专利名称：输送热气体的集气管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输送热气体的集气管，用于一个燃气轮机装置的燃烧室与燃气轮机的流动通道之间的连接。
背景技术：
从文献DE19815473A1可了解一种该类型的双臂集气管，也称为双叉管。由于这种集气管的入口管接头的特殊形状，中间区域比气体环形通道形成的它的出口横截面中的上部区域和下部区域经受高得多的热负荷。
集气管的气体环形通道被冷却，使冷却空气沿气体环形通道通向外界。这种冷却空气来自燃气轮机装置的压缩机。两个环形法兰设在气体环形通道的边缘，这两个法兰带有使冷却空气进入燃气轮机的流动通道的割缝。在一个文献DE10032454A1公开的集气管中，割缝的横截面不均匀地分布在环形法兰的圆周上，使更大量的冷却空气沿着集气管的比经受低热负荷的区域经受更高热负荷的区域输送。因此，由于冷却空气的量不均匀而使集气管的气体环形通道达到均匀的冷却。
发明内容
本发明的主要目的是设计这种类型的集气管，用其它方法实现文献DE1003454A1中的冷却空气的引导，同时强化冷却。
该目的通过本发明的输送热气体的集气管达到，这种集气管用于一个燃气轮机装置的燃烧室与燃气轮机的流动通道之间的连接，其中，集气管有两个入口管接头，入口管接头通过一个弯头轴向通到气体环形通道，气体环形通道与流动通道连接。冷却空气沿弯头通向外面。多个凸棱在弯头区域互相分开地位于集气管外部，在背向流动通道的一侧。
这些凸棱位于本发明的集气管中，它们把冷却空气流引向集气管，并且最好把冷却空气流引向经受最高热负荷的集气管中间区域。另外，这些凸棱扩大了更好地达到除去热的经受最高热负荷区域的面积。
如从DE10032454A1了解到的，冷却集气管时，冷却空气的总量没有增加。一般冷却只有低温负荷区域的冷却空气只流向经受更高热负荷的区域。因此，出口横截面的材料温度在冷区增加。但是，两个热区中的温度下降，因此在整个圆周上得到几乎均匀的温度剖面。
从本发明的措施得到的优点是降低限制使用寿命的局部材料的温度、使温度分布均匀、降低温度应力、提高温度稳定性和抗腐蚀能力，因此提高集气管的使用寿命。
另一个优点是不需要增加冷却空气的需求。根据已知的方法，附加的冷却空气通常送往热区，并用于抵消暴露在高温中的零件的温度峰值。但是，一般不具备这种附加的冷却空气，或者这种附加的冷却空气导致机器的效率降低。
本发明的新颖性特征在所附的权利要求中提出，并成为本说明书的一部分。为了更好地了解本发明、其操作优点及其使用达到的特殊目的，参照附图和对本发明的一个优选实施例进行描述。
图1为一个本发明集气管的从迎气流一侧的顶部斜视的立体图；图2为一个本发明集气管的从迎气流一侧的立体图；图3为一个本发明集气管的从侧面斜视的立体图；图4为一个燃气轮机装置的压缩机部分与涡轮部分之间过渡的详细半剖视图。
具体实施例方式
为了了解本发明，特别参照附图，图4示出一个燃气轮机装置。燃气轮机装置本身已经了解，并且包括一个压缩机、一个燃气轮机，并且在这种情况下还包括两个V形布置的外燃烧室9。图4中只能看到燃烧室9中的一个。燃气轮机包括一个携带转子叶片12的转子盘10，转子叶片位于燃气轮机的环形流动通道13中。流动通道13与作为集气空间的气体环形通道4连通。图4中只能从燃气轮机装置的压缩机看出压缩机转子的压缩叶片11。
通过一个输送热气的双臂集气管1建立燃气轮机装置的两个燃烧室9与燃气轮机13之间的连接，图1-3更详细地示出了这一点。集气管1设有两个入口管接头2，这两个接头中的每一个与一个燃烧室9的气体出口连接。入口管接头2通过一个90E弯头3向作为集气管1下部集气空间的气体环形通道4开放。集气管1设有一个外环法兰5和一个内环法兰6，它们与燃气轮机外壳的对应相反法兰连接。压缩的热气从燃烧室9穿过集气管1的入口管接头2，聚集并收集在气体环形通道4中，然后流入流动通道13，并带动带有转子叶片12的涡轮转子10转动。
由于入口管接头2的设计，被输送的热气使集气管1的气体环形通道4承受不均匀的热负荷。气体环形通道对应于3点和9点钟位置的中间区域比对应于6点和12点钟位置的上部和下部区域承受更高的热负荷。
整个集气管1在外部通过对流被来自燃气轮机装置的压缩机的压缩空气冷却。这种冷却空气在外部沿弯头3流动，并毗邻弯头3沿气体环形通道4流动。为此在内、外环形法兰6、5中设有割缝7或其它开口，它们作为一些环突出到冷却空气的流动路径中。冷却空气穿过这些割缝流出。冷却空气流动的驱动力是一个建立在有割缝的环形法兰5、6两侧的压差。
为了引导冷却空气，多个凸棱8例如通过点焊分布在集气管1不同的位置，在弯头3区域的外部，在背向燃气轮机入口法兰的一侧。凸棱8向上伸向入口管接头2，并且从气体环形通道的内侧和外侧的过渡区域开始沿弯头3进入气体环形通道4的中间区域。这样分布的凸棱8把以或多或少被引导的方式到达的冷却空气引向集气管1最热的区域，以便专门很强地冷却这些区域。同时，凸棱扩大了要冷却的表面，因此进一步强化了冷却。
凸棱8径向延伸到接近壁的整个区域。凸棱8的高度取决于燃气轮机的尺寸。如果气体环形通道4的高度约为70毫米，则凸棱8的高度为5-10毫米。
在详细示出并描述本发明的一个特殊实施例，以说明本发明原理的应用的同时，还可以理解的是，本发明可以有不脱离这些原理的其它实施例。
权利要求
1.一种输送热气的集气管，用于一个燃气轮机装置的燃烧室与燃气轮机的流动通道之间的连接，集气管包括两个入口管接头，通过一个弯头轴向通到一个与流动通道连接的气体环形通道；多个所述凸棱，这些凸棱在互相分开的位置上布置在集气管外部的所述弯头区域，在集气管的背向流动通道的一侧，其中，冷却空气在集气管的外部沿弯头由凸棱引导。
2.如权利要求1所述的集气管，其特征在于，凸棱沿弯头被引导，从一个过渡区域开始进入到入口管接头，并向上进入在气体环形通道的内侧和外侧的气体环形通道的一个中间区域。
3.如权利要求1所述的集气管，其特征在于，凸棱的高度大约为气体环形通道高度的10％。
4.如权利要求2所述的集气管，其特征在于，凸棱的高度大约为气体环形通道高度的10％。
5.一种燃气轮机装置，它包括燃烧室；一个带有一个流动通道的燃气轮机；一个在所述燃烧室与所述流动通道之间输送热气的集气管，集气管包括两个分别与燃烧室连接的入口管接头，所述入口管接头通过一个弯头轴向通到一个与所述流动通道连接的气体环形通道；多个在互相分开的位置上布置在所述集气管外部的所述弯头区域的凸棱，在集气管的背向流动通道的一侧，凸棱和集气管的外表面限定一个冷却空气通道的表面，冷却空气沿所述集气管被引导。
6.一种如权利要求5所述的燃气轮机装置的布置，其特征在于，凸棱沿弯头被引导，从一个过渡区域开始进入到入口管接头，并向上进入在气体环形通道的内侧和外侧的气体环形通道的一个中间区域。
7.一种如权利要求5所述的燃气轮机装置的布置，其特征在于，所述凸棱的高度大约为所述气体环形通道高度的10％。
全文摘要
一种输送热气体的集气管(1)建立一个燃气轮机装置的燃烧室(9)与燃气轮机的流动通道(13)之间的连接。集气管(1)有两个通过一个弯头(3)轴向通到一个与流动通道(3)连接的气体环形通道(4)的入口管接头(2)。冷却空气在外部沿弯头(3)进行引导。多个凸棱(8)在互相分开的位置分布在集气管(1)外部的弯头(3)区域，在背向流动通道(13)的一侧。
文档编号F01D25/12GK1477298SQ0312205
公开日2004年2月25日 申请日期2003年4月24日 优先权日2002年8月23日
发明者汉斯－O·杰斯凯, 汉斯-O 杰斯凯, 莫尔, 克劳斯·莫尔 申请人:动力涡轮机股份公司