CN115507387A - 用于燃气涡轮发动机的燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕纵向中心线同心地延伸的周向方向,燃烧器包括:衬里,衬里至少部分地限定燃烧室,衬里包括与燃烧室流体连通的稀释槽;和一个或多个引导件,一个或多个引导件被构造成将冷却介质重新引导到稀释槽中。
Description
技术领域
本公开大体上关于燃气涡轮发动机,并且更具体地,关于用于燃气涡轮发动机的燃烧器。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。更具体地,压缩机区段逐渐增加进入燃气涡轮发动机的空气的压力并且将该压缩空气供应到燃烧区段。压缩空气和燃料在燃烧区段内被混合并燃烧,以生成高压且高温的燃烧气体。燃烧气体在离开发动机之前流过涡轮区段。在这方面,涡轮区段将来自燃烧气体的能量转换成旋转机械能。该机械能又用于使驱动燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或风扇组件的一个或多个轴旋转。
大体上,燃烧器区段包括环形燃烧器。每个燃烧器又包括内衬里、外衬里和多个燃料喷嘴。具体地,内衬里和外衬里在其之间限定燃烧室。因此,燃料喷嘴将燃料和空气混合物供应到燃烧室,用于在其中燃烧,以生成燃烧气体。
在一些构造中,内衬里和/或外衬里限定了被定位在燃料喷嘴下游的多个稀释孔。稀释孔又向燃烧室供应附加空气,以与来自燃烧室的初级区的燃烧产物混合并快速完成燃烧过程,从而减少NOx(氮氧化物)排放。然而,这种稀释孔可能无法提供与燃烧气体混合的期望量。
因此,用于燃气涡轮发动机的改进燃烧器将在该技术中受到欢迎。
发明内容
本公开的方面和优点将在以下描述中被部分地阐述,或者可以从描述中显而易见,或者可以通过本公开的实践而获知。
在一个方面中,本主题针对一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器。所述燃气涡轮发动机进而限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:衬里,所述衬里至少部分地限定燃烧室,所述衬里包括与所述燃烧室流体连通的稀释槽;和一个或多个引导件,所述一个或多个引导件被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中。
在另一个方面中,本主题针对一种燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述衬里包括:环形本体,所述环形本体被构造成至少部分地限定所述燃烧器的燃烧室,其中所述环形本体包括延伸到所述燃烧室的稀释槽;和一个或多个引导件,所述一个或多个引导件被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中。
在另一个方面中,本主题针对一种燃气涡轮发动机,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:衬里,所述衬里至少部分地限定燃烧室,所述衬里包括与所述燃烧室流体连通的稀释槽;和铲式接口,所述铲式接口被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中,所述铲式接口限定铲式表面,所述铲式表面被构造成形成进入所述燃烧器的气流膜。
参考以下描述和所附权利要求书,本公开的这些以及其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入并构成本说明书一部分的附图示出了本公开的实施例,并且与描述一起用于解释本公开的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中,针对本领域普通技术人员,阐述了包括其最佳模式的优选实施例的完整且能够实现的公开,其中:
图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图;
图2是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的横截面侧视图;
图3是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图4是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图5是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图6是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图7是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图8是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图9是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图10是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图11是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图12是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图13是根据本公开的示例性实施例的如在纵向方向上沿图11中的线A-A看到的外衬里的铲式接口的视图;
图14是根据本公开的示例性实施例的如在纵向方向上沿图11中的线A-A看到的外衬里的铲式接口的视图;
图15是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图16是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图17是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图18是根据本公开的示例性实施例的如在框B中看到的图17的外衬里的放大图;
图19是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图20是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图21是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里的横截面视图;
图22是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图23是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图24是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的局部立体图;
图25是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的局部放大立体图;
图26是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的局部立体图;
图27是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的局部放大立体图;
图28是根据本公开的示例性实施例的活塞密封件的纵向前视图;
图29是根据本公开的示例性实施例的活塞密封件的局部立体图。
图30是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的局部剖切立体图。
图31是根据本公开的示例性实施例的图30的燃气涡轮发动机的放大的局部剖切立体图。
图32是根据实施例的与燃气涡轮发动机的壳体的臂联接的中间构件的辐条和环形支撑环的横截面视图;
图33是根据实施例的与燃气涡轮发动机的壳体的臂联接的中间构件的辐条和环形支撑环的横截面视图;
图34是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里、中间构件和支撑件的局部剖切横截面视图;
图35是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的局部剖切横截面视图;
图36是根据本公开的示例性实施例的中间构件的立体图;
图37是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的局部剖切横截面视图;
图38是根据本公开的示例性实施例的自由浮动中间构件的局部剖切横截面视图;
图39是根据本公开的示例性实施例的自由浮动中间构件的局部剖切横截面视图;
图40是根据本公开的示例性实施例的自由浮动中间构件的局部剖切横截面视图;
图41是根据本公开的示例性实施例的自由浮动中间构件的局部剖切横截面视图;
图42是根据本公开的示例性实施例的自由浮动中间构件的局部剖切横截面视图;
图43是根据本公开的示例性实施例的自由浮动中间构件的局部剖切横截面视图;
图44是根据本公开的示例性实施例的示出了传递通过中间构件的力的放大横截面视图。
图45是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图46是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图47是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图48是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图49是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图50是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的横截面视图;
图51是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和栅栏的横截面视图;
图52是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和栅栏的横截面视图;
图53是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和栅栏的径向视图;
图54是根据本公开的示例性实施例的具有紧固件的栅栏的分段的局部横截面,紧固件将该分段联接到燃气涡轮发动机的外衬里;
图55是根据本公开的示例性实施例的包括多个分段的栅栏的纵向视图;
图56是根据本公开的示例性实施例的包括多个分段的栅栏的侧视图;
图57是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的径向视图;
图58是如沿图57中的线C-C看到的图57的外衬里和中间构件的横截面视图;
图59是如沿图58中的线D-D看到的图58的中间构件的一部分的横截面视图;
图60是根据本公开的示例性实施例的具有紧固件的栅栏的分段的局部横截面,紧固件将该分段联接到燃气涡轮发动机的外衬里;
图61是根据本公开的示例性实施例的包括多个分段的栅栏的纵向视图;
图62是根据本公开的示例性实施例的包括多个分段的栅栏的侧视图;
图63是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的外衬里和中间构件的径向视图;
图64是如沿图63中的线C-C看到的图57的外衬里和中间构件的横截面视图;
图65是如沿图64中的线D-D看到的图58的中间构件的一部分的横截面视图;
图66是如沿图63中的线C-C看到的图57的外衬里和中间构件的横截面视图;
图67是如沿图63中的线C-C看到的图57的外衬里和中间构件的横截面视图;
图68是如沿图63中的线C-C看到的图57的外衬里和中间构件的横截面视图;
图69是如沿图63中的线C-C看到的图57的外衬里和中间构件的横截面视图;
图70是根据实施例的外衬里和中间构件的横截面视图;
图71是根据另一实施例的外衬里和中间构件的横截面视图;
图72是根据另一实施例的外衬里和中间构件的横截面视图;
图73是如沿图71中的线B-B看到的外衬里和中间构件的横截面视图;
图74是根据另一实施例的外衬里的横截面视图;
图75是根据另一实施例的外衬里和用于将稀释空气引入燃烧室中的分级接口的横截面视图;
图76是根据另一实施例的外衬里和用于将稀释空气引入燃烧室中的分级接口的横截面视图;
图77是根据另一实施例的外衬里和用于将稀释空气引入燃烧室中的分级接口的横截面视图;
图78是根据另一实施例的外衬里和用于将稀释空气引入燃烧室中的分级接口的横截面视图;
图79是根据另一实施例的外衬里和用于将稀释空气引入燃烧室中的分级接口的横截面视图;和
图80是根据另一实施例的外衬里和用于将稀释空气引入燃烧室中的分级接口的横截面视图。
在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参考当前公开主题的示例性实施例,当前公开主题的示例性实施例的一个或多个示例在附图中示出。每个示例以解释的方式提供并且不应被解释为限制本公开。事实上,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本公开的范围或精神的情况下,可以在本公开中进行各种修改和变型将是显而易见的。例如,作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用,以产生又一个实施例。因此,本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等价物范围内的这些修改和变型。
如本文所用,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用,以区分一个部件与另一个部件,并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
此外,术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,以及“下游”是指流体向其流动的方向。
另外,术语“低”、“高”或它们各自的比较级(例如,在适用情况下,更低、更高)各自指代发动机内的相对速度,除非另有规定。例如,“低压涡轮”在大体上低于“高压涡轮”的压力下操作。替代地,除非另有规定,上述术语可以理解为它们的最高级。例如,“低压涡轮”可以指代涡轮区段内的最低最大压力涡轮,以及“高压涡轮”可以指代涡轮区段内的最高最大压力涡轮。
大体上,本主题针对用于燃气涡轮发动机的燃烧器。大体上,燃烧器可以包括前衬里段和定位在前衬里段下游的后衬里段。在这方面,前衬里段和后衬里段至少部分地限定燃烧室,燃料和空气混合物在燃烧室中燃烧以生成燃烧气体。
此外,燃烧器包括沿着发动机的纵向中心线定位在前衬里段和后衬里段之间的一个或多个稀释槽。在实施例中,稀释槽可以沿着发动机的周向方向彼此间隔开。在一个或多个实施例中,稀释槽在周向方向上可以比在纵向方向上更长(例如,至少长三倍)。因此,与向燃烧室提供稀释空气的离散射流的常规燃烧器不同,本文公开的稀释槽向燃烧室提供稀释空气的环形环。稀释空气的这种环形环进而又减少了燃烧室内的热点的形成,从而允许NOx排放的更大减少。
另外,在一些实施例中,燃烧器包括邻近稀释槽定位的栅栏。更具体地,栅栏可以沿径向方向延伸到燃烧室中。因此,栅栏将经由稀释槽进入燃烧室的稀释空气引向燃烧室的中心。此外,栅栏增加了燃烧室内的湍流。在这方面,栅栏提供了稀释空气和燃烧器气体的更快和更均匀的混合,从而进一步减少NOx排放。
此外,在某些实施例中,燃烧器可以包括引导特征,该引导特征被构造成改变冷却介质通过燃烧器中的稀释槽进入燃烧室的流动路径。引导特征可以从燃烧器向外延伸,以便将将以其他方式经过燃烧室的冷却介质重新引导到稀释槽中。通过改变冷却介质进入燃烧室的流动路径,引导特征可以向燃烧室供应附加空气,以便与来自燃烧室的初级区的燃烧产物混合。这可以导致更快地完成燃烧处理,从而减少NOx(氮氧化物)排放。此外,由于更有效的燃烧处理,因此可以增加发动机性能。
现在参考附图,图1是燃气涡轮发动机10的一个实施例的示意性横截面视图。在所示实施例中,发动机10被构造成高旁通涡轮风扇发动机。然而,在替代实施例中,发动机10可以被构造成螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴燃气涡轮发动机或任何其他合适类型的燃气涡轮发动机。
如图1所示,发动机10限定了纵向方向L、径向方向R和周向方向C。大体上,纵向方向L平行于发动机10的纵向中心线12延伸,径向方向R从纵向中心线12正交地向外延伸,以及周向方向C大体上围绕纵向中心线12同心地延伸。
大体上,发动机10包括至少部分地被环形机舱20包住的风扇14、低压(LP)线轴16和高压(HP)线轴18。更具体地,风扇14可以包括风扇转子22和联接到风扇转子22的多个风扇叶片24(示出一个)。在这方面,风扇叶片24沿周向方向C彼此间隔开并且沿径向方向R从风扇转子22向外延伸。此外,LP和HP线轴16、18沿纵向中心线12(即,在纵向方向L上)被定位在风扇14的下游。如图所示,LP线轴16被可旋转地联接到风扇转子22,从而允许LP线轴16使风扇14旋转。另外,在周向方向C上彼此间隔开的多个出口导向轮叶或支柱26沿径向方向R在包围LP和HP线轴16、18的外壳28与机舱20之间延伸。因此,支柱26相对于外壳28支撑机舱20,使得外壳28和机舱20限定被定位在其之间的旁通气流通道30。
外壳28大体上以串行流动顺序包围或包住压缩机区段32、燃烧区段34、涡轮区段36和排气区段38。例如,在一些实施例中,压缩机区段32可以包括LP线轴16的低压(LP)压缩机40和沿纵向中心线12被定位在LP压缩机40下游的HP线轴18的高压(HP)压缩机42。每个压缩机40、42进而又可以包括与一排或多排压缩机转子叶片46相互交叉的一排或多排定子轮叶44。此外,在一些实施例中,涡轮区段36包括HP线轴18的高压(HP)涡轮48和沿纵向中心线12被定位在HP涡轮48下游的LP线轴16的低压(LP)涡轮50。每个涡轮48、50进而又可以包括与一排或多排涡轮转子叶片54相互交叉的一排或多排定子轮叶52。
另外,LP线轴16包括低压(LP)轴56,并且HP线轴18包括围绕LP轴56被同心定位的高压(HP)轴58。在这种实施例中,HP轴58可旋转地联接HP涡轮48的转子叶片54和HP压缩机42的转子叶片46,使得HP涡轮转子叶片54的旋转可旋转地驱动HP压缩机转子叶片46。如图所示,LP轴56直接联接到LP涡轮50的转子叶片54和LP压缩机40的转子叶片46。此外,LP轴56经由齿轮箱60联接到风扇14。在这方面,LP涡轮转子叶片54的旋转可旋转地驱动LP压缩机转子叶片46和风扇叶片24。
在几个实施例中,发动机10可以生成推力以推进飞行器。更具体地,在操作期间,空气62进入发动机10的入口部分64。风扇14将空气62的第一部分(由箭头66指示)供应到旁通气流通道30,并且将空气62的第二部分(由箭头68指示)供应到压缩机区段32。空气62的第二部分68首先流过LP压缩机40,在LP压缩机40中,其中的转子叶片46逐渐压缩空气62的第二部分68。接下来,空气62的第二部分68流过HP压缩机42,在HP压缩机42中,其中的转子叶片46继续逐渐压缩空气62的第二部分68。空气62的压缩的第二部分68随后被输送到燃烧区段34。在燃烧区段34中,空气62的第二部分68与燃料混合并燃烧,以生成高温高压燃烧气体70。此后,燃烧气体70流过HP涡轮48,HP涡轮转子叶片54从中提取第一部分动能和/或热能。这种能量提取使HP轴58旋转,从而驱动HP压缩机42。然后,燃烧气体70流过LP涡轮50,在LP涡轮50中,LP涡轮转子叶片54从中提取第二部分动能和/或热能。这种能量提取使LP轴56旋转,从而经由齿轮箱60驱动LP压缩机40和风扇14。然后,燃烧气体70通过排气区段38离开发动机10。
在图1中示出的上述燃气涡轮发动机10的构造仅被提供来将本主题置于示例性使用领域中。因此,本主题可以容易地适用于任何方式的燃气涡轮发动机构造,包括其他类型的基于航空的燃气涡轮发动机、基于船用的燃气涡轮发动机和/或陆基/工业燃气涡轮发动机。
图2是燃气涡轮发动机10的燃烧区段34的一个实施例的横截面视图。如图所示,燃烧区段34包括环形燃烧器100。燃烧器100进而又包括内衬里102和外衬里104,外衬里104沿径向方向R被定位在内衬里102外侧。在这方面,内衬里102和外衬里104在其之间限定燃烧室106。每个衬里102、104进而又包括前衬里段108和后衬里段110,后衬里段110相对于燃烧气体70通过燃烧器100的流动方向而被定位在前衬里段108的下游。在某些情况下,前衬里段108和后衬里段110可以形成单一外衬里104。即,前衬里段108和后衬里段110可以各自是单个离散元件的部分。此外,燃烧器100包括将燃料和空气68的混合物供应到燃烧室106的一个或多个燃料喷嘴112。燃料和空气混合物在燃烧室106内燃烧,以生成燃烧气体70。尽管图2示出了单个环形燃烧器100,但是在其他实施例中,燃烧区段34可以包括多个燃烧器100。
在几个实施例中,燃烧器100包括一个或多个稀释槽114和/或邻近稀释槽114定位的一个或多个栅栏116。如下所述,稀释槽114允许稀释空气在操作期间进入燃烧室106,这减少了发动机10的NOx排放。此外,如下所述,栅栏116将稀释空气引向燃烧室106的中心并增加燃烧室106内的湍流,从而进一步减少发动机10的NOx排放。如图所示,在所示实施例中,燃烧器100包括定位在内衬里102的前衬里段108和后衬里段110之间的一个稀释槽114,和定位在外衬里104的前衬里段108和后衬里段110之间的另一个稀释槽114。此外,在所示实施例中,燃烧器100包括在径向方向R上从内衬里102向外延伸的一个栅栏116和在径向方向R上从外衬里104向内延伸的另一栅栏116。栅栏116可以限定能够在周向方向上连续延伸的环形本体。在替代实施例中,燃烧器100可以包括任何其他合适数量的稀释槽114和/或栅栏116。
另外,在几个实施例中,燃烧区段34包括压缩机排出壳118。在这种实施例中,压缩机排出壳118在周向方向C上至少部分地包围或以其他方式围住燃烧器100。在这方面,压缩机排出气室120被限定在压缩机排出壳118和衬里102、104之间。压缩机排出气室120进而又被构造成向燃烧器100供应压缩空气。具体地,如图所示,离开HP压缩机42的空气68通过入口导向轮叶122被引导到压缩机排出气室120中。然后,压缩机排出气室120内的空气68通过燃料喷嘴112被供应到燃烧器100的燃烧室106,用于燃烧燃料。
图3示出了根据本公开的示例性实施例的外衬里104的横截面视图。应当理解,尽管下文关于外衬里104进行了参考,但是在其他实施例中,本文所述的一个或多个特征可以并入内衬里102中或内衬里102和外衬里104两者中。
在实施例中,外衬里104可以限定设置在前衬里段108和后衬里段110之间的环路特征124。环路特征124可以包括被弯曲以形成气流特征的外衬里104的一部分,气流特征被构造成影响燃烧室106中的气流。作为示例,环路特征124可以包括其间具有弯曲部的多个部分。例如,如图3所示,环路特征124可以包括第一部分121、第二部分123、第三部分125和第四部分127。在某些情况下,第一、第二、第三和第四部分121、123、125和127可以彼此成一体并且通过外衬里104中的弯曲部而被分离。在其他情况下,第一、第二、第三和第四部分121、123、125和127中的至少一个可以包括附接到外衬里104的离散部件。
环路特征124可以在纵向方向上延伸。环路特征124可以由部分121、123和125形成。第一部分121可以大体上沿着纵向方向基本平行于第三部分125(例如,在平行的±30度内,例如在平行的±15度内)延伸。在实施例中,第一部分121和第三部分125可以彼此成角度地偏移相对角。第一部分121和第三部分125可以通过第二部分123交接在一起。如图3所示,第二部分123可以设置在稀释槽114的上游(在纵向方向上)。在另一个实施例中,第二部分123可以设置在稀释槽114的下游。在这点上,环路特征124可以相对于稀释槽114纵向延伸。在其他实施例中,环路特征124可以另外地或替代地在径向方向上延伸。以这种方式,环路特征124可以远离燃烧室106延伸,以便捕获经过燃烧室106的气流并将其重新引导到燃烧室106中。
图3中描绘的环路特征124仅是示例性的。环路特征124可以包括更少或更多数量的部分。此外,在某些情况下,至少一对邻近部分(例如,第二和第三部分123和125)可以在前衬里段108和后衬里段110之间通过连接接口(例如,焊缝)被交接在一起。环路特征124可以偏离相邻外衬里104的形状。例如,环路特征124可以从外衬里104在径向方向、纵向方向、或径向和纵向方向两者上的相邻部分延伸。
环路特征124的至少一部分可以在大体上从发动机10的纵向中心线12径向向外的方向上远离外衬里104的方向上延伸。环路特征124可以设置在稀释槽114处或邻近稀释槽114。在特定实施例中,在径向方向上从纵向中心线12延伸的直线可以与稀释槽114和环路特征124两者相交。
在所示实施例中,环路特征124与前衬里段108和后衬里段110成一体。即,环路特征124、前衬里段108和后衬里段110可以由单件形成。环路特征124可以例如通过使衬里材料的一部分在一个或多个位置处,诸如在两个或更多个位置处,诸如在三个或更多个位置处,诸如在四个或更多个位置处,诸如在五个或更多个位置处,诸如在六个或更多个位置处,诸如在七个或更多个位置处,诸如在八个或更多个位置处弯曲而成形为外衬里104。在某些情况下,环路特征124可以围绕燃烧器100连续地延伸。在特定实施例中,环路特征124可以在燃烧器100的所有周向位置处限定恒定的或大体上恒定的横截面形状或大小。在另一个实施例中,环路特征124可以围绕燃烧器100连续地延伸,同时具有可变的横截面形状或大小。在其他情况下,环路特征124可以围绕燃烧器100不连续。即,环路特征124可以包括在周向方向上彼此间隔开的环路特征段。在这点上,环路特征124可以仅在沿着燃烧器100的特定位置处提供气流益处。
环路特征124可以提供几个有利的性能和排放益处,包括增加发动机10的空气动力学性能、减少NOX排放、以及增加外衬里104的耐用性和操作寿命。在实施例中,环路特征124可以限定延伸通过环路特征124的一个或多个窗口138。在所示实施例中,环路特征124包括两个窗口138,前窗和径向外窗。在其他实施例中,从横截面观察,环路特征124可以包括至少三个窗口,诸如至少四个窗口,诸如至少五个窗口。窗口138的相对尺寸可以随窗口而变化。例如,前窗可以具有比径向外窗小的空中大小。替代地,前窗可以具有比径向外窗大的空中大小。此外,在某些实施例中,前窗和径向外窗中的至少一个可以包括多个窗口,例如,围绕燃烧器100的圆周被布置成一排或多排。
窗口138相对于稀释槽114的大小可以变化。例如,稀释槽114可以限定在周向和纵向方向上测量到的面积(area)ADS。窗口138可以限定在周向、纵向和径向方向上测量到的总面积AW。在实施例中,AW可以大于ADS。例如,AW可以在2ADS和20ADS的范围内,诸如在4ADS和15ADS的范围内,诸如在6ADS和10ADS的范围内。在另一个实施例中,AW可以小于ADS。在这点上,AW可以计量通过稀释槽114的冷却介质的流量。在某些情况下,窗口138的数量可以相对于发动机10中的燃料喷嘴112的数量而变化。在实施例中,窗口138与燃料喷嘴112的比率[窗口:燃料喷嘴]可以在1:5和2:1的范围内。
在实施例中,栅栏116可以是环路特征124的一部分。栅栏116可以朝向燃烧室106的中心(核心)径向向内延伸。在实施例中,栅栏116可以设置在至少一个窗口138的下游,诸如在所有窗口138的下游。通过窗口138进入环路特征124的冷却介质可以通过栅栏116被引导,以更深地穿透到燃烧室106中。如本文所用,“冷却介质”可以包括流体,诸如气体(例如,空气)。冷却介质可以包括穿过燃气涡轮发动机10的环境空气。冷却介质可以限定大体上低于燃烧室106的工作温度的温度。以这种方式,冷却介质可以冷却燃烧室106。燃烧室106的冷却,特别是在靠近外衬里104的区域处的冷却,可以增加发动机性能和效率。另外,燃烧室106的冷却可以减少NOX排放。
在实施例中,环路特征124的栅栏116可以限定一个或多个内部冷却孔129,一个或多个内部冷却孔129被构造成将冷却介质排出到栅栏116后面的位置131,以减少在位置131处的NOX形成。在所示实施例中,栅栏116包括限定凹槽107的环路特征124的弯曲段。栅栏116的冷却孔129可以与凹槽107流体连通,使得进入凹槽107的空气穿过冷却孔129。在实施例中,至少一些冷却孔129可以沿着凹槽107的纵向面设置(诸如图3中所示)。在另一个实施例中,至少一些冷却孔129可以沿着凹槽107的底部109设置(参见例如图21)。
冷却孔129可以布置成围绕燃烧器100的圆周连续或不连续地延伸的一排或多排。在某些情况下,冷却孔129可以相对于发动机10的纵向中心线12(图1)成角度。例如,冷却孔129可以相对于纵向中心线12以相对角被倾斜至少1°,诸如至少10°,诸如至少15°,诸如至少20°。以这种方式,冷却介质的流动路径可以被控制并被引导到期望位置。
在实施例中,外衬里104可以进一步包括一个或多个冷却孔,一个或多个冷却孔从外衬里104的外表面126延伸通过外衬里104、与环路特征124间隔开。冷却孔例如可以包括第一组冷却孔128和第二组冷却孔130,第一组冷却孔128设置在环路特征124的上游,第二组冷却孔130设置在环路特征124的下游。在实施例中,第一组冷却孔128或第二组冷却孔130中的至少一组可以包括至少一排冷却孔,诸如至少两排冷却孔,诸如至少三排冷却孔,诸如至少四排冷却孔,诸如至少五排冷却孔,诸如至少六排冷却孔,诸如至少七排冷却孔。在所示实施例中,第一组冷却孔128包括七排冷却孔,并且第二组冷却孔130包括四排冷却孔。第一组冷却孔128和第二组冷却孔130的冷却孔数量可以彼此相同或彼此不同。在某些情况下,第一组冷却孔128或第二组冷却孔130中的冷却孔排可以交错。
在某些情况下,冷却孔可以相对于外衬里104的外表面126倾斜。例如,如图3所示,第一组冷却孔128或第二组冷却孔130中的至少一个冷却孔可以具有中心线132,中心线132与平面134成角度地偏移角度α,平面134被定向成在冷却孔的进口136处与外衬里104的外表面126相切。作为非限制性示例,α可以是至少1°,诸如至少5°,诸如至少15°,诸如至少30°,诸如至少45°。在某些情况下,冷却孔的偏移角度可以变化,即,至少两个冷却孔与彼此相比,具有不同的角度偏移。作为示例,第一组冷却孔128可以限定与第二组冷却孔130的角度偏移不同的第一角度偏移。在另一个实施例中,第一组冷却孔128内的至少两个冷却孔可以与彼此相比,具有不同的角度偏移。在进一步的实施例中,第二组冷却孔130内的至少两个冷却孔可以与彼此相比,具有不同的角度偏移。冷却孔可以将冷却介质引入通过外衬里104,从而减少过热的可能性。
图4示出了包括多零件(例如,两零件)构造的外衬里104的另一个实施例。外衬里104包括其之间限定稀释槽114的断开的前衬里段108和后衬里段110。与图3所示的实施例不同,前衬里段108和后衬里段110在环路特征124处或邻近环路特征124被交接在一起。更具体地,在所示实施例中,环路特征124由前衬里段108形成。后衬里段110可以在下游位置联接到环路特征124。在另一个实施例中,环路特征124可以是后衬里段110的一部分,并且前衬里段108可以联接到环路特征124,例如,在环路特征124的上游联接到环路特征124。
在所示实施例中,后衬里段110在接口140处被联接到环路特征124。后衬里段110例如可以使用钎焊技术、焊接、紧固件等,在接口140处被联接到环路特征124。具有多零件构造的环路特征124可以促进更容易的构造、组装或两者。
图5示出了外衬里104的另一个实施例,外衬里104包括两零件结构,其中后衬里段110在栅栏下游联接到环路特征124。在所示实施例中,环路特征124包括在纵向方向上延伸的凸缘142。凸缘142可以限定支撑表面144,后衬里段110可以支撑在支撑表面144上,或者甚至可以被安装到支撑表面144。凸缘142可以一体形成为环路特征124的一部分。例如,凸缘142可以通过弯曲前衬里段108来形成。在实施例中,凸缘142可以是栅栏116的一部分或从栅栏116延伸。与图4中所示的实施例类似,后衬里段110可以例如使用钎焊技术、焊接、紧固件等,在接口140处联接到环路特征124。然而,与图4所示的实施例不同,在图5所示的实施例中,接口140可以出现在凸缘142处或沿着凸缘142,或者沿着凸缘142和栅栏116的背面。
图6示出了包括两零件结构的外衬里104的又一个实施例。外衬里104包括分开的前衬里段108和后衬里段110。与图4和5所示的实施例不同,图6中所示的环路特征124至少部分由前衬里段108和至少部分由后衬里段110形成。即,环路特征124的一部分可以由前衬里段108限定,并且环路特征124的另一部分可以由后衬里段110限定。前衬里段108和后衬里段110可以在环路特征124内限定的接口140处交接在一起。例如,图6中描绘的接口140可以沿着环路特征124的前端被设置在两个窗口138之间。例如,可以使用钎焊技术、焊接、紧固件等来形成接口。形成环路特征124可以通过弯曲前衬里段108和后衬里段110两者发生,以形成可以交接在一起以形成环路特征124的两个成形部分。在某些情况下,使环路特征124的两个成形部分交接的步骤可以在安装外衬里104之前进行。在其他情况下,使两个成形部分交接的步骤可以在燃烧器100上就地进行。
图7到图10示出了根据本公开的其他实施例的外衬里104的横截面视图。
图7描绘了其中后衬里段110包括栅栏116和环路特征124的实施例。在实施例中,栅栏116或环路特征124中的一个或两者可以与后衬里段110成一体。因此,后衬里段110可以在接口140处联接到前衬里段108,接口140形成在环路特征124和前衬里段108之间。在某些情况下,接口140可以是固定接口。即,接口140可以包括在前衬里段108和后衬里段110之间的固定(即,非动态)联接。例如,接口140可以使用钎焊技术、焊接、紧固件等来联接。在其他情况下,接口140可以是动态的,从而环路特征124相对于前衬里段108是可移动的(可滑动的)。
环路特征124可以包括一个或多个上述窗口138。例如,参考图7,环路特征124可以包括在纵向方向上彼此间隔开的两个窗口138。参考图8,环路特征124可以替代地包括单个窗口138。在实施例中,栅栏116可以包括与环路特征124分开的离散部件,离散部件与后衬里段110联接。即,栅栏116可以与后衬里段110分开连接。
图9和10示出了外衬里104的实施例,其中环路特征124是前衬里段108的一部分。在这种实施例中,环路特征124可以跨稀释槽114延伸,并且在设置在稀释槽114下游的接口140处交接到后衬里段110。在实施例中,后衬里段110可以包括延伸部146,环路特征124可以附接到延伸部146。在实施例中,延伸部146可以在远离纵向中心线12的径向方向或大体上径向方向上延伸。延伸部146可以设置在后衬里段110的纵向端处。更具体地,延伸部146可以邻近稀释槽114设置。在实施例中,延伸部146可以邻近栅栏116设置。在更具体的实施例中,延伸部146和栅栏116可以沿着在径向方向上延伸的大体上相同的平面坐落。如关于图7和8所述的,环路特征124可以包括使燃烧室106与冷却介质流体联接的一个或多个窗口138,冷却介质在燃烧器100外部穿过发动机10。图9描绘了具有在纵向方向上彼此间隔开的两个窗口138的环路特征124。图10描绘了具有单个窗口138的环路特征124。
图9和10所示的实施例包括第一组冷却孔128和第二组冷却孔130。在实施例中,第一组冷却孔128可以被设置成与环路特征124的一个或多个窗口138纵向对齐。即,在径向方向上延伸的直线可以与第一组冷却孔128和一个或多个窗口138两者相交。应当理解,虽然示出为没有冷却孔,但是图7和8所示的实施例可替代地包括第一和第二组冷却孔128或130中的一个或多个。此外,图9和10所示的实施例可替代地形成为没有第一和第二组冷却孔128或130中的一个或两者。在某些情况下,至少第一组冷却孔128可以增加燃烧室106内湍流的形成,而稀释槽114形成通过栅栏116引导到燃烧室106中的稀释空气膜层。虽然穿过冷却孔128的冷却介质可以是湍流的,但是稀释空气膜层可以包括较小湍流的冷却介质薄层,从而导致更深地穿透到燃烧室106的中心(核心)中。由穿过第一组冷却孔128的冷却介质所引起的上游湍流可以允许稀释空气膜层进一步穿透到燃烧室106的中心(核心)中。
图11示出了根据另一个实施例的外衬里104的实施例。外衬里104可以包括一个或多个引导件,诸如铲式接口148,铲式接口148被构造成捕获经过的冷却介质,并且例如在更径向的方向上,朝向燃烧室106重新引导冷却介质。在某些情况下,铲式接口148可以生成沿栅栏116通过的气流膜150。气流膜150抵靠栅栏116的形成可以通过将气流更深地推入到燃烧室106中来增强燃烧室106内的混合。
在实施例中,铲式接口148可以限定铲式表面152,气流膜150抵靠铲式表面152被重新引导,例如被转动,朝向燃烧室106。铲式表面152可以限定具有在0.1mm和50mm的范围内的最小曲率半径的弯曲表面。
当冷却介质进入燃烧室106时,冷却介质可以通过窗口138进入铲式接口148并穿过稀释槽114。在所示实施例中,外衬里104包括第一组冷却孔128。第一组冷却孔128被描绘成具有设置在窗口138上游的第一冷却孔154和设置在窗口138下游的第二冷却孔156。在实施例中,第一冷却孔154可以包括第一组冷却孔128中的多个第一冷却孔154。在另一个实施例中,第二冷却孔156可以包括第一组冷却孔128中的多个第二冷却孔156。在实施例中,第一和第二冷却孔154或156可以单独或一起提高外衬里104的操作寿命。
在实施例中,铲式接口148可以限定倾斜的前缘表面158。倾斜的前缘表面158可以沿着直线、曲线或分段线坐落。在实施例中,倾斜的前缘表面158可以沿着线160或最佳拟合线坐落,线160或最佳拟合线与径向方向成角度地偏移角度αS,角度αS至少为1°,诸如至少5°,诸如至少15°,诸如至少30°,诸如至少45°。前缘表面158的倾斜可以以受控方式引导气流膜150,以增加气流膜150沿栅栏116的有效性。
图11中描绘的外衬里104具有单件式结构。即,前衬里段108和后衬里段110是彼此成一体。图12示出了包括铲式接口148的外衬里104的示例性实施例,其中前衬里段108和后衬里段110包括离散件。前衬里段108和后衬里段110可以在接口140处交接在一起。在实施例中,接口140可以限定动态(可移动)接口,例如滑动接口,从而前衬里段108和后衬里段110可以相对彼此移动。作为非限制性示例,在使用发动机10期间出现的热加载可以使前衬里段108或后衬里段110中的一个或两者至少在纵向方向上偏转。可移动接口140可以允许前衬里段108和后衬里段110至少在纵向方向上相对于彼此移动。因此,可以减少外衬里104上的应力累积。即,可移动接口140可以限定被构造成适应热诱导应力的一个或多个热膨胀特征。再次参考图3到10,环路特征124可以形成热膨胀特征。当应力由于热膨胀而被引入外衬里104时,环路特征124可以适应外衬里的相对空间变化,例如,偏转以吸收外衬里的相对空间变化。以这种方式,环路特征124可以吸收在外衬里104的另一部分中或整个外衬里104上引起的偏转。这可以减少衬里磨损并增加操作寿命。在某些情况下,铲式接口148(或本文所述的另一种布置)可以不被构造成适应外衬里104的这种相对空间变化。可移动接口140的使用可以通过允许前衬里段108和后衬里段110之间的相对移动来提供相同或类似的益处。
图13和14示出了沿图11中的线A-A在纵向方向上看到的铲式接口148的视图。图11的窗口138示出为包括在周向方向上围绕外衬里104延伸的多个窗138的一排窗口。图13中描绘的多个窗口138与彼此相比,各自共享共同的形状和大小。在另一个实施例中,多个窗口138中的至少两个窗口可以与彼此相比,具有相对不同的大小或形状。在纵向方向上观察,窗口138可以具有大体上弧形或直线形状。窗口138的示例性形状包括诸如三角形、正方形、五边形等的多边形;诸如圆形、椭圆形等的弧形形状;字母数字形状;包括多个不同分段的分段形状,其中一些分段可以是直线的,以及其他分段可以是弧形的;或本领域中用于使流体经过两个或多个位置之间的任何其他已知形状。图13所示的实施例包括单排窗口138。同时,图14所示的实施例包括多排窗口138。更具体地,图14的实施例包括两排窗口138。然而,在其他实施例中,窗口138可以布置成至少三排,诸如至少四排,诸如至少五排,诸如至少六排等。使用多排同时在径向方向上维持窗口138的相同整体大小可以产生更好的气流膜150,其允许更均匀的流动结构来供给稀释槽114。
图15示出了根据另一个实施例的外衬里104的视图。在所示实施例中,前衬里段108和后衬里段110在位于稀释槽114上游的接口140处被联接在一起。后衬里段110可以包括进入稀释槽114的一个或多个窗口138。
在所示实施例中,前衬里段108包括第一接口特征162,并且后衬里段110包括第二接口特征164,第二接口特征164被构造成在接口140的位置处与第一接口特征162接口。接口140可以限定动态(例如,滑动)接口,从而第一接口特征162和第二接口特征164可以例如沿着纵向轴线相对于彼此移动(例如,滑动)。作为示例,第一接口特征162可以包括在纵向方向上延伸的延伸部166。第二接口特征164可以包括延伸部接收区域168,延伸部接收区域168在纵向方向上延伸并且被构造成接收延伸部166。在某些情况下,第一接口特征162和第二接口特征164可以限定可移动接口,从而前衬里段108和后衬里段110可以例如在热偏转期间相对于彼此移动。
第一接口特征162和第二接口特征164之间的接口140可以例如通过压配合来形成。在某些实施例中,前和后衬里段108或110中的一个或两者可以在接合之前经受热差。例如,在实施例中,前和后衬里段108或110中的一个可以用液氮冷却,以允许第一接口特征162和第二接口特征164在组装期间更容易适配在一起。在特定实施例中,使用图15所示的实施例,前衬里段108和后衬里段110使用不同的材料是可能的。示例性材料包括金属、合金、陶瓷基复合材料(CMC)等。
图16示出了外衬里104的另一个实施例,其中前衬里段108和后衬里段110使用不同的材料是可能的,同时还允许其之间的相对变形和偏转。在图16所示的实施例中,前衬里段108或后衬里段110中的至少一个可以包括活塞密封件170,活塞密封件170被构造成相对于前衬里段108或后衬里段110中的另一个移动。例如,活塞密封件170可以包括环形密封环,环形密封环被构造成在周向方向上围绕燃烧器106延伸。在实施例中,活塞密封件170可以设置在前衬里段108或后衬里段110中的至少一个的活塞密封件接收区域172中。活塞密封件170可以从活塞密封件接收区域172突出,以便接触前衬里段108或后衬里段110。在某些实施例中,前衬里段108或后衬里段110中的至少一个可以包括止动特征174,止动特征174被构造成防止前衬里段108和后衬里段110偏转超过由止动特征174设定的规定限制。在所示实施例中,止动特征174包括与栅栏116平行或大体上平行延伸的壁。在例如由热膨胀引起的变形期间,前衬里段108可以接触止动特征174,以防止稀释槽114的大小的不期望的减小。
在实施例中,活塞密封件170可以维持前衬里段108和后衬里段110之间的流体密封。在另一个实施例中,活塞密封件170可以维持前衬里段108和后衬里段110之间的低摩擦接口。
图17和18示出了根据另一个实施例的外衬里104。图17示出了外衬里104的横截面视图。图18示出了如圆B中看到的图17的外衬里104的一部分的放大视图。在所示实施例中,前衬里段108和后衬里段110的接口部分在径向方向上通过间隔件176间隔开。与活塞密封件170类似,间隔件176可以维持前衬里段108和后衬里段110之间的流体密封。此外,在某些情况下,间隔件176可以维持前衬里段108和后衬里段110之间的低摩擦接口。间隔件176可以被构造成在加载下变形,例如,在径向方向上通过前衬里段108和后衬里段110呈现在间隔件176上的加载下变形。在实施例中,间隔件176可以包括环形环或分段环形环,分段环形环包括一起限定环形环或大体上环形环的多个分段。环形环可以限定多个格槽、曲线、沟槽等,以吸收径向加载。环形环可以由弹性材料(例如,弹簧钢)制成。
图19示出了根据又一实施例的外衬里104的横截面视图。在所描绘的实施例中,前衬里段108和后衬里段110通过型锻处理(swaging process)在接口140处被联接在一起。得到的外衬里104可以被联接到燃气涡轮发动机10的壳体72。在一个更具体的实施例中,后衬里段110可以联接到壳体72。在实施例中,外衬里104可以例如通过一个或多个连接构件74被间接联接到壳体72。在另一个实施例中,外衬里104可以直接联接到壳体72。例如,外衬里104可以包括延伸到壳体72并与壳体72联接的一体构件。在某些情况下,外衬里104可以可拆卸地联接到壳体72。例如,外衬里104可以通过一个或多个紧固件,诸如螺纹紧固件(未示出)被紧固到壳体72。
图20示出了根据另一个实施例的外衬里104。图1中描绘的外衬里104包括径向延伸通过稀释槽114进入燃烧室106中的栅栏116。外衬里104进一步包括与稀释槽114流体连通的一个或多个窗口138。前衬里段108和后衬里段110之间的接口140是动态的,以便允许其之间的相对移动。例如,当外衬里104上呈现出的热梯度引起热偏转时,前衬里段108和后衬里段110之间可能出现相对移动。作为非限制性示例,热偏转可以使得后衬里段110相对于前衬里段108在纵向方向上向前移动或向前膨胀热偏转距离DTD。在某些情况下,接口140可以包括活塞密封件,诸如上面关于图16描述的活塞密封件170。在其他情况下,接口140可以包括间隔件,诸如上面关于图18描述的间隔件176。
图21示出了外衬里104的进一步的实施例,外衬里104被构造成至少在纵向方向上吸收前衬里段108和后衬里段110之间的相对偏转。在所示实施例中,外衬里104进一步包括设置在前衬里段108和后衬里段110之间的纵向接口178。纵向接口178可以为形成在前衬里段108和后衬里段110之间的接口40提供一个或多个有益属性。例如,在需要或可能出现前衬里段108和后衬里段110之间的接触的情况下,诸如在图21的实施例中,纵向接口178可以被构造成减少前衬里段108和后衬里段110之间的磨损。这可以例如通过在前衬里段108或后衬里段110中的一个或两者上包括耐磨涂层来进行。在某些构造中,耐磨涂层可以是限定比前衬里段108或后衬里段110的其余部分的材料硬度大的材料。在所示实施例中,前衬里段108的纵向延伸突起180与后衬里段110的纵向接口178接触。纵向延伸突起180和纵向接口178可以在由于例如部件的热生长而在纵向方向上偏转时,在前衬里段108和后衬里段110之间提供正向止动。这是例释由突起180和纵向接口178形成的大小控制特征的一个示例。可以使用控制稀释槽114的大小的其他大小控制特征,特别是当前衬里段108和后衬里段110相对于彼此沿着纵向方向可移动时。在一些实施例中,大小控制可以是固定的。即,大小控制功能只能提供一种控制功能。例如,在图21所示的实施例中,突起180具有将稀释槽114的大小控制限制到突起180的长度的相对刚性结构。在一个或多个未示出的实施例中,大小控制可以是可变的。即,大小控制特征可以可变地控制稀释槽114的大小。作为非限制性示例,这可以包括纵向接口178的变化几何形状的使用,或被构造成例如在变化操作条件下提供多个大小控制的可移动或可变形突起180的使用。
在所示实施例中,窗口138限定比例如图20所示的示例性实施例的窗口138大的周向尺寸。即,窗口138在周向尺寸中的相对尺寸可以变化,并且不旨在受限于本文所述的实施例。例如,在某些实施例中,窗口138都可以具有相同的相对大小或形状。在其他实施例中,至少两个窗口138可以与彼此相比,具有不同的相对大小或形状。作为另一个示例,图20所示的实施例包括两排窗口138,而图21所示的实施例包括单排窗口138。窗口138的相对大小和形状可以鉴于设计要求、相邻发动机架构等而变化。例如,如上面关于图11和12所描述的,铲式接口148的使用可以将稀释空气流进一步移位到燃烧室106中,这可以减少NOX并增加发动机性能。
在某些情况下,上述纵向接口178可以形成前衬里段108和后衬里段110之间的接口140的一部分。在其他情况下,接口140可以进一步包括次级接口,诸如径向接口182,其例如在径向方向上设置在前衬里段108和后衬里段110之间。在所示实施例中,径向接口182被描绘成在稀释槽114的上游。在前衬里段108桥接由稀释槽114形成的间隙的实施例中,径向接口182可以设置在稀释槽114的下游。纵向接口178和径向接口182的设计和位置的其他布置和组合是可能的。
径向接口182可以包括在前衬里段108和后衬里段110之间的压配合接口。在所示实施例中,在后衬里段110的纵向延伸部184和前衬里段108的径向外表面之间形成压配合。在某些情况下,径向接口182可以为形成在前衬里段108和后衬里段110之间的接口提供一个或多个有益属性。例如,径向接口182可以被构造成减少前衬里段108和后衬里段110之间的磨损。这可以例如通过在前衬里段108或后衬里段110中的一个或两者上包括耐磨涂层来进行。在实施例中,耐磨涂层可以进一步被构造成减小前衬里段108和后衬里段110之间的滑动阻力。
图21中描绘的栅栏116包括后衬里段110的弯曲段。弯曲段可限定凹槽107,凹槽107可以围绕后衬里段110的圆周的至少一部分延伸。凹槽107可以限定底部109,底部109可以包括被构造成使冷却介质通到燃烧室106中的多个冷却孔129。在某些情况下,冷却孔129可以被构造成传送在近似20%和50%之间的总稀释空气。冷却孔129的使用可以增加空气湍流,这导致更好的燃料空气混合。这可以减少NOX形成并改进燃烧室出口轮廓和图案。凹槽107的使用可以进一步帮助至少冷却栅栏116的最前表面。当冷却介质在凹槽107的底部109处或附近穿过冷却孔129时,冷却介质可以经过栅栏116的最前表面,以向其提供附加冷却。当栅栏116的最前表面将在操作期间经历最高温度时,可能需要对栅栏116的最前表面进行附加冷却。
在某些情况下,发动机10可以进一步包括中间构件,中间构件的至少一部分纵向设置在前衬里段108和后衬里段110之间。中间构件可以包括与前衬里段108和后衬里段110分开的离散部件,其可以自由地附接到前衬里段108和后衬里段110中的一个或两者、发动机框架、或浮动部。图22和23示出了包括中间构件186的外衬里104的两个示例性实施例的横截面视图。在图22中,中间构件186包括本体188,本体188联接到前衬里段108或后衬里段110中的至少一个,诸如前衬里段108或后衬里段110中的两者。本体188可以包括能够围绕燃烧室106延伸的环形本体(单件或多件式结构)。作为示例,本体188可以通过型锻接口被联接到前衬里段108或后衬里段110中的至少一个。本体188可以限定被构造成使冷却介质连通到稀释槽114的一个或多个窗口190。图22中描绘的栅栏116与后衬里段110成一体。图23描绘了中间构件186的实施例,其中栅栏116与其成一体。即,栅栏116由中间构件186形成。在某些情况下,栅栏116的仅一部分可以由中间构件186形成。即,在特定实施例中,栅栏116可以由中间构件186和前衬里108或后衬里110中的一个或两者形成。
中间构件186可以例如使用诸如3D打印、机械加工、锻造、铸造、冲压等的增材制造处理来形成,并且可以包括通过焊接、钎焊、型锻、螺栓连接等附接在一起的一个或多个零件。中间构件186可以是单一的或包括联接在一起的多件。在某些情况下,中间构件186可以在相对于外衬里104被可操作地定位之前至少部分地被组装。在特定情况下,中间构件186可以在相对于外衬里104被可操作地定位之前被完全组装。在又一情况下,中间构件186可以在操作地点相对于外衬里104被组装。例如,中间构件186可以在相对于外衬里104被可操作地定位的同时至少部分地被组装。
图24示出了包括具有一体式栅栏116的中间构件186的外衬里104的立体截面视图。中间构件186的本体188包括朝向前衬里段108延伸的第一接合特征192和朝向后衬里段110延伸的第二接合特征194。图24中描绘的本体188进一步包括连接构件196,连接构件196被构造成从中间构件186延伸到燃气涡轮发动机10的壳体72。在所示实施例中,连接构件196包括在大体上径向方向上延伸的径向部分198和在大体上纵向方向上延伸的纵向部分200。在某些情况下,连接构件196的纵向部分200可以与壳体72可接合。例如,纵向部分200可以与壳体72或联接到壳体72的结构压配合、紧固到壳体等。一个或多个窗口202可以延伸通过连接构件196,以使冷却介质能够穿过中间构件186,并且防止所有冷却介质进入稀释槽114到燃烧室106中。
在实施例中,中间构件186(或根据本文的另一实施例描述的另一中间构件)可以通过例如在中间构件186和壳体72之间延伸的支撑件(例如,连接构件196),相对于前衬里段108或后衬里段110中的至少一个保持在相对固定位置。如本文所用,中间构件186保持在“相对固定位置”可以指中间构件186相对于另一个特征的静态或大体上静态的配置。即,中间构件186可以相对于前衬里段108、后衬里段110、壳体72、燃气涡轮发动机10的另一个元件或其任何组合中的一个或多个保持在相对静态位置。在某些情况下,该静态位置可以是绝对固定的,使得在中间构件186和其他特征(例如,前衬里段108、后衬里段110等)之间不发生相对移动。在其他情况下,中间构件186可以是相对静态的,使得在中间构件186和其他特征之间大体上没有相对移动。利用相对静态的接合,可以预期例如由于振动频率、热膨胀和操作应力而在中间构件186和其他特征之间的一些移动。然而,当处于相对固定位置时,中间构件186大体上被限制移动。应当理解,中间构件186还可以或替代地通过支撑件被维持在相对固定位置,该支撑件联接到燃气涡轮发动机10的除壳体72之外的另一区段。
图25示出了图24中所示的外衬里104的特写视图。更具体地,图25分别示出了第一和第二接合特征192和194的密封部分204和206。中间构件186的密封部分204和206可以分别与前衬里段108和后衬里段110接口。即,第一接合特征192的密封部分204可以与前衬里段108接口,并且第二接合特征194的密封部分206可以与后衬里段110接口。在实施例中,中间构件186的至少一个密封部分204或206可以包括多密封件布置,从而密封部分204或206在两个或多个接口处或沿着两个或多个接口接触相应的衬里段。在图25所示的实施例中,第二接合特征194的密封部分206具有多密封件布置,其中第一密封接口208沿后衬里段110的外侧设置,并且第二密封接口210沿后衬里段110的内侧设置。第一接合特征192的密封部分204具有单密封件布置,其中密封接口212沿前衬里段108的外侧设置。在实施例中,密封接口208、210或212中的一个或多个可以包括间隔件214。间隔件214可以与前述间隔件176类似或不同。作为非限制性示例,间隔件214可以包括活塞密封环、W密封连接件、耐磨涂层等。在实施例中,密封接口208、210或212中的一个或多个可以是与下面的衬里段的压配合连接。
在实施例中,前衬里段108、后衬里段110或中间构件186中的一个或多个可以被构造成例如由于在燃气涡轮发动机10的操作期间暴露于燃烧室106处遇到的高温而偏转。为了适应这种偏转,中间构件186可以被构造成相对于前和后衬里段108或110中的至少一个移动。在实施例中,这种偏转可以在密封部分204或206处被吸收。例如,第一接合特征192的密封部分204可以被构造成相对于前衬里段108移动。例如,前衬里段108可以在纵向方向上伸长并且相对于密封部分204滑动。在另一个情况下,第二接合特征194的密封部分206可以被构造成相对于后衬里段110移动。例如,后衬里段110可在纵向方向上伸长并且相对于密封部分206滑动。以这种方式,中间构件186可以吸收前和后衬里段108或110中的任一个或两者的偏转。在某些情况下,例如根据冷却介质抵靠栅栏116流动所引起的纵向加载,中间构件186本身可能会偏转。形成在中间构件186与前衬里段108或后衬里段110之间的接口可以被构造成吸收该偏转的至少一部分。在其他情况下,由纵向加载引起的中间构件186上的偏转加载可以通过壳体72或连接构件196被吸收。
在某些情况下,前衬里段108或后衬里段110可以相对于中间构件186偏转超过期望距离。在这些情况下,可以使用止动特征来防止不期望的偏转。参考图26和27,止动特征216可以从中间构件186延伸,并且防止前衬里段108偏转超过规定的偏转限制。在实施例中,止动特征216可以在进入燃烧室106之前在径向方向上终止。止动特征216可以限定最大热偏转距离DTD1。除了第一接合特征192上的止动特征216之外或代替第一接合特征192上的止动特征216,第二接合特征194的密封部分206可以包括止动特征218。在所示实施例中,第二接合特征194的止动特征218由栅栏116的后表面限定。止动特征218可以限定最大热偏转距离DTD2。除了上述热生成偏转之外的其他偏转原因可以使得前衬里段108、后衬里段110或中间构件186中的任何一个或多个偏转。
止动特征216或218可以限制前衬里段108或后衬里段110的变形,使得稀释槽114保持其有效大小。即,例如,在没有止动特征216的情况下,前衬里段108可能偏转到稀释槽114中,以便严重限制冷却介质的经过。止动特征216可以防止这种限制,并且因此维持更一致操作的稀释气流。
图28示出了在第一接合特征192或第二接合特征194的密封部分204或206处使用的示例性间隔件220的实施例。图29示出了沿图28中的线C-C看到的间隔件220的横截面视图。所描绘的间隔件220是具有本体222的活塞密封件,其中裂口224延伸通过间隔件220的纵向方向。本体222限定内表面226,其中形成有沟槽228。沟槽228可以允许流体从其中通过。例如,沟槽228可用于在吹扫、冷却等期间帮助控制气流。沟槽228可具有弧形横截面形状(如所描绘的)、多边形横截面形状或其组合。沟槽228可以与彼此相比,具有相同或不同的相对大小。在实施例中,沟槽228可以在周向方向上彼此相等地间隔开。在另一个实施例中,至少两个沟槽228可以与彼此相比,具有不同的间距。
图30到33示出了外衬里104和中间构件186的另一个实施例。中间构件186可以包括至少部分地在稀释槽114上(诸如在前衬里段108和后衬里段110之间)延伸的多个辐条230。在实施例中,辐条230可以通过环形支撑环232联接到壳体72或燃气涡轮发动机10的另一个元件。在一些情况下,环形支撑环232和辐条230可以是联接在一起的离散件。在其他情况下,环形支撑环232和辐条230彼此成一体。即,环形支撑环232和辐条230可以由单件形成。作为示例,环形支撑环232和辐条230可以通过增材制造处理形成。在另一个实施例中,环形支撑环232和辐条230可以通过减材去除处理形成。例如,示例性材料包括CoCr和Hastalloy合金。环形支撑环232可以通过一个或多个螺纹或非螺纹紧固件、钎焊、焊接等方式被紧固到壳体72。在实施例中,环形支撑环232通过多个螺栓234被螺栓连接到壳体72的凸缘76。
在实施例中,至少一些辐条230可以联接到前衬里段108或后衬里段110中的至少一个。辐条230可以帮助控制前衬里段108或后衬里段110中的一个或两者的热偏转。在某些情况下,辐条230和环形支撑环232可以组合,以将前衬里段108或后衬里段110联接到壳体72。在某些情况下,在前衬里段108或后衬里段110中的一个或两者包括陶瓷材料的情况下,辐条230可以是悬挂在壳体72上的分离件。
辐条230可以具有几个不同形状。例如,参考图32,在特定实施例中,辐条230可以形成具有大体上圆的U形或V形横截面轮廓的钩接头。臂236或238可以被调整,以向外衬里104提供期望的益处。例如,臂236或238可以具有期望的弹簧常数,以控制前衬里段108和后衬里段110的轴向和径向变形。参考图33,辐条230可以进一步包括被构造成进一步控制辐条230的调整的一个或多个特征240。图33中描绘的特征240是臂236、238的非直线部分,诸如臂236、238中的弯曲部(例如,V形或U形弯曲部)或挡板。更具体地,对于图33中描绘的实施例,特征240是臂236和238的叉骨端,其被构造成为了期望的特性而调整辐条230的刚度。
图34和35示出了根据另一个实施例的中间构件186的实施例。图34中描绘的中间构件186大体上包括在径向方向上朝向燃烧室106延伸的栅栏116、一个或多个窗口190、止动特征216和218、密封部分204和206、设置在稀释槽114上游的第一组冷却孔242、和设置在第一组冷却孔242下游的第二组冷却孔244。密封接口251和253可以分别形成在中间构件186与前衬里段108和后衬里段110之间。支撑件246被描绘为从中间构件186径向延伸。支撑件246可以延伸到壳体72或燃气涡轮发动机10内的另一个元件。在实施例中,支撑件246可以被构造成将中间构件186联接到壳体72。在另一个实施例中,支撑件246可以在支撑件246内承载内部加载,诸如弹簧加载,从而在期望方向上提供抵靠中间构件186的偏置力。例如,支撑件246可以被构造成在沿着径向轴线的方向上使中间构件186偏置到外衬里104中。
支撑件246可以限定窗口248,窗口248被构造成允许冷却介质纵向经过支撑件246的下游。在某些情况下,支撑件246可以限定稀释槽窗口250,稀释槽窗口250被构造成使冷却介质通到稀释槽114。稀释槽窗口250可以与中间构件186的一个或多个窗口190流体连通。例如,稀释槽窗口250可以与中间构件186的径向外窗口190流体连通。
中间构件186可以仅包括前窗口190,或仅包括稀释槽窗口250,或仅包括后窗口191,或仅包括前窗口190和后窗口191,或仅包括前窗口190和稀释槽窗口250,或仅包括稀释槽窗口250和后窗口191。在实施例中,中间构件186可以包括前窗口190、稀释槽窗口250和后窗口191。空气流可以另外通过止动特征216或218穿过冷却孔242或244进入燃烧室。穿过冷却孔242或244的空气可以避免热气体吸入到形成在中间构件186与前衬里段108或后衬里段110之间的空腔中。这可以提高发动机10的热区段寿命。密封接口251和253可以减少中间构件186与前衬里段108和后衬里段110之间的泄漏。
支撑件246中的窗口248可以帮助通过中间构件186分配空气,导致离开稀释槽114进入燃烧室的空气的更均匀的分配。
参考图35,止动特征216可以延伸到燃烧室106中超过前衬里段108一径向距离。止动特征216可以防止前衬里段108至少在纵向方向上偏转超出最大偏转距离。与止动特征216类似,止动特征218可以防止后衬里段110至少在纵向方向上偏转超出最大偏转距离。
沟道252可以设置在止动特征216和栅栏116之间,以使燃烧室106与通过中间构件186的窗口190进入燃烧室106的冷却介质流体联接。在实施例中,一个或多个连接构件254可以跨沟道252延伸。连接构件254可以在止动特征216和栅栏116之间延伸。相邻的连接构件254可以彼此间隔开,以便限定沟道开口256。连接构件254可以将沟道252维持在期望状态中,例如,将沟道252维持在相对固定大小,并且例如如果前衬里段108或后衬里段110变形以使止动特征216或218足够偏置来关闭沟道252,则防止沟道252塌陷。冷却介质,例如,稀释空气,可以进入沟道开口256并穿过沟道252进入燃烧室106。
在实施例中,第一组冷却孔242或第二组冷却孔244中的至少一个分别可以使冷却介质通过中间构件186与前衬里段108或后衬里段110之间的稀释槽114通到燃烧室106中。即,通过冷却孔242或244的流体流动路径可以与通过沟道252的流体流动路径分离。在更具体的实施例中,通过冷却孔242或244的流体流动路径可以与通过沟道252进入燃烧室106中的流体流动路径流体连通。
在另一个实施例中,进入冷却孔242或244的冷却介质,或***中其他地方生成的背压,可以吹扫通过设置在中间构件186与前衬里段108和后衬里段110之间的间隔件258。间隔件258和258可以设置在密封接口251或253中的至少一个中。在实施例中,间隔件258和258可以具有类似的操作模式。即,例如,间隔件258和258两者都可以提供用于控制进入燃烧室106的空气流的密封接口。在另一个实施例中,间隔件258和258可以与彼此相比,具有一个或多个不同的特性或功能。例如,与后衬里段110接触的间隔件258可以防止在后衬里段110上发展出高应力量。与后衬里段110接触的间隔件258还可以向栅栏116的背面提供冷却介质,从而增加中间构件186的操作寿命。同时,与前衬里段108接触的间隔件258可以允许吹扫冷却介质并防止热气体吸入到燃烧室106中。
第一组冷却孔242或第二组冷却孔244可以包括多个冷却孔。在某些情况下,每个冷却孔可以与彼此相比,具有相同的相对大小或形状。在其他情况下,与另一个冷却孔相比,至少一个冷却孔可以具有不同的大小或形状。在实施例中,冷却孔具有在5密耳和100密耳的范围内的尺寸,诸如在10密耳和50密耳的范围内的尺寸,诸如在20密耳和35密耳的范围内的尺寸。在特定实施例中,冷却孔具有近似30密耳的直径。在某些情况下,第一组冷却孔242或第二组冷却孔244的冷却孔可以被构造成将至少1%的总冷却介质,诸如至少2%的总冷却介质,诸如至少3%的总冷却介质,诸如至少4%的总冷却介质,诸如至少5%的总冷却介质,诸如至少10%的总冷却介质,诸如至少15%的总冷却介质,喷射到燃烧室106中。喷射到燃烧室106中的其余冷却介质可以来自例如沟道252。
参考图36,中间构件186可以包括限定多个分段260的环形本体188。分段260可以各自限定中间构件186的圆周的一部分。在实施例中,中间构件186可以包括至少两个分段260,诸如至少三个分段260,诸如至少四个分段260等等。每个分段260可以限定被构造成使冷却介质通到燃烧室106的一个或多个窗口190。
图37示出了根据实施例的燃气涡轮发动机10的一部分的横截面视图,其中中间构件186联接到后衬里段110。后衬里段110通过连接构件74联接到壳体72。连接构件74包括设置在壳体72的第一部分78和壳体72的第二部分80之间的部分,即,通过壳体72的第一部分78和壳体72的第二部分80被压缩的部分。第一部分78和第二部分80可以对应于配对在一起的壳体72的不同部分。在某些情况下,连接构件74可以利用该配对点作为与壳体72联接的位置。连接构件74可以具有使空气通到发动机10的后侧或后衬里段110的窗口。
图38到43描绘了可用于将中间构件186固定在燃气涡轮发动机10内的其他示例性附接方案。
开始参考图38,在实施例中,中间构件186可以被构造成相对于壳体72、前衬里段108、后衬里段110或其组合中的至少一个浮动。如本文所用,术语“浮动”旨在指代非固定连接,从而两个或更多个元件被构造成相对于彼此移动。在某些情况下,浮动连接可以包括压配合连接、弹簧加载连接和其他可调节接口,从而两个或更多个元件可以相对于彼此移动。在图38所示的实施例中,中间构件186相对于壳体72、前衬里段108和后衬里段110自由浮动。如本文所用,“自由浮动”可以是指相对于参考特征具有至少一个自由度(例如,沿纵向中心线12)的状况。例如,中间构件186可以相对于前衬里段108、后衬里段110或两者具有至少一个自由度。以这种方式,中间构件186能够以至少一种方式,例如纵向中心线12,相对于前衬里段108或后衬里段110中的至少一个可移动。替代地,中间构件186可以限定相对于前衬里段108、后衬里段110或两者的至少两个自由度(例如,沿纵向中心线12和径向方向两者)。因此,自由浮动的中间构件186可以以至少两种方式,例如纵向和径向方向,相对于前和后衬里段108或110中的至少一个自由移动。
中间构件186与前衬里段108和后衬里段110形成压配合等。
图39示出了中间构件186自由浮动的实施例。然而,与图38描绘的实施例不同,图39中描绘的实施例包括从壳体72延伸以使中间构件186偏置的一个或多个杆262。如本文所用,术语“偏置”旨在指代施加力,以便加载元件,这可以或可以不使得那个元件移动。一个或多个杆262可以形成抵靠中间构件186的弹簧偏置,使中间构件186偏置到前衬里段108或后衬里段110中的至少一个中。杆262可以通过联接到壳体72的中间构件264,诸如通过一个或多个螺纹或非螺纹紧固件,被固定到壳体72。
图40示出了中间构件186自由浮动的实施例。然而,与图39描绘的实施例类似,图40中描绘的实施例利用支撑件246来使中间构件186偏置。支撑件246包括窗口248,以允许冷却介质在支撑件246下游流动。
图41示出了中间构件186自由浮动的实施例。然而,与图39和40中描绘的实施例不同,图41中描绘的实施例利用支撑件266,支撑件266联接到设置在中间构件186上游的燃烧器中间壳体部分82。即,中间构件186可以从支撑件246或从支撑件266偏置,支撑件246从中间构件186的纵向下游的位置延伸,支撑件266从中间构件186的纵向上游的位置延伸。替代地,也可以使用在中间构件186上近似纵向居中的支撑件。
图42示出了其中中间构件186使用从壳体72延伸以使中间构件186偏置的杆268来被联接到燃烧器中间壳体部分82的实施例。
图43示出了其中中间构件186自由浮动的实施例。然而,中间构件186通过弹簧加载元件270被偏置,弹簧加载元件270被构造成通过弹簧(例如,螺旋弹簧)的压缩来生成偏置力。弹簧加载元件270大体上可以在中间构件186和壳体72之间延伸。
图44示出了作用在中间构件186上或通过中间构件186的力的矢量图。这些力可以包括使中间构件186偏置的力FSP。例如,力FSP可以通过支撑件246、支撑件266、杆262或杆268生成。力FSP可以使中间构件186偏置到前衬里段108和后衬里段110中。特别地,力FSP可以被分成两个成分FSP1和FSP2,其中FSP1使前衬里段108偏置,并且FSP2使后衬里段110偏置。在实施例中,两个力FSP1和FSP2可以通过间隔件258分别使前衬里段108和后衬里段110偏置。在这方面,在某些实施例中,间隔件258可以被构造成变形以吸收由FSP产生的一些径向加载力。两个力FSP1和FSP2可以使前衬里段108和后衬里段110偏置,以控制径向偏转(由虚线示出)。在某些情况下,考虑到对前衬里段108或后衬里段110中的一个或两者的材料选择、燃气涡轮发动机10的操作状况等,可以调整FSP以提供期望的偏置力。例如,FSP的调整可以通过支撑件246或266或杆262或268的材料选择、通过设计选择等来进行。
如前面关于图22和23所描述的,在某些情况下,中间构件186可以联接到前衬里段108或后衬里段110。用于使中间构件186附接到前衬里段108或后衬里段110的附加示例性附接方案在图45到50中示出。开始参考图45,前衬里段108和后衬里段110可以各自使用不同的附接方案被连接到中间构件186。作为非限制性示例,前衬里段108可以通过压配合或型锻配合被联接到中间构件186。后衬里段110可以接收来自中间构件186的延伸部272。延伸部272可以带螺纹,并且被构造成接收螺母,以将后衬里段110联接到中间构件186。间隔件274,诸如垫圈,可以沿着延伸部272设置,以便形成在纵向方向上在中间构件186和后衬里段110之间延伸的开口。因此,图45中描绘的中间构件186可以有效地限定三个窗口190——设置在栅栏116前面的第一窗口276、设置在栅栏116后面的第二窗口278和设置在第二窗口278后面的第三窗口280。
图46示出了另一个附接方案,其中中间构件186包括凸缘282,凸缘282被构造成与后衬里段110的凸缘284接合。诸如螺栓286的紧固件可以将凸缘282和284联接在一起。在另一个实施例中,凸缘282和284可以通过钎焊处理、焊接、流体联接或另一种类型的接合接口而被联接在一起。在所示实施例中,凸缘282设置在窗口190的第二窗口278的下游。在另一个实施例中,凸缘282可以设置在第二窗口278的上游或任何其他相对位置处。
图47示出了另一个附接方案,其中中间构件186使用与上面关于图46所描述的相同的方案被联接到后衬里段110。前衬里段108使用兔式配合(rabbit fit)288联接到中间构件186。栅栏116与前衬里段108和后衬里段110等距或近似等距。在实施例中,栅栏116可以更靠近前衬里段108或后衬里段110设置。在某些情况下,栅栏116可以限定设置在栅栏116上游的前窗口189和设置在栅栏116下游的后窗口191。前窗口189的长度LF与后窗口191的长度LA的比率[LF:LA]可以在0.1:10和10:0.1的范围内。在特定实施例中,LF:LA的比率在1:9和9:1的范围内。LF:LA的相对比率可以影响栅栏116的后缘处的湍流动能(TKE),并因而改进了混合并减少NOX形成。
图48示出了另一个附接方案,其中中间构件186的凸缘282联接到后衬里段110的凸缘284。然而,与图46不同,在图48所示的实施例中,凸缘284包括来自后衬里段110的离散件。凸缘284可以通过焊接、钎焊,通过一个或多个紧固件等,联接到后衬里段110。凸缘282和284可以通过螺栓286、铆钉等联接在一起。中间构件186可以通过例如型锻配合、压配合、钎焊、焊接等被附接到前衬里段108。在某些情况下,分离元件290可以设置在中间构件186和前衬里段108之间。
图49示出了另一个附接方案,其中中间构件186通过型锻配合被联接到前衬里段108,并且中间构件186通过与另一个分离元件292的型锻配合被联接到后衬里段110。
图50示出了另一个附接方案,其中分离元件292例如通过焊接操作被联接到后衬里段110,并且螺栓***件能够接收在分离元件292中。螺栓294可以被***通过中间构件186并与螺栓***件固定,以将中间构件186联接到后衬里段110。
在实施例中,中间构件186可以具有多件式结构。例如,参考图51,在实施例中,中间构件186可以包括一起形成环形本体的多个分段193。在实施例中,分段193可以在使用中被定位,使得至少两个相邻分段193在周向方向上彼此间隔开间隙195。间隙195可以允许冷却介质进入燃烧室106。间隙195可以被构造成适应分段193的变形,诸如在使用期间由例如热膨胀引起的分段193的变形。在实施例中,间隙195可以限定如在相邻分段193之间测量到的间隙距离在0.01mm和5mm的范围内,诸如在0.1mm和1mm的范围内。在特定实施例中,间隙距离在0.25mm和0.5mm的范围内。使用具有例如包括分段193的多件式结构的中间构件186可以允许更容易地更换中间构件186的损坏部分。例如,在维修和修理操作期间,仅需要更换损坏的分段193,而其他(未损坏的)分段193保留不变。图52示出了相邻分段193之间的间隙195的视图。
图53示出了与图47中所描绘的实施例类似的实施例,类似之处在于栅栏116将稀释槽114分成前窗口189和后窗口191。然而,与图47中描绘的实施例不同,图53所示实施例中的栅栏116由后衬里段110形成。在未示出的实施例中,栅栏116可以替代地由前衬里段108形成。外衬里104的一部分197被描绘为在径向向外方向上延伸到燃气涡轮发动机10的冷侧通道中。部分197可以与栅栏116成一体。虽然栅栏116和部分197被描绘为沿着共同平面放置,但是在其他实施例中,栅栏116和部分197可以在纵向方向上偏移。前衬里段108和后衬里段110可以通过任何合适的技术,诸如钎焊、焊接、一个或多个紧固件等,被交接在一起。
图54示出了如沿图53中的线F-F看到的外衬里104的横截面视图。栅栏116延伸通过稀释槽114的中心。一个或多个前窗口199可以形成在栅栏116的上游。一个或多个后窗口201可以形成在栅栏116的下游。在某些情况下,前窗口199和后窗口201可以与彼此相比,具有相同数量的窗口。在其他情况下,前窗口199和后窗口201可以与彼此相比,具有不同数量的窗口。一个或多个前窗口199可以相对于一个或多个后窗口201在周向方向上对齐或交错。在实施例中,与后窗口201相比,前窗口199可以被构造成使更多冷却介质通到燃烧室106中。应当理解,前窗口199和后窗口201可以与本文所述的其他实施例一起使用。例如,作为非限制性示例,图7到10和图15到21的实施例可以另外包括设置在栅栏116下游的后窗口201。
图55示出了其中栅栏116包括从栅栏116的前侧205延伸到栅栏116的后侧207的多个通路203的实施例。通路203可以使冷却介质穿过栅栏116以冷却外衬里104。通路203可以包括多个孔。每个孔可以以一个或多个直线段或一个或多个弧形段延伸通过栅栏116。在实施例中,至少一个通路203具有与栅栏116的前和后侧205或207中的至少一个正交定向的中心轴线。通路203可以在后衬里段110上提供冷却介质的保护层,并冲洗掉捕获的热气体。在另一个实施例中,至少一个通路203具有相对于栅栏116的前和后侧205或207中的至少一个以角度倾斜的中心轴线。例如,通路203的中心轴线可以与栅栏116的前侧205成角度地偏移至少10度,诸如至少20度,诸如至少30度,诸如至少40度。
图56示出了包括以交错图案布置的通路203的栅栏116的纵向视图。在另一个实施例中,通路203可以以一个或多个排或列被对齐。外衬里104被设置在栅栏116和径向向外延伸的部分197之间。
图57到62示出了外衬里104的另一个实施例,外衬里104包括被构造成与其联接的栅栏296。栅栏296可以与之前描述的栅栏116类似。然而,在图57到62中描绘的实施例中,栅栏296不延伸通过稀释槽114。取而代之的是,栅栏296直接联接到外衬里104的内部,诸如后衬里段110的内部。栅栏296可以在稀释槽114的纵向下游的位置处联接到后衬里段110。一个或多个铲式接口148可以沿着外衬里104形成,以生成进入稀释槽114的空气流。空气流可以如前所述地抵靠栅栏296形成膜,以便进一步喷射到燃烧室106中。
参考图57到59,栅栏296可以从支撑件(诸如,凸缘298)延伸,凸缘298被构造成联接到外衬里104。凸缘298可以包括延伸部300,延伸部300被构造成穿过外衬里104中的开口并且通过诸如螺母302的固定元件与其固定。如图59所示,外衬里104可以包括设置在相邻稀释槽114之间的一个或多个孔304。孔304可以形成吹扫开口,吹扫开口可以减少或甚至消除次级再循环区。次级再循环区的减少或消除可以有助于形成从稀释槽114流向燃烧室106的更环形的稀释空气层。这可以显著地减少NOX并增加发动机性能。
图61示出了另一个实施例的简化横截面视图,其中栅栏296通过紧固件306联接到外衬里104,紧固件306延伸通过凸缘298。紧固件306可以通过对紧固件306的机械或结构作用等而被固定到前述螺母302、另一个固定元件。
在某些情况下,栅栏296可以具有多件式结构。例如,栅栏296可以包括一起形成环形本体的多个分段308。图61示出了根据示例性实施例的布置成在使用期间它们可能出现的多个分段308的纵向视图。图62示出了栅栏296的侧视图,从侧视图示出了一些分段308。如图62所示,在某些情况下,分段308可以被构造成彼此重叠。在实施例中,至少一对相邻分段308可以限定互锁形状,该互锁形状被构造成将分段308维持在相对于彼此的期望位置。在所描绘的实施例中,互锁形状是由相邻分段308共享的阶梯形状。
图63描绘了在朝向燃烧室106的方向上的径向视图中看到的外衬里104的示例性实施例。外衬里104和中间构件316可以限定在周向方向上围绕外衬里104的圆周延伸的多排开口。开口可以包括第一开口310、第二开口312和第三开口314。所有开口310、312和314都可以与燃烧室106流体连通。穿过开口310、312和314的空气的相对量可以被调整。例如,第一开口310可以被构造成使5%到95%的冷却介质通到燃烧室106中,而第二开口312可以被构造成使其余或大部分其余冷却介质通到燃烧室106中。第一、第二和第三开口310、312或314中的至少两个可以限定多级冷却布置。多级冷却装置可以被构造成冷却燃烧室106,提高效率和性能,并减少NOX排放。例如,第一开口310可以代表第一冷却级,该第一冷却级被构造成使冷却介质在栅栏318上游通到燃烧室106中(图64)。第二开口312可以代表第二冷却级,该第二冷却级被构造成使冷却介质通过栅栏318通到燃烧室106中。第三开口314可以代表第三冷却级,该第三冷却级被构造成使冷却介质在栅栏318下游通到燃烧室106中。
在实施例中,进入第一开口310的冷却介质可以减少中间构件316在栅栏318处的温度,形成抵靠栅栏318的冷却介质流,以防止栅栏318的前表面的表面氧化。穿过第二开口312的冷却介质可以冷却栅栏318的后表面326和中间构件316的内部结构。穿过第一开口310和第二开口312的冷却介质的速度差异可以形成燃烧室106内的剪切层,其可以改进稀释空气与来自初级区的产物的混合,从而降低燃烧室106的核心中的温度,这可以减少NOX排放。穿过第二开口312的冷却介质也可以用作液压支撑件,即,形成进入燃烧室106的稀释空气的高速膜,穿过第一开口310的冷却介质可以被支撑在该高速膜之上。结果,冷却介质进一步穿透到燃烧室106中。这可以减少燃烧室的中心的温度并减少NOX排放。
在实施例中,至少两个开口可以与稀释槽114相关联。例如,参考图64,第一开口310可以设置在中间构件316的上游并且延伸通过稀释槽114。第二开口312可以延伸通过中间构件316并因此通过稀释槽114。第三开口314可以设置在中间构件316的后面。例如,第三开口314可以延伸通过后衬里段110。
中间构件316可以包括如上面关于中间构件316所述的任何一个或多个特征或特性。在实施例中,中间构件316可以限定栅栏318,栅栏318包括上面关于栅栏116所述的任何一个或多个特征或特性。栅栏318在图64中被描绘为处于中间构件316的上游端。栅栏318可以促进进入第一开口310的冷却介质的转向并将冷却介质引导到燃烧室106中。
在某些情况下,中间构件316可以被称为冷却栅栏。可以通过使冷却介质穿过中间构件316的一个或多个内部通路320,包括例如穿过延伸到燃烧室106中的主内部通路322和从主内部通路322分支出来的一个或多个次级内部通路324,来进行冷却。冷却介质可以进入第三开口312并穿过主内部通路322和一个或多个次级内部通路324中的至少一个,并且进入燃烧室106。穿过一个或多个次级内部通路324的冷却介质可以沿着中间构件316的前侧处的栅栏318的后表面326和中间构件316的后壁328而过。次级内部通路324可以朝向彼此会聚,以在次级内部通路324的出口处产生相对较低的压力。这可以将更多的冷却介质流更拉近燃烧室106的核心。
在实施例中,冷却介质可以以第一体积流率穿过上游次级内部通路324A,并且冷却介质可以以小于第一体积流率的第二体积流率穿过下游次级内部通路324B。例如,第一体积流率与第二体积流率的比率可以是至少1.5:1,诸如至少2:1,诸如至少3:1,诸如至少4:1。这可以增强沿着温度可能是最高的栅栏318的冷却。另外,冷却介质在从上游次级内部通路324A出来时,可以进一步穿透到燃烧室106的核心中。在冷却流被排出到燃烧室106中之前,后壁328可以由下游次级内部通路324B冷却。
在实施例中,第二开口312的进口可以具有凹入轮廓,诸如凹入到中间构件316的本体中的弯曲形状(例如,碗形)。使用凹入轮廓可以促进增加的空气流例如到中间构件316的一个或多个内部通路320。
在实施例中,第一开口310可以限定在纵向方向上测量到的至少1密耳,诸如至少5密耳,诸如至少20密耳,诸如至少50密耳,诸如至少95密耳的高度。在另一个实施例中,第二开口312可以限定在纵向方向上测量到的至少1密耳,诸如至少5密耳,诸如至少20密耳,诸如至少30密耳的高度。在另一个实施例中,中间构件316可以具有在径向方向上测量到的至少50密耳,诸如至少75密耳,诸如至少100密耳,诸如至少150密耳,诸如至少200密耳,诸如至少250密耳,诸如至少275密耳的尺寸。
图65示出了沿图64中的线D-D看到的次级内部通路324的出口的示例性视图。次级内部通路324的每个冷却孔330可以被交错,以提供增加的冷却性能。冷却孔330可以被布置成排、列、交错布置、随机放置或其他合适的空间布置。
参考图66,在某些实施例中,次级内部通路324可以具有相对于主内部通路322的切向流动方向。切向流动方向可以在后壁328和栅栏318上给予均匀或大体上均匀的流动,以冷却后壁328和栅栏318。然后,可以以大量旋流将旋流流动排出到燃烧室106中,这进一步有助于改进燃烧室106中的冷却介质和所含物的湍流。改进的湍流可以改进稀释/冷却空气与气体70的燃烧产物的混合。这减少了燃烧室106的中心内的温度,并因此减少了NOX。冷却孔也可以被构造成具有轴向方向,使得它们以90度或近似90度的角度撞击在栅栏318和后壁328上。图67示出了没有后壁328(图65)的中间构件316的另一个实施例。因此,次级内部通路324可以将冷却介质直接排出到燃烧室106中。
图68示出了中间构件316的实施例,其中栅栏318或后壁328中的至少一个会聚。即,栅栏318或后壁328中的至少一个可以相对于外衬里104从切线方位倾斜或成角度地偏移。会聚的栅栏318或后壁328可以形成穿过中间构件316进入更离散的平面的冷却介质,这可以进一步改进冷却介质穿透到燃烧室106中。在栅栏318和后壁328两者都会聚的情况下,栅栏318和后壁328可以相对于彼此具有不同的角度。例如,栅栏318可以相对于切线方向以第一角度倾斜,并且后壁328可以相对于切线方向以第二角度倾斜,其中第一和第二角度的绝对值彼此不同。通过在一个位置处会聚流动,可以实现高湍流水平。这可以改进稀释空气与进入的初级区产物的混合。此外,内部通道可以垂直于外衬里104被定向,使得在栅栏318内的冷却通道会聚。这可以在冷却流动路径会聚时引起较低的压力,并且可以驱动更多的冷却流进入燃烧室106。
图69示出了包括阻尼器332的中间构件316的实施例。阻尼器332可以是冷侧阻尼器,该冷侧阻尼器可以沿着中间构件316的背面向中间构件316提供附加体积334。替代地或另外,阻尼器332可以是热侧阻尼器。阻尼器332可以减少燃烧室中的振动频率。阻尼器332可以捕捉宽范围的振动频率。阻尼器332的具体形状或大小可以鉴于操作期间遇到的振动而被调整。在某些情况下,阻尼器332可以包括各自被构造成在特定振动频率或振动频率范围上操作的多个离散阻尼器332。阻尼器332可以被划分或以其他方式被分隔成多个独立体积或包括一个单一体积。体积可以被周向分割。阻尼器332的其他构造和位置是可能的。
图70示出了包括栅栏338的中间构件336的实施例,栅栏338具有内部通路340。内部通路340可以限定延伸通过栅栏338的多个流体通路。在所示实施例中,内部通路340包括第一内部通路342和第二内部通路344。第一内部通路342和第二内部通路344被示出为在大体上朝向燃烧室106的方向上平行地延伸。在下面描述的另一个实施例中,至少一个内部通路340的至少一部分,与一个或多个其他内部通路340相比,可以沿着不同的平面坐落。
在实施例中,内部通路340可以全部限定在径向方向上测量到的相同的相对长度。在另一个实施例中,内部通路340可以具有在径向方向上测量到的可变长度。例如,第一内部通路342可以限定第一长度L1IP,第一长度L1IP小于第二内部通路344的长度L2IP。在实施例中,内部通路340的最上游可以限定内部通路340的最短长度。在另一个实施例中,内部通路340的最下游可以限定内部通路340的最长长度。
在实施例中,中间构件336可以设置在稀释槽114内,以在中间构件336的最上游点和前衬里段108的最下游点之间形成间隙348。气流可以穿过间隙348。
一个或多个铲式接口346可以被构造成将气流引导到内部通路340中。如图所示,铲式接口346可以设置在内部通路340的径向外端。铲式接口346可以与栅栏338、或者与其联接或与外衬里104成一体的另一部件的一部分成一体。
在图70中描绘的中间构件336通过过盈配合被联接到后衬里段110。然而,可以使用根据其他实施例的其他附接方法,或者中间构件336可以相对于前衬里段和后衬里段自由浮动。
图71示出了包括栅栏338的中间构件336的另一个实施例。第一内部通路342包括在上游方向上从径向部分352延伸的纵向部分350。第二内部通路344包括在下游方向上从径向部分356延伸的纵向部分354。因此,气流可以被控制并以期望的进入角被重新引导到燃烧室106中。尽管以直角描绘,但是在某些实施例中,纵向部分350和354之间相对于径向部分352和356的角度可以是不同的。以这种方式,纵向部分350和354可以从纵向方向成角度地移位至少1°,诸如至少5°,诸如至少15°,诸如至少30°,诸如至少45°。在实施例中,在相邻通路之间(例如,在第一内部通路342和第二内部通路344之间)形成的间隙可以在0.01英寸和0.1英寸的范围内。
图72示出了具有单个内部通路340的中间构件336的实施例。内部通路340可以与第一内部通路342或第二内部通路344类似。替代地,内部通路还可以具有不同的构造。这可以帮助将部分的冷却介质引向燃烧器的前侧并且将其他部分的冷却介质引向燃烧器的后侧。这可以减少燃烧器中(特别是在燃烧器的核心处)的温度并减少NOX排放。
图73示出了沿图71中的线B-B看到的中间构件336的横截面顶视图。如图所示,在某些情况下,中间构件336包括内部肋358。内部肋358可以被焊接到中间构件336或与中间构件336成一体。内部肋358可以由与中间构件的相邻部分类似的材料形成,或包括不同的材料。示例性材料包括金属、合金、陶瓷基复合材料(CMC)等。内部肋358可以连接中间构件336的壁。在这方面,内部肋358可以增加中间构件336的结构完整性。
图74示出了包括环路特征124的外衬里104的实施例,环路特征124具有多栅栏布置。特别地,所示的环路特征124包括限定第一栅栏(例如,在第一环路360处)和第二栅栏(例如,在第二环路362处)的多环路结构。第一环路360可以是前环路,并且第二环路362可以是后环路。第一环路360和第二环路362可以在纵向方向、径向方向、周向方向或其任何组合上彼此间隔开。在实施例中,环路特征124可以包括设置在第一环路360和第二环路362之间的一个或多个窗口364。一个或多个窗口364可以布置成一排或多排。一个或多个窗口364可以相对于彼此交错或对齐。稀释空气可以穿过一个或多个窗口364进入燃烧室。
第一环路360和第二环路362可以被构造成使冷却空气分别穿过第一开口366和第二开口368进入燃烧室。第一开口366和第二开口368可以起到与上面关于图71描述的内部通路340的纵向部分350和354类似的功能。
在实施例中,第一环路360和第二环路362可以分别各自限定不同的长度L1和L2。在实施例中,第一环路360和第二环路362的长度的比率[L1:L2]可以在近似1:1和1:5的范围内。例如,比率[L1:L2]可以是1:1,或1:1.5,或1:2,或1:2.5,或1:3,或1:3.5,或1:4,或1:4.5,或1:5。第一环路360可以用作栅栏,以增加稀释空气进入燃烧室的穿透。第二环路362可以进一步增加稀释空气进入燃烧室的穿透。即,使用与图74所示相同的分级栅栏结构,可以使稀释空气更深地穿透到燃烧室中,这可以有助于减少燃烧室核心中的温度并减少NOX排放。
图75示出了包括分级(阶梯)接口370的稀释槽的实施例。分级接口370限定了通过多个栅栏378、380和382彼此分离的多个离散稀释槽空气流372、374和376。栅栏378、380和382可以围绕稀释槽的圆周延伸。栅栏378、380和382可以与彼此相比,具有不同的相对长度。在特定实施例中,栅栏378、380和382可以具有从前栅栏378到后栅栏382测量到的增加长度。在操作中,前栅栏378可以生成冷却介质的旋流,使冷却介质偏置到燃烧室中。空气流374和376可以通过稀释槽依次引入冷却介质的稀释膜,从而增加进入燃烧室的穿透深度。
冷却介质通过空气流372、374和376的分布产生了轴向分级稀释空气流,轴向分级稀释空气流可以改进冷却介质的穿透。使空气流分级可以允许更好地控制冷却介质的穿透。分级可以允许更好地控制来自燃烧室的初级区的进入产物的淬火(quenching),以改进NOX排放。另外,空气流372、374和376之间的差异在空气流372、374和376之间产生剪力,从而在燃烧器的核心中产生高湍流水平,这进一步增强了冷却介质与燃烧产物的混合。
图76示出了分级接口370的另一个实施例。代替图75的实施例中所描绘的经过栅栏378、380和382的空气流372、374和376,图76所描绘的实施例的栅栏378、380和382分别限定了内部通路384、386和388。与空气流372、374和376类似,内部通路384、386和388可以改进冷却介质的穿透并为进入产物的淬火提供更好的控制以改进NOX排放,同时还在离开不同内部通路384、386和388的气流之间产生剪力。
图77示出了分级接口370的实施例,其中中间栅栏380具有可变轮廓,使得进入燃烧室的空气流376的形状、大小或速度中的至少一个不同于空气流372和374中的至少一个的形状、大小或速度中的至少一个。例如,空气流376可以限定较厚的稀释空气膜层。空气流376可以以较慢的速度行进。在所示实施例中,中间栅栏380限定三角形横截面。在其他未示出的实施例中,中间栅栏380(或分级接口370的任何一个或多个栅栏)可以限定另一个多边形形状,诸如五边形、包括直线段的形状、包括弧形段的形状、包括弧形和直线段的形状,或改变空气流376(或分级接口370的任何一个或多个其他空气流)的另一个形状。
图78示出了分级接口370的实施例,其中内部通路384、386和388限定了会聚流动路径。即,例如,至少一个内部通路384、386或388的侧壁可以限定锥形轮廓。产生的空气流可以加速通过内部通路384、386或388进入燃烧室。在所示实施例中,内部通路384、386和388的相对会聚量是不同的。即,内部通路384、386和388的锥角都是不同的。在另一个实施例中,内部通路384、386和388中的至少两个内部通路的相对会聚量可以相同或基本相同。
图79示出了分级接口370的实施例,其中每个栅栏378、380和382的后缘390、392和394相对于发动机10的纵向中心线12(图1)倾斜。倾斜的后缘390、392和394可以避免在燃烧室内在栅栏378、380和382的最内缘处产生相对较低的速度区域。
在某些情况下,内部通路384、386和388中的至少两个内部通路可以连接在一起。例如,参考图80,分级接口370可以限定与所有内部通路384、386和388都流体连通的两个窗口396和398。前窗口396可以大于后窗口398或以其他方式成形为接收通过分级接口370的较大百分比的气流。在这方面,更多的冷却介质可以经过分级接口370的最热部分——前栅栏378。在经过前栅栏378的至少一部分之后,至少通过前窗口396的气流可以被分布到内部通路384、386和388中的至少两个内部通路。在所示实施例中,通过前窗口396的气流可以穿过所有内部通路384、386和388。然而,应当理解,在本文中预期到其他构造。
根据本文所述的一个或多个实施例的燃烧器可以减少NOX的生成、降低核心温度、增加性能和效率,并且以其他方式改进燃气涡轮发动机中的燃烧处理。特别地,一个或多个环路特征、铲形接口、中间构件、栅栏或本文描述的任何其他特征的使用可以导致更有效的发动机操作,这进而又可以减少操作成本并减低环境影响。
本公开的进一步的方面由以下条款的主题提供:
条款1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:前衬里段;后衬里段,所述后衬里段相对于通过所述燃烧器的流动方向设置在所述前衬里段的下游,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室;和栅栏,所述栅栏设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间,其中所述栅栏在所述周向方向上延伸,并且其中所述栅栏沿所述径向方向延伸到所述燃烧室中。
条款2.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段和所述后衬里段是单一衬里的一部分,其中所述前衬里段设置在所述燃烧室的稀释开口的上游,并且其中所述后衬里段设置在所述稀释开口的下游。
条款3.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述栅栏是中间构件的一部分,并且其中所述中间构件包括阻尼器,所述阻尼器被构造成减少所述燃烧室中的振动频率。
条款4.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述栅栏包括多栅栏布置,所述多栅栏布置包括第一栅栏和第二栅栏,并且其中所述第一栅栏和所述第二栅栏会聚。
条款5.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述栅栏包括多件式结构,所述多件式结构包括多个分段,所述多个分段被构造成在所述周向方向上至少部分地彼此重叠。
条款6.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述栅栏包括一个或多个冷却开口,所述一个或多个冷却开口被构造成使冷却介质穿过所述栅栏。
条款7.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述栅栏的至少一部分被构造成相对于所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个移动。
条款8.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述燃烧器包括多级冷却布置,所述多级冷却布置被构造成冷却所述燃烧室,所述多级冷却布置包括:第一冷却级,所述第一冷却级被构造成使冷却介质在所述栅栏的上游通到所述燃烧室中,和第二冷却级,所述第二冷却级被构造成使冷却介质通过所述栅栏通到所述燃烧室中。
条款9.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中在所述燃烧室中的燃烧处理中使用穿过所述第一冷却级和所述第二冷却级两者的冷却介质。
条款10.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的栅栏,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器具有前衬里段和后衬里段,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室,所述栅栏包括:环形本体,所述环形本体被构造成在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中;和冷却布置,所述冷却布置被构造成冷却所述燃烧室。
条款11.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述冷却布置包括多级冷却布置,所述多级冷却布置包括:第一冷却级,所述第一冷却级被构造成使冷却介质在所述栅栏的上游通到所述燃烧室中,和第二冷却级,所述第二冷却级被构造成使冷却介质通过所述栅栏通到所述燃烧室中。
条款12.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述冷却介质包括在所述燃烧室外部穿过所述燃气涡轮发动机的空气。
条款13.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述燃烧室包括开口,所述开口设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间并且在周向方向上延伸,其中所述栅栏在所述径向方向上延伸通过所述开口,并且其中所述第一冷却级包括设置在所述栅栏上游的所述开口的一部分。
条款14.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述多级冷却布置进一步包括第三冷却级,所述第三冷却级被构造成使冷却介质在所述栅栏的下游通到所述燃烧室中。
条款15.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述冷却布置包括一个或多个内部通路,所述一个或多个内部通路在所述径向方向上延伸通过所述栅栏的所述环形本体,并且其中所述一个或多个内部通路包括多个次级内部通路,所述多个次级内部通路被构造成至少朝向所述栅栏的后表面重新引导冷却介质流。
条款16.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述一个或多个内部通路与所述燃烧室流体连通,并且其中所述一个或多个内部通路被构造成使冷却介质通到所述燃烧室中。
条款17.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述栅栏包括凹部,所述凹部在邻近所述一个或多个内部通路的进口的位置处延伸到所述环形本体中。
条款18.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的栅栏,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器具有前衬里段和后衬里段,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室,所述栅栏包括:环形本体,所述环形本体被构造成设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间并且在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中;和一个或多个热膨胀特征,所述一个或多个热膨胀特征被构造成适应热诱导应力。
条款19.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述环形本体包括多件式结构,所述多件式结构包括多个分段,所述多个分段被构造成在所述周向方向上至少部分地彼此重叠。
条款20.根据任一项或多项条款所述的栅栏,其中所述一个或多个热膨胀特征包括所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个的环路特征。
条款21.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:前衬里段;后衬里段,所述后衬里段相对于通过所述燃烧器的流动方向设置在所述前衬里段的下游,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室;和中间构件,所述中间构件至少部分地设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间并且在所述周向方向上延伸。
条款22.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段和所述后衬里段通过所述中间构件联接在一起。
条款23.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件是增材制造的。
条款24.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述后衬里段与所述前衬里段或所述中间构件之间的联接是钎焊连接、螺栓连接、焊接连接、过盈配合、型锻连接或其任何组合。
条款25.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件相对于所述前衬里段和所述后衬里段自由浮动。
条款26.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中的栅栏。
条款27.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个成一体。
条款28.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段包括第一材料,其中所述后衬里段包括第二材料,其中所述中间构件包括第三材料,并且其中所述第三材料不同于所述第一材料和所述第二材料中的至少一个。
条款29.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括一个或多个间隔件,所述一个或多个间隔件设置在所述中间构件与所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个之间,并且其中所述间隔件是活塞密封件、弹簧密封件或被构造成控制通过所述中间构件的气流的另一个密封件。
条款30.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件通过从所述燃气涡轮发动机的壳体延伸到所述中间构件的支撑件朝向所述前衬里段和所述后衬里段偏置。
条款31.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括一个或多个窗口,所述一个或多个窗口被构造成使冷却介质通到所述燃气涡轮发动机的所述燃烧室中,所述一个或多个窗口与在所述前衬里段和所述后衬里段之间延伸的稀释槽流体连通。
条款32.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括环形支撑环和各自从所述环形支撑环延伸的多个辐条,其中所述多个辐条中的至少一个辐条被构造成接触所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个。
条款33.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中至少一个所述辐条进一步包括被构造成调整所述辐条的特征。
条款34.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件相对于所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个形成可移动接口。
条款35.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的中间构件,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器具有前衬里段和后衬里段,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室,所述中间构件包括:环形本体,所述环形本体被构造成至少部分地设置在形成于所述前衬里段和所述后衬里段之间的间隙内。
条款36.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体包括一个或多个窗口,所述一个或多个窗口被构造成使稀释空气穿过形成在所述前衬里段和所述后衬里段之间的稀释槽并进入所述燃烧室。
条款37.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体进一步包括栅栏,所述栅栏被构造成在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中。
条款38.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体被构造成相对于所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个在所述纵向方向上移动。
条款39.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体包括以周向布置来布置的多个分段,并且其中所述多个分段在所述周向方向上彼此重叠。
条款40.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体包括一个或多个内部通路,所述一个或多个内部通路被构造成将稀释空气传输通过所述环形本体到所述燃烧室。
条款41.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:前衬里段;和后衬里段,所述后衬里段相对于通过所述燃烧器的流动方向设置在所述前衬里段的下游,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室,其中所述前衬里段和所述后衬里段在可移动接口处联接在一起。
条款42.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段或所述后衬里段中的一个的一部分被构造成接触所述前衬里段或所述后衬里段中的另一个并相对于其移动。
条款43.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段或所述后衬里段中的一个的所述一部分被构造成与所述前衬里段或所述后衬里段中的另一个形成压配合。
条款44.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中形成在所述前衬里段或所述后衬里段中的一个的所述一部分与所述前衬里段或所述后衬里段中的另一个之间的所述可移动接口包括耐磨涂层、低摩擦涂层、间隔件或其任何组合。
条款45.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述可移动接口包括设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间的中间构件,所述中间构件被构造成与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个可移动地联接。
条款46.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段、所述后衬里段和所述中间构件中的至少一个包括一个或多个活塞密封件,所述一个或多个活塞密封件被构造成在所述可移动接口处形成密封接口。
条款47.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述可移动接口包括大小控制特征,所述大小控制特征被构造成控制所述前衬里段和所述后衬里段之间的间隙的大小。
条款48.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述大小控制特征包括与所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个成一体的特征。
条款49.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述大小控制特征包括:突起,所述突起从所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个延伸;和接口,所述接口设置在所述前衬里段或所述后衬里段中的所述至少一个的另一个上,所述接口被构造成接收所述突起。
条款50.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述燃烧器限定设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间的一个或多个稀释槽,所述一个或多个稀释槽被构造成使所述燃烧室与冷却介质流体联接,其中中间构件设置在所述一个或多个稀释槽中的至少一个稀释槽中,并且其中所述中间构件包括一个或多个窗口,所述一个或多个窗口被构造成使冷却介质连通到所述燃烧室。
条款51.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件或所述衬里包括在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中的栅栏。
条款52.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:前衬里段;后衬里段,所述后衬里段相对于通过所述燃烧器的流动方向设置在所述前衬里段的下游,所述前衬里段和所述后衬里段至少部分地限定燃烧室;和中间构件,所述中间构件纵向地设置在所述前衬里和所述后衬里之间,所述中间构件被构造成与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个形成可移动接口。
条款53.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述可移动接口包括一个或多个活塞密封件,所述一个或多个活塞密封件被构造成在所述可移动接口处形成密封接口。
条款54.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中的栅栏。
条款55.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件进一步包括在所述栅栏上游延伸到所述燃烧室中的次级栅栏,其中所述次级栅栏在所述纵向方向上与所述栅栏间隔开,其中所述次级栅栏在所述纵向方向上与所述前衬里间隔开第一偏转距离,所述第一偏转距离与操作期间的所述前衬里的偏转相对应。
条款56.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括在所述径向方向上在所述栅栏和所述次级栅栏之间延伸的沟道,其中所述沟道与所述衬里的稀释槽流体连通。
条款57.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段和所述后衬里段限定一个或多个稀释槽,其中所述中间构件设置在所述一个或多个稀释槽中的至少一个稀释槽中,并且其中所述中间构件包括一个或多个流体通路,所述一个或多个流体通路被构造成使冷却介质连通到所述一个或多个稀释槽中的所述至少一个稀释槽。
条款58.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件通过从所述燃气涡轮发动机的壳体延伸的支撑件在所述径向方向上被偏置。
条款59.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件相对于所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个自由浮动。
条款60.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个被构造成在操作使用期间根据热加载在所述纵向方向和所述径向方向中的至少一个方向上偏转,并且其中所述中间构件被构造成减轻所述前衬里段或所述后衬里段的偏转。
条款61.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:衬里,所述衬里至少部分地限定燃烧室,所述衬里进一步限定间隙;中间构件,所述中间构件至少部分地设置在所述衬里的所述间隙内并与所述燃烧室流体连通;和支撑件,所述支撑件从所述中间构件延伸,所述支撑件被构造成延伸到所述燃气涡轮发动机的壳体,以相对于所述壳体将所述中间构件保持在适当位置。
条款62.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述支撑件与所述中间构件成一体。
条款63.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述支撑件包括来自所述中间构件的离散部件。
条款64.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述支撑件包括金属片。
条款65.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述支撑件在沿着所述壳体的后侧或所述壳体的中间的位置处联接到所述壳体。
条款66.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述支撑件限定一个或多个窗口,所述一个或多个窗口被构造成允许冷却介质穿过所述支撑件到所述支撑件下游的位置。
条款67.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件相对于所述衬里自由浮动。
条款68.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括栅栏,所述栅栏被构造成在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中,所述栅栏被构造成将冷却介质引导到所述燃烧室中。
条款69.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件进一步包括在所述栅栏的上游延伸到所述燃烧室中的次级栅栏,并且其中所述次级栅栏在所述纵向方向上与所述栅栏间隔开。
条款70.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述衬里包括前衬里段和后衬里段,其中所述中间构件设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间,并且其中所述中间构件被构造成与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个具有可滑动接口。
条款71.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段或所述后衬里段中的至少一个包括突起,所述突起延伸穿过所述间隙并且被构造成控制所述间隙的大小。
条款72.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述衬里包括通过所述间隙彼此隔开的前衬里段和后衬里段,并且其中所述中间构件通过一个或多个活塞密封件联接到所述前衬里段或所述后衬里段中的一个。
条款73.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述支撑件包括弹簧加载连接件,所述弹簧加载连接件被构造成使所述中间构件偏置。
条款74.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个活塞密封件中的至少一个活塞密封件包括至少一个吹扫孔,所述至少一个吹扫孔被构造成允许在进入所述燃烧室之前吹扫多余的冷却介质。
条款75.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述中间构件包括至少一个密封件,所述至少一个密封件被构造成相对于所述衬里形成密封接口。
条款76.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器中的中间构件,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器具有限定燃烧室的衬里,所述中间构件包括:环形本体,所述环形本体被构造成设置在所述衬里中的开口处;和支撑件,所述支撑件被构造成在所述中间构件和所述燃气涡轮发动机的壳体之间延伸。
条款77.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体相对于所述衬里自由浮动。
条款78.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体通过所述支撑件联接到所述壳体,并且其中所述支撑件被构造成使所述环形本体在径向方向上偏置到所述衬里中。
条款79.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体包括多个辐条,所述多个辐条从所述衬里延伸到所述燃气涡轮发动机的壳体,并且其中所述支撑件包括联接到所述多个辐条的环形支撑环。
条款80.根据任一项或多项条款所述的中间构件,其中所述环形本体通过一个或多个间隔件与所述衬里间隔开,并且其中所述间隔件被构造成在所述环形本体和所述衬里之间提供可移动接口。
条款81.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:衬里,所述衬里至少部分地限定燃烧室,所述衬里包括与所述燃烧室流体连通的稀释槽;和一个或多个引导件,所述一个或多个引导件被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中。
条款82.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述衬里包括前衬里段和后衬里段,并且其中所述稀释槽被设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间。
条款83.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个成一体。
条款84.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个引导件包括倾斜的前缘表面,所述倾斜的前缘表面从所述径向方向成角度地偏移角度αS,所述角度αS至少为1°。
条款85.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个引导件在所述径向方向上从所述衬里向外延伸。
条款86.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件包括铲式接口。
条款87.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个引导件包括前缘表面,所述前缘表面限定围绕所述燃烧器延伸的一排或多排窗口。
条款88.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,进一步包括栅栏,所述栅栏在所述径向上通过所述稀释槽延伸到所述燃烧室中。
条款89.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件至少部分地设置在所述栅栏的上游。
条款90.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述稀释槽包括在所述周向方向上围绕所述燃烧室延伸的多个稀释槽。
条款91.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的衬里,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述衬里包括:环形本体,所述环形本体被构造成至少部分地限定所述燃烧器的燃烧室,其中所述环形本体包括延伸到所述燃烧室的稀释槽;和一个或多个引导件,所述一个或多个引导件被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中。
条款92.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述一个或多个引导件与所述环形本体成一体。
条款93.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述一个或多个引导件包括一排或多排冷却孔。
条款94.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述前衬里段和所述后衬里段通过波浪状环形本体联接在一起,所述波浪状环形本体在所述径向方向上设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间。
条款95.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个成一体。
条款96.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件包括铲式接口。
条款97.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:衬里,所述衬里至少部分地限定燃烧室,所述衬里包括与所述燃烧室流体连通的稀释槽;和铲式接口,所述铲式接口被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中,所述铲式接口限定铲式表面,所述铲式表面被构造成形成进入所述燃烧器的气流膜。
条款98.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述铲式接口在径向向外的方向上从所述衬里延伸,并且其中所述铲式接口被构造成将冷却介质重新引导到所述燃烧器的栅栏,所述栅栏延伸到所述燃烧室中。
条款99.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述铲式接口包括一个或多个窗口,所述一个或多个窗口被构造成使冷却介质通到所述铲式表面,并且其中所述一个或多个窗口被布置成在所述周向方向上延伸的一排或多排。
条款100.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述铲式接口与所述衬里的后衬里段联接,并且其中所述铲式接口被构造成相对于所述衬里的前衬里段移动。
条款101.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述燃烧器包括:至少部分地限定所述燃气涡轮发动机的燃烧室的衬里,其中所述衬里包括环路特征。
条款102.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述衬里包括通过一个或多个稀释槽彼此间隔开的前衬里段和后衬里段,并且其中所述衬里的所述环路特征设置在与所述一个或多个稀释槽对应的所述衬里的纵向位置处。
条款103.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述前衬里段和所述后衬里段通过钎焊、焊接、一个或多个紧固件、压配合等联接在一起。
条款104.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征包括通过弯曲部分相互连接的多个分段。
条款105.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征在所述径向方向或所述纵向方向中的至少一个方向上从所述衬里延伸。
条款106.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征被构造成在热膨胀期间吸收所述衬里的偏转。
条款107.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征限定一个或多个流体通路,所述一个或多个流体通路被构造成使将冷却介质通到所述燃烧室。
条款108.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征进一步包括在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中的栅栏。
条款109.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征包括铲式接口。
条款110.根据任一项或多项条款所述的燃烧器,其中所述环路特征被构造成在操作使用期间吸收热加载,并且其中所述环路特征的形状或大小被构造成在热加载期间改变。
条款111.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的衬里,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向、以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,所述衬里包括:环形本体,所述环形本体被构造成至少部分地限定所述燃烧器的燃烧室,其中所述环形本体包括:稀释槽,所述稀释槽延伸到所述燃烧室;和环路特征,所述环路特征被构造成在所述衬里的热膨胀期间吸收偏转。
条款112.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述衬里包括前衬里段和后衬里段,其中所述环路特征与所述前衬里段或所述后衬里段中的一个或两者成一体。
条款113.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述环路特征与所述前衬里段或所述后衬里段中的一个成一体,并且其中所述前衬里段或所述后衬里段中的另一个通过钎焊接口联接到所述环路特征。
条款114.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述环路特征进一步包括凸缘,并且其中所述前衬里段或所述后衬里段中的另一个联接到所述凸缘。
条款115.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述衬里包括单件式结构。
条款116.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述环路特征包括栅栏,所述栅栏被构造成在所述径向方向上延伸到所述燃烧室中。
条款117.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述环路特征在所述径向方向上远离所述衬里的一个或多个相邻部分延伸。
条款118.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述环路特征进一步包括一个或多个窗口,所述一个或多个窗口被构造成使冷却介质通到所述燃烧器。
条款119.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述衬里的所述环形本体进一步包括设置在所述环路特征上游的第一组冷却孔和设置在所述环路特征下游的第二组冷却孔。
条款120.根据任一项或多项条款所述的衬里,其中所述第一组冷却孔或所述第二组冷却孔中的至少一个的冷却孔相对于所述衬里倾斜。
Claims (10)
1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,所述燃气涡轮发动机限定在纵向方向上延伸的纵向中心线、从所述纵向中心线正交向外延伸的径向方向以及围绕所述纵向中心线同心地延伸的周向方向,其特征在于,所述燃烧器包括:
衬里,所述衬里至少部分地限定燃烧室,所述衬里包括与所述燃烧室流体连通的稀释槽;和
一个或多个引导件,所述一个或多个引导件被构造成将冷却介质重新引导到所述稀释槽中。
2.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,其中所述衬里包括前衬里段和后衬里段,并且其中所述稀释槽被设置在所述前衬里段和所述后衬里段之间。
3.根据权利要求2所述的燃烧器,其特征在于,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件与所述前衬里段和所述后衬里段中的至少一个成一体。
4.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,其中所述一个或多个引导件包括倾斜的前缘表面,所述倾斜的前缘表面从所述径向方向成角度地偏移角度αS,所述角度αS至少为1°。
5.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,其中所述一个或多个引导件在所述径向方向上从所述衬里向外延伸。
6.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件包括铲式接口。
7.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,其中所述一个或多个引导件包括前缘表面,所述前缘表面限定围绕所述燃烧器延伸的一排或多排窗口。
8.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,进一步包括栅栏,所述栅栏在所述径向方向上通过所述稀释槽延伸到所述燃烧室中。
9.根据权利要求8所述的燃烧器,其特征在于,其中所述一个或多个引导件中的至少一个引导件至少部分地设置在所述栅栏的上游。
10.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,其中所述稀释槽包括在所述周向方向上围绕所述燃烧室延伸的多个稀释槽。
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