过渡导管组件的制作方法

本文公开的主题大体涉及涡轮机，并且更特别地，涉及在涡轮机中使用过渡导管。

背景技术：

涡轮机在诸如功率生产的领域中广泛使用。例如，传统燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段和至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在空气流过压缩机区段时压缩空气。然后空气从压缩机区段流到燃烧器区段，在燃烧器区段中，空气与燃料混合且燃烧，从而产生热气流。热气流提供给涡轮区段，涡轮区段通过从热气流中抽取能量来使用热气流对压缩机、发电机和其它多种负载提供功率。

涡轮机的燃烧器区段大体包括管或导管，以使热燃烧气通过其流到涡轮区段或多个区段。目前，已经引入了燃烧器区段，它包括转移热气流的管或导管。例如，已经引入了用于燃烧器区段的导管，在使热气沿纵向流过其中时，导管另外使流沿径向和/或沿切向转移，使得流具有多种角度分量。这些设计具有多种优点，包括消除涡轮区段中的第一级喷嘴。以前提供第一级喷嘴是为了转移热气流，而且由于这些导管的设计，可能不需要第一级喷嘴。消除第一级喷嘴可消除相关联的压降，并且提高涡轮机的效率和功率输出。

但是，关于这些导管与涡轮区段的连接的担忧越来越多。例如，因为已知的导管不只是沿着纵向轴线延伸，而是从导管的入口到导管的出口转移偏离轴线，导管的热膨胀可导致导管沿着或围绕多种轴线不合需要地移位。这些移位可在导管内引起应力和应变，而且可使导管失效。

技术实现要素：

将在以下描述中部分地阐述本公开的各方面和优点，或者根据该描述，本公开的各方面和优点可为明显的，或者可通过实践本公开来学习本公开的各方面和优点。

在一个实施例中，提供一种涡轮机。涡轮机包括多个过渡导管，它们设置成大体环形阵列且包括第一过渡导管和第二过渡导管。多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，通道限定内部且在入口和出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线。多个过渡导管中的各个的出口相对于入口沿着纵向轴线和切向轴线偏移。多个过渡导管中的至少一个过渡导管的出口包括内部凸缘和外部凸缘。涡轮机进一步包括沿着热气路径在多个过渡导管下游的支承环组件、限定在内部凸缘和外部凸缘中的多个膛孔，以及限定在支承环组件中的多个匹配膛孔。涡轮机进一步包括将至少一个过渡导管的内部凸缘和外部凸缘连接到支承环组件上的多个机械紧固件，多个机械紧固件中的各个延伸通过膛孔和匹配膛孔。膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的机械紧固件，具有第一最大径向间隙和第一最大切向间隙。膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的机械紧固件，具有第二最大径向间隙和第二最大切向间隙。第二最大径向间隙大于第一最大径向间隙，或者第二最大切向间隙大于第一最大切向间隙。

在另一个实施例中，提供一种涡轮机。涡轮机包括多个过渡导管，它们设置成大体环形阵列，并且包括第一过渡导管和第二过渡导管。多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，通道限定内部且在入口和出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线。多个过渡导管中的各个的出口相对于入口沿着纵向轴线和切向轴线偏移。多个过渡导管中的至少一个过渡导管的出口包括内部凸缘和外部凸缘。涡轮机进一步包括沿着热气路径在多个过渡导管下游的支承环组件、限定在内部凸缘和外部凸缘中的多个膛孔，以及限定在支承环组件中的多个匹配膛孔。涡轮机进一步包括将至少一个过渡导管的内部凸缘和外部凸缘连接到支承环组件上的多个机械紧固件，多个机械紧固件中的各个延伸通过膛孔和匹配膛孔。膛孔或匹配膛孔中的单个第一膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的机械紧固件，具有第一最大径向间隙和第一最大切向间隙。膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的机械紧固件，具有第二最大径向间隙和第二最大切向间隙。第二最大径向间隙大于第一最大径向间隙，或者第二最大切向间隙大于第一最大切向间隙。膛孔或匹配膛孔中的多个第三膛孔相对于延伸通过膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔的机械紧固件，各自具有第三最大径向间隙和第三最大切向间隙。各个第三最大径向间隙大于第一最大径向间隙，并且各个第三最大切向间隙大于第一最大切向间隙。

技术方案1.一种涡轮机，包括：

多个过渡导管，其设置成大体环形阵列且包括第一过渡导管和第二过渡导管，所述多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，所述通道限定内部且在所述入口和所述出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述多个过渡导管中的各个的出口相对于所述入口沿着所述纵向轴线和所述切向轴线偏移，所述多个过渡导管中的至少一个过渡导管的出口包括内部凸缘和外部凸缘；

支承环组件，其沿着热气路径在所述多个过渡导管的下游；

限定在所述内部凸缘和所述外部凸缘中的多个膛孔；

限定在所述支承环组件中的多个匹配膛孔；以及

将所述至少一个过渡导管的内部凸缘和外部凸缘连接到所述支承环组件上的多个机械紧固件，所述多个机械紧固件中的各个延伸通过膛孔和匹配膛孔，

其中，所述膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔相对于延伸通过所述膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的机械紧固件，具有第一最大径向间隙和第一最大切向间隙，

其中，所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相对于延伸通过所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的机械紧固件，具有第二最大径向间隙和第二最大切向间隙，以及其中，所述第二最大径向间隙大于所述第一最大径向间隙，或者所述第二最大切向间隙大于所述第一最大切向间隙。

技术方案2.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述第一最大径向间隙和所述第一最大切向间隙各自小于或等于0.010英寸。

技术方案3.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述第二最大径向间隙或所述第二最大切向间隙小于或等于0.200英寸。

技术方案4.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔相对于延伸通过所述膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔的机械紧固件，具有第三最大径向间隙和第三最大切向间隙，以及其中，所述第三最大径向间隙大于所述第一最大径向间隙，并且所述第三最大切向间隙大于所述第一最大切向间隙。

技术方案5.根据技术方案4所述的涡轮机，其特征在于，所述第三最大径向间隙和所述第三最大切向间隙小于或等于0.200英寸。

技术方案6.根据技术方案4所述的涡轮机，其特征在于，所述第三膛孔是多个第三膛孔。

技术方案7.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个膛孔或所述多个匹配膛孔包括仅单个第一膛孔。

技术方案8.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个膛孔或所述多个匹配膛孔包括仅单个第二膛孔。

技术方案9.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述第一膛孔是所述多个膛孔中的第一膛孔，并且所述第二膛孔是所述多个膛孔中的第二膛孔。

技术方案10.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个机械紧固件中的各个包括螺栓。

技术方案11.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括多个偏压元件，所述多个偏压元件中的各个至少部分地设置在膛孔或匹配膛孔内。

技术方案12.根据技术方案11所述的涡轮机，其特征在于，所述偏压元件是贝氏垫圈。

技术方案13.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述多个过渡导管中的各个的出口相对于所述入口沿着所述径向轴线进一步偏移。

技术方案14.根据技术方案1所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括与多个过渡导管连通的涡轮区段，所述涡轮区段包括所述支承环组件和第一级轮叶组件。

技术方案15.根据技术方案14所述的涡轮机，其特征在于，在所述第一级轮叶组件的上游没有设置喷嘴。

技术方案16.一种涡轮机，包括：

多个过渡导管，其设置成大体环形阵列且包括第一过渡导管和第二过渡导管，所述多个过渡导管中的各个包括入口、出口和通道，所述通道限定内部且在所述入口和所述出口之间延伸，并且限定纵向轴线、径向轴线和切向轴线，所述多个过渡导管中的各个的出口相对于所述入口沿着所述纵向轴线和所述切向轴线偏移，所述多个过渡导管中的至少一个过渡导管的出口包括内部凸缘和外部凸缘；

支承环组件，其沿着热气路径在所述多个过渡导管的下游；

限定在所述内部凸缘和所述外部凸缘中的多个膛孔；

限定在所述支承环组件中的多个匹配膛孔；以及

将所述至少一个过渡导管的内部凸缘和外部凸缘连接到所述支承环组件上的多个机械紧固件，所述多个机械紧固件中的各个延伸通过膛孔和匹配膛孔；

其中，所述膛孔或匹配膛孔中的单个第一膛孔相对于延伸通过所述膛孔或匹配膛孔中的第一膛孔的机械紧固件，具有第一最大径向间隙和第一最大切向间隙，

其中，所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔相对于延伸通过所述膛孔或匹配膛孔中的第二膛孔的机械紧固件，具有第二最大径向间隙和第二最大切向间隙，以及其中，所述第二最大径向间隙大于所述第一最大径向间隙，或者所述第二最大切向间隙大于所述第一最大切向间隙，以及

其中，所述膛孔或匹配膛孔中的多个第三膛孔相对于延伸通过所述膛孔或匹配膛孔中的第三膛孔的机械紧固件，各自具有第三最大径向间隙和第三最大切向间隙，以及其中，各个第三最大径向间隙大于所述第一最大径向间隙，并且各个第三最大切向间隙大于所述第一最大切向间隙。

技术方案17.根据技术方案16所述的涡轮机，其特征在于，所述第一最大径向间隙和所述第一最大切向间隙各自小于或等于0.010英寸。

技术方案18.根据技术方案16所述的涡轮机，其特征在于，所述第二最大径向间隙或所述第二最大切向间隙小于或等于0.200英寸，以及其中，所述多个第三最大径向间隙和所述第三最大切向间隙中的各个小于或等于0.200英寸。

技术方案19.根据技术方案16所述的涡轮机，其特征在于，所述多个膛孔或所述多个匹配膛孔包括仅单个第二膛孔。

技术方案20.根据技术方案16所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机进一步包括多个偏压元件，所述多个偏压元件中的各个至少部分地设置在膛孔或匹配膛孔内。

技术方案21.一种涡轮机(10)，包括：

多个过渡导管(50)，其设置成大体环形阵列且包括第一过渡导管(130)和第二过渡导管(132)，所述多个过渡导管(50)中的各个包括入口(52)、出口(54)和通道(56)，所述通道限定内部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之间延伸，并且限定纵向轴线(90)、径向轴线(94)和切向轴线(92)，所述多个过渡导管(50)中的各个的出口(54)相对于所述入口(52)沿着所述纵向轴线(90)和所述切向轴线(92)偏移，所述多个过渡导管(50)中的至少一个过渡导管(50)的出口(54)包括内部凸缘(202)和外部凸缘(204)；

支承环组件，其沿着热气路径(104)在所述多个过渡导管(50)的下游；

限定在所述内部凸缘(202)和所述外部凸缘(204)中的多个膛孔(206)；

限定在所述支承环组件中的多个匹配膛孔(181，183)；以及

将所述至少一个过渡导管(50)的内部凸缘(202)和外部凸缘(204)连接到所述支承环组件上的多个机械紧固件(200)，所述多个机械紧固件(200)中的各个延伸通过膛孔(206)和匹配膛孔(181，183)，

其中，所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第一膛孔(210)相对于延伸通过所述膛孔(181，183)或匹配膛孔(181，183)中的第一膛孔(210)的机械紧固件(200)，具有第一最大径向间隙(212)和第一最大切向间隙(214)，

其中，所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第二膛孔(220)相对于延伸通过所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第二膛孔(220)的机械紧固件(200)，具有第二最大径向间隙(222)和第二最大切向间隙(224)，以及其中，所述第二最大径向间隙(222)大于所述第一最大径向间隙(212)，或者第二最大切向间隙(224)大于所述第一最大切向间隙(214)。

技术方案22.根据技术方案21所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述第一最大径向间隙(212)和所述第一最大切向间隙(214)各自小于或等于0.010英寸。

技术方案23.根据技术方案21至22中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述第二最大径向间隙(222)或所述第二最大切向间隙(224)小于或等于0.200英寸。

技术方案24.根据技术方案21至23中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第三膛孔(230)相对于延伸通过所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第三膛孔(230)的机械紧固件(200)，具有第三最大径向间隙(232)和第三最大切向间隙(234)，以及其中，所述第三最大径向间隙(232)大于所述第一最大径向间隙(212)，并且所述第三最大切向间隙(234)大于所述第一最大切向间隙(214)

技术方案25.根据技术方案24所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述第三最大径向间隙(232)和所述第三最大切向间隙(234)小于或等于0.200英寸。

技术方案26.根据技术方案21至25中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述第一膛孔(210)是所述多个膛孔(206)中的第一膛孔(210)，并且所述第二膛孔(220)是所述多个膛孔(206)中的第二膛孔(220)。

技术方案27.根据技术方案21至26中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述多个机械紧固件(200)中的各个包括螺栓。

技术方案28.根据技术方案21至27中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机(10)进一步包括多个偏压元件(240)，所述多个偏压元件(240)中的各个至少部分地设置在膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)内，并且可选地

其中，所述偏压元件(240)是贝氏垫圈。

技术方案29.根据技术方案21至28中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述多个过渡导管(50)中的各个的出口(54)相对于所述入口(52)沿着所述径向轴线(94)进一步偏移。

技术方案30.根据技术方案21至29中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机(10)进一步包括与多个过渡导管(50)连通的涡轮区段(16)，所述涡轮区段(16)包括所述支承环组件和第一级轮叶组件(122)，以及可选地

其中，在所述第一级轮叶组件(122)的上游没有设置喷嘴(114)。

技术方案31.一种涡轮机(10)，包括：

多个过渡导管(50)，其设置成大体环形阵列且包括第一过渡导管(130)和第二过渡导管(132)，所述多个过渡导管(50)中的各个包括入口(52)、出口(54)和通道(56)，所述通道限定内部(57)且在所述入口(52)和所述出口(54)之间延伸，并且限定纵向轴线(90)、径向轴线(94)和切向轴线(92)，所述多个过渡导管(50)中的各个的出口(54)相对于所述入口(52)沿着所述纵向轴线(90)和所述切向轴线(92)偏移，所述多个过渡导管(50)中的至少一个过渡导管(50)的出口(54)包括内部凸缘(202)和外部凸缘(204)；

支承环组件，其沿着热气路径(104)在所述多个过渡导管(50)的下游；

限定在所述内部凸缘(202)和所述外部凸缘(204)中的多个膛孔(206)；

限定在所述支承环组件中的多个匹配膛孔(181，183)；以及

将所述至少一个过渡导管(50)的内部凸缘(202)和外部凸缘(204)连接到所述支承环组件上的多个机械紧固件(200)，所述多个机械紧固件(200)中的各个延伸通过膛孔(206)和匹配膛孔(181，183)；

其中，所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的单个第一膛孔(210)相对于延伸通过所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第一膛孔(210)的机械紧固件(200)，具有第一最大径向间隙(212)和第一最大切向间隙(214)，

其中，所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第二膛孔(220)相对于延伸通过所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第二膛孔(220)的机械紧固件(200)，具有第二最大径向间隙(222)和第二最大切向间隙(224)，以及其中，所述第二最大径向间隙(222)大于所述第一最大径向间隙(212)，或者所述第二最大切向间隙(224)大于所述第一最大切向间隙(214)，以及

其中，所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的多个第三膛孔(230)相对于延伸通过所述膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)中的第三膛孔(230)的机械紧固件(200)，各自具有第三最大径向间隙(232)和第三最大切向间隙(234)，以及其中，各个第三最大径向间隙(232)大于所述第一最大径向间隙(212)，并且各个第三最大切向间隙(234)大于所述第一最大切向间隙(214)。

技术方案32.根据技术方案31所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述第一最大径向间隙(212)和所述第一最大切向间隙(214)各自小于或等于0.010英寸。

技术方案33.根据技术方案31至32中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述第二最大径向间隙(222)或所述第二最大切向间隙(224)小于或等于0.200英寸，以及其中，所述多个第三最大径向间隙(232)和所述第三最大切向间隙(234)中的各个小于或等于0.200英寸。

技术方案34.根据技术方案31至33中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述多个膛孔(206)或多个匹配膛孔(181，183)包括仅单个第二膛孔(220)。

技术方案35.根据技术方案31至34中的任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机(10)进一步包括多个偏压元件(240)，所述多个偏压元件(240)中的各个至少部分地设置在膛孔(206)或匹配膛孔(181，183)内。

参照以下描述和所附权利要求，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图结合在此说明书中且构成说明书的一部分，附图示出本公开的实施例，并且与描述一起用来阐明本公开的原理。

附图说明

在说明书中对本领域普通技术人员阐述本公开的完整且能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书参照了附图，其中：

图1是根据本公开的实施例的燃气涡轮系统的示意图；

图2是根据本公开的实施例的燃气涡轮系统的若干部分的横截面图；

图3是根据本公开的实施例的燃气涡轮系统的涡轮区段的横截面图。

图4是根据本公开的实施例的成环形阵列的过渡导管的透视图；

图5是根据本公开的实施例的多个过渡导管和相关联的冲击套管的俯视透视图；

图6是根据本公开的实施例的过渡导管的侧面透视图；

图7是根据本公开的实施例的过渡导管组件的剖面透视图，过渡导管组件包括相邻过渡导管，并且在它们之间形成翼型件的多种部分；

图8是根据本公开的实施例的多个过渡导管和相关联的冲击套管的顶部正面透视图；

图9是根据本公开的实施例的连接到支承环组件的多个过渡导管的顶部背面透视图；

图10是根据本公开的实施例的过渡导管的下游部分的侧面透视图；

图11是根据本公开的实施例的过渡导管的下游部分的正面透视图；

图12是根据本公开的实施例的连接到支承环组件上的过渡导管的横截面图；以及

图13是示出根据本公开的实施例的在机械紧固件和膛孔/匹配膛孔之间的间隙的示意图。

部件列表

10涡轮系统

12压缩机区段

14燃烧器区段

15燃烧器

16涡轮区段

18轴

21壳

22燃烧器衬套

24燃烧区

26过渡件

30流动套管

32流路径

34冲击套管

36流路径

38外部环带

40燃料喷嘴

50过渡导管

52入口

54出口

56通道

57内部

90纵向轴线

92切向轴线

94径向轴线

98纵向轴线

102护罩

104热气路径

106护罩块

112轮叶

114喷嘴

122第一级轮叶组件

123第二级喷嘴组件

124第二级轮叶组件

125第三级喷嘴组件

126第三级轮叶组件

130第一过渡导管

132第二过渡导管

134接触面

142压力侧

144吸力侧

146后缘

150流动套管

152环形通道

154冲击孔

162入口

164出口

166通道

170上游部分

172下游部分

174后端

176头端

180内部支承环

181膛孔

182外部支承环

183膛孔

184槽道

186接触面

200机械紧固件

202内部凸缘

203膛孔

204外部凸缘

206膛孔

206边缘表面

207槽道

210第一膛孔

212最大径向间隙

214最大切向间隙

220第二膛孔

222最大径向间隙

224最大切向间隙

230第三膛孔

232最大径向间隙

234最大切向间隙

240偏压元件。

具体实施方式

现在将详细参照本公开的实施例，在图中示出实施例的一个或多个示例。以解释本公开而非限制本公开的方式提供各个示例。实际上，对本领域技术人员明显的将是，可在本公开中作出多种修改和改变，而不偏离本公开的范围或精神。例如，被示为或描述成一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因而，意于的是本公开覆盖落在所附权利要求及其等物的范围内的这样的修改和改变。

图1是涡轮机的示意图，涡轮机在显示的实施例中是燃气涡轮系统10。应当理解，本公开的涡轮机不必是燃气涡轮系统10，而是可为任何适当的涡轮系统或其它涡轮机，诸如蒸汽涡轮系统或其它适当的系统。所显示的系统10可包括压缩机区段12、燃烧器区段14和涡轮区段16，燃烧器区段14可包括下面论述的多个燃烧器15。压缩机区段12和涡轮区段16可通过轴18联接。轴18可为单个轴或联接在一起形成轴18的多个轴节段。轴18可进一步联接到发电机或其它适当的能量存储装置上，或者可直接连接到例如电网。入口区段19可对压缩机区段12提供空气流，并且排气可通过排气区段20从涡轮区段16排出，并且排出到系统10或其它适当的系统中和/或在其中使用。来自系统10的排气例如可排到大气中，流到蒸汽涡轮或其它适当的系统，或者通过热回收蒸汽发生器回收。

参照图2，示出燃气涡轮系统10的若干部分的简化视图。图2中显示的燃气涡轮系统10包括压缩机区段12，以对下面论述的流过系统10的工作流体加压。从压缩机区段12排出的加压工作流体流到燃烧器区段14中，燃烧器区段14可包括多个燃烧器15(图2中仅示出了一个)，它们围绕系统10的轴线设置成环形阵列。进入燃烧器区段14的工作流体与燃料混合，诸如天然气或另一种适当的液体或气体，并且燃烧。热燃烧气从各个燃烧器15流到涡轮区段16，以驱动系统10且产生功率。

燃气涡轮10中的燃烧器15可包括多种构件，以混合和燃烧工作流体和燃料。例如，燃烧器15可包括壳21，诸如压缩机排气壳21。多个套管可为沿轴向延伸的环形套管，多个套管可至少部分地设置在壳21中。如图2中显示的那样，套管沿轴向沿着大体纵向轴线98延伸，使得套管的入口沿轴向与出口对齐。例如，燃烧器衬套22可大体在其中限定燃烧区24。工作流体、燃料和可选的氧化剂的燃烧可大体发生在燃烧区24中。产生的热燃烧气可大体沿轴向沿着纵向轴线98向下游流过燃烧衬套22，进入到过渡件26中，然后大体沿轴向沿着纵向轴线98流过过渡件26且进入到涡轮区段16中。

燃烧器15可进一步包括燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40。燃料可通过一个或多个歧管(未显示)供应到燃料喷嘴40。如下面论述的那样，燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40可将燃料和可选地工作流体供应到燃烧区24供燃烧。

现在参照图4至13，根据本公开的燃烧器15可包括一个或多个过渡导管50，大体称为过渡导管组件。本公开的过渡导管50可提供来代替其它燃烧器的多种沿轴向延伸套管。例如，过渡导管50可取代沿轴向延伸过渡件26，以及可选地，燃烧器15的燃烧器衬套22。因而，过渡导管可从燃料喷嘴40延伸，或者从燃烧器衬套22延伸。如本文论述的那样，过渡导管50可提供优于用于使工作流体流过其中且流到涡轮区段16的沿轴向延伸燃烧器衬套22和过渡件26的多种优点。

如所显示的那样，多个过渡导管50可围绕纵向轴线90设置成环形阵列。另外，各个过渡导管50可在燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40和涡轮区段16之间延伸。例如，各个过渡导管50可从燃料喷嘴40延伸到涡轮区段16。因而，工作流体可大体从燃料喷嘴40流过过渡导管50到达涡轮区段16。在一些实施例中，过渡导管50可有利地允许消除涡轮区段中的第一级喷嘴，这可消除任何相关联的阻力和压降，并且提高系统10的效率和输出。

各个过渡导管50可具有入口52、出口54和在它们之间的通道56，通道56可限定内部57。过渡导管50的入口52和出口54可具有大体圆形或椭圆形横截面、长方形横截面、三角形横截面，或者任何其它适当的多边形横截面。另外，应当理解的是，过渡导管50的入口52和出口54不必具有形状相似的横截面。例如，在一个实施例中，入口52可具有大体圆形的横截面，而出口54则可具有大体长方形的横截面。

另外，通道56可大体在入口52和出口54之间渐缩。例如，在示例性实施例中，通道56的至少一部分可大体为圆锥形。但是，另外或备选地，通道56或其任何部分可具有大体长方形横截面、三角形横截面，或者任何其它适当的多边形横截面。应当理解，随着通道56从较大的入口52到较小的出口54渐缩，通道56的横截面形状可在通道56或者其任何部分中改变。

多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52偏移。如本文使用，“偏移”意味着沿着所标识的坐标方向间隔开。多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52沿纵向偏移，诸如沿着纵向轴线90偏移。

另外，在示例性实施例中，多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52沿切向偏移，诸如沿着切向轴线92偏移。因为多个过渡导管50中的各个的出口54相对于相应的过渡导管50的入口52沿切向偏移，所以过渡导管50可有利地使用通过过渡导管50的工作流体流的切向分量来消除在涡轮区段16中对第一级喷嘴的需要，如下面论述的那样。

另外，在示例性实施例中，多个过渡导管50中的各个的出口54可相对于相应的过渡导管50的入口52沿径向偏移，诸如沿着径向轴线94偏移。因为多个过渡导管50中的各个的出口54相对于相应的过渡导管50的入口52沿径向偏移，所以过渡导管50可有利于使用通过过渡导管50的工作流体流的径向分量来进一步消除在涡轮区段16中对第一级喷嘴的需要，如下面论述的那样。

应当理解，针对各个过渡导管50，关于由成环形阵列的过渡导管50限定的周边，单独限定切向轴线92和径向轴线94，如图4中显示的那样，并且轴线92和94针对各个过渡导管50围绕该周边，基于围绕纵向轴线90设置成环形阵列的过渡导管50的数量而改变。

如所论述的那样，在热燃烧气流过过渡导管50之后，它们可从过渡导管50流到涡轮区段16中。如图3中显示的那样，根据本公开的涡轮区段16可包括护罩102，护罩102可限定热气路径104。护罩102可由多个护罩块106形成。护罩块106可设置成一个或多个环形阵列，各个环形阵列可限定热气路径104的一部分。涡轮区段16可另外包括支承环组件，支承环组件可包括下部支承环180和上部支承环182，而且例如可定位在护罩102(诸如它的第一多个护罩块106)的上游(沿着热气路径104)或者可为护罩102的第一部分。支承环组件可进一步限定热气路径104(即，在下部支承环180和上部支承环182之间)，并且在过渡导管50和涡轮区段16之间提供过渡。因此，支承环组件(及其支承环180、182)可在多个过渡导管50的下游(沿着热气路径104)。热气可从过渡导管50流到支承环组件(支承环180、182之间)中且流过它，并且从支承环组件流过涡轮区段16的其余部分。应当注意，支承环在传统上可称为喷嘴支承环或第一级喷嘴支承环。但是，如本文论述的那样，不可对根据本公开的示例性实施例的过渡导管50使用第一级喷嘴，并且因而示例性实施例中的支承环不包围任何第一级或其它喷嘴。

涡轮区段16可进一步包括多个轮叶112和多个喷嘴114。多个轮叶112和喷嘴114中的各个可至少部分地设置在热气路径104中。另外，多个轮叶112和多个喷嘴114可设置成一个或多个环形阵列，各个环形阵列可限定热气路径104的一部分。

涡轮区段16可包括多个涡轮级。各个级可包括设置成环形阵列的多个轮叶112和设置成环形阵列的多个喷嘴114。例如，在一个实施例中，涡轮区段16可具有三个级，如图3中显示的那样。例如，涡轮区段16的第一级可包括第一级喷嘴组件(未显示)和第一级轮叶组件122。喷嘴组件可包括多个喷嘴114，它们围绕轴18沿周向设置和固定。轮叶组件122可包括多个轮叶112，它们围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。在示例性实施例中，其中，涡轮区段联接到燃烧器区段14上，包括多个过渡导管50，但是，可消除第一级喷嘴组件，使得没有喷嘴设置在第一级轮叶组件122的上游。可相对于通过热气路径104的热燃烧气流来限定上游。

涡轮区段16的第二级可包括第二级喷嘴组件123和第二级轮叶组件124。包括在喷嘴组件123中的喷嘴114可围绕轴18沿周向设置和固定。包括在轮叶组件124中的轮叶112可围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。因而第二级喷嘴组件123沿着热气路径104定位在第一级轮叶组件122和第二级轮叶组件124之间。涡轮区段16的第三级可包括第三级喷嘴组件125和第三级轮叶组件126。包括在喷嘴组件125中的喷嘴114可围绕轴18沿周向设置和固定。包括在轮叶组件126中的轮叶112可围绕轴18沿周向设置且联接到轴18上。因而第三级喷嘴组件125沿着热气路径104定位在第二级轮叶组件124和第三级轮叶组件126之间。

应当理解，涡轮区段16不限于三个级，而是任何数量的级都在本公开的范围和精神之内。

各个过渡导管50可与一个或多个相邻过渡导管50交接。例如，图5至13示出了多个过渡导管50中的第一过渡导管130和第二过渡导管132的实施例。这些相邻过渡导管130、132可包括接触面134，接触面134可为包括在过渡导管50的出口中的外表面。接触面134可接触附近的相邻过渡导管50和/或支承环组件(及其支承环180、182)的相关联的接触面134，如所显示的那样，这是为了在过渡导管50之间和/或过渡导管50和支承环组件之间提供接口。例如，第一过渡导管130和第二过渡导管132的接触面134可如显示的那样彼此接触，并且在第一过渡导管130和第二过渡导管132之间提供接口。另外，第一过渡导管130和第二过渡导管132的接触面134可如显示的那样接触支承环组件，并且在过渡导管130、132和支承环组件之间提供接口。如本文论述的那样，可在多种接触面之间提供密封件，以有利于这样的接口处的密封。值得注意的是，本文论述的接触可包括构件本身之间的直接接触或者通过设置在构件之间的密封件的间接接触。

另外，过渡导管50，诸如第一过渡导管130和第二过渡导管132可形成具有翼型件的多种空气动力学表面的空气动力学结构140。这种空气动力学结构140例如由过渡导管50的通道56的内表面限定，并且可在相邻过渡导管50的接触面134彼此交接时进一步形成。这些多种表面可转移过渡导管50中的热气流，并且因而消除对第一级喷嘴的需要，如本文论述的那样。例如，在图7和8中示出的一些实施例中，过渡导管50(诸如第一过渡导管130)的通道56的内表面可限定压力侧142，而相邻过渡导管50(诸如第二过渡导管132)的通道56的相对的内表面则可限定吸力侧144。当相邻过渡导管50，诸如其接触面134，彼此交接时，压力侧142和吸力侧144可共同限定后缘146。在其它实施例中，如图11中示出的那样，过渡导管50(诸如第一过渡导管130)的通道56的内表面可限定压力侧142和吸力侧144，以及它们之间的后缘。相邻过渡导管50(诸如第二过渡导管132)的通道56的内表面可进一步限定压力侧142和/或吸力侧144。

如图5和8中显示的那样，在示例性实施例中，流动套管150可沿周向包围过渡导管50的至少一部分。沿周向包围过渡导管50的流动套管150可在它们之间限定环形通道152。来自壳21的压缩工作流体可流过环形通道152，以提供对流冷却过渡导管50，然后倒转方向流过燃料喷嘴40且进入到过渡导管50中。另外，在一些实施例中，流动套管150可为冲击套管。在这些实施例中，冲击孔154可限定在套管150中，如所显示的那样。来自壳21的压缩工作流体可流过冲击孔154且冲击在过渡导管50上，然后流过环形通道152，从而对过渡导管提供额外的冲击冷却。

各个流动套管150可具有入口162、出口164，以及在它们之间的通道166。各个流动套管150可在燃料喷嘴40或多个燃料喷嘴40和涡轮区段16之间延伸，从而包围相关联的过渡导管50的至少一部分。因而，类似于过渡导管50，如上面论述的那样，多个流动套管150中的各个的出口164可相对于相应的流动套管150的入口162沿纵向、沿径向和/或沿切向偏移。

在一些实施例中，如图5和8中示出的那样，根据本公开的过渡导管50是在入口52和出口54之间延伸的单个整体构件。在其它实施例中，如图9至13中示出的那样，根据本公开的过渡导管50可包括多个区段或部分，它们彼此铰接。过渡导管50的这个铰接可允许过渡导管50的多种部分在运行期间相对于彼此移动和转移，从而允许其有热增长且适应其热增长。例如，过渡导管50可包括上游部分170和下游部分172。上游部分170可包括过渡导管50的入口52，并且可从入口52大体向下游朝出口54延伸。下游部分172可包括过渡导管50的出口54，并且可从出口54大体向上游朝入口52延伸。因而上游部分140可包括入口52和后端174且在它们之间延伸，并且下游部分142可包括头端176和出口178且在它们之间延伸。

接头可将上游部分170和下游部分172联接在一起，并且可在上游部分170和下游部分172之间提供铰接，这允许过渡导管50在涡轮机的运行期间移动。特别地，接头可将后端174和头端176联接在一起。接头可构造成允许上游部分170和/或下游部分172相对于彼此移动或者沿着至少一个轴线移动。另外，在一些实施例中，接头170可构造成允许这种移动围绕或沿着至少两个轴线，诸如围绕或沿着三个轴线。轴线或多个轴线可为纵向轴线90、切向轴线92和/或径向轴线94中的任何一个或多个。因而围绕这些轴线中的一个移动可表示上游部分170和/或下游部分172中的一个(或它们两者)可围绕轴线相对于另一个旋转或以别的方式移动，因为接头在上游部分170和下游部分172之间提供这个自由度。因而沿着这些轴线中的一个的移动可表示上游部分170或下游部分172中的一个(或它们两者)可沿着轴线相对于另一个平移或以别的方式移动，因为接头在上游部分170和下游部分172之间提供这个自由度。在示例性实施例中，接头可为呼拉圈式(hula)密封件。备选地，可使用其它适当的密封件或其它接头。

在一些实施例中，使用上游部分170和下游部分172可有利地允许对这些部分使用特定材料。例如，下游部分172可有利地由陶瓷材料形成，诸如陶瓷基质复合物。上游部分170和流动套管150可由适当的金属形成。使用陶瓷材料是特别有利的，因为它们具有较高的耐温性。当下游部分172连接到支承环组件上(如本文论述的那样)，并且上游部分170可相对于下游部分172移动时，陶瓷材料可特别有利地用于下游部分172，因为下游部分172的移动最大程度地减少，从而减轻关于使用较易碎的陶瓷材料的担忧。

在一些实施例中，过渡导管50(诸如其出口54)和支承环组件(及其支承环180、182)之间的接口可为浮动接口。例如，出口54可不连接到支承环180、182上，而且可允许相对于支承环180、182移动。这可允许过渡导管50在运行期间有热增长。适当的浮动密封件可适应这种移动，它可设置在出口54和支承环180、182之间。备选地，而且现在参照图9至13，在一些实施例中，过渡导管50(诸如其出口54)和支承环180、182之间的接口可为连接接口。在示例性实施例中，例如，连接接口可用于铰接式过渡导管，它包括上游部分170和下游部分172。

例如，如示出的那样，可提供多个机械紧固件200。机械紧固件200可将包括例如第一过渡导管130和/或第二过渡导管132的一个或多个过渡导管50(诸如及其出口54)连接到支承环组件(及其支承环180、182)上。在示出的示例性实施例中，根据本公开的机械紧固件200包括螺栓，而且可为例如螺母/螺栓的组合。在备选实施例中，根据本公开的机械紧固件可为或包括销、螺钉、钉子、铆钉等。

如示出的那样，机械紧固件200可延伸通过过渡导管50的一部分(诸如其出口54)和支承环组件的一部分(及其支承环180、182)，以将这些构件连接在一起。过渡导管50的出口54例如可包括内部凸缘202和/或外部凸缘204(它们可为/限定过渡导管50的接触面134)。内部凸缘202可设置在外部凸缘204的径向内侧，并且可在内部凸缘202和外部凸缘204之间限定出口54的开口，热气通过该开口从过渡导管50流到支承环组件(在支承环180、182之间)中且流过支承环组件。膛孔206可分别限定在内部凸缘202和外部凸缘204中。膛孔203、205可与限定在支承环180、182中的匹配膛孔181、183对齐，并且机械紧固件200可延伸通过各个膛孔206和匹配膛孔181、183，以将凸缘202、204和支承环180、182连接在一起。

现在特别地参照图12和13，在示例性实施例中，膛孔206和/或膛孔182和延伸通过其中的机械紧固件200之间的公差可有利地在大小上特别地设置成适应过渡导管50在运行期间的热膨胀，同时在过渡导管50和支承环组件(及其支承环180、182)之间保持适当的连接。因而可允许过渡导管50(诸如在示例性实施例中，下游部分172)沿着它们的切向轴线92和/或径向轴线94移动足够的量来适应这种热膨胀。但是，在允许这种热膨胀的同时，可有利地保持过渡导管50(诸如下游部分172)和支承环组件(诸如其支承环180、182)之间的机械连接。

因而可相对于延伸通过其中的机械紧固件200对各种膛孔206和/或匹配膛孔182限定不同的间隙。在一些实施例中，仅相对于机械紧固件200对膛孔206限定本文论述的不同的间隙。在其它实施例中，仅相对于相关联的机械紧固件200对匹配膛孔182限定本文论述的不同的间隙。在其它实施例中，相对于相关联的机械紧固件200对膛孔206和匹配膛孔182限定本文论述的间隙。

根据本公开，膛孔206/匹配膛孔181，183相对于机械紧固件200的间隙是沿着轴线(诸如切向轴线92或径向轴线94)的直径差。特别地，间隙是膛孔206/匹配膛孔181、183的内直径(或宽度)和机械紧固件206的设置在膛孔206/匹配膛孔181、183内的部分的外直径(或宽度)之间的差。

因此，膛孔206和/或匹配膛孔182中的第一膛孔210可相对于延伸通过膛孔206和/或匹配膛孔182中的第一膛孔210的机械紧固件200，具有第一最大径向间隙212(即，沿着该过渡导管50的径向轴线94的最大间隙)和第一最大切向间隙214(即，沿着过渡导管50的切向轴线92的最大间隙)。在示例性实施例中，过渡导管50的多个膛孔206和/或将支承环组件(及其支承环180、182)连接到该过渡导管50上的多个匹配膛孔181、183可包括仅单个第一膛孔210。

间隙212和214相对于本文论述的其它间隙来说足够小，使得第一膛孔210充当过渡导管50相对于支承环组件(及其支承环180、182)的枢轴点。例如，在一些实施例中，第一最大径向间隙212小于或等于0.010英寸，诸如小于0.008英寸。另外在一些实施例中，第一最大切向间隙214小于或等于0.010英寸，诸如小于0.008英寸。

另外，膛孔206和/或匹配膛孔182中的一个或多个第二膛孔220可相对于延伸通过膛孔206和/或匹配膛孔182中的第二膛孔(一个或多个)220的机械紧固件200，具有第二最大径向间隙222(即，沿着该过渡导管50的径向轴线94的最大间隙)和第二最大切向间隙224(即，沿着该过渡导管50的切向轴线92的最大间隙)。在示例性实施例中，过渡导管50的多个膛孔206和/或将支承环组件(及其支承环180、182)连接到过渡导管50上的多个匹配膛孔181、183可包括仅单个第二膛孔220。备选地，可包括多个第二膛孔220。

第二最大径向间隙222可大于第一最大径向间隙212，并且/或者第二最大切向间隙224可大于第一最大切向间隙214。在示例性实施例中，第二最大径向间隙222或第二最大切向间隙224中的仅一个大于相关第一最大径向间隙212或第一最大切向间隙214。例如，在特定的示例性实施例中，第二最大切向间隙224大于第一最大切向间隙214。备选地，第二最大径向间隙222大于第一最大径向间隙212，并且第二最大切向间隙224大于第一最大切向间隙214。

大小较大的间隙(一个或多个)222和/或224可通过允许机械紧固件200在第二膛孔(一个或多个)220内沿着过渡导管50的切向轴线92或径向轴线94中的一个或两者有较大移动，来有利地允许过渡导管50(诸如在示例性实施例中，其下游部分172)热膨胀。例如，在一些实施例中，第二最大径向间隙222小于或等于0.200英寸，诸如小于0.150英寸。另外在一些实施例中，第二最大切向间隙224小于或等于0.200英寸，诸如小于0.150英寸。值得注意的是，如所论述的那样，第二最大径向间隙222可大于相关第一最大径向间隙212，并且/或者第二最大切向间隙224可大于相关第一最大切向间隙214。因此，第二最大径向间隙222可介于例如0.015英寸和0.200英寸之间，诸如0.020英寸和0.150英寸之间，并且/或者第二最大切向间隙224可介于例如0.015英寸和0.200英寸之间，诸如0.020英寸和0.150英寸之间。另外在其中第二最大径向间隙222或第二最大切向间隙224中的仅一个大于相关第一最大径向间隙212或第一最大切向间隙214的实施例中，第二最大径向间隙222或第二最大切向间隙224中的另一个在一些实施例中可小于或等于0.010英寸，诸如小于或等于0.008英寸。

仍然另外，膛孔206和/或匹配膛孔182中的一个或多个第三膛孔230可相对于延伸通过膛孔206和/或匹配膛孔182的第三膛孔(一个或多个)230的机械紧固件200，具有第三最大径向间隙232(即，沿着该过渡导管50的径向轴线94的最大间隙)和第三最大切向间隙234(即，沿着该过渡导管50的切向轴线92的最大间隙)。在示例性实施例中，过渡导管50的多个膛孔206和/或将支承环组件(及其支承环180、182)连接到过渡导管50上的多个匹配膛孔181、183可包括多个第三膛孔230。

第三最大径向间隙232可大于第一最大径向间隙212，并且第三最大切向间隙234可大于第一最大切向间隙214。大小较大的间隙(一个或多个)232和234可有利地通过允许机械紧固件200在第三膛孔(一个或多个)230内沿着过渡导管50的切向轴线92或径向轴线94中的一个或两者有较大的移动，来允许过渡导管50(诸如在示例性实施例中，其下游部分172)热膨胀。例如，在一些实施例中，第三最大径向间隙232小于或等于0.200英寸，诸如小于0.150英寸。另外在一些实施例中，第三最大切向间隙234小于或等于0.200英寸，诸如小于0.150英寸。值得注意的是，如所论述的那样，第三最大径向间隙232可大于相关第一最大径向间隙212，并且第三最大切向间隙234可大于相关第一最大切向间隙214。因此，第三最大径向间隙232可介于例如0.015英寸和0.200英寸之间，诸如0.020英寸和0.150英寸之间，并且第三最大切向间隙234可介于例如0.015英寸和0.200英寸之间，诸如0.020英寸和0.150英寸之间。

为了有利于过渡导管(一个或多个)50这样相对于支承环组件(及其支承环180、182)移动，在一些实施例中，可提供多个偏压元件240。各个偏压元件240可至少部分地设置在膛孔206和/或匹配膛孔181、183内，诸如设置在膛孔206/匹配膛孔181、183的内表面和机械紧固件200延伸通过其中的部分之间。偏压元件240可抑制过渡导管50和/或相关联的机械紧固件200的移动，从而减小在运行期间对过渡导管50、机械紧固件200和/或支承环组件(及其支承环180、182)的损伤。在示例性实施例中，偏压元件240可为贝氏(belleville)垫圈(也称为锥形盘弹簧、锥形弹簧垫圈、盘形弹簧、贝氏弹簧或板簧垫圈)。备选地，其它适当的弹簧、弹性材料等都在本公开的范围和精神之内。

本书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本公开的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。