專利名稱：板狀零件連接方法、連接體、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管，以及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板狀零件連接方法，用于連接至少兩個各自具有沿著其對置兩表面的至少之一并在對置兩表面之間伸展的各通路的板狀零件；用本板件零件連接方法連接起來的連接體；燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器尾管；以及具有此尾管的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
背景技術(shù)：
作為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器、噴氣引擎、空間相關(guān)裝置等的部件，經(jīng)常使用一種板狀零件，在其對置兩表面之間具有各條狀通路。燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器等可以通過使諸如空氣或蒸汽這樣的工作流體穿過各內(nèi)部通路而得以冷卻。
一如圖2之中所示，此圖是燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的剖面視圖，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器20由燃料供應(yīng)部分21和尾管22組成，把具有高溫和高壓的燃燒氣送向渦輪(未畫出)。燃料供應(yīng)部分21由錐筒23-其中供給輔助燃料X和空氣以形成彌散火焰，以及各噴咀24-用于噴射主要燃料Y和空氣的予混氣體。燃料供應(yīng)部分21屬于所謂多噴嘴類型，其中許多噴嘴24圍繞錐筒23基本上以相等距離相間開來。
尾管22由至少兩個板狀零件25組成。一如圖3之中所示，此圖是這種板狀零件25的剖面視圖，一面上的具有各條狀溝槽的壁板26通過焊接等成層在另一面上的平面壁板27上以構(gòu)成板狀零件25。一如從圖3中可以看出，基本上平行于板狀零件表面而伸展的各條狀通路28形成在板狀零件25內(nèi)部。因此一種諸如空氣或蒸汽的工作流體Z可以穿過構(gòu)成尾管22的各板狀零件通路28，以致尾管22可被冷卻。
為了有效地把燃燒氣供向渦輪，尾管22狀為一根管子其截面形狀是由橫截面積在其軸線方面逐漸減小的一種三維彎曲的形狀確定的。圖4(a)和4(b)表明一種用于連接至少兩個板狀零件的一般連接方法。一如圖4(a)和4(b)之中所示，在一種先前技術(shù)中，許多切割成適當(dāng)形狀的板狀零件25a、25b設(shè)置得以致各板狀零件的邊緣彼此對靠。至少一個邊緣制成倒角用于焊接，而后各邊緣通過焊接，比如TIG焊接，連接起來。因而，制成尾管22。
不過，由于構(gòu)成尾管22的各板狀零件25切割成如上所述預(yù)定的形狀，所以有可能一條通路28a在示于圖4(a)之中的板件零件25a中或許開在有待連接的邊緣處。如果在其邊緣處具有通路28a孔口的板狀零件25a用已知連接方法連接起來，則通路28a就由焊接金屬29封閉了。于是，冷卻能力在封閉通路28a所在的區(qū)域處就降低了。
其次，彼此平行的許多通路通常制成在板狀零件之中。因此，即使各通路28在連接部分處未被封閉，相鄰各通路之間的距離，即包含連接部分在內(nèi)的、各通路的間距也局部增大了。因此，在連接部分處的冷卻能力比在其他部分處降低更多。
以上連接方法的缺點(diǎn)也適用于不同于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器20尾管22的裝置。換句話說，這些缺點(diǎn)適合于所有其中某種工作流體穿之而過的板狀零件。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這些缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種板狀零件連接方法，用于連接至少兩個各自具有沿著其對置兩表面的至少之一和在對置兩表面之間伸展的各通路的板狀零件；一由此板狀零件連接方法連接起來的連接體；一燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器尾管；以及一具有此尾管的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
按照第一實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，用于連接至少兩個各自具有沿著其對置兩表面的至少之一并在對置兩表面之間伸展的各通路的板狀零件，包括的各步驟是設(shè)置各板狀零件，以致各板狀零件邊緣彼此對靠；沿著各邊緣連接各板狀零件；沿著各邊緣在各板狀零件的一個表面上制成一條溝槽；以及沿著此溝槽裝接一封蓋。
在第一實(shí)施例中，由溝槽和封蓋在連接部分處形成一直線形空心部分。如果通路在有待連接的一邊緣處打開，此通路則連通于空心部分。因此，空心部分被用作一條工作流體通路，以致可以防止打開在板狀零件邊緣上的通路被封閉，并可以防止在連接部分處增大各通路之間的間距。
因此，由以上連接方法連接起來的連接體可防止諸如通過使諸如空氣這樣的工作流體穿過內(nèi)部通路而獲得的冷卻能力這樣的一些功能在連接部分處被降低。尤其是，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管是由以上板狀零件連接方法制成時，在連接部分處的冷卻能力基本上等同于在其他部分處的冷卻能力。隨之，可以減少裂縫等的出現(xiàn)，而可以增加尾管的壽命。因而，利用配有這種尾管的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器可以易于維護(hù)和節(jié)省勞力。
按照第二實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，其中各板狀零件的各另一表面與溝槽的底面之間的距離基本上等同于各另一表面與各通路之間的距離。
在第二實(shí)施例中，板狀零件通路的底部可以做成在高度上基本上等同于制成在連接部分中的空心部分的底部。隨之，可以確保(1)連接部分的充分強(qiáng)度，(2)連接部分中充足和均勻的、諸如冷卻能力這樣的各種功能，以及(3)在穿過各通路和空心部分的工作流體中建立流線型流動。
按照第三實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，還包括在連接各板狀零件之后使各板狀零件的各另一表面變得平滑的步驟。
在第三實(shí)施例中，各板狀零件的各另一表面基本上是在同一平面內(nèi)。因此，在由這種板狀零件組成的連接體(比如燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管)中，可以防止出現(xiàn)對于產(chǎn)品各種功能(比如燃燒氣的流通)的有害影響。
按照第四實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，還包括在連接各板狀零件之前使各板狀零件邊緣形成倒角的步驟。
在第四實(shí)施例中，當(dāng)各板狀零件邊緣用焊接連接起來時，焊接作業(yè)可以易于進(jìn)行，而焊接精度和強(qiáng)度均可增大。倒角邊緣可以做成任何類型，包括I型、V型和單邊型。
按照第五實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，其中封蓋具有一伸向溝槽底部的突頭。
在第五實(shí)施例中，可以增大連接部分的強(qiáng)度。穿過板狀零件通路的工作流體的流率可以通過調(diào)節(jié)封蓋突頭的高度來加以調(diào)節(jié)。
按照第六實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，其中各板狀零件的一個表面與封蓋突頭的前端之間的距離基本上等同于一個表面與各通路之間的距離。
在第六實(shí)施例中，板狀零件的空心部分和各通路的上部的上部表面可以位于相對于板狀零件表面的基本上同一直線上，穿過空心部分和各通路的工作流體的流率可以使之是均勻的，以及連通部分中工作流體的流線型流動可加以促進(jìn)。
按照第七實(shí)施例，提供一種板狀零件連接方法，其中封蓋是由與板狀零件一樣的材料制成的。
在第七實(shí)施例中，封蓋是由與板件零件一樣的材料制成的，以致板狀零件和封蓋的膨脹系數(shù)可以彼此匹配。隨之，在一次熱循環(huán)中的封蓋脫開、破裂等現(xiàn)象可予以防止。


圖1(a)至1(e)是各板狀零件的剖面視圖，用于說明符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的一種連接方法；圖2是一燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的總體剖面視圖；圖3是構(gòu)成一燃?xì)廨啓C(jī)的一尾管的各板狀零件的局部剖面視圖；圖4(a)是表明一對板狀零件在連接前的示意圖，而圖4(b)是已經(jīng)由一已知連接方法連接起來的各板狀零件的剖面視圖(沿著圖4(a)中直線A-A所取)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例將參照各圖在下面詳細(xì)說明。圖1(a)至1(e)是解釋性視圖，表明符合本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的一種連接方法的每一步驟，并且是各自在其對置兩表面之間具有通路的一些板狀零件的剖面視圖。
在示于圖1之中的用于連接各板狀零件的板狀零件連接方法中，其上具有條狀通路2a、2b的一對板狀零件1a、1b的邊緣3a、3b(最好是，平行于通路2a、2b)要被連接起來，一如圖1(a)之中所示。通路2a、2b沿著板狀零件1a、1b的對置表面中的至少一個和在板狀零件1a、1b的對置兩表面之間延伸。各板狀零件分別具有上部表面15a、15b和下部表面16a、16b。板狀零件1a、1b設(shè)置得以致板狀零件1a、1b的邊緣3a、3b彼此鄰接。
一如圖1(b)之中所示，一楔形部分4通過借助于諸如一砂輪等切割工具來切割一對鄰接的板狀零件1a、1b的邊緣3a、3b而制成。楔形部分4可以做成任何型式，包括I型、V型、單邊型，等等。
一對板狀零件1a、1b沿著邊緣3a、3b連接起來。一如圖1(b)之中所示，在此連接步驟中，最好是板狀零件1a、1b通過把一種焊接金屬5填充到楔形部分里面以致把它們焊接在一起而連接起來。由于焊接，可以制成能夠抵抗較高溫度的連接體。作為用在連接步驟之中的連接方法，可以采用包括TIG焊接、MIG焊接、等離子焊接、CO2弧焊和MAG焊接的各種焊接作業(yè)以及其他一些連接作業(yè)，但并不局限于此。
在連接板狀件1a、1b之后，一如圖1(c)之中所示，一溝槽7通過沿著邊緣3a、3b從上部表面15a、15b去除兩板狀零件的一部分而制成。在進(jìn)行去除作業(yè)時，焊接金屬5(其底部除外)被部分去除。溝槽7具有的寬度可以覆蓋楔形部分4。最好是板狀零件1a、1b的下部表面16a、16b與溝槽7底部之間的距離基本上等同于下部表面16a、16b與通路2a、2b之間的距離。因此，在使用由連接起來的兩板狀零件組成的連接體時，可防止連接部分的強(qiáng)度局部降低，包括冷卻功能在內(nèi)的各種與通路相應(yīng)的功能甚至在連接部分上也可以確保并可以做得一致，而穿過各通路和中空部分的工作流體可以具有流線型流動。作為制成溝槽7的手段，可以采用諸如砂輪這樣的一般切割/磨削工具，但不局限于此。
在本實(shí)施例中，說明了具有矩形截面的溝槽7。不過，可以制成具有圓形底的溝槽。在此情況下，可以防止連接體的強(qiáng)度降低，因?yàn)橛蓽喜坌纬傻闹锌詹糠值男螤羁梢宰龀苫旧系韧谕返男螤睢?br> 一如圖1(b)之中所示，當(dāng)板狀零件1a、1b用焊接連接時，填入楔形部分4的一部分焊接金屬5從板狀零件1a、1b的下部表面16a、16b突出。因此，一如圖1(c)之中所示，最好是板狀零件1a、1b的下部表面16a、16b通過除去突出部分而做得彼此齊平。因此，當(dāng)由連接起來的板狀零件1a、1b組成的連接體用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管(tail pipe)時，穿過尾管的燃燒氣可以比較順利地穿過尾管。類似于以上溝槽制作步驟，作為去除焊接金屬5突出部分的手段，可以采用一般的切割/磨削工具，諸如砂輪。底部表面修平步驟和溝槽制作步驟不論次序，兩項(xiàng)步驟可以同時進(jìn)行。
接著，封蓋8裝接于溝槽7。一如圖1(d)之中所示，封蓋8具有的尺寸大得足以蓋住溝槽7的孔口，在本實(shí)施例中，封蓋8的兩個端部設(shè)置在板狀零件1a、1b的上部表面15a、15b上，以便蓋住溝槽7的孔口。然后，一如圖1(e)之中所示，封蓋8的兩個端部連接于板狀零件1a、1b的上部表面15a、15b。作為用在所述連接步驟之中的連接方法，可以采用包括TIG焊接、MIG焊接、等離子焊接、CO2弧焊和MAG焊接的焊接作業(yè)以及其他連接作業(yè)，但并不局限于此。
一突頭9設(shè)置在封蓋8的底面上，亦即面向溝槽7的表面上。突頭9插進(jìn)溝槽7的孔口以便裝接封蓋8于溝槽7，并因而形成中空部分11。在裝接封蓋8之后，板狀零件1a、1b的上部表面15a、15b與封蓋8突頭9的前端之間的距離基本上等同于板狀零件1a、1b的上部表面15a、15b與通路2a、2b之間的距離。因此，封蓋8突頭9的前端和通路2a、2b的上部位于基本上同一參照平面上，后者基本上平行于板狀零件1a、1b。因而，穿過中空部分11和通路2a、2b的工作流體的流率可以成為均勻的，而流通部分中工作流體的流線式流動(streamline flow)得以促進(jìn)。
在本實(shí)施例中，采用的封蓋具有大于溝槽7寬度的尺寸。不過，具有類似于溝槽7寬度的尺寸的封蓋也可以配裝和連接于溝槽7。在此情況下，通過連接各板狀零件而形成的連接體的上部表面和下部表面可以做成平滑的。另外，在配裝封蓋于溝槽7的情況下不必設(shè)置突頭9，而最好是各板狀零件的上部表面15a、15b與封蓋下部表面之間的距離做得基本上等同于上部表面15a、15b與通路2a、2b之間的距離。當(dāng)然，即使在配裝封蓋于溝槽7的情況下，封蓋的邊緣也通過比如上述焊接或其他方法被連接于溝槽7的壁部。
封蓋8的材料不受限制，比如，可以采用不銹鋼、耐熱鋼或類似材料，如果材料具有為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器尾管的連接體所需的強(qiáng)度、耐熱性等。最好是，封蓋8的材料與板狀零件1a、1b的材料是一樣的。因而，可以減少由于板狀零件和封蓋的膨脹系數(shù)之間的差別而造成的、一次熱循環(huán)之后的封蓋脫開、破裂或類似現(xiàn)象的可能性。
一如上述，中空部分11形成在溝槽7底部與封蓋8突頭9的前端之間。結(jié)果，中空部分11成為一條平行于通路2a、2b的通路。因此，可以防止各通路之間的間距在被連接部分處變窄。由于通路2a、2b當(dāng)通路2a、2b在邊緣3a、3b處敞開時連通于中空部分11，所以可以防止通路2a、2b在被連接部分處被封堵。
在由用以上連接方法連接起來的板狀零件1a、1b組成的連接體中，比如燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管中，諸如空氣、蒸汽等工作流體除了可以穿過通路2a、2b以外還穿過中空部分11。因此，不會發(fā)生由于通路2a、2b之間的間距變窄和通路2a、2b的封堵而造成的冷卻能力降低現(xiàn)象。在被連接部分和其他部分處的冷卻能力的均勻性可以改善，因?yàn)橹锌詹糠?1和通路2a、2b當(dāng)板狀零件1a、1b從其側(cè)面觀看時是線性連接起來的。另外，當(dāng)通路2a、2b連通于中空部分11時，連通部分中工作流體的流線式流動可以加強(qiáng)。因此，由用上述連接方法連接起來的各板狀零件組成的連接體，比如燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管，可以防止連接部分中諸如冷卻能力等一些能力的降低。因而，配有該尾管的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器可以容易維護(hù)并節(jié)省勞力。
按照本發(fā)明用于連接各自具有沿著其兩對置表面之中的至少一個并在兩對置表面之間延伸的各通路的至少兩個板狀零件的板狀零件連接方法，并不局限于上述各實(shí)施例。比如，可以省去形成楔形的步驟和底部平滑處理步驟。不必要求在封蓋8上設(shè)置突頭9。即使在封蓋8不配有突頭9的情況下，也可以防止通路2a、2b的封堵和通路2a、2b之間間距的增大。突頭9的高度不必要求做得基本上等于板狀零件1a、1b的上部表面15a、15b與通路2a、2b之間的距離，而且也可改變。穿過通路2a、2b的工作流體的流速可以通過調(diào)節(jié)突頭9的高度而予以調(diào)節(jié)，一如上述。突頭9的前端可以是帶有凹槽的。在此情況下，充分和均勻的能力，諸如冷卻能力，可在連接部分處得到確保，因?yàn)?，中空部?1的橫截面形狀做得基本上等同于各通路的橫截面形狀。
按照第一實(shí)施例可以獲得通常的效果，即可以防止板狀件內(nèi)部的各通路在連接部分中被封堵和可以防止各通路之間的間距在連接部分中增大。
按照第二實(shí)施例，可以獲得的效果是，可以確保連接部分的強(qiáng)度。
按照第三實(shí)施例，可以獲得的效果是，其中當(dāng)本發(fā)明用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾管時，燃燒氣可以順利地通過。
按照第四實(shí)施例，可以獲得的效果是，其中可以容易進(jìn)行焊接作業(yè)并可以提高焊接的精度和強(qiáng)度。
按照第五實(shí)施例可以獲得的效果是，其中可增大連接部分的強(qiáng)度，且可通過調(diào)節(jié)封蓋突頭高度來調(diào)節(jié)穿過各板狀零件通路的工作流體的流率。
按照第六實(shí)施例可以獲得的效果是，其中可提高穿過中空部分和各通路的工作流體的流率的均勻性和促進(jìn)連通部分中工作流體的流線型流動。
按照第七實(shí)施例，可以獲得的效果是，其中可以通過使彼此匹配膨脹系數(shù)而防止一次熱循環(huán)之后封蓋的脫開。
權(quán)利要求
1.一種板狀零件連接方法，用于連接至少兩個板狀零件，各板狀零件具有沿著其對置表面中的至少一個且在對置表面之間延伸的通路，所述方法的各步驟包括設(shè)置各板狀零件，以致各板狀零件的邊緣彼此鄰接；沿著所述邊緣連接各板狀零件；沿著所述邊緣在各板狀零件的一個表面上制成一溝槽；沿著溝槽將一封蓋裝接于溝槽。
2.按照權(quán)利要求1所述的板狀零件連接方法，其中各板狀零件的另一表面與溝槽底面之間距離基本上等于所述另一表面與各通路之間的距離。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的板狀零件連接方法，還包括在連接各板狀零件之后使各板狀零件的所述另一表面平滑的步驟。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的板狀零件連接方法，還包括在連接各板狀零件之前將各板狀零件的邊緣做成斜邊的步驟。
5.按照權(quán)利要求4所述的板狀零件連接方法，其中封蓋具有一伸向溝槽底部的突頭。
6.按照權(quán)利要求5所述的板狀零件連接方法，其中各板狀零件的所述一個表面與封蓋突頭的前端之間的距離基本上等于所述一個表面與各通路之間的距離。
7.按照權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的板狀零件連接方法，其中封蓋是用與各板狀零件一樣的材料制成的。
8.一種連接體，通過按照權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的板狀零件連接方法連接至少兩個板狀零件制成，各板狀零件具有沿著其對置表面之一并在對置表面之間延伸的通路。
9.一種燃?xì)廨啓C(jī)的尾管，通過按照權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的板狀零件連接方法連接至少兩個板狀零件形成，各板狀零件具有沿著其對置表面之一并在對置表面之間延伸的通路。
10.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，包括按照權(quán)利要求9所述的尾管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種板狀零件連接方法，其中諸如冷卻能力等各種功能不會降低。提供的板狀連接方法用于連接各自具有沿著其對置兩表面之一和在對置兩表面之間伸展的各通路的至少兩個板狀零件，包括的各步驟是設(shè)置各板狀零件，以致各板狀零件的邊緣彼此對靠；沿著各邊緣連接各板狀零件；沿著各邊緣在各板狀零件的各一表面上制成一溝槽；裝接一封蓋于溝槽并沿著溝槽最好是，各板狀零件的各另一表面與溝槽的底部之間的距離基本上等同于各另一表面與各通路之間的距離，而各板狀零件的各一表面與封蓋的前端的距離基本上等同于此一表面與各通路之間的距離。
文檔編號F02C7/00GK1464937SQ02802627
公開日2003年12月31日 申請日期2002年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月9日
發(fā)明者廣田法秀, 木村一幸 申請人:三菱重工業(yè)株式會社