專利名稱：多管式流體傳輸導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種流體傳輸裝置，更特別地涉及一種被構(gòu)造為用于有效熱絕緣和接收結(jié)構(gòu)應(yīng)力的流體傳輸導(dǎo)管。
背景技術(shù)：
一般地，流體傳輸裝置，例如管狀導(dǎo)管，經(jīng)受機(jī)械應(yīng)力，例如由于外力引起的熱膨脹。在管狀導(dǎo)管結(jié)構(gòu)中，在管狀導(dǎo)管的端部由熱膨脹引起的沿管軸線的拉力在導(dǎo)管結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力，同時(shí)推力產(chǎn)生壓應(yīng)力。一般地，過量的這樣的應(yīng)力導(dǎo)致導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)故障。此外， 在某些應(yīng)用中，流動通過導(dǎo)管的流體和周圍環(huán)境之間的熱傳輸可能是有問題的。例如，當(dāng)蒸汽流動通過導(dǎo)管時(shí)使蒸汽管絕緣以降低蒸汽的熱量損失已經(jīng)成為一個(gè)挑戰(zhàn)。流體傳輸導(dǎo)管也被用在用于傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的燃料噴嘴中。一般地，用于控制燃料向燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室流動的燃料系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)布置在燃燒室中的燃料噴嘴、 用于對來自燃料供給裝置的燃料加壓的燃料泵、用于控制燃料向燃料噴嘴的流動的燃料測量單元、和一個(gè)或多個(gè)將燃料測量單元流體地連接至燃料噴嘴的燃料歧管。在發(fā)動機(jī)啟動過程中，燃料通過燃料泵從燃料供給裝置被抽吸至燃料測量單元，當(dāng)獲得足夠的啟動壓力時(shí)，燃料測量單元的加壓閥打開，并且燃料通過燃料歧管被供給至燃料噴嘴。在燃料噴嘴中，燃料通過燃料傳輸導(dǎo)管傳輸，并被噴射到燃燒室中。由于燃?xì)廨啓C(jī)中的嚴(yán)苛的操作條件，需要發(fā)動機(jī)的燃料噴嘴滿足多個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。 由燃料噴嘴的外部周圍的熱壓縮機(jī)排放空氣的嚴(yán)苛的外部壓力和溫度引起的一個(gè)這樣的挑戰(zhàn)是接收(吸收)燃料噴嘴的主體中由于熱引起的大的變形。不幸的是，包括單個(gè)管的燃料噴嘴的傳統(tǒng)的燃料傳輸導(dǎo)管可能在這樣的嚴(yán)苛的操作條件下經(jīng)受高熱應(yīng)力，這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)故障。另一個(gè)挑戰(zhàn)是使燃料對嚴(yán)苛的外部溫度的進(jìn)行熱防護(hù)。在渦輪發(fā)動機(jī)操作過程中，期望在比周圍的熱壓縮機(jī)空氣低很多的溫度下輸送燃料。如果太多的熱量被傳輸至燃料，那么燃料可能開始燒焦，由此毀壞或降低燃料的質(zhì)量和輸送。因此，傳統(tǒng)的燃料噴嘴設(shè)計(jì)利用多個(gè)絕緣方案降低可能從高溫壓縮機(jī)空氣傳輸至通過燃料噴嘴的燃料的熱量。例如，燃料傳輸導(dǎo)管和燃料噴嘴支架之間的間隙充滿空氣-燃料-焦炭混合物，其具有比燃料噴嘴支架的組成金屬低的熱傳導(dǎo)率，由此，使燃料對燃料噴嘴支架外部的環(huán)境進(jìn)行防護(hù)。但是，燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展是這樣的，以至于壓縮機(jī)排放空氣的溫度和壓力大大的上升，因此，燃料的熱防護(hù)甚至變成多于一個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。對于許多應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)充滿空氣-燃料-焦炭混合物的傳統(tǒng)的單個(gè)絕緣燃料間隙不能對燃料提供發(fā)動機(jī)制造商所需要的足夠的熱保護(hù)。考慮到這些挑戰(zhàn)，在本領(lǐng)域需要改進(jìn)的流體傳輸裝置。本發(fā)明涉及對流體傳輸導(dǎo)管領(lǐng)域現(xiàn)狀的這樣的改進(jìn)，其可以更好地接收外部應(yīng)力和使流體對外部環(huán)境絕緣。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種克服本領(lǐng)域中存在的一個(gè)或多個(gè)挑戰(zhàn)的新的和改進(jìn)的流體傳輸導(dǎo)管。更特別地，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種包括多個(gè)嵌套的同心管的新的和改進(jìn)的流體傳輸導(dǎo)管，其具有更好的熱絕緣特性，并可以比傳統(tǒng)的單管流體傳輸裝置更好地接收結(jié)構(gòu)應(yīng)力。在一個(gè)方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管的流體傳輸導(dǎo)管。每個(gè)同心管具有上游端和下端，其中，每個(gè)同心管與鄰近的管在上游或下游端連接，流體通道在其中形成。在另一個(gè)方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種包括燃料噴嘴支架和燃料傳輸導(dǎo)管的燃料噴嘴，該支架具有噴嘴桿結(jié)構(gòu)和噴嘴頭結(jié)構(gòu)。燃料傳輸導(dǎo)管包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管，其中，每個(gè)同心管具有上游端和下游端。每個(gè)同心管在上游或下游端中的一個(gè)與鄰近的管連接，流體通道在其中形成。燃料傳輸導(dǎo)管布置在燃料噴嘴支架中，并被連接至燃料噴嘴支架的內(nèi)表面。在另一個(gè)方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種包括第一管、第二管、和連接第一管和第二管的流體傳輸導(dǎo)管的管接頭組件。流體傳輸導(dǎo)管包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管，其中，每個(gè)同心管具有上游端和下游端。每個(gè)同心管在上游或下游端中的一個(gè)與鄰近的管連接，流體通道在其中形成。在另一個(gè)方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種減小在流體傳輸導(dǎo)管上產(chǎn)生的軸向應(yīng)力的方法，包括形成流體傳輸導(dǎo)管和將流體傳輸導(dǎo)管連接至流體傳輸系統(tǒng)。流體傳輸導(dǎo)管被形成為包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管，其中，每個(gè)同心管具有上游端和下游端。每個(gè)同心管在上游或下游端中的一個(gè)與鄰近的管連接，流體通道在其中形成。流體傳輸導(dǎo)管被形成為在流體傳輸導(dǎo)管的相對端進(jìn)一步包括第一連接器和第二連接器，其中， 第一連接器和第二連接器被連接至流體傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)支架。在另一個(gè)方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種改進(jìn)流體傳輸系統(tǒng)的熱絕緣的方法，包括形成具有多個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管、將流體傳輸導(dǎo)管布置在流體傳輸中、 在多個(gè)同心管和流體傳輸系統(tǒng)的內(nèi)表面之間形成真空腔，其中，真空腔提供流體傳輸導(dǎo)管中的流體和流體傳輸系統(tǒng)外部的環(huán)境之間的熱絕緣。流體傳輸導(dǎo)管被形成為包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管，其中，每個(gè)同心管具有上游端和下游端。每個(gè)同心管在上游或下游端中的一個(gè)與鄰近的管連接，流體通道在其中形成。流體傳輸導(dǎo)管被形成為在流體傳輸導(dǎo)管的相對端進(jìn)一步包括第一連接器和第二連接器，其中，第一連接器和第二連接器被連接至流體傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)支架。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，本發(fā)明的其它方面、目的和優(yōu)點(diǎn)通過下面的詳細(xì)描述將變得更加清楚。


被結(jié)合到說明書中并形成說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的幾個(gè)方面，并和具體實(shí)施方式
共同起解釋本發(fā)明的原理的作用。在附圖中圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管的燃料噴嘴的剖視圖，每個(gè)導(dǎo)管包括三個(gè)同心管；圖2是在膨脹之前的圖1的燃料傳輸導(dǎo)管的剖視詳圖；圖3是在膨脹之后的圖2的燃料傳輸導(dǎo)管的剖視詳7
圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的包括三個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管的示意性剖視圖；圖5是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的裝配圖1的燃料噴嘴的過程的說明；圖6是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管的燃料噴嘴的剖視圖，每個(gè)導(dǎo)管包括兩個(gè)同心管；圖7是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的包括兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管的彎曲的燃料噴嘴的剖視圖；圖8是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的包括三個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管的燃料噴嘴的剖視圖，每個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管包括三個(gè)同心管；圖9是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括五個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管和一個(gè)空氣流動導(dǎo)管的燃料噴嘴的剖視圖；圖10是按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的包括燃料傳輸導(dǎo)管的測量閥燃料噴嘴的剖視圖，該噴嘴包括三個(gè)同心管；圖11是圖4的流體傳輸導(dǎo)管的變化形式的剖視圖，其中，中管和內(nèi)管在中間被分割以形成兩個(gè)中管和兩個(gè)內(nèi)管；圖12是圖4的流體傳輸導(dǎo)管的不同變化的剖視圖，其中，中管和外管在中間被分割以形成兩個(gè)中管和兩個(gè)外管；圖13是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括流體傳輸導(dǎo)管的管接頭組件的剖視圖，該導(dǎo)管具有三個(gè)同心管；圖14是按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的包括流體傳輸導(dǎo)管的管接頭組件的剖視圖，該導(dǎo)管具有五個(gè)同心管；圖15是被連接在蒸汽管中的圖4的流體傳輸導(dǎo)管的剖視圖；圖16是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括五個(gè)被連接在蒸汽管中的同心管的流體傳輸導(dǎo)管的剖視圖；圖17是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括四個(gè)被連接在蒸汽管中的同心管的流體傳輸導(dǎo)管的剖視圖；以及圖18是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括五個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管的燃料噴嘴的剖視圖，其中，五個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管中的一個(gè)還起空氣流動導(dǎo)管的作用。雖然本發(fā)明將結(jié)合某些優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行描述，但是未試圖將其限制于這些實(shí)施方式。相反，試圖覆蓋包括在由所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的替換、修改和等價(jià)物。
具體實(shí)施例方式圖1示出包括按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的燃料傳輸導(dǎo)管22的燃料噴嘴10的剖視圖。燃料噴嘴10可以在燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中實(shí)施，以將燃料噴射到燃燒室中，其中，燃料與空氣混合，并在高溫下燃燒，同時(shí)保持接近靜壓。渦輪中需要的氣體溫度根據(jù)發(fā)動機(jī)速度變化，所以燃燒室必須能夠在寬的操作條件范圍內(nèi)穩(wěn)定的和有效的燃燒，所述操作條件可以保持延長的時(shí)間。離開主要的燃燒區(qū)域的空氣的溫度可以為大約1800°c和2000°C。燃料噴嘴10包括改進(jìn)的燃料傳輸導(dǎo)管22，其可以更好地接收熱引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，和更好地使燃料對燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的嚴(yán)苛的溫度進(jìn)行防護(hù)。雖然該實(shí)施方式中的燃料傳輸導(dǎo)管22被用在燃?xì)廨啓C(jī)的燃料噴嘴10中，但是燃料傳輸導(dǎo)管22也可以在其它的流體傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行以傳輸流體。在該應(yīng)用中，術(shù)語流體一般指的是一種沒有塊狀結(jié)構(gòu)以在自由空間中支撐明確的形式或形狀的物理物質(zhì)類型。因此，流體僅可以采用容器、輸送管、管或?qū)Ч馨?、輸送、傳輸或傳送。流體通過壓力、擴(kuò)散、 密度集中、重力和其它的有勢力，例如電和磁場移動。流體的實(shí)例包括但未被限制于液體、 氣體、蒸汽、泥漿、液化固體及其混合物。如圖1中所示，燃料噴嘴10包括燃料入口 12、噴射器桿14、噴射器頭16和燃料出口 18。噴射器桿14包括支撐結(jié)構(gòu)20和燃料傳輸導(dǎo)管22。類似地，噴射器頭16包括支撐結(jié)構(gòu)M和燃料傳輸導(dǎo)管26。在燃料噴嘴10中，燃料通過燃料入口 12進(jìn)入，通過由燃料傳輸導(dǎo)管22限定的軸向流動路徑觀流動通過噴射器桿14。然后，燃料通過由燃料傳輸導(dǎo)管 26限定的徑向流動路徑30徑向流動，并通過燃料出口 18退出燃料噴嘴10。燃料傳輸導(dǎo)管22包括多個(gè)圍繞軸線44同心地嵌套的同心管32、34、36。類似地， 燃料傳輸導(dǎo)管26包括多個(gè)圍繞軸線46布置的同心管38、40、42。在該實(shí)施方式中，燃料傳輸導(dǎo)管22和沈中的每一個(gè)包括三層同心管，但是，其它的實(shí)施方式可以包括兩個(gè)同心管， 或多于三個(gè)同心管。如圖1中所示，三個(gè)同心管32、34、36在其端部以順序的方式連接，形成燃料傳輸導(dǎo)管22。類似地，三個(gè)同心管38、40、42在其端部以順序的方式連接，以形成燃料傳輸導(dǎo)管 26。燃料傳輸導(dǎo)管22和燃料傳輸導(dǎo)管沈在連接器M處連接，其中，燃料傳輸導(dǎo)管22的內(nèi)管32通過適當(dāng)?shù)姆椒?，例如釬焊被連接至燃料傳輸導(dǎo)管沈的內(nèi)管38。燃料傳輸導(dǎo)管22的外管36被布置在鄰近噴嘴桿支撐結(jié)構(gòu)20的位置，并在入口側(cè)連接器56處被連接至支撐結(jié)構(gòu)20的入口側(cè)48。中管34被同心地布置在內(nèi)管32和外管36之間。中管34的一端在鄰近入口側(cè)連接器56的接頭58處與內(nèi)管32連接。中管34的另一端在鄰近連接器M的接頭60處與外管36連接。接頭58和60是浮動接頭，未被連接至支撐結(jié)構(gòu)20或燃料傳輸導(dǎo)管沈。類似地，燃料傳輸導(dǎo)管沈的外管42在出口側(cè)連接器57處被連接至噴射器頭支撐結(jié)構(gòu)M的出口側(cè)50。此外，外管42和中管40在接頭62處連接，而中管40和內(nèi)管38在接頭 64處連接。接頭62和64也是浮動接頭。圖2-3以剖視詳圖示出燃料傳輸導(dǎo)管22。包括管32、34、36的燃料傳輸導(dǎo)管22在圖2中未被展開。燃料傳輸導(dǎo)管22的位移66被限定在入口側(cè)連接器56處的管36的端部和連接器M處的管32的端部之間。圖3示出圖2的經(jīng)受熱膨脹的燃料傳輸導(dǎo)管22。在高溫操作條件下，由適當(dāng)?shù)慕饘俨牧闲纬傻闹谓Y(jié)構(gòu)20(圖1)可以經(jīng)歷熱膨脹，其中，支撐結(jié)構(gòu)20的熱膨脹可以通過入口側(cè)連接器56在燃料傳輸導(dǎo)管22上起拉力的作用。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，圖2中示出的位移66的長度可以是10英寸。在該實(shí)施方式中，管32、34、36中的每一個(gè)的剖面面積大致相等，其中，管32、34、36的剛度也大致相等，以沿每個(gè)管32、34、36相等地分配載荷。在這樣的實(shí)施方式中，燃料傳輸導(dǎo)管22被構(gòu)造為外管36具有最小的管壁厚，內(nèi)管32具有最大的管壁厚，以便為管32、34、36提供大致相等的管剖面面積。當(dāng)操作溫度升高時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)20可以軸向膨脹70(圖1)。當(dāng)支撐結(jié)構(gòu) 20軸向膨脹時(shí)，被連接至支撐結(jié)構(gòu)20的入口側(cè)連接器56沿圖2的軸線44軸向拉動管36， 由此使圖2的位移66增大到圖3中的位移68。為了簡化討論，假設(shè)位移68為13英寸。
在該實(shí)施方式中，支撐結(jié)構(gòu)20的這樣的熱膨脹可以接收傳到燃料傳輸導(dǎo)管22大大減小的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。也就是說，當(dāng)燃料傳輸導(dǎo)管22由于支撐結(jié)構(gòu)20的軸向熱膨脹70(圖 1)而經(jīng)受拉力時(shí)，由三個(gè)同心管32、34、36形成的燃料傳輸導(dǎo)管22以伸縮的方式延伸，其中，管32和36膨脹，并與壓縮的管34相反地滑動，如圖3中所示。當(dāng)燃料傳輸導(dǎo)管22的位移增大3英寸時(shí)，外管36和內(nèi)管32中的每一個(gè)伸長1英寸，而中管34壓縮1英寸。當(dāng)與傳統(tǒng)的單管燃料傳輸導(dǎo)管相比時(shí)，應(yīng)力向多個(gè)管中的這樣的擴(kuò)展可以大大地改進(jìn)傳輸導(dǎo)管22可以接收的最大結(jié)構(gòu)應(yīng)力(在相同的實(shí)例中，單管將經(jīng)受3英寸的伸長)。雖然在該實(shí)施方式中應(yīng)力的接收以熱膨脹為背景進(jìn)行了解釋，但是燃料傳輸導(dǎo)管 22也以類似的方式接收壓應(yīng)力。當(dāng)燃料傳輸導(dǎo)管22經(jīng)受壓應(yīng)力時(shí)，其中，燃料傳輸導(dǎo)管22 的每一端被軸向推向中心，那么內(nèi)管32和外管36將壓縮，中管34將膨脹，以在三個(gè)管32、 34,36中擴(kuò)展壓應(yīng)力。因此，按照本發(fā)明的實(shí)施方式的包括多個(gè)以同心串的方式裝配的管的流體傳輸導(dǎo)管大大地改進(jìn)了其軸向柔度，并通過導(dǎo)管組件中的同心管的數(shù)量的因素減小了軸向結(jié)構(gòu)應(yīng)力。導(dǎo)管組件的柔度 單管導(dǎo)管的柔度X導(dǎo)管組件中的同心管的數(shù)量(1)例如如上面討論的那樣，被施加至包括三個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管的端部并使流體傳輸導(dǎo)管的位移改變X的軸向載荷通過三個(gè)管的每一個(gè)接收，其中，三個(gè)管中的每一個(gè)膨脹或壓縮X/3，以與位移的總改變X—致。類似地，在包括五個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管中， 應(yīng)力的結(jié)果是位移的改變X通過每個(gè)管接收，其中，五個(gè)管中的每一個(gè)膨脹或收縮X/5，以與位移的總改變X—致。因此，在包括多個(gè)管的流體傳輸導(dǎo)管中通過在其連接器處的固定量的軸向位移產(chǎn)生的應(yīng)力與包括單個(gè)管的傳統(tǒng)的流體導(dǎo)管相比降低導(dǎo)管組件中的應(yīng)力 單管導(dǎo)管的應(yīng)力/導(dǎo)管組件中的同心管的數(shù)量(2)在流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的應(yīng)力可以進(jìn)一步通過用于流體傳輸導(dǎo)管的材料的選擇而被最小化。例如，當(dāng)流體傳輸導(dǎo)管在系統(tǒng)中實(shí)施時(shí)，其中，流動通過流體傳輸導(dǎo)管的流體的溫度與周圍環(huán)境的溫度明顯不同，例如在渦輪發(fā)動機(jī)燃料噴嘴應(yīng)用中，流體傳輸導(dǎo)管的多個(gè)管中的每一個(gè)之間的溫度差可能由于流體傳輸導(dǎo)管內(nèi)或外的熱傳輸而產(chǎn)生。在這樣的實(shí)施方式中，用于每個(gè)管獲得流體傳輸導(dǎo)管中的熱膨脹系數(shù)的最佳組合的材料的選擇可以使燃料傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的應(yīng)力最小化。在其中流動通過包括三個(gè)管的流體傳輸導(dǎo)管的流體具有比周圍環(huán)境低的溫度的實(shí)施方式中，例如流動通過渦輪發(fā)動機(jī)的燃料噴嘴的燃料，外管和內(nèi)管可以由具有較高的熱膨脹系數(shù)的材料形成，而中管可以由具有較低的熱膨脹系數(shù)的材料形成。另一方面，如果流動通過三管流體傳輸導(dǎo)管的流體具有比周圍環(huán)境高的溫度， 例如蒸汽管中的熱蒸汽，那么流體傳輸導(dǎo)管的內(nèi)管和外管優(yōu)選地由具有較低的熱膨脹系數(shù)的材料形成，而中管由具有較高的熱膨脹系數(shù)的材料形成。圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的流體傳輸導(dǎo)管80的示意性的剖視圖。 流體傳輸導(dǎo)管80與燃料傳輸導(dǎo)管22類似，并包括內(nèi)管82、中管84、外管86和連接器88和 90。在該實(shí)施方式中，流體傳輸導(dǎo)管80的連接器88、90可以被連接至流體傳輸系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，例如圖15中的蒸汽管，并在每一端經(jīng)受外力92、94。當(dāng)流體傳輸導(dǎo)管80被暴露至拉伸載荷時(shí)，其中，連接器88和90被拉開，流體傳輸導(dǎo)管80通過使內(nèi)管82和外管86膨脹且使中管84壓縮而延伸，由此，使拉伸載荷擴(kuò)展到三個(gè)管82、84、86。類似地，當(dāng)流體傳輸導(dǎo)管80被暴露至壓縮載荷時(shí)，內(nèi)管82和外管86壓縮，而中管84膨脹，以使壓縮載荷在三個(gè)管82、84、86上擴(kuò)展。圖15示出應(yīng)用圖4的流體傳輸導(dǎo)管80的蒸汽管96。在該實(shí)施方式中，流體傳輸導(dǎo)管80起熱絕緣的作用，以降低通過蒸汽管96的壁從蒸汽到周圍環(huán)境的熱損失。流體傳輸導(dǎo)管80的連接器88、90采用適當(dāng)?shù)姆椒?，例如焊接、釬焊、粘合劑粘合等被連接至蒸汽管 96的內(nèi)表面。優(yōu)選地，流體傳輸導(dǎo)管80和蒸汽管96通過真空釬焊連接，以形成在蒸汽管96 的內(nèi)表面和外管86之間形成真空腔98，其中，真空腔98延伸通過中管84和內(nèi)管82之間的空間。當(dāng)與傳統(tǒng)的絕緣相比，耗盡熱傳導(dǎo)物質(zhì)或分子的真空腔98提供更好的熱絕緣。流體傳輸導(dǎo)管的多個(gè)管82、84、86還起復(fù)合輻射防護(hù)的作用，由此進(jìn)一步降低蒸汽的熱損失。在操作過程中，流體傳輸導(dǎo)管80變得比直接接觸熱蒸汽的蒸汽管96更熱。但是， 內(nèi)管82和外管86的熱膨脹被抑制，因此這些管在連接器88、90處被連接至蒸汽管96的內(nèi)表面。也就是說，比蒸汽管96更熱的流體傳輸導(dǎo)管80的管82、84、86傾向于使其長度相對于更冷的蒸汽管96膨脹，但是管82和86被固定至蒸汽管96的內(nèi)表面的連接器88、90抑制。因此，軸向壓應(yīng)力在內(nèi)管82和外管86中產(chǎn)生，但是，在一端與外管86、在另一端與內(nèi)管 82連接的中管84通過在內(nèi)管82和外管88中產(chǎn)生的應(yīng)力拉動，由此經(jīng)受軸向拉應(yīng)力。結(jié)果，流體傳輸導(dǎo)管80的熱膨脹通過全部3個(gè)管82、84、86接收。圖16示出應(yīng)用按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的包括五個(gè)同心管83、85、87、 89,91的流體傳輸導(dǎo)管81的蒸汽管96。在這樣的實(shí)施方式中，蒸汽管操作將壓應(yīng)力施加給最外面的管83，和圖15的流體傳輸導(dǎo)管80的外管86 —樣。流體傳輸導(dǎo)管81的后面的管交替地經(jīng)受拉和壓應(yīng)力，使最里面的管91經(jīng)受壓應(yīng)力。管的同心層中的這樣的交替的應(yīng)力模式(例如，壓縮-拉伸-壓縮-拉伸，等)對于流體傳輸管的任意數(shù)量的管是可行的。圖17示出按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的包括四個(gè)嵌套的同心管342、344、346、 388的流體傳輸導(dǎo)管340的蒸汽管96。在該實(shí)施方式中，第一連接器350在第一管342的上游端3M形成，第二連接器352在第四管348的上游端356形成。如圖所示，第一連接器 350和第二連接器352位于彼此的近端，其中，第一連接器350被連接至蒸汽管96的內(nèi)表面，第二連接器352被連接至第一連接器350。第一管342的下游端356與第二管344的下游端356連接，形成第一浮動接頭358。第二管344的上游端3M與第三管346的上游端 354連接，形成第二浮動接頭360。類似地，第三管346的下游端3M和第四管348的下游端356被連接，形成第三浮動接頭362。在操作過程中，流體傳輸導(dǎo)管340由于流動通過流體傳輸導(dǎo)管340的熱蒸汽而變得比管96熱。由于最里面的管348與熱蒸汽直接接觸，因此它在操作過程中通常變得最熱， 當(dāng)鄰近的管346、344和342位于更遠(yuǎn)離熱蒸汽和最里面的管348時(shí)，逐漸變冷。因此，在管 342,344,346,348中由于其溫度差會產(chǎn)生熱應(yīng)力。四個(gè)管；342、；344、；346、；348中最熱的最里面的管348的熱增長通過最冷的最外面的管342抑制，因此，經(jīng)受軸向壓應(yīng)力。相反地，最冷的管342經(jīng)受軸向拉應(yīng)力。因此，同心管中的應(yīng)力模式從最里面到最外面的管，交替地壓縮和拉緊。圖5示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的裝配圖1的燃料噴嘴10的過程。按照該實(shí)施方式，兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管22和沈，每個(gè)包括三層同心管，被形成和裝配在一起。如前面討論的那樣，燃料傳輸導(dǎo)管22的內(nèi)管32的一端在入口側(cè)連接器56附近的接頭58處與中管34連接。內(nèi)管32的另一端形成連接器M。類似地，燃料傳輸導(dǎo)管沈的內(nèi)管38的一端與燃料噴嘴出口 18附近的中管40連接。在內(nèi)管38的另一端，形成孔76。在燃料傳輸導(dǎo)管 22與燃料傳輸導(dǎo)管沈裝配的過程中，燃料傳輸導(dǎo)管沈從下游端被水平地插入噴嘴頭結(jié)構(gòu)對。燃料傳輸導(dǎo)管22從上游端與燃料傳輸導(dǎo)管沈垂直地插入支架14。傳輸導(dǎo)管22的連接器M被插入燃料傳輸導(dǎo)管26的孔76，其中，連接器M和孔76的內(nèi)表面通過例如釬焊或焊接的適當(dāng)方法持久地連接。在噴嘴支撐結(jié)構(gòu)20、24中，通過例如焊接或釬焊的適當(dāng)方法，燃料傳輸導(dǎo)管22的外管36的入口側(cè)連接器56被持久地連接至桿支撐結(jié)構(gòu)48的入口側(cè)的內(nèi)表面，燃料傳輸導(dǎo)管沈的外管42的出口側(cè)連接器57被持久地連接至噴嘴頭支撐結(jié)構(gòu)50的出口側(cè)的內(nèi)表面。 優(yōu)選地，入口側(cè)連接器56和出口側(cè)連接器57通過真空釬焊方法被連接至支撐結(jié)構(gòu)20、24。 當(dāng)燃料傳輸導(dǎo)管22 J6在真空釬焊爐中被真空釬焊至支撐結(jié)構(gòu)20、26時(shí)，形成氣密真空腔 74。如圖所示，噴嘴桿支撐結(jié)構(gòu)20和外管36之間的空間、中管34和內(nèi)管32之間的空間、 噴嘴頭結(jié)構(gòu)24和外管42之間的空間、和中管40和內(nèi)管38之間的空間相互連接以形成一個(gè)連續(xù)的真空腔對。也就是說，腔74在釬焊過程完成之后保持在真空狀態(tài)下。按照本發(fā)明的實(shí)施方式的包括多個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管與傳統(tǒng)的流體傳輸管相比具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，它通過多個(gè)同心管具有較強(qiáng)的能力承受大的熱引起的變形和其它的壓縮和膨脹力。第二，它具有較強(qiáng)的絕緣特性，以減少流體和周圍環(huán)境之間的熱傳輸
Mo本發(fā)明的流體傳輸導(dǎo)管的改進(jìn)的熱絕緣特性部分地通過真空腔提供。真空具有最小的容量到?jīng)]有容量通過熱傳導(dǎo)輸送能量。因此，通過真空腔提供的真空絕緣與傳統(tǒng)的絕緣，例如空氣-燃料-焦炭混合物相比可以更好地使流體與外部環(huán)境絕緣。此外，多個(gè)真空管還起流體的輻射防護(hù)的作用。因此，在非常熱的環(huán)境下，例如燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動機(jī)中實(shí)施包括多個(gè)同心管的燃料傳輸導(dǎo)管可以是有利的。在這樣的應(yīng)用中，流體傳輸導(dǎo)管的多個(gè)伸縮管擴(kuò)展施加在流體傳輸導(dǎo)管上的來自多個(gè)管中的高溫的周圍環(huán)境的熱應(yīng)力，以減少在流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的總的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。例如如上面討論的那樣，經(jīng)受高溫的周圍環(huán)境的包括三層同心管的流體傳輸導(dǎo)管將在外管和內(nèi)管中經(jīng)歷拉應(yīng)力，在中管中經(jīng)歷壓應(yīng)力，其中，在流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力在三個(gè)管中的每一個(gè)中被分割和產(chǎn)生。在流體傳輸導(dǎo)管的管中產(chǎn)生的這樣交替的應(yīng)力模式(拉伸-壓縮-拉伸...)在包括兩個(gè)同心管或多于三個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管中也是可行的。此外，由多個(gè)同心管形成的流體傳輸導(dǎo)管通過使通過真空腔的熱傳輸最小化和防護(hù)通過多個(gè)管的輻射而起使流體，例如流動通過燃料噴嘴的燃料傳輸導(dǎo)管的燃料與嚴(yán)苛的周圍環(huán)境絕緣的作用。圖6示出按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的包括兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管102、112的燃料噴嘴100。如圖所示，燃料噴嘴100與圖5的燃料噴嘴10類似地裝配。與圖5的實(shí)施方式一樣，形成用于噴嘴桿104的燃料傳輸導(dǎo)管102。燃料傳輸導(dǎo)管102包括內(nèi)管106和外管108，其中，管106、108在接頭110處連接。接頭110是浮動接頭，未被連接至支撐結(jié)構(gòu)126。類似地，形成用于噴嘴尖端114的燃料傳輸導(dǎo)管112，包括內(nèi)管116和外管118。在被放置在噴嘴支撐結(jié)構(gòu)126和127中之后，燃料傳輸導(dǎo)管102通過將內(nèi)管106的連接器IM定位在形成在燃料傳輸導(dǎo)管112 —側(cè)的孔122中而與燃料傳輸導(dǎo)管112裝配在一起，其中，兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管101、112通過釬焊方法或任意其它適當(dāng)?shù)姆椒ㄟB接。在支撐結(jié)構(gòu)1沈、127 中，外管108的連接器1 和外管118的連接器130通過適當(dāng)?shù)姆椒?，例如釬焊被連接至噴嘴支撐結(jié)構(gòu)126、127。當(dāng)燃料傳輸導(dǎo)管102、112例如在真空釬焊爐中通過真空釬焊方法被牢固地連接至支撐結(jié)構(gòu)126、127時(shí)，氣密真空腔132在管106、108、116、118之間形成。如上面討論的那樣，燃料傳輸導(dǎo)管102、112的管106、108、116、118和真空腔132使燃料與嚴(yán)苛的周圍環(huán)境絕緣(隔離)。圖7示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括兩個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管142和144的燃料噴嘴140。燃料噴嘴140與圖1和5的燃料噴嘴10類似，在于燃料傳輸導(dǎo)管142、144中的每一個(gè)包括兩層同心管。但是，該實(shí)施方式中的燃料傳輸導(dǎo)管142被彎曲以安裝噴嘴支撐結(jié)構(gòu)146，其中，噴嘴支撐結(jié)構(gòu)146的桿部分具有如圖所示的彎曲的形狀。與燃料噴嘴10 — 樣，燃料傳輸導(dǎo)管142和燃料傳輸導(dǎo)管144通過適當(dāng)?shù)姆椒?，例如釬焊或焊接在連接器156 處被連接。燃料傳輸導(dǎo)管142包括內(nèi)管158、中管160和外管162。類似地，燃料傳輸導(dǎo)管144 包括內(nèi)管164、中管166和外管168。外管162包括連接器148，其在噴嘴入口側(cè)巧4被連接至噴嘴支撐結(jié)構(gòu)146的內(nèi)表面。燃料傳輸導(dǎo)管144在連接器149和連接器151處被連接至噴嘴支撐結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，連接器148、149、151通過真空釬焊被連接至噴嘴支撐結(jié)構(gòu)146， 但是也可以使用其它的適當(dāng)?shù)姆椒?。?dāng)通過真空釬焊實(shí)現(xiàn)連接時(shí)，形成真空腔150。真空腔150由噴嘴支撐結(jié)構(gòu)146的內(nèi)表面和外管162之間的空間、中管160和內(nèi)管158之間的空間、支撐結(jié)構(gòu)146的內(nèi)表面和外管168之間的空間、和中管166和內(nèi)管164之間的空間限定，其中，上述空間相互連接，以形成一個(gè)連續(xù)的真空腔150。圖8示出包括三個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管172、174、176的雙燃料導(dǎo)管噴嘴170。雙燃料導(dǎo)管噴嘴170與圖1和5的燃料噴嘴10類似地構(gòu)造，在于每個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管包括三層同心管。 但是，雙燃料導(dǎo)管噴嘴170包括附加的燃料傳輸導(dǎo)管。在該實(shí)施方式中，兩種不同類型的燃料或兩股燃料通過燃料噴嘴170輸送。引導(dǎo)燃料通過引導(dǎo)燃料入口 180進(jìn)入燃料噴嘴170， 并通過包括三個(gè)以與前面描述的實(shí)施方式類似的方法構(gòu)造的伸縮同心管的燃料傳輸導(dǎo)管 172軸向流動。然后，引導(dǎo)燃料通過燃料傳輸管188徑向流動，并通過引導(dǎo)燃料出口 184退出。類似地，主燃料通過主燃料入口 182進(jìn)入燃料噴嘴170，并通過包括三個(gè)伸縮同心管的燃料傳輸導(dǎo)管174軸向流動。然后，主燃料通過包括三個(gè)伸縮同心管的燃料傳輸導(dǎo)管176 徑向流動，并通過主燃料出口 186退出。與前面的實(shí)施方式一樣，燃料傳輸導(dǎo)管172和174 優(yōu)選地通過真空釬焊被連接至噴嘴支撐結(jié)構(gòu)，以形成真空腔190，以使引導(dǎo)燃料和主燃料與周圍環(huán)境絕緣。如圖所示，燃料傳輸管188是傳統(tǒng)的單流體管，附加的熱絕緣可以不是必需的，因?yàn)橐龑?dǎo)燃料通過真空腔190和燃料傳輸導(dǎo)管176的管絕緣。但是，在其它的實(shí)施方式中，包括多個(gè)管的燃料傳輸導(dǎo)管可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃料傳輸管188使用，以提供附加的熱絕緣。圖9示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括五個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管202、206、208、210 和211的燃料噴嘴200。在該實(shí)施方式中，五個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管中的四個(gè)202、206、208和210
13包括三個(gè)與前面描述的實(shí)施方式的燃料傳輸導(dǎo)管，例如圖1的燃料傳輸導(dǎo)管22類似地構(gòu)造的嵌套的同心管。第五個(gè)燃料導(dǎo)管211由單管構(gòu)造。此外，燃料噴嘴200包括空氣流動導(dǎo)管204，其也采用三個(gè)與燃料傳輸導(dǎo)管202、206、208、210類似的同心嵌套管構(gòu)造。如圖所示，燃料傳輸導(dǎo)管202和208位于燃料噴嘴桿結(jié)構(gòu)230中，其中，燃料傳輸導(dǎo)管202和208彼此平行地布置。燃料傳輸導(dǎo)管206、210、211和空氣流動導(dǎo)管204位于燃料噴嘴頭結(jié)構(gòu)232 中。燃料傳輸導(dǎo)管206、211和210，和空氣流動導(dǎo)管204圍繞軸線234同心地布置，其中，燃料傳輸導(dǎo)管210和211是最外面的導(dǎo)管，燃料傳輸導(dǎo)管206是最里面的導(dǎo)管，空氣流動導(dǎo)管 204位于其之間。燃料傳輸導(dǎo)管202和燃料傳輸導(dǎo)管206被連接在一起，形成通過其的第一燃料流動路徑。燃料傳輸導(dǎo)管208和燃料傳輸導(dǎo)管210和211被連接在一起，形成通過其的第二燃料流動路徑。同樣地，燃料噴嘴200可以輸送兩股燃料通過第一燃料路徑的第一股燃料， 和通過第二燃料路徑的第二股燃料。如圖所示，空氣路徑205被限定在空氣流動導(dǎo)管204 和燃料噴嘴內(nèi)頭結(jié)構(gòu)233之間，一股熱空氣在其中流動通過。如所構(gòu)造的那樣，空氣流動導(dǎo)管204還起熱防護(hù)的作用，以保護(hù)第二股燃料不受路徑205中的熱的空氣流動的影響。燃料傳輸導(dǎo)管202在連接器212處被連接至噴嘴桿支撐結(jié)構(gòu)230。在該實(shí)施方式中，燃料傳輸導(dǎo)管202的內(nèi)管236比中管238和外管240長。因此，被構(gòu)造為安裝內(nèi)管236 的蓋管M2同心地布置在延伸出中管238和外管240的內(nèi)管236的一部分上。蓋管242在連接器214處被連接至燃料噴嘴桿結(jié)構(gòu)230，在連接器216處被連接至燃料噴嘴內(nèi)頭結(jié)構(gòu) 233。燃料傳輸導(dǎo)管208在連接器218處被連接至燃料噴嘴桿結(jié)構(gòu)230。燃料傳輸導(dǎo)管206 在連接器2 處被連接至燃料噴嘴結(jié)構(gòu)234?？諝饬鲃訉?dǎo)管204在連接器220處被連接至燃料噴嘴桿結(jié)構(gòu)230，在連接器2 處被連接至燃料導(dǎo)管211。燃料傳輸導(dǎo)管210在連接器 227處被連接至燃料噴嘴頭結(jié)構(gòu)232，在連接器222處被連接至燃料導(dǎo)管208和211。與前面的實(shí)施方式一樣，該實(shí)施方式的連接通過真空釬焊形成，以形成真空腔，以使燃料與周圍環(huán)境絕緣。圖18示出按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的包括四個(gè)燃料傳輸導(dǎo)管402、406、 408,410和多功能導(dǎo)管404的燃料噴嘴400。燃料噴嘴400與燃料噴嘴200類似地構(gòu)造，除了被定位在燃料噴嘴頭結(jié)構(gòu)432中的燃料傳輸導(dǎo)管406、410中的每一個(gè)和多功能導(dǎo)管404 被構(gòu)造為具有兩個(gè)同心的嵌套管。此外，位于燃料傳輸導(dǎo)管210和空氣流動導(dǎo)管208之間的燃料傳輸導(dǎo)管211在該實(shí)施方式中被省略。同樣地，多功能導(dǎo)管404被構(gòu)造為燃料流動路徑的一部分和空氣流動路徑的一部分。因?yàn)榫哂腥剂蠂娮?00，燃料傳輸導(dǎo)管402和燃料傳輸導(dǎo)管406被連接在一起，在其中形成第一燃料流動路徑。類似地，燃料傳輸導(dǎo)管408和燃料傳輸導(dǎo)管404和410被連接在一起，形成通過其的第二燃料流動路徑。同樣地，燃料噴嘴402也被構(gòu)造為通過第一和第二燃料流動路徑輸送兩股燃料。空氣路徑405被限定在燃料傳輸導(dǎo)管404和燃料噴嘴內(nèi)頭結(jié)構(gòu)433之間，一股熱空氣在其中流動通過。如圖所示，燃料傳輸導(dǎo)管404的內(nèi)管412在接頭418處通過適當(dāng)?shù)姆椒ǎ玮F焊被連接至燃料噴嘴桿結(jié)構(gòu)432。燃料傳輸導(dǎo)管404的外管414在接頭4 處被連接至燃料傳輸導(dǎo)管410的內(nèi)管424。同樣地，真空腔422在燃料傳輸導(dǎo)管404的內(nèi)管412 和外管414之間，和燃料傳輸導(dǎo)管410的內(nèi)管4M和外管4 之間形成。如所構(gòu)造的那樣，燃料傳輸導(dǎo)管404起燃料傳輸導(dǎo)管的作用，其中，被連接至燃料傳輸導(dǎo)管410的內(nèi)管4M的外管414形成第二燃料流動路徑的一部分，內(nèi)管412和噴嘴頭結(jié)構(gòu)一起限定空氣流動路徑。 燃料傳輸導(dǎo)管404的內(nèi)管412還起熱防護(hù)的作用，以保護(hù)流動通過第二燃料路徑的燃料流受到空氣流動路徑405中的熱空氣的影響。圖10示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括由三個(gè)伸縮同心管形成的燃料傳輸導(dǎo)管252的測量閥燃料噴嘴250。測量閥燃料噴嘴250包括測量閥沈0、燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu) 262、燃料傳輸導(dǎo)管252、和燃料噴嘴頭管沈4。在該實(shí)施方式中，燃料通過燃料入口 266進(jìn)入測量閥噴嘴250，并流動通過測量閥沈0，其中，燃料流動的量被控制。然后，燃料流動通過燃料傳輸導(dǎo)管252和燃料噴嘴頭管沈4，并通過燃料出口 268退出。燃料傳輸導(dǎo)管252包括內(nèi)管254、中管256和外管258。燃料傳輸導(dǎo)管252的下游端在連接器270處被連接至燃料噴嘴頭管沈4。燃料傳輸導(dǎo)管252的上游端在內(nèi)管邪4的連接器274處被連接至閥襯272。閥襯272在連接器274處被連接至燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu)沈2， 燃料噴嘴頭管264在連接器276處被連接至燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu)沈2。這與前面的實(shí)施方式一樣，連接器274和276和燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu)262通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄟB接，優(yōu)選地通過真空釬焊，以形成真空腔278。真空腔278由燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu)262和閥襯272之間的空間、燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu)262和外管258之間的空間、中管256和內(nèi)管2M之間的空間、和燃料噴嘴支撐結(jié)構(gòu)262和燃料噴嘴頭管264之間的空間限定，其中，上述空間相互連接。如前面討論的那樣，燃料傳輸導(dǎo)管252的三個(gè)同心管以伸縮的方式延伸或縮短，因?yàn)楫?dāng)經(jīng)受溫度改變時(shí)， 在管中產(chǎn)生交替的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。燃料傳輸導(dǎo)管252的這樣的膨脹或壓縮可以更好地接收熱膨脹。此外，包括三個(gè)同心管的燃料傳輸導(dǎo)管252通過真空腔278提供改進(jìn)的熱絕緣， 和通過布置在燃料和周圍環(huán)境之間的多個(gè)管實(shí)現(xiàn)的輻射防護(hù)。參照圖11和12，包括多個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管的變化形式被示出。圖11示出包括兩個(gè)內(nèi)管觀2、觀4、兩個(gè)中管觀6、觀8、和外管290的流體傳輸導(dǎo)管觀0。流體傳輸導(dǎo)管 280與圖4的流體傳輸導(dǎo)管80類似，但是內(nèi)管82和中管84在中間被分割，以形成兩個(gè)內(nèi)管 282,284和兩個(gè)中管觀6、觀8。此外，流體傳輸導(dǎo)管觀0的連接器四2、294在內(nèi)管觀2、觀4 上形成，但是流體傳輸導(dǎo)管80的連接器88、90在內(nèi)管82和外管86的相對端形成。類似地，圖12示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圖4的流體傳輸導(dǎo)管80的另一個(gè)變化形式。該實(shí)施方式的流體傳輸導(dǎo)管300包括內(nèi)管302、兩個(gè)中管304、306和兩個(gè)外管 308、310。此外，流體傳輸導(dǎo)管300的連接器312和314在外管308,310上形成。圖13示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包括具有三個(gè)同心管的流體傳輸導(dǎo)管 322的管接頭組件320。在該實(shí)施方式中，流體傳輸導(dǎo)管322被用作硬的部件之間的柔性接頭/減震器，以接收流體傳輸系統(tǒng)中熱引起的膨脹和收縮。如圖所示，被連接至固定裝置 (未示出)的管3M和3 通過流體傳輸導(dǎo)管322連接。同樣地，管324、3沈上的任何熱引起的膨脹和收縮通過流體傳輸導(dǎo)管322接收，其中，傳輸導(dǎo)管322以上面描述的伸縮方式延伸或壓縮。圖14描述包括流體傳輸導(dǎo)管322的管接頭組件330，其包括五個(gè)按照本發(fā)明的一個(gè)不同的實(shí)施方式的同心管。術(shù)語“上游端”、“下游端”、“入口”和“出口 ”被用于表示和區(qū)分例如本申請中的連接器和管端的特征的位置。它們不必需與設(shè)備中的流體流動方向?qū)R。包括在此提到的公開文獻(xiàn)、專利申請和專利的所有引用文件在此通過對該文件的引用而被結(jié)合，正如每一個(gè)文件都通過引用而被分別地和特別地表示被引用并且其整體都已在本文中闡述那樣。在描述本發(fā)明的上下文中(特別是在以下權(quán)利要求書的上下文中)，術(shù)語“一”和 “一個(gè)”和“所述”以及類似的表示的使用應(yīng)該被理解為涵蓋單個(gè)和多個(gè)，除非在此作出了其它表示或者與環(huán)境明顯矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”以及“含有”將被理解為開放性表示的術(shù)語(即意思是“包括但不限于”)，除非另有說明。除非在此另有說明，否則數(shù)值范圍在此的列舉僅僅用作單個(gè)地引述落入該范圍中的每個(gè)單獨(dú)的值的簡述方法，并且每個(gè)單獨(dú)的值都結(jié)合在申請文件中，正如其在此被單獨(dú)地列舉那樣。在此描述的所有方法都可以以任何適當(dāng)?shù)捻樞蜻M(jìn)行，除非在此另有說明或者相反地與上下文明顯矛盾。在此任何一個(gè)或所有示例、或者示例性的語言(比如像“例如”)的使用僅僅用于更好地說明本發(fā)明而不形成對本發(fā)明的范圍的限制，除非在權(quán)利要求書中另行說明。在本申請文件中不應(yīng)將任何語言理解為表示對實(shí)踐本發(fā)明來說必要的任何不在權(quán)利要求中要求保護(hù)的原件。在此描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，包括對本發(fā)明人來說用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳的方式。在閱讀了前述描述的基礎(chǔ)上，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，這些優(yōu)選實(shí)施方式的變化形式可以是顯而易見的。本發(fā)明人預(yù)期有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員視情況而運(yùn)用這樣的變化形式，并且本發(fā)明人預(yù)期本發(fā)明以不同于在此所特別地描述的方式被實(shí)踐。因此，如適用的法律所允許的那樣，本發(fā)明包括在本申請文件所附權(quán)利要求書中描述的主題的所有變化形式和等同形式。此外，以上所述元件以其所有可能的變化形式的任何結(jié)合都被本發(fā)明所包括， 除非在此另有說明或者相反于上下文明顯矛盾。
權(quán)利要求
1.一種流體傳輸導(dǎo)管，其包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管；所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有上游端和下游端；以及所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)在上游端和下游端中的一個(gè)處與鄰近的管連接，流體通道在其中形成。
2.如權(quán)利要求1所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述流體傳輸導(dǎo)管還包括在所述多個(gè)同心管中的一個(gè)的一端形成的第一連接器和在另一個(gè)同心管的一端形成的第二連接器，其中，所述多個(gè)同心管被構(gòu)造為將被施加在所述第一連接器和所述第二連接器上的外部載荷分配至所述同心管中的每一個(gè)，其中，所述同心管中的每一個(gè)以交替的方式經(jīng)受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。
3.如權(quán)利要求2所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，入口連接器和出口連接器被連接至流體傳輸系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu)，其中，入口連接器和出口連接器以氣密的方式被連接至支撐結(jié)構(gòu)，以在支撐結(jié)構(gòu)和多個(gè)管之間形成真空腔；所述真空腔使流體通道中的流體與周圍環(huán)境熱絕緣。
4.如權(quán)利要求2所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述多個(gè)同心管包括內(nèi)管、中管和外管，其中，內(nèi)管的上游端在第一接頭處與中管的上游端連接，中管的下游端在第二接頭處與外管的下游端連接，其中，所述第一接頭和所述第二接頭是浮動接頭；入口連接器在外管的上游端形成，出口連接器在內(nèi)管的下游端形成。
5.如權(quán)利要求4所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述入口連接器和所述出口連接器通過外部載荷彼此分開；所述多個(gè)同心管被構(gòu)造為將來自外部載荷的應(yīng)力分配至內(nèi)管、 中管和外管。
6.如權(quán)利要求5所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，外管膨脹、中管壓縮并且內(nèi)管膨脹，以使得所述多個(gè)同心管延伸，其中，外管和內(nèi)管以伸縮的方式滑動，而中管壓縮，其中， 來自被施加在入口連接器和出口連接器上的外部載荷的應(yīng)力被分割和分配至外管、中管和內(nèi)管。
7.如權(quán)利要求4所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述入口連接器和所述出口連接器通過外部載荷推向彼此；所述多個(gè)同心管被構(gòu)造為將來自外部載荷的應(yīng)力分配至內(nèi)管、 中管和外管。
8.如權(quán)利要求7所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，外管壓縮、中管膨脹并且內(nèi)管壓縮，以使得所述多個(gè)同心管壓縮，其中，外管和內(nèi)管以伸縮的方式滑動，而中管膨脹，其中， 來自被施加在入口連接器和出口連接器上的外部載荷的應(yīng)力被分割和分配至外管、中管和內(nèi)管。
9.如權(quán)利要求2所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述多個(gè)同心管包括內(nèi)管和外管； 第一連接器在內(nèi)管的一端形成，第二連接器在外管的一端形成，其中，第一連接器和第二連接器在內(nèi)管和外管的相同側(cè)彼此鄰近地形成；其中，內(nèi)管和外管的另一端彼此連接，形成浮動接頭；其中，內(nèi)管、外管和浮動接頭被構(gòu)造為分配來自通過第一連接器和/或第二連接器施加的外部載荷的應(yīng)力。
10.如權(quán)利要求2所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述多個(gè)同心管包括四個(gè)同心管，所述四個(gè)同心管包括第一管、第二管、第三管和第四管；其中，第一連接器在第一管的上游端形成，第二連接器在第四管的上游端形成；其中，第一管的下游端在第一接頭處與第二管的下游端連接，第二管的上游端和第三管的上游端在第二接頭處連接，第三管的下游端和第四管的下游端在第三接頭處連接；其中，第一接頭、第二接頭和第三接頭是浮動接頭； 其中，第一連接器被連接至支撐結(jié)構(gòu)，第二連接器被連接至第一連接器。
11.如權(quán)利要求1所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述多個(gè)同心管包括五個(gè)同心管，其中，所述多個(gè)同心管被構(gòu)造為通過將軸向拉應(yīng)力分割和分配至所述五個(gè)同心管而接收在流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的軸向拉應(yīng)力，其中，軸向拉應(yīng)力在最外面的管、中心的管和最里面的管中產(chǎn)生，因此使這些管膨脹，軸向壓應(yīng)力在布置在最外面的管和中心的管之間、以及布置在最里面的管和中心的管之間的管中產(chǎn)生，因此壓縮這些管；經(jīng)受軸向拉應(yīng)力的管以伸縮的方式滑動，而經(jīng)受軸向壓應(yīng)力的管壓縮，由此使多個(gè)同心管延伸，其中，五個(gè)管中的每一個(gè)交替地膨脹和壓縮。
12.如權(quán)利要求1所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述流體傳輸導(dǎo)管包括五個(gè)同心管，其中，流體傳輸導(dǎo)管被構(gòu)造為通過將軸向壓應(yīng)力分割和分配至五個(gè)同心管而接收在流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的軸向壓應(yīng)力，其中，軸向壓應(yīng)力在最外面的管、中心的管和最里面的管中產(chǎn)生，因此使這些管壓縮，軸向拉應(yīng)力在布置在最外面的管和中心的管之間、以及布置在最里面的管和中心的管之間的管中產(chǎn)生，因此使這些管膨脹，經(jīng)受軸向拉應(yīng)力的管以伸縮的方式滑動，而經(jīng)受軸向壓應(yīng)力的管壓縮，由此使多個(gè)同心管壓縮，其中，五個(gè)管中的每一個(gè)交替地壓縮和膨脹。
13.如權(quán)利要求1所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，多個(gè)同心管中的至少一個(gè)由具有與其它的管不同的熱膨脹系數(shù)的材料形成。
14.如權(quán)利要求1所述的流體傳輸導(dǎo)管，其特征在于，所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有大致相同的剖面面積，以使得對于來自被施加在多個(gè)同心管上的外部載荷的應(yīng)力的相等分配，所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有大致相同的剛度，其中，所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)的壁厚從最里面的管到最外面的管減小。
15.一種燃料噴嘴，其包括具有噴嘴桿結(jié)構(gòu)和噴嘴頭結(jié)構(gòu)的燃料噴嘴支架；燃料傳輸導(dǎo)管，其包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管；所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有上游端和下游端；所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)在上游端或下游端中的一個(gè)處與鄰近的管連接，流體通道在其中形成；并且其中，燃料傳輸導(dǎo)管布置在燃料噴嘴支架中，并且被連接至燃料噴嘴支架的內(nèi)表面。
16.如權(quán)利要求15所述的燃料噴嘴，其特征在于，所述燃料傳輸導(dǎo)管還包括在多個(gè)同心管中的一個(gè)的一端形成的第一連接器，以及在另一個(gè)同心管的一端形成的第二連接器。
17.如權(quán)利要求16所述的燃料噴嘴，其特征在于，所述流體傳輸導(dǎo)管是燃料傳輸導(dǎo)管， 所述燃料傳輸導(dǎo)管被布置在所述噴嘴桿結(jié)構(gòu)中，其中，第一連接器被連接至噴嘴桿結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面，第二連接器被連接至布置在噴嘴頭結(jié)構(gòu)中的燃料傳輸管；燃料傳輸管包括第三連接器，所述第三連接器被連接至噴嘴頭結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面；其中，第一連接器、第二連接器和第三連接器通過真空釬焊連接，以在多個(gè)同心管和噴嘴桿結(jié)構(gòu)之間、以及燃料傳輸管和噴嘴頭結(jié)構(gòu)之間形成真空腔；所述真空腔使燃料與周圍環(huán)境熱絕緣。
18.如權(quán)利要求16所述的燃料噴嘴，其特征在于，所述燃料傳輸導(dǎo)管被構(gòu)造為將來自被施加在燃料傳輸導(dǎo)管上的外部軸向載荷的應(yīng)力分割和分配至每個(gè)同心管，其中，每個(gè)同心管以交替的方式膨脹或壓縮。
19.如權(quán)利要求15所述的燃料噴嘴，其特征在于，所述燃料噴嘴包括多個(gè)流體傳輸導(dǎo)管，其中，多個(gè)流體通道被形成為傳輸多個(gè)燃料流。
20.如權(quán)利要求19所述的燃料噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)流體傳輸導(dǎo)管中的至少一個(gè)是空氣傳輸導(dǎo)管，其中，運(yùn)送空氣流的空氣傳輸導(dǎo)管為多個(gè)燃料流中的至少一個(gè)提供相對于具有升高的溫度的外部環(huán)境的熱防護(hù)，或相對于流動通過所述空氣傳輸導(dǎo)管的空氣流的熱防護(hù)。
21.如權(quán)利要求19所述的燃料噴嘴，其特征在于，所述多個(gè)流體傳輸導(dǎo)管中的至少一個(gè)是多功能導(dǎo)管，其中，多功能導(dǎo)管限定燃料流動路徑的一部分和空氣流動路徑的一部分， 其中，多功能導(dǎo)管為多個(gè)燃料流中的至少一個(gè)提供相對于外部環(huán)境的熱防護(hù)，或相對于流動通過空氣流路徑的空氣流的熱防護(hù)。
22.—種管接頭組件，其包括第一管；第二管；以及連接第一管和第二管的流體傳輸導(dǎo)管，所述燃料傳輸導(dǎo)管包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管；所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有上游端和下游端；以及所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)在上游端和下游端中的一個(gè)處與鄰近的管連接，流體通道在其中形成。
23.如權(quán)利要求22所述的管接頭組件，其特征在于，所述流體傳輸導(dǎo)管被構(gòu)造為將在管接頭組件中產(chǎn)生的軸向應(yīng)力分割和分配至每個(gè)同心管，其中，每個(gè)同心管經(jīng)受交替的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。
24.如權(quán)利要求23所述的管接頭組件，其特征在于，所述流體傳輸導(dǎo)管包括三個(gè)被構(gòu)造為分割和分配在管接頭組件中產(chǎn)生的熱膨脹應(yīng)力的同心管；其中，外管和內(nèi)管經(jīng)受拉應(yīng)力并膨脹，而中管經(jīng)受壓應(yīng)力并壓縮；其中，外管和內(nèi)管以伸縮的方式滑動，而中管壓縮，由此使流體傳輸導(dǎo)管延伸，以接收在管接頭組件中產(chǎn)生的熱膨脹應(yīng)力。
25.如權(quán)利要求23所述的管接頭組件，其特征在于，流體傳輸導(dǎo)管包括三個(gè)被構(gòu)造為分割和分配在管接頭組件中產(chǎn)生的熱壓縮應(yīng)力的同心管，其中，外管和內(nèi)管經(jīng)受壓應(yīng)力并壓縮；而中管經(jīng)受拉應(yīng)力并膨脹；由此使流體傳輸導(dǎo)管壓縮，以接收在管接頭組件中產(chǎn)生的熱壓縮應(yīng)力。
26.如權(quán)利要求23所述的管接頭組件，其特征在于，流體傳輸導(dǎo)管包括五個(gè)被構(gòu)造為分割和分配熱引起的軸向應(yīng)力的同心管，其中，每個(gè)同心管經(jīng)受交替的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。
27.一種減小在流體傳輸導(dǎo)管上產(chǎn)生的軸向應(yīng)力的方法，其包括形成燃料傳輸導(dǎo)管，其包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管；所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有上游端和下游端；以及所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)在上游端和下游端中的一個(gè)處與鄰近的管連接，流體通道在其中形成；在多個(gè)同心管中的一個(gè)的上游端形成的第一連接器和在多個(gè)同心管中的一個(gè)的下游端形成的第二連接器；以及將流體傳輸導(dǎo)管連接至流體傳輸系統(tǒng)，其中，第一連接器和第二連接器被連接至流體傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)支架。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，流體傳輸導(dǎo)管被構(gòu)造為分割和分配在流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的軸向應(yīng)力，其中，每個(gè)同心管經(jīng)受交替的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，由此交替地膨脹和壓縮。
29.—種改進(jìn)流體傳輸系統(tǒng)的熱絕緣的方法，其包括形成燃料傳輸導(dǎo)管，其包括多個(gè)圍繞一根軸線嵌套的同心管；所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)具有上游端和下游端；以及所述多個(gè)同心管中的每一個(gè)在上游端和下游端中的一個(gè)處與鄰近的管連接，流體通道在其中形成；在多個(gè)同心管中的一個(gè)的上游端形成的第一連接器和在多個(gè)同心管中的一個(gè)的下游端形成的第二連接器；將流體傳輸導(dǎo)管布置在流體傳輸系統(tǒng)中，其中，第一連接器和第二連接器被連接至流體傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；以及在多個(gè)同心管和流體傳輸系統(tǒng)的內(nèi)表面之間形成真空腔，其中，真空腔提供流體傳輸導(dǎo)管中的流體和流體傳輸系統(tǒng)外部的環(huán)境之間的熱絕緣。
30.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝贿B接器和第二連接器采用真空釬焊或焊接過程被連接時(shí)，形成真空腔。
全文摘要
提供了一種流體傳輸系統(tǒng)，其具有改進(jìn)的應(yīng)力接收特性和熱絕緣特性。該流體傳輸系統(tǒng)包括流體傳輸導(dǎo)管和真空腔，所述流體傳輸導(dǎo)管包括多個(gè)同心管，所述同心管被構(gòu)造為將流體傳輸導(dǎo)管中產(chǎn)生的軸向應(yīng)力分割和分配至每個(gè)管，所述真空腔位于該流體傳輸導(dǎo)管和流體傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)支架之間，以使流體與周圍環(huán)境絕緣。
文檔編號F16L9/19GK102257304SQ200980150887
公開日2011年11月23日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者F·P·李, R·J·沃辛頓 申請人:伍德沃德公司