热气体以相对的方向流出衬里和 燃烧器，并流向涡轮机。
燃烧衬里在高温环境中操作，其中剧烈的燃烧过程产生高速热气 体气流，所述热气体流动通过衬里且流向涡轮机。来自燃烧过程的热
和振动、以及来自燃气涡4仑才几的其它初4成载荷和应力摇动、颤动和另 外振动燃烧衬里、流衬套和燃烧室的其它部件。因此，燃烧衬里应当 装配在流衬套中以承受由气体燃烧施加的热、振动和载荷以及作用于 燃烧室上的其它力。
衬里停止器(liner stop)将燃烧衬里同心地装配在燃烧流衬套 中。通常，三个衬里停止器围绕燃烧衬里的外表面上设置，且桥接衬 里和流衬套之间的间隙。燃烧衬里上的每个衬里停止器与流衬套内表 面上的匹配衬里停止器配对。衬里停止器将衬里在流衬套中对准，且 相对于燃料喷嘴和燃烧室的其它部件对准。
现有技术衬里停止器在将燃烧衬里在流衬套中对准方面具有困 难，尤其是在燃烧系统的组装期间。在组装期间，燃烧衬里插入圆柱
形流衬套中。衬里通过三个衬里停止器和O形圈密封件(hula seal)保 持到位。燃烧衬里上的衬里停止器装配到流衬套中的匹配衬里停止器 中。当燃烧衬里组装到流衬套中时，在燃烧衬里上的衬里停止器可以 插入流衬套中的匹配衬里停止器之前，O形圈密封件接合。结果，在衬 里插入流衬套时，所述停止器不允许自身对准。衬里和流衬套之间的 未对准通常导致衬里停止器不均匀地加载。这需要衬里在安装入流衬 套中之后调节，在衬里由O形圈密封件保持到位的情况下，这是困难而 耗时的。此外，燃烧衬里和流衬套之间的未对准的可能性已经导致燃 烧系统中相对高数量的缺陷。
在由燃烧衬里中的燃烧产生的非常大的振动和热期间，衬里停止 器支撑衬里。由于燃烧过程引起的振动和热变形使得衬里、流衬套和 燃烧器的其它部件振动和另外相对于彼此移动。具体而言，燃烧衬里 热变形且相对于流衬套和燃料喷嘴振动。因此，不管燃烧系统中内在 的振动力和变形，衬里停止器应当在衬里、衬套和流动喷嘴之间保持 对准。
现有技术燃烧衬里停止器遭受其接触表面的过多磨损。衬里停止 器中的接触表面是当衬里处于流衬套中时阳和阴停止器摩擦接触的表 面。衬里停止器中的接触表面支撑燃烧衬里的重量，且在衬里和流衬 套之间传递^展动和其它动态力。这些4妾触表面也应当浮义受这些表面一 起摩擦引起的磨损。在燃烧系统操作期间，衬里停止器产生增加的表 面磨损的磨损周期，这使得衬里停止器之间的更大的振动运动，且这 继而造成更多的表面磨损。
衬里停止器的振动/磨损周期可以持续，直到接触表面磨穿且衬里 停止器失效。当衬里停止器磨穿且失效时，燃烧室中的磨损表面将从 衬里停止器移走且移到未摩擦接触的其它表面。类似地，由于在燃烧 衬里插入流衬套时的未对准，可能导致燃烧室中表面之间的无意接触。 如果燃烧器中的磨损表面从衬里停止器移走，那么例如燃烧衬里和燃 料喷嘴的表面将进入摩擦接触。衬里和燃料喷嘴的表面未设计或打算 支撑燃烧衬里或承受振动期间发生的摩擦磨损。当接触表面从衬里停 止器移向其它燃烧室部件时，磨损和振动的周期快速地持续，直到燃
烧器失效或直到在新的摩擦表面之间产生足够的间隙以让路且允许摩 擦表面传递回到衬里停止器或其它燃烧器部件。尽管摩擦接触移回至 衬里停止器，衬里、喷嘴或其它燃烧室部件的磨损损坏将引起燃烧室 的过早失效。
衬里停止器、燃烧衬里和流衬套之间的过多磨损需要衬里和停止 器的频繁维护检查，且可能导致燃烧器失效。过去，衬里停止器的过 多磨损使燃气涡轮机需要定期停机以检查和更换磨损的燃烧部件，尤 其是衬里停止器。
因此，需要这样的燃烧衬里停止器，其在组装期间允许燃烧衬里 和流衬套的容易对准，为衬套提供振动抵抗支撑，且不因为振动磨损 失效。优选地，这种衬里停止器容易安装和维护。
发明内容
在一个实施例中，公开了用于将衬里保持在燃烧系统的衬套内的
衬里停止器，所述衬里停止器包括包括鞍座的阴部件，所述阴部件
适于联接到所述衬里和所述衬套中的一个；包括用于插入到鞍座的突 出部的阳部件，所述阳部件适于联接到所述衬里和所述衬套中的相对
一个；和插入件，当所述突出部布置在所述鞍座中时，所述插入件适
于接附到所述突出部且确保振动的阻尼。
在另 一实施例中，公开了用于将衬里插入燃烧系统的衬套的方法， 所述方法包括将阳部件和阴部件中的一个安装到所述衬里的外表面 上；将所述阳部件和所述阴部件中的相对一个安装到所述衬套的内表 面上；将插入件安装到所述阳部件的突出部上；和将所述衬里插入所 述衬套，从而所述突出部i殳置在所述阴部件的鞍座中。
在又一实施例中，公开了包括插入到衬套中的衬里的燃烧系统， 所述燃烧系统包括设置在所述衬里和所述衬套之间的多个衬里停止 器，每个衬里停止器包括具有鞍座的阴部件，所述阴部件适于联接 到所述衬里和所述衬套中的 一个；包括用于插入到鞍座的突出部的阳 部件，所述阳部件适于耳关4妻到所述衬里和所述衬套中的相对一个；和 插入件，当所述突出部布置在所述鞍座中时，所述插入件适于接附到 所述突出部且确保衬里保持在衬套内和振动的阻尼。
图l描绘了燃烧系统的截面图2提供了衬里停止器的阴部件的透视图3描绘了衬里停止器的阳部件的透视图4描绘了衬里停止器的插入件的透视图5描绘了用于紧固燃烧系统的衬里的衬里停止器；
图6描绘了衬里系统的阳部件和插入件；和
图7为提供用于安装燃烧系统的衬里的示范性方法的流程图。
具体实施例方式
公开了一种衬里停止器，衬里停止器在燃烧系统(如燃气涡轮机) 中的燃烧衬里和流衬套的接口处提供安装和磨损减轻中的至少 一个。 该功能通过使用多个衬里停止器提供，所述衬里停止器总体上以均匀 分布设置在衬里和流衬套中。由于增加插入件，衬里停止器提供对由 转子和燃烧动态过程引起的振动的增加的阻尼和增加的安装容易性。
现在参见图l,显示了燃烧系统2的截面图。燃烧系统2总体上包括 衬里5和流衬套6。衬里5和流衬套6在组装期间通过使用多个衬里停止 器10相对于彼此定位。在一些实施例中，燃烧系统2为大体上圆柱形， 且包括三个衬里停止器IO,每个衬里停止器10离另一衬里停止器10大 约120度，以提供衬里5和流衬套6的相对均匀的对准。本领域技术人员 应当认识到，可以使用任何数量的衬里停止器10和衬里停止器10的任 何分布。
参见图2到图4，衬里停止器10总体上包括三个部件。如图2所示， 第一部件为阴部件20。如图3所示，第二部件为阳部件！30。如图4所示， 第三部件为插入件4Q。现在将更详细地描述这些部件的每一个。
参见图2所示的实施例，阴部件20总体上包括加工的切口或"鞍座" 25。在该实施例中，鞍座25包括正交布置的壁。所述正交布置的壁包 括第一侧壁21、正交布置的底面24、正交布置的第二侧壁23和正交布 置的后壁22。在该实施例中，第一侧壁21和第二侧壁23大体上彼此平 行，且在它们之间形成鞍座。阴部件20典型地包括用于装配到流衬套6 (或衬里5，根据具体情况而定)的装配特征部26。在各个实施例中， 阴部件2 0从承受燃烧系统2操作期间的热、环境和机械应力的材料制
成。示范性的材料包括而不限于钴超合金、镍超合金、铁超合金、不 4秀钢和-友钢。
参见图3所示的实施例，阳部件30包括与阴部件20配合的设计。即， 阳部件30也包括适于装配到鞍座25中的多个壁。例如，在该实施例中， 阳部件30包括具有与鞍座25关联的尺寸的突出部35。突出部35包括顶 侧34、正交布置的第一侧壁33、正交布置的底侧37、和正交布置的第 二侧壁31(即，也正交布置到顶侧34)。第一侧壁33和第二侧壁31大体 上彼此平行，同时顶侧34和底侧37大体上彼此平行。形成突出部35的 材料位于平行壁(31、 33)和侧(34、 37)之间。突出部35包括可大 体上与鞍座25的后壁22匹配的面32。阳部件30典型地包括用于装配到 衬里5的装配特征部36。在该示例中，装配特征部26包括弓形背侧以允 许停止器10抵靠用于焊接到衬里5的衬里焊接表面紧密地装配。在各个 实施例中，阳部件30从承受燃烧系统2操作期间的热、环境和机械应力 的材料制成。示范性的材料包括而不限于钴超合金、镍超合金、铁超 合金、不4秀钢和碳钢。
参见图4所示的实施例，插入件4 0包括允许实施例接附到阳部件3 0 的设计。在该实施例中，插入件40包括第一弹性壁41、正交布置的底 部构件44、和正交布置的第二弹性壁43。在该实施例中，第一弹性壁 41和第二弹性壁43包括在每个弹性壁41、 43中设置片簧的设计。插入 件40通常由适于用于插入件40的连续金属块形成。示范性的材料包括 而不限于硬化钢的形式和合金和各种复合材料。插入件4 0包括一个或 更多的材料层。在一些实施例中，插入件40为双层片簧。总体而言， 插入件4 0是柔性的。
插入件4 0可包括涂层，例如用于减轻磨损的磨损涂层。
在衬里停止器10的初始组装期间，至少 一个阴部件2 O联接到流衬 套6。相应的阳部件30联接到衬里5。(当然，部件20、 30可以颠倒)。 在示范性实施例中，部件20、 30焊接到燃烧系统2的相应部分。
在一些实施例中， 一旦阳部件30安装，插入件40接附到阳部件30 上。在一个实施例中，插入件40通过焊接件接附到突出部35。例如， 至少一个焊接部可以沿底部构件44设置。在一些其它的实施例中，插 入件40可在阳部件30安装之前夹持到阳部件30上。可参考图5。
在图5中，插入件40显示为布置在阳部件30上。
一旦阳部件30和阴部件20安装且为燃烧系统2组装准备，衬里5插 入流衬套6中。阳部件30和阴部件20对准，从而衬里5的累进插入使得 突出部35布置到鞍座25中。可参考图6。
由于插入件40的存在，安装突出部35需要的力根据由每个插入件 40提供的弹性力累进地增长。 一旦安装，由每个插入件40提供的弹性 力提供衬里5和流衬套6的保持和对准。
现在参考图7，安装衬里的方法70总体上需要将第一部件(阳部件 30和阴部件20中的一个)安装到衬里5上71;将第二部件安装到衬套6 上72;接附插入件73;且然后对准并插入衬里74。当然，本领域技术 人员应当认识到可能具有很多限制，例如，这些任务的性能、以及各 个部件的使用。因此，该方法70仅为示范性的且在此不限制教导。
阴部件2 0和阳部件30之间的摩擦补偿极大地减少，因为部件2 0和 30之间的振动运动由于插入件40阻尼。即，插入件40吸收振动能量的 部分，减少引起阴部件2 0和阳部件30之间相对运动的磨损。
衬里停止器10的使用提供x方向和y方向的衬里保持，如图2所示。 当阳部件30就位在阴部件20中时，插入件40的弹性壁41和43施加力于 阴部件20的第一和第二侧壁21和2 3上。该弹性力在y方向以相对小的运 动将阳和阴部件30和20相对于彼此悬挂到位。在x方向，阳和阴部件30 和2 0通过由弹性壁41和43施加的弹性力引起的在插入件40的弹性壁41 和43以及阴部件20的第一和第二侧壁21和23之间的摩擦而相对于彼此 保持到位。移动限于插入方向(x方向)。接触表面区域也有利于分配 在流衬套6和燃烧衬里5之间传递的振动和其它动态力。
本领域技术人员应当认识到，阳部件30和阴部件20可包括更多或 更少的表面，且插入件40可设计为与这些其它实施例配合。因此，在 此提供的实施例仅为示范性的且在此不限制教导。
虽然本发明已经参考示范性实施例描述，应当理解，可以进行各 种变动且等价物可以替换其元件而不偏离本发明的范围。此外，可以 进行许多修改以将具体情况或材料适于本发明的教导，而不偏离其本 质范围。因此，本发明并不限于作为实施本发明的最佳模式公开的具 体实施例，本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。
附图标i己 2燃烧系统 5燃烧衬里
6么充^3"#
10衬里停止器
20阴部件
30阳部件
40插入件
25鞍座
21第一侧壁
24正交布置的底面
2 3正交布置的第二侧壁
22正交布置的后壁
26装配特征部
35突出部
34顶侧
33正交布置的第一侧壁 37正交布置的底侧 31正交布置的第二侧壁 32面
36装配特征部
41第一弹性壁
44正交布置的底部构件
43第二弹性壁
70方法
71安装第一部件 72安装第二部件 7 3接附插入件 74对准并插入衬里
权利要求
1.一种用于将衬里(5)保持在燃烧系统(2)的衬套(6)内的衬里停止器(10)，所述衬里停止器(10)包括包括鞍座(25)的阴部件(20)，所述阴部件(20)适于联接到所述衬里(5)和所述衬套(6)中的一个；包括用于插入到所述鞍座(25)的突出部(35)的阳部件(30)，所述阳部件(30)适于联接到所述衬里(5)和所述衬套(6)中的相对一个；和插入件(40)，当所述突出部(35)布置在所述鞍座(25)中时，所述插入件(40)适于接附到所述突出部(35)且确保振动的阻尼。
2. 根据权利要求l所述的衬里停止器(10),其特征在于，所述 鞍座.(25)包括第一侧壁(21)、正交布置的底面(24)、正交布置的 第二侧壁(23)和正交布置的后壁(")。
3. 根据权利要求2所述的衬里停止器(10),其特征在于，所述 第一侧壁(21)和所述第二侧壁(31)大体上彼此平行。
4. 根据权利要求l所述的衬里停止器(10),其特征在于，所述 突出部(35)包括顶侧(34)、正交布置的第一侧壁(33)、正交布置 的底侧(37)、和正交布置到所述顶侧(34)的正交布置的笫二侧壁(31 )。
5. 根据权利要求l所述的衬里停止器(10),其特征在于，所述 阴部件(20)和所述阳部件(30)中的至少一个从钴超合金、镍超合 金、铁超合金、不锈钢和碳钢中的至少一种制成。
6. 根据权利要求l所述的衬里停止器(10)，其特征在于，所述 插入件(40)包括第一弹性壁(41)、正交布置的底部构件(44)、和 正交布置的第二弹性壁(")。
7. 根据权利要求l所述的衬里停止器(10 ),其特征在于，所述 插入件(40)包括至少一个材料层。
8. 根据权利要求l所述的衬里停止器(10),其特征在于，所述 插入件(40)还包括位于其上的磨损涂层。
9. 一种用于将衬里(5 )插入燃烧系统(2 )的衬套(6 )的方法， 所述方法包括将阳部件(30)和阴部件(20)中的一个安装到所述衬里(5)的 外表面上；将所述阳部件(30)和所述阴部件(20)中的相对一个安装到所 述衬套(6 )的内表面上；将插入件(40)安装到所述阳部件(30)的突出部(35)上；和将所述衬里(5 )插入所述衬套(6 ),从而所述突出部(35 )设置 在所述阴部件(20)的鞍座(25)中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在所述插入 件(40)的外表面上设置磨损涂层。
全文摘要
本发明涉及燃气涡轮机的燃烧衬里停止器。一种用于将衬里(5)保持在燃烧系统(2)的衬套(6)内的衬里停止器(10)，所述衬里停止器(10)包括包括鞍座(25)的阴部件(20)，所述阴部件(20)适于联接到所述衬里(5)和所述衬套(6)中的一个；包括用于插入到所述鞍座(25)的突出部(35)的阳部件(30)，所述阳部件(30)适于联接到所述衬里(5)和所述衬套(6)中的相对一个；和插入件(40)，当所述突出部(35)布置在所述鞍座(25)中时，所述插入件(40)适于接附到所述突出部(35)且确保振动的阻尼。也公开了一种方法和系统。
文档编号F23R3/00GK101368738SQ20081014598
公开日2009年2月18日 申请日期2008年8月14日 优先权日2007年8月14日
发明者A·M·潘格尔, J·S·勒贝格, T·D·帕坎 申请人:通用电气公司