专利名称：用于在燃烧室衬套中设置冷却孔的系统和方法
技术领域：
本申请大体上涉及燃气涡轮，更具体地涉及一种用于改进燃烧室
衬套(combustion liner)中的冷却孔以防止产生裂紋的系统和方法。
背景技术：
总而言之，燃气涡轮发动机包括压缩机，其用于压缩进入空气； 燃烧室，其用于混合燃料和压缩空气，以及点燃该燃料和空气以形成 高温气流；和涡轮，其由高温气流所驱动。在此还可使用其它的部件。 燃烧室衬套用作腔室，该腔室包含发生在涡轮中用于产生动力的燃烧 过程。燃烧室衬套包括混合孔(mixing hole)，该混合孔为允许空气进 入燃烧室衬套并与燃料气体相混合以在涡轮中形成正确的燃料空气 比的孑L口 。
然而，燃烧室衬套可在混合孔位置的周围产生过早的裂紋。这通 常是由于没有将冷却孔正确地布置在衬套中所引起。改进燃烧室村套 的已知方法要求将衬套从顾客处装运至外部服务供应商处，以将正确 的孔增添至燃烧室衬套上。由于渴轮的停机时间以及装运燃烧室衬套 所需的装运费用和海关费用，这将对顾客造成相当大的代价。通常的 非现场修理时间可使顾客缺失基本部分达一个星期至三个星期。
因此，需要一种系统，该系统不必装运燃烧室衬套，以便正确地 改进防止燃烧室衬套产生裂紋的冷却孔。这种改进系统应为便携式 的，以便该改进系统可装运至顾客，从而降低成本和縮短涡轮的停机 时间。
发明内容
因此，本申请提供一种便携式燃烧室衬套改进系统，其用于使燃气涡轮能够允许将冷却孔正确地布置在燃烧室衬套上，从而防止在混 合孔的周围形成裂紋。燃烧室村套改进系统可包括夹具，该夹具由铝 材料或其它合适的材料构成，该合适的材料诸如不会与燃烧室衬套材 料发生反应的合金。
其次，夹具的底面模制成遵循(follow)燃烧室衬套的轮廓。然后，
在用于燃烧室村套的冷却孔的适当位置处在夹具内钻削出冷却孔位
置。本申请还描述了套筒(bushing)安装至已钻削的冷却孔位置内的实 施例。
通过阅读结合附图和权利要求的多个实施例的以下详细说明，本 申请的这些特征和其它特征将对本领域技术人员变得显而易见。
图1A是#>据本发明实施例的冷却孔改进系统的前^f见图。 图1B是根据本发明实施例的冷却孔改进系统的侧视图。 图2是根据本发明实施例的表示方法操作的流程图。
附图标记
10夹具
20轮廓
30冷却孔位置
40钻具
50钻头
60套筒
201方法步骤
203方法步骤
205方法步骤
207方法步骤
209方法步骤211方法步骤
具体实施例方式
现在将参考附图更加充分地描述本发明，在附图中表示了本发明 的多个实施例，但并非本发明的所有实施例。实际上，这些发明可以
以多种不同的形式体现，并且不被解释为局限于在此提出的实施例； 相反，提供这些实施例，以便本公开将满足适用的法律要件。相同的 附图标记始终表示相同的元件。
以下将参考根据本发明实施例的系统、方法、设备和计算机程序 产品的方框图和流程图示例描述本发明。应了解的是，方框图和流程 图示例的每个方框、以及方框图和流程图示例的方框组合可分别由计 算机程序指令实现。这些计算机程序指令可装载在通用计算机、专用 计算机、CAD系统或其它的可编程数据处理设备上以生产机器，使得 在计算机或其它的可编程数据处理设备上执行的指令形成用于实现 在流程图方框或多个流程图方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，该计算机
可读存储器可引导计算机或其它的可编程数据处理设备以特殊的方 式进行工作，使得存储在计算机可读存储器中的指令生产一种制品， 该制品包括实现在流程图方框或多个流程图方框中指定的功能的指 令装置。计算机程序指令还可装载在计算机或其它的可编程数据处理 设备上，以在计算机或其它的可编程设备上执行一系列的操作步骤， 从而形成计算机实现的过程，使得在计算机或其它的可编程设备上执 行的指令提供用于实现在流程图方框或者多个流程图方框中指定的 功能的步骤。
因此，方框图和流程图示例的方框支持用于执行指定功能的装置 组合，用于执行指定功能的步骤和用于执行指定功能的程序指令装置 的组合。还应了解的是，方框图和流程图示例的每个方框，和方框图 和流程图示例中的方框组合可由基于专用硬件的计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合实现，该基于专用硬件的计算机系统执行 指定的功能或步骤。
现在参考附图，其中在所有的多个附图中相同的附图标记表示相
同的元件，图1A-1B表示根据本发明实施例的夹具10。该夹具10可 由单一材料或复合材料制成，该材料将不会机械地、化学地、电气地
影响该衬套材料或与衬套材料发生反应，或者将不会对衬套的配合、 形状、功能或组成产生任何的改变。夹具10可由在机械方面稳固的 材料或其它的合适材料构成，该在机械方面稳固的材料诸如铝、钢、 铸铝、铸钢、环氧树脂、碳纤维/树脂混合物，该其它的合适材料诸如 为不会与燃烧室衬套材料发生反应的合金。
夹具10可通过以下工艺中的任何一种工艺制成，该工艺为才莫 制、树脂成型、机械加工(刀具、水射流等)、激光模制、真空成型、 铸造、或其它合适的制造方法。不管制造方式如何，夹具10必须遵 循村套的特定轮廓20,以便在形成衬套冷却孔期间不允许移动。
通过计算机辅助定位、机械定位或手动定位来确定冷却孔位置 30，该定位从夹具10的顶表面开始，并且一直延续至夹具10的底面， 以便允许在精确的位置将冷却孔增添至燃烧室村套上。可利用具有适 当尺寸的钻头50的钻具40或适合于钻通该夹具10的任何其它装置 对冷却孔进行钻削。冷却孔的直径取决于特定的设计图参考尺寸以及 将套筒60插入每个冷却孔位置30内的公差。
然后，套筒60可安装至冷却孔位置30内。套筒60作为用于将 要在燃烧室衬套中形成冷却孔的钻具40或其它设备的引导。为了确 保适当地定位该冷却孔位置30，夹具10可安装在先前已正确钻削的 燃烧室衬套上，以确定正确的对准。
在夹具10装运至顾客之后，夹具10安装在需要改进的燃烧室衬 套上。基于允许在正确的位置钻削该孔的轮廓配合，将夹具10定向 在燃烧室衬套上。 一旦钻削出该孔，则将正确地改进该需要改进的燃 烧室衬套，以避免在混合孔的周围产生裂紋。图2表示根据本发明实施例的改进燃烧室衬套的方法操作。该方
法在步骤201处开始，其中夹具10由不会与制成燃烧室衬套的材料 发生反应的材料构成。在本发明的某些实施例中，这种材料将为铝化 合物。
该方法接下来进行至步骤203，其中夹具10的底面适合于遵循燃 烧室衬套的轮廓20。在一个实施例中，这可通过使模制基于已正确钻 削的燃烧室衬套而实现，该已正确钻削的燃烧室衬套对应于需要改进 的型号。在完成步骤203之后，该方法进行至步骤205。
在步骤205处，使冷却孔位置30通过夹具10。冷却孔位置30对 应于冷却孔在已正确钻削的燃烧室衬套上的适当位置。
该方法接下来进行至步骤207,其中该夹具IO可装运至需要改进 燃烧室衬套的顾客，该夹具10设计为对应于该燃烧室衬套的类型。 该方法接下来进行至步骤209，其中顾客可将夹具IO安装在需要改进 的燃烧室衬套上。这通过将夹具上的轮廓线20与燃烧室衬套的轮廓 对齐来实现。
最后，该方法进行至步骤211，其中顾客或其它个人可将适当的 冷却孔布置在需要改进的燃烧室村套内。在一个实施例中，这可通过 在夹具上的冷却孔位置处钻通该燃烧室衬套而实现。在本发明的可选 实施例中，在将夹具10装运至顾客之前将套筒安装在冷却孔位置30 内，以促进钻削。
显而易见的是，上文仅涉及本申请的优选实施例，并且在不脱离 由以下权利要求及其等同物所限定的本发明的总体精神和范围的情 况下，本领域技术人员在此可进行多种修改和改进。
权利要求
1. 一种用于燃气涡轮燃烧室衬套的改进系统，其包括夹具(10)，其由不会与所述燃烧室衬套材料发生反应的材料构成；其中，所述夹具的底面遵循所述燃烧室衬套的轮廓(20)；布置在所述夹具内的冷却孔位置(30)，对应于在所述燃烧室衬套上的冷却孔的适当位置。
2. 根据权利要求1所述的改进系统，其特征在于，所述夹具(IO) 包含铝材料。
3. 根据权利要求2所述的改进系统，其特征在于，套筒(60)设置 在所述冷却孔位置(30)内。
4. 根据权利要求1所述的改进系统，其特征在于，套筒设置至所 述冷却孔位置内。
5. —种改进燃气涡轮燃烧室衬套的方法，其包括制备夹具，所述夹具由不会与所述燃烧室衬套材料发生反应的材 料构成；其中，所述夹具的底面遵循所述燃烧室衬套的轮廓；对应于所述燃烧室衬套上的冷却孔的适当位置，将冷却孔位置布 置在所述夹具中；将所述夹具安装在所述燃烧室村套上；和通过所述夹具中的冷却孔位置(30),将冷却孔布置在所述燃烧室 衬套内。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述夹具(10)包含 铝材料。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将 套筒(60)设置至所述冷却孔位置(30)内的步骤。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将 套筒(60)设置至所述冷却孔位置(30)内的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于在燃烧室衬套中设置冷却孔的系统和方法。具体而言，本发明提供了一种系统和方法，其用于改进燃烧室衬套中的冷却孔以防止产生裂纹。本发明提供一种便携式燃烧室衬套改进系统，其用于使燃气涡轮能够允许将冷却孔正确地布置在燃烧室衬套上，以防止在混合孔的周围形成裂纹。
文档编号F23R3/58GK101298918SQ20081008396
公开日2008年11月5日 申请日期2008年4月29日 优先权日2007年4月30日
发明者M·J·克利里 申请人:通用电气公司