用于连接冷却管和通孔的易装配的热屏蔽装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置。
背景技术
已知的是，燃气涡轮机是一种包括压缩机和单级或多级涡轮机的设备，其中这些部件通过旋转轴连接到一起并且燃烧室设置在压缩机和涡轮机之间。
在这些设备中，来自外界环境的空气供给到压缩机，以便压缩该空气。
增压空气流经一系列的预混合室，该预混合腔终止于收敛部分，并且在每一预混合室中喷射器用来供给与空气混合的燃料，以便形成空气/燃烧燃料的混合物。
该燃料被引入到燃烧室中并且借助于适当的火花塞被点燃，以便产生燃烧，其目的在于增加气体的温度和压力，并且由此增加该气体的焓。
同时，该压缩机供给增压空气，使得该空气流经燃烧器和燃烧室的壳体，以便上述增压空气可用于向燃烧过程提供燃料。
随后该高温和高压气体经由适当的管道到达涡轮机的不同的级，该涡轮机将该气体的焓转化为可用于用户的机械能。
此外，已知的是，为了实现给定地燃气涡轮机的最大效率，对于该气体的温度尽可能得高是必要的；然而，在涡轮机使用过程中可达到的最高温度受到使用的材料的强度的限制。
另外，与在其它涡轮机设备中一样，在燃气涡轮机中，必需防止这些热的气体被吸入到位于该涡轮机的叶片附近的空间中。
因此，必需对接近流体通道的腔适当地增压，以便防止效率的降低并防止涡轮机叶片的过高的运行温度。
在现有技术中，冷却管用于该目的，该管输送由压缩机供给的冷却空气并必须经过例如(设置有适当的孔的)第一低压级的喷嘴和喷嘴支承环，以便到达待增压的区域。
特别是，从压缩机引出的空气具有的温度显著地低于喷嘴支承环的工作温度。为了在冷却管经过形成在该喷嘴支承环中的通孔的区域中避免该支承环内的高温扩散，引入了热屏蔽装置。
这种装置布置在冷却管和喷嘴支承环的通孔之间并且包括一管状结构件。
而且应当指出，这种管状结构件还可实施另一功能。实际上该管状结构件作为一用于该冷却管的承座，并且确保了与形成在喷嘴支承环中的通孔的密封连接。
通常具有球形端部的该冷却管从涡轮机的外壳离开并终止在喷嘴支承环的通孔内。
在某些形式的涡轮机中，用于冷却管的球形端部的承座由一从喷嘴支承环外侧插入的套筒来提供，并且使用环形螺母锁定在该喷嘴支承环本身的内侧上。当经过该喷嘴支承环的该通孔是直的时候，可能仅存在一个待进行增压的区域。
然而，在存在两个区域需供给增压空气的燃气涡轮机中，经过喷嘴支承环的通孔为两种形式：一种形式是直的，另一种形式是倾斜的。在这种情况下，在现有技术中，使用了两种不同形式的固定装置，一种用于直孔，另一种用于倾斜孔，还使用了两种不同的固定方法。
【发明内容】
因此本发明的一目的在于克服上述缺陷并且特别地提供一种用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置，该装置可同样好地应用于直孔和倾斜孔。
本发明的另一目的在于提供一种用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置，该装置与现有技术相比降低了制造成本和维护成本。
本发明的另一目的在于提供一种用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置，该装置特别可靠、简单、实用。
通过提供一种如权利要求1所述的用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置，实现本发明的这些和其它的目的。
另外的技术特征在从属权利要求中描述。
【附图说明】
依据本发明，用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置的特征和优点通过参照以下提供的附图和非限定性的示例将清晰地呈现出来，在附图中：
图1是冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔之间连接的侧视截面图，其中插入了依据现有技术的热屏蔽装置；
图2是冷却管和通孔之间的连接的侧视截面图，该通孔具有形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的两个倾斜部段，一个部段插入了依据本发明的易装配的热屏蔽装置；
图3是冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔之间连接的侧视截面图，其中示出了通过使用所示的安装工具来固定本发明的热屏蔽装置的系统；
图4是图3的放大图，其示出了在使用安装工具之后本发明的热屏蔽装置的顶端部；和
图5是图3的放大图，其示出了在使用安装工具之前本发明的热屏蔽装置的顶端部。
【具体实施方式】
参照图1，依据现有技术的热屏蔽装置由附图标记10总体上表示，该装置意在使冷却管12与直的通孔14接合在一起，该通孔形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环16中。
在依据图1的示例中，热屏蔽装置10包括一具有顶端部20的管状结构件18，该管状结构件的外直径大致等于该通孔14的内直径。
该管状结构件18从喷嘴支承环16的外侧插入并布置在通孔14的底端部处，使得该结构件被安装在该喷嘴支承环16的内侧上的环形螺母22锁定在该底端部处，以便支承置于其上的该管状结构件18。
冷却管12的大致球形的底端部在管状结构件18的内侧延伸。
图2、3、4、5示出了依据本发明的易装配热屏蔽装置110，该装置用于连接冷却管112和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环116中的通孔114，其中与图1中相同或等效的部件由相同的附图标记加上100来表示。
更确切地说，图2示出了具有两个部段彼此相对倾斜的通孔114，而图3示出了直的通孔114。
如图5清晰所示，在这两种情况下，通孔114的上区域具有槽130。该槽130在底部由第一平表面132来限定而在顶部由第二平表面134来限定，第一平表面大致垂直于该上区域的轴线，第二平表面沿指向第一平表面132的外延伸部的直线具有倾斜度。
通孔114的上区域在槽130上方具有的第一内径大于设置在该槽130下方的第二内径。
热屏蔽装置110包括管状结构件118。该管状结构件118从喷嘴支承环116的外侧插入并布置在通孔114的内侧。
管状结构件118在底部处具有环形端部124，该环形端部的外径大致等于通孔114的第二内径。
管状结构件118在顶部处具有成形环状端部126。
如图5清晰所示，成形环状端部126的外表面形成有两个不同的直径。第一圆柱形外表面128设置在顶部处，该表面的直径稍微小于通孔114的第一内径。在底部处具有第二圆柱形外表面129，该表面具有的直径稍微小于通孔114的第二内径。
第一圆柱形外表面128通过环形平表面127连接到第二圆柱形外表面129上，该环形平表面127相对于通孔114的上区域的轴线大致垂直地延伸。
最后，成形环状端部126在顶部处终止于平表面125，该平表面沿指向环形平表面127的外延伸部的直线具有倾斜度。
冷却管112的大致球形的底端部在管状结构件118的内侧延伸。
依据本发明，用于连接冷却管112和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环116中的通孔114的易装配的热屏蔽装置110的操作原理参照以上描述以及附图可明显地看出，并且在以下简要地描述。
从喷嘴支承环116的外侧将热屏蔽装置110插入到通孔114的上区域中。插入这样进行，即，使得环形平表面127与槽130的第一平表面132配合。
这时，为了将热屏蔽装置110锁定在通孔114的内侧，该成形环状端部126接合在该槽130内。
更确切地说，通过使用例如带有锥形端部的安装工具从喷嘴支承环116的外侧插入，从而使成形环状端部126如图3所示地弯曲。
在该操作之后，如图4所示，成形环状端部126部分地进入槽130内；特别是，成形环状端部126的平表面125以过盈配合的方式与第二平表面134的一部分接合。
明显的是，第一圆柱形外表面128设计成具有适当的尺寸，以便使得：第二平表面134的倾斜度大致平行于成形环状端部126的平表面125的倾斜度，从而使在该成形环状端部126弯曲之后，该平表面125与第二平表面134稳固地接触。
热屏蔽装置110可有利地使用油压设备，该油压设备装有端部为锥形的安装工具并且可产生例如10000牛顿的推力。
应当注意到为了锁定该热屏蔽装置110，必需只作用在喷嘴支承环116的外侧。
还必须指出，制成本发明的热屏蔽装置110的材料除了具有耐热特性之外还具有良好的塑性变形特性，以便成形环状端部126的弯曲。
清晰描述的实施方式说明了依据本发明的用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置，以及与其相关的优点，该优点包括：
-安装和维护简单；
-可靠性较好；
-与现有技术相比成本较低，这是因为单个热屏蔽装置适用于直的冷却管和带有两个部段相对彼此倾斜的管：由于使用依据本发明的该热屏蔽装置，尽管其需要特殊工具但该装置在工业上比需要进行最终安全点焊的现有技术的装置更简单，所以降低了成本。
最后，明显的是，由此构想出的用于连接冷却管和形成在燃气涡轮机的喷嘴支承环中的通孔的易装配的热屏蔽装置可进行变型和改型，所有这些变化均落在本发明的范围内；而且，在细节上可由技术上等效的元件来代替。实际上根据技术要求，所使用的材料以及类型和尺寸可以是任何的形式。
因此本发明的保护范围由后附的权利要求来限定。