专利名称：：利于冷却涡轮发动机的方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明通常涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及与燃气涡轮发动机一起使用的过渡件。
背景技术：
：至少一些已知的燃气涡轮发动机包括联接在燃烧室组件和涡轮喷嘴组件之间的过渡件。为了利于控制已知的发动机内的过渡件的工作温度，冷却空气被引导从压缩机通向过渡件。更具体地说，在至少一些已知的燃气涡轮发动机中，冷却空气被从压缩机排进充气室，其至少部分地在燃烧室组件的过渡件周围延伸。进入到充气室的冷却空气的一部分被供给进入限定在过渡件和在过渡件周围延伸的沖击套管之间的通路。进入到冷却通路的冷却空气被向燃烧室排放。为了加强通路内的冷却空气的效果，至少一些已知的过渡件包括轴向隔开的涡流推进肋或湍流器，其从过渡件的外表面向外延伸。已知的过渡件湍流器大体上垂直于冷却通路内的冷却空气的流动而定向。这些已知的过渡件通过在空气流过的表面上附加多个湍流器来产生湍流，由此产生空气湍流。当气流与轴向相邻的圓周湍流器环相接触时，气流由于空气在湍流器上受到作用力而减速，且穿过过渡件的压降增加。为了利于减少此压降，至少一些已知的过渡件由有限数目的湍流器组装而成。然而，当湍流器的数目下降时，过渡件的冷却效率也会降低
发明内容.在一个方面，提供了利于装配燃气涡轮发动机的方法，该燃气涡轮发动机包括燃烧室组件和喷嘴组件。该方法包括提供过渡件，该过渡件包括第一端、第二端和在其间延伸的本体，其中，该本体包括内表面和在其反面的外表面，将过渡件的第一端连接燃烧室组件，并且将过渡件的第二端连接喷嘴组件，使得在过渡件的外表面上螺旋延伸的湍流器从过渡件第一端延伸到过渡件第二端，从而利于在供给至燃烧室组件的冷却空气中产生湍流。在另一方面，提供了用于燃气涡轮发动机的过渡件。该过渡件包括第一端、第二端和在其间延伸的本体，该本体包括内表面、在其反面的外表面和在外表面上螺旋延伸的湍流器，该湍流器构造成利于冷却该过渡件。在又一个方面，提供了燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机系统包括燃烧组件和连接到燃烧室组件上并由此向下游延伸的过渡件，该过渡件包括第一端、第二端和由此延伸的本体，该本体包括内表面、外表面和在外表面上从第一端向第二端螺旋延伸的湍流器。图1为示范性燃气涡轮发动机的横截面示意图；图2为可与图1中所示的燃气涡轮发动机一起使用的示范性燃烧室组件的一部分的放大横截面图3为可与图2中所示的燃烧室组件一起使用的过渡件的立体图。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>动机所代替应用。在运行过程中，空气流经压缩机组件102并且压缩空气坤皮排放到燃烧室组件104。燃烧室组件104将例如天然气和/或燃料油的燃料注入气流，点燃燃料-空气混合物来经过燃烧使燃料-空气混合物膨胀并且产生高温燃气流(未示出)。燃烧室组件104与涡轮组件106流体连通，并且将高温膨胀燃气流排入涡轮组件106。该高温膨胀燃气流向涡轮组件106施加旋转的能量，并且因为涡轮组件106是可旋转地连接在转子108上，所以转子108随后向压缩机组件102提供旋转的动力。图2为燃烧室组件104的一部分的放大横截面图。燃烧室组件104与涡4仑组件106和压缩才几组件102以流体连通方式连4妄。压缩才几组件102包括扩散器140和排放充气室142，该排放充气室142与扩散器140流体连通并位于该扩散器140下游，充气室142用来如以下更详细的描述利于将空气引导通向燃烧室组件104。在示范性实施例中，燃烧室组件104包括环状拱顶板144，其至少部分地支撑多个燃料喷嘴146并且用保持结构件(图2中未示出)联接到大体上呈圓柱形的燃烧室流套管148上。大体上呈圆柱形的燃烧室衬套150置于流套管148内部，并且由流套管148支撑。大体上呈圓柱形的燃烧室腔152由衬套150限定。更具体地说，村套150与流套管148向内沿径向隔开，使得环状燃烧衬套冷却通道154被限定在燃烧室流套管148和燃烧室衬套150之间。流套管148包括多个向冷却通道154提供流体路径的入口156。冲击套管158在冲击套管158的上游端159大体上同心地联接到燃烧室流套管148上，过渡件160联接在冲击套管158的下游侧161上。过渡件160利于将室152中产生的燃烧气体向下游引导向涡轮喷嘴174。冷却通道164被限定在冲击套管158和过渡件160之间。多个限定在沖击套管158内的开口166使从压缩机排放充气室142排》欠的气流的一部分能够被引导进过渡件冷却通道164。在运行过程中，压缩机组件102由涡轮组件106通过轴108(图1中示出)驱动。随着压缩机组件102的旋转，压缩空气如图2中多个箭头所示被排放进扩散管140。在示范性实施例中，大部分从压缩机组件102排放的空气被引导经过压缩机排放充气室142通向燃烧室组件104，而小部分从压缩机组件102排放的空气被向下游引导用于冷却发动机100部件。更具体地说，充气室142中压缩空气的第一气流分支168通过冲击套管开口1664皮引导进过渡件冷却通道164。进入开口166的空气在过渡件冷却通道164中被向上游引导，并被排放进燃烧衬套冷却通道154。充气室142中压缩空气的第二气流分支170被引导围绕冲击套管158，并且通过入口156进入燃烧村套冷却通道154。进入开口156的空气和来自过渡件冷却通道164的空气然后在通道154中混合并且之后被排放进燃料喷嘴146，在其中，空气与燃料混合并在燃烧室152中被点燃。流套管148大体上将燃烧室152及其相关的燃烧过程与外部环境隔离，外部环境例如周围的涡轮部件。产生的燃烧气体被引导从室152经过过渡件160通向涡轮喷嘴174。图3为过渡件160的立体图。过渡件160包括外表面180、内表面182、第一端184和第二端186。螺旋湍流器188从外表面180延伸。在示范性实施例中，湍流器188是连续结构，其与过渡件160—体地成形，并且在过渡件160周围螺旋延伸。在示范性实施例中，缠绕的螺旋湍流器188用烧制工艺(bmisingprocess)联接到过渡件160上。在其它实施例中，^流器188用包括焊接工艺在内的其它任意适用的联接方法联接在过渡件160上。在另一个实施例中，湍流器188通过加工工艺在表面180上面成形。湍流器188的横截面形状可以包括，但不限于大体上圓形、半圆形、矩形或其它任意形状。备选地，在又一个实施例中，湍流器188由多个以螺旋样式在外表面180上延伸的拱形段组成。该拱形段并不形成连续的螺旋湍流器，而是相邻的段-波间隙隔开。尽管此实施例中的湍流器是不连续的，但是该段沿着单独的公共路径前进，并且引发过渡件160周围压缩空气的螺旋流。备选地，在此实施例中，柱或其它类似结构可置于相邻的段之间。在再一个备选的实施例中，湍流器188包括多个独立的平行结构，其在过渡件160周围以缠绕的样式螺旋延伸。尽管螺旋段是独立的，且各螺旋段沿着单独的路径前进，但是该多个螺旋段引发了过渡件160周围压缩空气的螺旋流。参照图2和图3，在运行过程中，从压缩机组件102排放的大部分空气被引导经过压缩机排放充气室142通向燃烧室组件104，而从压缩机组件102排放的剩余的空气被向下游引导用于冷却发动机100部件。更具体地说，充气室142中的被加压的压缩空气的第一气流分支168通过沖击套管开口166^皮引导进过渡件冷却通道164。进入开口166的空气被向上游引导经过冷却通道164，并且排放进燃烧衬套冷却通道154。湍流器188引发进入到通道164的空气的湍流。而且，湍流器188利于引发过渡件160周围的冷却空气螺旋流路径。更具体地说，在^皮排^:进燃烧衬套冷却通道154之前，流经通道164的空气通常通过湍流器188在过渡件160周围的螺旋路径中被引导。与流过未经湍流处理的过渡件的空气相比，在外表面180周围流动的空气利于加强对过渡件160的冷却。更具体地说，因为空气在外表面180上螺旋流动，与未经湍流处理的过渡件相比，空气在更长的时段内保持与过渡件160相靠或相"接触"。结果，过渡件160由于空气增加了停留时间而被螺旋地导引的空气更有效地冷却。而且，和已知的过渡件湍流器不同，在示范性实施例中，湍流器188不仅在过渡件160周围螺旋地引导空气，而且还引发空气的湍流。在示范性实施例中，螺旋湍流器188以螺旋方式引导过渡件160周围的一部分气流。当气流与螺旋湍流器188相接触时，气流的第一部分在过渡件周围被螺旋地引导，而气流的第二部分在螺旋湍流器188上受到力的作用。因为只有气流的一部分在螺旋湍流器188上受到力的作用，所以使用螺旋湍流器利于减少压力损失。气流的剩余部分沿螺旋路径在过渡件160周围流动。该过渡件160周围空气的螺旋流利于将气流的压降减至最低，同时允许空气冷却过渡件160。而且，瑞流器188加强了对过渡件160的冷却，使得利于提高部件的使用寿命。在上文中详细描述了和涡轮发动机一起使用的过渡件的示范性实施例。湍流器并不限于与本文所描述的具体过渡件一起使用，相反，湍流器可单独地且独立于本文所述的其它过渡件来使用。而且，本发明并不限于上文详细描述的过渡件或湍流器的实施例。相反，螺旋湍流器实施例的其它变型可在权利要求的精神和范围内使用。虽然已经针对各种具体的实施例描述了本发明，然而本领域的技术人员将认识到，在权利要求的精神和范围内，本发明可通过各种变型来实践。权利要求1.一种用于燃气涡轮发动机(100)的过渡件(160)，所述过渡件包括第一端(184)；第二端(186)；以及在其间延伸的本体，所述本体包括内表面(182)、在其反面的外表面(180)和在所述外表面上螺旋延伸的湍流器(188)，所述湍流器构造成利于冷却所述过渡件。2.根据权利要求1所述的过渡件(160),其特征在于，所述笫一端(184)具有大体上矩形的横截面轮廓。3.根据权利要求2所述的过渡件(160)端(l86)具有大体上圓形的横截面轮廓。4.根据权利要求1所述的过渡件(160)(188)联接在所述外表面(180)上。5.根据权利要求1所述的过渡件(160)(188)与所述本体一体地成开拔其特征在于，所述第二其特征在于，所述湍流其特征在于，所述湍流器6.根据权利要求1所述的过渡件(160)，其特征在于，所述湍流器(l88)包括矩形横截面形状、半圆形横截面形状和圆形横截面形状中的至少一种4黄截面形状。7.根据权利要求1所述的过渡件(160)，其特征在于，所述湍流命。^'^、8.—种燃气涡轮发动机(IOO),包括燃烧组件(104);以及联4^到所述燃烧组件上并由此向下游延伸的过渡件(160),所述过渡件包括第一端(184)、第二端(186)和由此延伸的本体，所述本体包括内表面(182)、外表面(180)和在所述外表面上从所述第一端到所述第二端螺旋延伸的湍流器(188)。9.根据权利要求8所述的燃气涡轮发动机(100)，其特征在于，所述湍流器(188)联接在所述外表面(180)上。10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机(100),其特征在于，所述湍流器(188)通过烧制工艺联接在所述外表面(180)上。全文摘要本发明涉及利于冷却涡轮发动机的方法和装置，具体而言，本发明提供了用于燃气涡轮发动机(100)的过渡件(160)。该过渡件(160)包括第一端(184)、第二端(186)和在其间延伸的本体，该本体包括内表面(182)、在其反面的外表面(180)和在外表面上螺旋延伸的湍流器(188)，该湍流器构造成利于冷却该过渡件。文档编号F02C7/12GK101307723SQ20081009947公开日2008年11月19日申请日期2008年5月14日优先权日2007年5月18日发明者G·P·劳,J·C·英泰尔,K·卡利斯瓦兰,M·波亚帕卡姆申请人:通用电气公司