雙回路模塊化噴射管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域，更具體地涉及用于渦輪機(jī)的噴射管組件的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在本文的上下文中，術(shù)語“渦輪機(jī)”包括其中能量可以在流體和至少一組葉片之間傳送的任何機(jī)器，例如，壓氣機(jī)、泵、渦輪，或?qū)嶋H上這些中至少兩個(gè)的結(jié)合。某些內(nèi)燃渦輪機(jī)，例如燃?xì)鉁u輪、渦輪軸引擎、渦輪風(fēng)扇引擎或渦輪噴氣引擎，或渦輪螺旋槳引擎，能夠通過工作流體中的燃料的燃燒，通過在燃燒室里發(fā)生的燃燒，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。通常，這種渦輪機(jī)包括至少一個(gè)在燃燒室上游的壓氣機(jī)以及至少一個(gè)在燃燒室下游的渦輪，所述渦輪與壓氣機(jī)相連，以通過經(jīng)由燃料的燃燒加熱的工作流體的部分膨脹對其進(jìn)行致動。通常，工作流體的熱能的剩余部分可以通過噴嘴和/或通過至少一個(gè)與驅(qū)動軸相連的額外渦輪回收為機(jī)械能。術(shù)語“上游”和“下游”相對于穿過渦輪機(jī)的工作流體的正常流動方向來定義。
[0003]為了確保在燃燒室內(nèi)均勻地燃燒，燃料通常經(jīng)由多個(gè)噴射器引入。當(dāng)燃燒室是環(huán)形的時(shí)，這些噴射器通常圍繞燃燒室分配，并經(jīng)由至少一個(gè)噴射管組件供應(yīng)燃料。
[0004]當(dāng)啟動渦輪機(jī)時(shí)，為了能夠獲得至少局部是充分豐富的混合物，以使點(diǎn)燃成為可能，甚至使用最初較小的燃料總流速來限制向僅僅一些噴射器供應(yīng)燃料是必須的或者至少是有利的。然而，這通常要求更復(fù)雜的噴射器管組件，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^平行于主回路來合并當(dāng)啟動渦輪機(jī)時(shí)所使用的輔助回路。此額外的復(fù)雜性使制造噴射管組件更困難且更昂貴，并還使它們的維護(hù)更復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明尋求修補(bǔ)這些缺點(diǎn)，尤其提出一種渦輪機(jī)的噴射管組件，所述管組件易于安裝，但能夠經(jīng)由平行于主回路的輔助回路選擇性地向某些噴射器供應(yīng)燃料。由于燃燒的均勻性在起動時(shí)不比渦輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的重要，因此可以限制啟動時(shí)只向第一組噴射器進(jìn)行的燃料供應(yīng)。
[0006]為此，在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中的渦輪機(jī)的噴射管組件包括第一組傳送管、第二組傳送管、至少一個(gè)雙管接頭和至少一個(gè)單獨(dú)的管接頭，其中所述第一組傳送管連接以形成用于向至少第一和第二組的噴射器供應(yīng)燃料的主回路，
[0007]所述第二組傳送管與第一組傳送管平行連接，以形成向所述第一組噴射器供應(yīng)燃料的輔助回路、至少一個(gè)雙管接頭和至少一個(gè)單管接頭。該雙管接頭具有至少一個(gè)容納主回路的傳送管的一個(gè)端部的第一端件、容納輔助回路的傳送管的一個(gè)端部的第二端件，以及一安裝表面，所述安裝表面具有與第一端件成流體流動連通的第一孔和與第二端件成流體流動連通的第二孔，雙管接頭的所述安裝表面適于將雙管接頭與所述第一組噴射器的噴射器相連，單獨(dú)管接頭具有至少一個(gè)單獨(dú)管接頭和安裝表面，其中所述單獨(dú)管接頭具有至少一個(gè)容納主回路的傳送管的一個(gè)端部的第一端件，所述安裝表面具有與第一端件成流體流動連通的孔，單獨(dú)管接頭的所述安裝表面適于將單獨(dú)管接頭與所述第二組噴射器的噴射器相連。特別是，所述單獨(dú)管接頭不需要具有任何與輔助回路成流體流動連通的端件。這樣，管接頭僅僅通過將傳送管的端部插入到對應(yīng)端件中就能夠使具有兩個(gè)平行回路的噴射管組件易于組裝，這樣，輔助回路就可以在起動時(shí)只向第一組噴射器進(jìn)行供應(yīng)，而主回路也向第二組噴射器進(jìn)行供應(yīng)，以便以渦輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)速度，更好地在整個(gè)燃燒室內(nèi)分配燃料。
[0008]特別是，為了使主回路能夠拉長，該雙管接頭也可以具有第三端件，所述第三端件容納主回路的第二傳送管的一個(gè)端部還與第一孔成流體流動連通。
[0009]特別是，為了是主回路能夠拉長，所述單獨(dú)管接頭也可以具有第二端件，所述第二端件容納主回路的另一傳送管的一個(gè)端部以及還與在單獨(dú)管接頭的安裝表面中的第一孔成流體流動連通。
[0010]特別是，為了利于向主回路供應(yīng)燃料，管組件還可以包括供應(yīng)管接頭，所述供應(yīng)管接頭適于與燃料的第一源相連，并具有至少一個(gè)容納用于向其供應(yīng)來自所述第一源的燃料的主回路的傳送管的一個(gè)端部的第一端件。特別是，為了增加噴射器的數(shù)量，同時(shí)限制在管組件中部件的數(shù)量，所述供應(yīng)管接頭還可以包括安裝表面，所述安裝表面具有與供應(yīng)管接頭的第一端件成流體流動連通的孔，供應(yīng)管接頭的所述安裝表面適于將供應(yīng)管接頭與用于向其供應(yīng)來自所述第一源的燃料的噴射器，尤其是所述第二組噴射器的噴射器相連。所述供應(yīng)管接頭還可以適于與平行于第一源的燃料的第二源相連，并還可以具有至少一個(gè)容納用于向其供應(yīng)來自所述第二源的燃料的輔助回路的傳送管的一個(gè)端部的第二端件，從而特別用來使其更易于向輔助回路供應(yīng)燃料。
[0011]本發(fā)明還提供一種包括這種噴射管組件的燃燒室，以及一種包括這種燃燒室的渦輪機(jī)。
【附圖說明】
[0012]通過閱讀由非限制性例子給出的實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明可以更好地理解并且其優(yōu)點(diǎn)更好地顯示。該描述指的是附圖，其中:
[0013]圖1是渦輪機(jī)的示意縱向截面圖；
[0014]圖2A是本發(fā)明實(shí)施例中的，與多個(gè)噴射器相連的噴射管組件的立體圖；
[0015]圖2B是圖2A噴射管組件和噴射器的截面圖；
[0016]圖3A和3B是在圖2A和2B的噴射管組件中的傳送管的側(cè)視圖和縱向截面圖；
[0017]圖4A，4B，4C和4D分別是顯示圖2A和2B的噴射管組件的供應(yīng)管接頭的俯視圖和底視圖，以及沿著線IVC-1VC和IVD-1VD的截面圖；
[0018]圖5A，5B, 5C和分別是顯示圖2A和2B的噴射管組件的雙管接頭的俯視圖和底視圖，以及沿著線VC-VC和VD-VD的截面圖；
[0019]圖6A，6B和6C分別是顯示圖2A和2B的用于噴射管組件的第一類型的單獨(dú)管接頭的俯視圖和底視圖，以及沿著線VIC-VIC的截面圖；
[0020]圖7A，7B和7C分別是顯示圖2A和2B的用于噴射管組件的第二類型的單獨(dú)管接頭的俯視圖和底視圖，以及沿著線VIIC-VIIC的截面圖；
[0021]圖8A和8B分別是適于使用在上述管接頭中的C形截面密封墊片的正面圖和截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]一渦輪機(jī)，更具體為渦輪軸引擎1，顯示于圖1中。此引擎I包括軸向壓氣機(jī)4、徑向壓氣機(jī)5、環(huán)形燃燒室6、第一燃燒氣體渦輪7以及用于將第一燃燒氣體渦輪7的盤與壓氣機(jī)4和5旋轉(zhuǎn)相連在一起的中心軸線X的第一旋轉(zhuǎn)軸8，其方式使得渦輪的旋轉(zhuǎn)在引擎I工作時(shí)用來驅(qū)動壓氣機(jī)4和5。引擎I還具有被稱為“自由”渦輪的第二燃燒氣體渦輪9以及同樣與中心軸線X對正，并將自由渦輪9與功率出口相連的第二旋轉(zhuǎn)軸10。這樣，自由渦輪9的盤的旋轉(zhuǎn)在引擎I工作4可用來驅(qū)動一例如直升機(jī)轉(zhuǎn)子的外部裝置。
[0023]為了將燃料噴射到燃燒室6中，燃燒室具有多個(gè)噴射器100，100’，所述噴射器100，100’全部圍繞燃燒室6分布并通過一噴射管組件101與燃料的源(未示出)相連，如圖2A和2B中所示。此多個(gè)噴射器100，100’包括第一組噴射器100和第二組噴射器100’。第一組的噴射器100適于噴射除了來自燃料的第一源的燃料流外，還噴射來自燃料的第二源的燃料流，而管組件101將第二組噴射器100’僅與燃料的第一源相連。為此，噴射管組件101包括兩個(gè)平行的燃料回路:將第一燃料源與第一和第二組的噴射器100，100’相連的主回路，以及將燃料的第二源僅與第一組噴射器100相連的輔助回路。
[0024]噴射管組件101是模塊化的，包括多個(gè)傳送管102，所述傳送管102通過不同類型的管接頭103，104，105，106連接，以組成所述第一和第二回路。如具體在圖2B中所示的那樣，在傳送管102與管接頭103，104，105或106之間的各連接均僅通過將傳送管102的一個(gè)端部插入到管接頭103，104，105或106的對應(yīng)端件中來進(jìn)行。這些管接頭由容納在傳送管102的端部處的外側(cè)表面中的環(huán)形槽108中的O形圈107所密封，每個(gè)O形圈均封閉在對應(yīng)外表面與對應(yīng)端件的內(nèi)表面之間的空間。在圖3A和3B中可以具體看到這些槽108，其中還可以看到，各傳送管102的端部被放大，以更好地使傳送管102穩(wěn)定。如在圖2B和3B中所示，各傳送管102均是空的，以使燃料可從傳送管102的一個(gè)端部流動到另一個(gè)端部。
[0025]被稱為“供應(yīng)”管接頭的第一管接頭103位于管組件101中的中心位置，并在圖4A至4D中詳細(xì)顯示。此供應(yīng)管接頭103具有適于分別與燃料的所述第一和第二源相連的第一和第二燃料入口 405，406，其在任一側(cè)均具有第一端件401和第二端件402，該第一端件401用于容納向管供應(yīng)來自所述主源的燃料的主回路的傳送管102的一個(gè)端部，該第二端件402用于容納向管供應(yīng)來自所述第二源的燃料的輔助回路的傳送管102的一個(gè)端部。所述第一端件401經(jīng)由供應(yīng)管接頭103的第一腔407與第一燃料入口 405成流體流動連通，以向主回路和兩組的噴射器100，100’供應(yīng)燃料，同時(shí)所述第二端件402經(jīng)由第二腔408與第二燃料入口 406成流體流動連通，以向平行于主回路的輔助回路和第一組噴射器100供應(yīng)燃料。腔407和408在供應(yīng)管接頭103內(nèi)部相互分離，它們沒有直接地相互連通。
[0026]另外，供應(yīng)管接頭103在其底部還具有的底座409。此底座409不僅用來利用螺釘109將供應(yīng)管接頭103安裝在燃燒室6的外壁上，而且其還使第二組噴射器100’可利用插入到供應(yīng)管接頭103的底座409與燃燒室6的外壁之間的底座110’來安裝。該底座409具有一安裝表面410，該安裝表面具有孔411，所述孔411與第一燃料入口 405成流體流動連通，并經(jīng)由供應(yīng)管接頭103的第一腔407與所述第一端件401成流體流動連通。這樣，此安裝表面410不僅用來安裝所述第二組噴射器100’，而且還用來向其供應(yīng)來自第一燃料源的燃料?？?11在安裝表面410中由一局部凹凹進(jìn)413所包圍，適于容納C形截面密封圈801，該密封圈801可由例如金屬制成，以阻止在底座409與110’之間的燃料泄漏。該墊片801顯示于圖8A和8B中。在所顯示的實(shí)施例中，此局部凹進(jìn)410通過由管接頭103的材料制成的孔口平面所形成。然而，還可以設(shè)想其他的，可選擇的方案，例如在插入到底座409與110’之間的具有地平表面的隔板中容納該密封墊片。
[0027]在供應(yīng)管接頭103的任一側(cè)，與供應(yīng)管接頭102直接相連的傳送管102的相對端部容納在被稱為“雙”管接頭104的第二類型的管接頭的各自端件中。在圖5A至5D中更詳細(xì)地顯示了這樣的雙管接頭104。該雙管接頭104具有第一端件501