專利名稱：燃燒器襯套冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地，涉及用于冷卻燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器中所使用的燃燒器襯套的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括具有限定了燃燒室的燃燒器襯套的燃燒器。在燃燒室 內(nèi)，壓縮空氣和燃料的混合物燃燒，以產(chǎn)生熱的燃燒氣體。燃燒氣體可流過(guò)該燃燒室，流到 一個(gè)或多個(gè)渦輪級(jí)，以產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載和/或壓縮機(jī)的動(dòng)力。通常，燃燒過(guò)程由于熱的燃 燒氣體而加熱燃燒器襯套。不幸的是，現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)可能不能在所有情況下充分地冷卻 燃燒器襯套。

發(fā)明內(nèi)容
下面對(duì)在范圍方面與初始要求保護(hù)的發(fā)明相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例進(jìn)行概述。這些實(shí)施 例不意圖限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，而是相反，這些實(shí)施例僅意圖提供對(duì)本發(fā)明的可行 形式的簡(jiǎn)要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可包括可能類似于或異于下面闡述的實(shí)施例的各種形式。在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒器，燃燒器包括 具有燃燒器襯套的中空環(huán)形壁。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括沿著通過(guò)中空環(huán)形壁的第一方向的第一 流徑。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括沿著與通過(guò)中空環(huán)形壁的第一方向相反的第二方向的第二流 徑。第二流徑可包括構(gòu)造成以便為燃燒器襯套的下游端部分供應(yīng)冷卻薄膜的一個(gè)或多個(gè)薄 膜孔。在另一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪機(jī)燃燒器襯套。渦輪機(jī)燃燒器襯套包括在 渦輪機(jī)燃燒器襯套的下游端部分周圍沿周向布置的多個(gè)軸向冷卻通道，下游端部分是相對(duì) 于沿著渦輪機(jī)燃燒器襯套的縱向軸線的燃燒的下游方向而言的。多個(gè)冷卻通道的各個(gè)通道 包括構(gòu)造成以便為下游端部分處的燃燒器襯套的內(nèi)表面供應(yīng)冷卻薄膜的一個(gè)或多個(gè)薄膜 孔。在又一個(gè)實(shí)施例中，一種用于冷卻渦輪機(jī)燃燒器襯套的方法包括沿著渦輪機(jī)燃 燒器襯套的外表面沿第一方向?qū)⒖諝饬鞴?yīng)通過(guò)環(huán)形通路。該方法還包括將空氣流的一部 分轉(zhuǎn)移到渦輪機(jī)燃燒器襯套的下游端部分處的多個(gè)冷卻通道的各個(gè)通道中，從而使得通過(guò) 各個(gè)冷卻通道的空氣流沿與第一方向相反的第二方向流動(dòng)，并且使得流過(guò)多個(gè)冷卻通道的 各個(gè)通道的空氣將熱傳遞離開襯套。該方法另外還包括通過(guò)各個(gè)相應(yīng)的冷卻通道內(nèi)的一個(gè) 或多個(gè)薄膜孔來(lái)轉(zhuǎn)移流過(guò)多個(gè)冷卻通道的各個(gè)通道的空氣的一部分，以沿著渦輪機(jī)燃燒器 襯套的內(nèi)表面提供絕熱性冷卻空氣膜。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將得到 更好的理解，在附圖中，相同標(biāo)號(hào)在所有圖中表示相同的部件，其中
圖1是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、具有擁有用于增強(qiáng)冷卻的冷卻通道的燃燒器襯套的渦輪機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖；圖2是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、如圖1所示的渦輪機(jī)系統(tǒng)的剖面?zhèn)纫晥D；圖3是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、具有在下游端部分處具有冷卻通道的燃燒器 襯套的如圖1所示的燃燒器的剖面?zhèn)纫晥D；圖4是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、如圖3所示的燃燒器的某些構(gòu)件的分解透視 圖；圖5是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、在如圖4所示的線5-5內(nèi)獲得的燃燒器襯套 的下游端部分上的冷卻通道的一部分的局部透視圖；圖6是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、在如圖3所示的線6-6內(nèi)獲得的燃燒器襯套 的下游端部分的局部截面?zhèn)纫晥D；圖7A和7B是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的、沿如圖6所示的線7_7獲得的燃燒器襯套 的下游端部分內(nèi)的冷卻通道的局部截面端視圖；圖8A-8D是示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的、在如圖6所示的線8-8內(nèi)獲得的燃燒 器襯套的下游端部分的冷卻通道內(nèi)的孔構(gòu)造的局部截面?zhèn)纫晥D；以及圖9是根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例的、在如圖3所示的線6-6內(nèi)獲得的燃燒器襯 套的下游端部分的局部截面?zhèn)纫晥D。部件列表10 渦輪機(jī)系統(tǒng)12燃料噴嘴14燃料供應(yīng)16燃燒器17 渦輪葉片18 渦輪19 壓縮機(jī)葉片20 排氣22 軸24 壓縮機(jī)26 進(jìn)氣 口28 負(fù)載29擴(kuò)散器30 蓋板31 氣室32流動(dòng)套管34燃燒器襯套36 環(huán)形通路38燃燒室39 下游方向40 入口
41 旁路開口42 沖擊套管43流過(guò)旁路開口的空氣44 法蘭46過(guò)渡件47 環(huán)形通路48 入口50 內(nèi)腔52下游端部分53通過(guò)薄膜孔的冷卻空氣流54 環(huán)形包殼55環(huán)形包殼的內(nèi)表面56 冷卻通道58 縱向軸線60 渦輪噴嘴62分隔部件64薄膜孔66 密封件68 入口72 空氣流74流動(dòng)套管的下游端部76 部件78沖擊套管的上游端部80 空氣84進(jìn)入冷卻通道的空氣流86冷卻薄膜90冷卻通道的寬度92冷卻通道的側(cè)壁94冷卻通道的高度95冷卻通道的表面96表面特征100 外開口102 內(nèi)開口104 邊緣
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述。為了努力提供對(duì)這些實(shí)施例 的簡(jiǎn)明描述，可能不會(huì)在說(shuō)明書中描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在例如在任何工程 或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須作出許多對(duì)實(shí)現(xiàn)而言特有的決定，以實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)有關(guān)和與商業(yè)有關(guān)的約束，開發(fā)人員的具體目標(biāo)可根 據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)而彼此有所改變。而且，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但盡 管如此，對(duì)具有本公開的益處的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開發(fā)工作將是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造的 例行任務(wù)。在介紹本發(fā)明的各實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一個(gè)”、“一種”、“該”和“所述”意圖表 示存在一個(gè)或多個(gè)該元件。用語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意圖為包括性的，且表示除了列 出的元件之外，可存在另外的元件。操作參數(shù)和/或環(huán)境條件的任何實(shí)例都不排除所公開 的實(shí)施例的其它參數(shù)/條件。另外，將理解的是，對(duì)本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的 弓丨用不意圖解釋為排除了同樣結(jié)合了所述特征的額外實(shí)施例的存在。在繼續(xù)之前，首先將定義在本公開中始終廣泛使用的幾個(gè)用語(yǔ)，以便提供對(duì)要求 保護(hù)的主題的更好理解。如本文所用，當(dāng)結(jié)合燃燒器襯套進(jìn)行論述時(shí)，用語(yǔ)“上游”和“下游” 應(yīng)理解為分別表示相對(duì)于燃料噴嘴的燃燒器襯套近端和燃燒器襯套遠(yuǎn)端。也就是說(shuō)，除非 另外指出，大體相對(duì)于燃燒器襯套內(nèi)部的燃燒氣體流來(lái)使用用語(yǔ)“上游”和“下游”。例如， “下游”方向指的是燃料_空氣混合物燃燒且從燃料噴嘴流向渦輪機(jī)所沿的方向，而“上游” 方向指的是與下游方向相反的方向(如以上所定義)。另外，用語(yǔ)“下游端部分”、“聯(lián)接部 分”等應(yīng)理解為指的是燃燒器襯套最后面的(最下游)部分。如將在下面進(jìn)一步論述的，在 某些實(shí)施例中，燃燒器襯套的下游端部分的軸向長(zhǎng)度可長(zhǎng)達(dá)燃燒器襯套的總軸向長(zhǎng)度的大 約百分之二十。在一些實(shí)施例中，下游端部分(或聯(lián)接部分)也可理解為大體構(gòu)造成大體 以伸縮式、同心或同軸交迭環(huán)形關(guān)系聯(lián)接到燃燒器的下游過(guò)渡件上的襯套的一部分。另外， 當(dāng)用語(yǔ)“襯套”單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，該用語(yǔ)與“燃燒器襯套”大體同義。記住以上定義的用語(yǔ)，本公開大體涉及能夠在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間提供更加有效 的冷卻的燃燒器襯套。在一個(gè)實(shí)施例中，襯套具有下游端部分，該下游端部分包括在下游端 部分的外表面周圍沿周向布置的多個(gè)通道(本文也稱為“冷卻通道”)。通道可限定平行于 襯套的縱向軸線的流徑。此外，各個(gè)通道可各自包括使該通道流體地聯(lián)接到燃燒室上的一 個(gè)或多個(gè)開口。雖然某些實(shí)施例將會(huì)將這些開口稱為“薄膜孔”，但應(yīng)當(dāng)理解的是開口可包 括孔、槽口或孔和槽口的組合，且例如可使用諸如激光鉆孔的任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)形成。在操作中，具有沿徑向延伸通過(guò)其中的多個(gè)開口的環(huán)形包殼可大體在下游端部分 周圍聯(lián)接到襯套上。包殼的內(nèi)表面和下游端部分上的冷卻通道可限定一個(gè)或多個(gè)通路，空 氣流可經(jīng)由包殼上的一個(gè)或多個(gè)開口來(lái)供應(yīng)通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)通路?？諝饬骺蔀楣?yīng)到燃 燒器以用于燃料燃燒的壓縮空氣的一部分。當(dāng)空氣流過(guò)冷卻通道時(shí)，通過(guò)強(qiáng)制空氣對(duì)流可 將熱傳遞離開燃燒器襯套，特別是襯套的下游端部分。另外，冷卻通道內(nèi)的空氣流的一部分 可流過(guò)薄膜孔，并且流到燃燒室中，以提供冷卻空氣膜，該冷卻空氣膜使襯套特別是襯套的 下游端部分與燃燒器內(nèi)相對(duì)較熱的燃燒氣體隔離，從而通過(guò)薄膜冷卻來(lái)冷卻襯套。在一些實(shí)施例中，除了以上論述的薄膜孔之外，襯套還可包括多個(gè)“旁路開口”。旁路開口可位于冷卻通道的上游，且可沿徑向延伸通過(guò)燃燒器襯套。旁路開口可提供繞過(guò)上 述冷卻通道的、通入燃燒室(例如燃燒器襯套的內(nèi)部)中的直接流徑?？諝饪裳刂寺窂?流到燃燒室中，從而在通過(guò)薄膜孔提供的冷卻薄膜的上游沿著燃燒器襯套的表面的內(nèi)部提 供額外的冷卻薄膜，從而使得襯套進(jìn)一步與襯套內(nèi)的燃燒氣體隔離。這樣，本發(fā)明的實(shí)施例 就可同時(shí)使用強(qiáng)制對(duì)流和薄膜冷卻原理來(lái)提供增強(qiáng)的熱傳遞。有利的是，這可提高整體的渦輪機(jī)性能，且提高燃燒器和/或燃燒器襯套的壽命。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，且首先參看圖1，示出了渦輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。如將 在下面詳細(xì)論述的，所公開的渦輪機(jī)系統(tǒng)10可采用具有冷卻通道的燃燒器襯套，冷卻通道 形成于襯套的下游端部分上。冷卻通道可包括對(duì)下游端部分提供改進(jìn)的冷卻的薄膜孔，將 在下面進(jìn)一步論述。渦輪機(jī)系統(tǒng)10可使用液體燃料或氣體燃料，諸如天然氣和/或富氫合 成氣體，以使渦輪機(jī)系統(tǒng)10運(yùn)行。如圖所描繪，多個(gè)燃料噴嘴12吸入燃料供應(yīng)14，使燃料 與空氣混合，并且將空氣_燃料混合物分配到燃燒器16中?？諝?燃料混合物在燃燒器16 內(nèi)的室中燃燒，從而產(chǎn)生熱的加壓排氣。燃燒器16朝向排氣出口 20而引導(dǎo)排氣通過(guò)渦輪 18。當(dāng)排氣穿過(guò)渦輪18時(shí)，氣體強(qiáng)制一個(gè)或多個(gè)渦輪葉片使沿著系統(tǒng)10的軸線的軸22旋 轉(zhuǎn)。如圖所示，軸22可連接到渦輪機(jī)系統(tǒng)10的各種構(gòu)件上，包括壓縮機(jī)24。壓縮機(jī)24也 包括可聯(lián)接到軸22上的葉片。當(dāng)軸22旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮機(jī)24內(nèi)的葉片也會(huì)旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)壓 縮機(jī)24壓縮來(lái)自進(jìn)氣口 26的空氣，并且將該空氣壓縮到燃料噴嘴12和/或燃燒器16中。 軸22還可連接到負(fù)載28上，負(fù)載28可為運(yùn)載工具或固定的負(fù)載，例如，諸如發(fā)電站中的發(fā) 電機(jī)或飛行器上的推進(jìn)器。如將理解的，負(fù)載28可包括能夠由渦輪機(jī)系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)輸出 供以動(dòng)力的任何適當(dāng)?shù)难b置。圖2示出了在圖1中示意性地描繪的渦輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D。 渦輪機(jī)系統(tǒng)10包括位于一個(gè)或多個(gè)燃燒器16內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴12。燃燒器16 可包括設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的流動(dòng)套管內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)燃燒器襯套。如上所述，燃燒器 襯套(或多個(gè)襯套)可包括形成于襯套的下游端部分上的多個(gè)冷卻通道。各個(gè)冷卻通道還 可包括開口，諸如薄膜孔，該開口使冷卻通道流體地聯(lián)接到由襯套限定的燃燒室上。在操作中，空氣通過(guò)進(jìn)氣口 26進(jìn)入渦輪機(jī)系統(tǒng)10，且可在壓縮機(jī)24中被壓縮。然 后壓縮空氣可與氣體混合，以在燃燒器16內(nèi)燃燒。例如，燃料噴嘴12可以以針對(duì)最優(yōu)的燃 燒、排放、燃料消耗和動(dòng)力輸出的適當(dāng)?shù)谋嚷?，將燃?空氣混合物噴射到燃燒器16中。燃 燒會(huì)產(chǎn)生熱的加壓排氣，然后熱的加壓排氣驅(qū)動(dòng)渦輪18內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)葉片17，以使軸22 旋轉(zhuǎn)，并且從而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)24和負(fù)載28。渦輪葉片17的旋轉(zhuǎn)使軸22旋轉(zhuǎn)，從而使壓縮機(jī) 24內(nèi)的葉片19吸入且壓縮由進(jìn)氣口 26接收的空氣。如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)論述的，燃燒器襯套的下游端部分上的各個(gè)冷卻通道可接 收通過(guò)進(jìn)氣口 26供應(yīng)到燃燒器16的空氣的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，供應(yīng)到冷卻通道的 總空氣可占通過(guò)壓縮機(jī)24和進(jìn)氣口 26供應(yīng)到燃燒器16的總空氣的大約2%。當(dāng)壓縮機(jī)供 應(yīng)的空氣(其相對(duì)于燃燒器16內(nèi)的燃燒氣體大體冷得多)流過(guò)冷卻通道時(shí)，熱被傳遞離開 襯套的下游端部分(例如通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流冷卻)。另外，各個(gè)冷卻通道內(nèi)的空氣流的一部分可 流過(guò)薄膜孔，且沿著襯套的內(nèi)表面的一部分形成冷卻薄膜。冷卻薄膜使襯套與在燃燒器16 內(nèi)流動(dòng)的相對(duì)熱的燃燒氣體隔離。因此，在操作中，通過(guò)使用強(qiáng)制對(duì)流技術(shù)和薄膜冷卻技術(shù) 兩者來(lái)增強(qiáng)對(duì)襯套_特別是襯套的下游端部分的冷卻?，F(xiàn)在繼續(xù)參看圖3，示出了如圖2所示的燃燒器16的一個(gè)實(shí)施例的更加詳細(xì)的剖 面?zhèn)纫晥D。如將理解的，燃燒器16大體流體地聯(lián)接到壓縮機(jī)24和渦輪18上。壓縮機(jī)24 可包括擴(kuò)散器29和排放氣室31，擴(kuò)散器29和排放氣室31以流體連通的方式彼此聯(lián)接，以 便有利于向下游將空氣輸送到燃燒器16。在所示實(shí)施例中，燃燒器16包括在燃燒器16的 上游頭端處的蓋板30。蓋板30可至少部分地支承燃料噴嘴12，且提供這樣的路徑空氣和燃料通過(guò)該路徑被引導(dǎo)到燃料噴嘴12。所示燃燒器16包括構(gòu)造成以便有利于冷卻空氣流的中空環(huán)形壁。例如，燃燒器16 包括設(shè)置在流動(dòng)套管32內(nèi)的燃燒器襯套34。如圖3所示，襯套34和流動(dòng)套管32的布置是 大體同心的，且可限定環(huán)形通路36。在某些實(shí)施例中，流動(dòng)套管32和襯套34可限定燃燒器 16的第一或上游中空環(huán)形壁。襯套34的內(nèi)部可限定基本圓柱形或環(huán)形的燃燒室38。流動(dòng) 套管32可包括多個(gè)入口 40，入口 40為空氣的至少一部分提供從壓縮機(jī)24到環(huán)形通路36 中的流徑。換句話說(shuō)，流動(dòng)套管32可穿孔成具有一定型式的開口，以限定穿孔的環(huán)形壁。在襯套34和流動(dòng)套管32的下游(例如沿方向39)，可稱為“沖擊套管”的第二流 動(dòng)套管42可聯(lián)接到流動(dòng)套管32上。因此，方向39可表示在襯套34內(nèi)部相對(duì)于遠(yuǎn)離燃料 噴嘴12的燃燒氣體的流動(dòng)的下游方向。如本文所用，當(dāng)結(jié)合燃燒器襯套進(jìn)行論述時(shí)，用語(yǔ) “上游”和“下游”應(yīng)理解為分別表示相對(duì)于燃料噴嘴12的燃燒器襯套的近端和燃燒器襯套 34的遠(yuǎn)端。也就是說(shuō)，除非另外指出，大體相對(duì)于燃燒器襯套內(nèi)部的燃燒氣體的流動(dòng)來(lái)使用 用語(yǔ)“上游”和“下游”。例如，“下游”方向指的是燃料-空氣混合物燃燒且從燃料噴嘴12 流向渦輪18所沿著的方向39，而“上游”方向指的是與下游方向相反的方向(如以上所定 義)。在本實(shí)施例中，流動(dòng)套管32可包括構(gòu)造成以便接收沖擊套管42的一部分的安裝 法蘭44。過(guò)渡件46 (可將其稱為“過(guò)渡導(dǎo)管”)可設(shè)置在沖擊套管42內(nèi)。沖擊套管42和 過(guò)渡件46的同心布置可限定環(huán)形通路47。如圖所示，環(huán)形通路47流體地聯(lián)接到環(huán)形通路 36上。在某些實(shí)施例中，套管42和過(guò)渡件46可限定燃燒器16的第二或下游中空環(huán)形壁。 因此，元件32、34、42和46共同限定了構(gòu)造成以便有利于空氣流流到燃料噴嘴12、同時(shí)還由 于由燃燒所產(chǎn)生的熱的原因而冷卻燃燒器16的中空環(huán)形壁(例如上游和下游部分)。沖擊套管42可包括多個(gè)入口 48(例如穿孔的環(huán)形壁)，入口 48可為空氣的至少 一部分提供從壓縮機(jī)24到環(huán)形通路47中的流徑。過(guò)渡件46的內(nèi)腔50大體提供這樣的路 徑來(lái)自燃燒室38的燃燒氣體可經(jīng)由該路徑被引導(dǎo)通過(guò)渦輪噴嘴60且進(jìn)入渦輪18中。在 所描繪的實(shí)施例中，過(guò)渡件46可大體在下游端部分52(聯(lián)接部分)周圍聯(lián)接到襯套34的 下游端部(相對(duì)于方向39)上，如上所述。環(huán)形包殼54和密封件可設(shè)置在下游端部分52 和過(guò)渡件46之間。密封件可將包殼54的外表面固定到過(guò)渡件46的內(nèi)表面上。另外，如上 所述，包殼54的內(nèi)表面和下游端部分上的冷卻通道可限定接收來(lái)自環(huán)形通路47的空氣流 的一部分的通路。如上所述，在操作中，渦輪機(jī)系統(tǒng)10可通過(guò)進(jìn)氣口 26吸入空氣。由軸22驅(qū)動(dòng)的壓 縮機(jī)24旋轉(zhuǎn)，且壓縮空氣。如由圖3所示的箭頭所表明，壓縮空氣被排放到擴(kuò)散器29中。 壓縮空氣的大部分經(jīng)由擴(kuò)散器29從壓縮機(jī)24進(jìn)一步排放出來(lái)，通過(guò)氣室31而進(jìn)入燃燒器 16中。雖然本文沒有詳細(xì)顯示，但是壓縮空氣的較小部分可被輸送到下游，以冷卻渦輪發(fā) 動(dòng)機(jī)10的其它構(gòu)件。氣室31內(nèi)的壓縮空氣的一部分可經(jīng)由入口 48進(jìn)入環(huán)形通路47。然 后環(huán)形通路47中的空氣朝向環(huán)形通路36向上游(例如朝燃料噴嘴12的方向)輸送，從而 使得空氣在襯套34的下游端部分52上流過(guò)。也就是說(shuō)，沿上游方向(相對(duì)于方向39)的 流徑是由環(huán)形通路36 (由套管32和襯套34形成)和47 (由套管42和過(guò)渡件46形成)限 定的。沿上游方向流動(dòng)的空氣的一部分被轉(zhuǎn)移到襯套34的下游端部分上的冷卻通道中，以 有利于進(jìn)行冷卻。在一個(gè)實(shí)施例中，包殼54上的多個(gè)入口可提供通入冷卻通道中的流徑。如上所述，流過(guò)通道的空氣可通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流冷卻來(lái)冷卻襯套34。另外，如由空氣流53所表示，通道內(nèi)的空氣流的一部分可被轉(zhuǎn)移通過(guò)通道內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)薄膜孔，并且進(jìn)入燃燒室 38中?？諝饬?3可形成使襯套34的下游端部分52與室38內(nèi)的熱的燃燒氣體隔離的冷卻薄膜。沒有被排放到冷卻通道中的那部分空氣流繼續(xù)朝向蓋板30和燃料噴嘴12向上游 流到環(huán)形通路36中。因此，環(huán)形通路36可接收來(lái)自環(huán)形通路47和入口 40的空氣。如圖 3所示，環(huán)形通路36內(nèi)的空氣流的一部分可被引導(dǎo)到襯套34上的一個(gè)或多個(gè)旁路開口 41 中。旁路開口 41沿徑向延伸通過(guò)襯套34，且提供繞過(guò)下游端部分52上的冷卻通道的、通 入燃燒室38中的直接流徑。通過(guò)旁路開口 41流到燃燒室38中的空氣43可在經(jīng)由冷卻通 道內(nèi)的薄膜孔提供的冷卻薄膜的上游沿著襯套34的內(nèi)表面提供額外的冷卻薄膜，從而為 襯套34提供額外的隔離。然后，流到環(huán)形通路36中的剩余空氣朝向燃料噴嘴12向上游輸 送，其中空氣與燃料14混合，且在燃燒室38內(nèi)被點(diǎn)燃。所得的燃燒氣體從室38輸送到過(guò) 渡件腔50中，且通過(guò)渦輪噴嘴60輸送到渦輪18。圖4是顯示了燃燒器16的一些上述構(gòu)件的分解透視圖。特別地，圖4意圖提供對(duì) 襯套34、包殼54和過(guò)渡件46之間的關(guān)系的更好理解。如圖所示，在沿著縱向軸線(本文 由參考標(biāo)號(hào)58指出)測(cè)量時(shí)，襯套34可具有長(zhǎng)度Li。在所示實(shí)施例中，襯套34的上游端 部的半徑Rl可大于襯套34的下游端部的半徑R2。但是在其它實(shí)施例中，半徑Rl和R2可 相等，或者半徑R2可大于半徑Rl。襯套34包括下游端部分52。如上所述，下游端部分52 是具有軸向長(zhǎng)度L2的襯套的一部分，在從襯套34的下游(最后面)端部測(cè)量時(shí)，軸向長(zhǎng)度 L2小于襯套34的總長(zhǎng)度Li。在一個(gè)實(shí)施例中，下游端部分52的長(zhǎng)度L2可為襯套的總長(zhǎng) 度Ll的約10% -20%。但是，應(yīng)當(dāng)理解，在其它實(shí)施例中，取決于對(duì)實(shí)現(xiàn)而言特定的目標(biāo)， 長(zhǎng)度L2可大于Ll的20%或者小于Ll的10%。例如，在其它實(shí)施例中，下游端部分52的 縱向長(zhǎng)度L2可至少小于總長(zhǎng)度Ll的大約5%、10%、15%、20%、25%、30%或35%。包殼54構(gòu)造成以便以伸縮式、同軸或同心交迭的關(guān)系大體在下游端部分52周圍 與襯套34匹配。過(guò)渡件46大體在下游端部分52和包殼54的周圍聯(lián)接到襯套34上。密 封環(huán)66可設(shè)置在包殼54和過(guò)渡件46之間，以有利于進(jìn)行聯(lián)接。如圖所示，包殼54可包括 大體在包殼54的上游端部附近的多個(gè)入口 68。在所示實(shí)施例中，將入口 68描繪為沿周向 (相對(duì)于軸線58)設(shè)置在包殼54的上游端部周圍且還徑向地延伸通過(guò)其中的多個(gè)開口。例 如，由入口 68限定的開口可包括孔、槽口或孔和槽口的組合。包殼54的內(nèi)表面55和下游 端部分52上的冷卻通道56可形成用來(lái)接收通過(guò)入口 68而提供的空氣流的通路。作為實(shí) 例，在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)入口 68可將空氣流供應(yīng)到(例如，使通過(guò)環(huán)形通路36和37朝向 燃料噴嘴12向上游流動(dòng)的空氣的一部分轉(zhuǎn)向到)下游端部分52上的相應(yīng)的冷卻通道56。 當(dāng)空氣(其相對(duì)于燃燒室38內(nèi)的燃燒氣體的溫度要冷得多)流到通道56中且流過(guò)通道56 時(shí)，熱被傳遞離開襯套34，從而冷卻襯套34。另外，如上所述，通道56中的一個(gè)或多個(gè)可包 括使通道56流體地聯(lián)接到燃燒室38上的薄膜孔。通道56內(nèi)的空氣流的一部分可向下轉(zhuǎn) 移通過(guò)薄膜孔，以提供使襯套34的內(nèi)表面與室38中的燃燒氣體隔離的冷卻薄膜。襯套34 還包括旁路開口 41，如上所述，旁路開口 41可沿著襯套34的內(nèi)表面提供額外的冷卻薄膜， 從而為襯套34提供額外的隔離。圖5是顯示了由圖4所示的弓形線5-5限定的圓形區(qū)域內(nèi)的襯套34的下游端部分52上的冷卻通道56的局部透視圖。如所描繪的實(shí)施例中所示，多個(gè)軸向冷卻通道56沿周 向布置在襯套34的下游端部分52周圍。通道56可限定大體彼此平行且平行于襯套34的 縱向軸線58的流徑。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)移除下游端部分52的外表面的一部分來(lái)形 成通道56，從而使得各個(gè)冷卻通道56是相鄰的凸起的分隔部件62之間的凹陷的凹槽。因 此，冷卻通道56可由在燃燒器襯套34的周邊周圍的交替的軸向凹槽和軸向突起(例如62) 限定。如將理解的，可使用例如包括銑削、鑄造、模制或激光蝕刻/切割的任何合適的技術(shù) 來(lái)形成通道56。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻通道56可具有基本等于下游端部分52的軸向長(zhǎng)度 L2(如上所述)的軸向長(zhǎng)度(相對(duì)于軸線58)。在其它實(shí)施例中，冷卻通道56可具有小于 L2的軸向長(zhǎng)度。僅作為實(shí)例，各個(gè)冷卻通道56的軸向長(zhǎng)度可至少小于約3、4、5、6、7或8英 寸。但是，在其它實(shí)施例中，冷卻通道56的軸向長(zhǎng)度可小于3英寸或大于8英寸。冷卻通 道也可具有各種深度和寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻通道可具有至少小于約0. 25英寸、0. 5 英寸、0. 75英寸或1英寸的寬度。在其它實(shí)施例中，寬度可小于0. 25英寸或大于1英寸。 另外，在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻通道56的深度可至少小于約0. 05英寸、0. 10英寸、0. 15英寸、 0. 20英寸、0. 25英寸或0. 30英寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，冷卻通道56的深度可小于0. 05英 寸或大于0. 30英寸。
薄膜孔64沿徑向延伸通過(guò)軸向凹槽而進(jìn)入燃燒器襯套34的內(nèi)部中。在某些實(shí)施 例中，薄膜孔64可如圖5所示沿著各個(gè)冷卻通道56在特定的軸向位置處成組地布置。例 如，薄膜孔64可包括介于約1個(gè)和20個(gè)之間或1個(gè)和10個(gè)之間的一組開口，這組開口可 相對(duì)于下游端部設(shè)置在冷卻通道56的長(zhǎng)度L2的約20%、40%、60%或80%的軸向位置處。 在一些實(shí)施例中，薄膜孔64可沿著通道56的長(zhǎng)度L2、相對(duì)于彼此相等或不等地隔開而設(shè)置 在多個(gè)軸向位置處。在該圖中，出于清楚的目的僅在一個(gè)通道56中顯示了薄膜孔64。應(yīng)當(dāng) 理解，在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，可在下游端部分52上的不止一個(gè)冷卻通道56中提供所示薄膜孔64 的類似布置(例如各個(gè)冷卻通道56可在一個(gè)或多個(gè)位置上包括薄膜孔64)。如以上所論述的，薄膜孔64使通道56流體地聯(lián)接到燃燒室38上，且可沿著襯 套34的內(nèi)表面提供隔離性的冷卻空氣膜。在一個(gè)實(shí)施例中，薄膜孔64可具有至少小于約 0. 01,0. 02,0. 03,0. 04,0. 05,0. 06,0. 07,0. 08,0. 09 或 0. 10 英寸的直徑。在其它實(shí)施例中， 薄膜孔64可小于0. 01英寸或大于0. 10英寸。圖5還顯示了位于冷卻通道56上游的旁路 開口 41。如以上所論述的，旁路開口 41可提供直接進(jìn)入燃燒室38 (例如繞過(guò)冷卻通道56) 中的空氣流，從而沿著襯套34的內(nèi)表面提供額外的冷卻薄膜，由此進(jìn)一步增強(qiáng)襯套34的冷 卻。在一個(gè)實(shí)施例中，旁路開口 41可具有類似于如上所述的薄膜孔64的尺寸。也就是說(shuō)， 在一個(gè)實(shí)施例中，旁路開口 41可具有至少小于約0. 01,0. 02,0. 03,0. 04,0. 05,0. 06,0. 07、 0. 08,0. 09或0. 10英寸的直徑，或者在其它實(shí)施例中可具有小于0. 01英寸或大于0. 10英 寸的直徑。如將理解的，目前示出的實(shí)施例僅意圖提供使用薄膜孔64和旁路開口 41兩者 以通過(guò)薄膜冷卻和強(qiáng)制對(duì)流冷卻來(lái)冷卻襯套34的具體實(shí)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)例。在另外的實(shí)施例 中，襯套34可僅包括薄膜孔64，而不包括旁路開口 41?，F(xiàn)在參看圖6，示出了由圖3中的弓形線6-6限定的圓形區(qū)域內(nèi)的燃燒器16的局 部截面?zhèn)纫晥D。特別地，圖6更加詳細(xì)地顯示了進(jìn)入襯套34的下游端部分52上的冷卻通 道56中的空氣流。由壓縮機(jī)24排放的壓縮空氣可通過(guò)入口 48接收在環(huán)形通路47 (由沖 擊套管42和過(guò)渡件46限定)中。在本實(shí)施例中，入口 48是圓形的孔，但是在其它實(shí)現(xiàn)中，入口 48可為槽口，或者孔與其它幾何結(jié)構(gòu)的槽口的組合。當(dāng)環(huán)形通路47內(nèi)的空氣72相對(duì) 于燃燒氣體流的方向(例如方向39)被輸送到上游時(shí)，空氣72中的大部分被排放到環(huán)形通 路36 (由流動(dòng)套管32和襯套34限定)中。如上所述，流動(dòng)套管32可在下游端部74處包 括安裝法蘭44，安裝法蘭44構(gòu)造成以便接收從沖擊套管42的上游端部78沿徑向向外延伸 的部件76，從而流體地聯(lián)接流動(dòng)套管32和沖擊套管42。除了接收來(lái)自環(huán)形通路47的空氣 流72之外，環(huán)形通路36還經(jīng)由入口 40接收來(lái)自氣室31的壓縮空氣的一部分80。也就是 說(shuō)，環(huán)形通路36內(nèi)的空氣流可包括從環(huán)形通路47排放的空氣72和流過(guò)入口 40的空氣80。 因此，由環(huán)形通路36和47限定了導(dǎo)向上游(相對(duì)于方向39)的流徑。另外，應(yīng)當(dāng)理解，類 似于沖擊套管42上的入口 48，入口 40也可包括孔、槽口或各種形狀的孔和槽口的組合。雖然流過(guò)環(huán)形通路47的空氣72中的大部分被排放到環(huán)形通路36中，但是在本文 中由參考標(biāo)號(hào)84所示的空氣流的一部分可經(jīng)由通過(guò)包殼54上的多個(gè)入口 68提供的流徑F 被引導(dǎo)到下游端部分52上的冷卻通道56中。流徑F可限定通過(guò)冷卻通道56的空氣流量。 如圖所示，流徑F相對(duì)于方向39朝向下游，且與通過(guò)環(huán)形通路36和47的流徑反向。雖然 在圖6的截面圖中僅顯示了一個(gè)冷卻通道56，但應(yīng)當(dāng)理解的是，類似的空氣流型式可應(yīng)用 于下游端部分52上的各個(gè)冷卻通道56。在一個(gè)實(shí)施例中，引導(dǎo)到下游端部分52周圍的冷 卻通道56中且通過(guò)冷卻通道56的總空氣流可以是供應(yīng)到燃燒器16的總壓縮空氣的至少 小于約1%>2%,3%,4%,5%,6%,7%,8%,9%^ 10%。在其它實(shí)施例中，引導(dǎo)到冷卻通 道56中的總空氣可為供應(yīng)到燃燒器16的總壓縮空氣的超過(guò)10%。如上所述，流到所描繪的冷卻通道56中的空氣84相對(duì)于燃燒室38內(nèi)的燃燒氣體 的溫度大體上要冷得多。因此，當(dāng)空氣84沿著流徑F流過(guò)冷卻通道56時(shí)，熱可被傳遞離開 燃燒器襯套34，特別是襯套的下游端部分52。作為實(shí)例，在冷卻襯套34時(shí)所采用的機(jī)制可 以是由于冷卻空氣84和下游端部分52的外表面(其可包括限定了通道56的凹槽和分隔 部件62)之間的接觸而引起的強(qiáng)制對(duì)流熱傳遞，如以上參照?qǐng)D5所述。流徑F可沿著冷卻 通道56的軸向長(zhǎng)度延續(xù)，其中冷卻空氣84在下游端部(未顯示)處離開冷卻通道56，從而 排放到過(guò)渡件腔50中，由此朝向沿下游(遠(yuǎn)離燃料噴嘴12)流過(guò)過(guò)渡件腔50的燃燒氣體 引導(dǎo)冷卻空氣84。如本實(shí)施例中所顯示，冷卻空氣84的一部分53可流過(guò)冷卻通道56內(nèi)的薄膜孔 64，且流到燃燒室38中。如上所述，空氣53可提供使襯套34與室38內(nèi)的燃燒氣體隔離的 冷卻薄膜86。所描繪的冷卻薄膜86還可包括可通過(guò)襯套34上的旁路開口 41來(lái)提供的空 氣流43。因此，被引導(dǎo)通過(guò)薄膜孔64和旁路開口 41的空氣均可有利于形成冷卻薄膜86。現(xiàn)在參看圖7A和7B，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了關(guān)于圖6的切割線7_7的冷卻通道56的截面端視圖。首先參看圖7A，顯示了上述布置中的過(guò)渡件46、密封件66、包殼54和 襯套34的下游端部分52。如所論述的，可通過(guò)移除襯套34的一部分以在分隔部分62之間 限定凹槽來(lái)形成冷卻通道56。在所示的實(shí)施例中，分隔部件62可具有可對(duì)應(yīng)于冷卻通道56 的深度(如上所述)的、大約至少小于約0. 05英寸、0. 10英寸、0. 15英寸、0. 20英寸、0. 25 英寸或0. 30英寸的高度94。在另外的實(shí)施例中，分隔部件62的高度94可小于0. 05英寸 或大于0. 30英寸。另外，冷卻通道56的寬度90可限定為兩個(gè)相鄰分隔部件62的側(cè)壁92 之間的周向距離。如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)冷卻通道56的寬度90 (例如周向?qū)挾? 可至少小于約0. 25英寸、0. 5英寸、0. 75英寸或1英寸。在其它實(shí)施例中，寬度90可小于0. 25英寸或大小1英寸。在所描繪的實(shí)施例中，冷卻通道56可具有基本平的和/或平坦的表面95。例如， 表面95在軸向和/或周向方向上可為平的，或者表面95可由于襯套34的環(huán)形形狀而在周 向方向上具有略微的彎曲。根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，除了薄膜孔64之外，表面95可基本沒有或完 全沒有突起、凹陷或表面結(jié)構(gòu)。當(dāng)冷卻空氣(例如空氣84)沿下游方向39 (即垂直于頁(yè)面) 流過(guò)通道56且接觸表面95和側(cè)壁92時(shí)，可通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流冷卻使熱量傳遞離開襯套34，特 別是襯套34的下游端部分52。另外，如上所述，冷卻空氣84的一部分53可流過(guò)沿徑向延 伸通過(guò)通道56且將通道56流體地聯(lián)接到燃燒室38上的一個(gè)或多個(gè)薄膜孔64。當(dāng)空氣53 流過(guò)薄膜孔64且流入室38中時(shí)，形成冷卻薄膜86。如上所述，冷卻薄膜86可使襯套34與 室38內(nèi)的熱的燃燒氣體隔離。雖然由圖7A描繪的這個(gè)視圖顯示了三個(gè)薄膜孔64沿周向分布在冷卻通道56的 寬度90上，但是應(yīng)當(dāng)理解，這僅僅意圖提供薄膜孔64可如何布置在通道56內(nèi)的一個(gè)實(shí)例。 實(shí)際上，可采用薄膜孔64的任何其它適當(dāng)?shù)牟贾谩＠?，多個(gè)薄膜孔64可沿周向方向和軸 向方向兩者布置在冷卻通道56內(nèi)。另外，如將在下面關(guān)于圖9進(jìn)一步論述的，在一些實(shí)施 例中，薄膜孔64可布置成沿著冷卻通道56的軸向長(zhǎng)度軸向地隔開的多個(gè)組。參看圖7B，示出了冷卻通道56的一個(gè)備選實(shí)施例。與圖7A中所示的平的和/或 平坦表面95相對(duì)，圖7B所描繪的實(shí)施例的表面95可包括多個(gè)表面特征96，該多個(gè)表面特 征96可為自表面95延伸的不連續(xù)的突起。作為實(shí)例，表面特征可包括形成于冷卻通道56 內(nèi)的交叉凹槽之間的翅片形突起、圓柱形突起、環(huán)形突起、人字形突起、凸起部分，或者它們 的一些組合，以及任何其它類型的適當(dāng)?shù)膸缀涡螤?。將理解的是，可選擇表面特征96的尺 寸，以優(yōu)化冷卻，同時(shí)滿足冷卻通道56的幾何限制(例如基于上述冷卻通道尺寸)。通過(guò)增大當(dāng)冷卻空氣84流過(guò)通道56時(shí)冷卻空氣84可經(jīng)由其發(fā)生接觸的下游端 部分52的表面積，表面特征96可進(jìn)一步增強(qiáng)襯套34的強(qiáng)制對(duì)流冷卻。因此，在本實(shí)施例 中，當(dāng)空氣84流過(guò)通道56且接觸表面特征96時(shí)，傳遞離開襯套34的熱量相對(duì)于圖7A所 示的實(shí)施例_其中冷卻通道56具有基本平的和/或平坦的表面95-來(lái)說(shuō)可更大。另外，雖 然目前示出的實(shí)施例顯示了僅形成于表面95上的表面特征96，但是在其它實(shí)施例中，表面 特征96也可形成于通道56的側(cè)壁92上?，F(xiàn)在繼續(xù)參看圖8A-8D，示出了在由圖6中的弓形線8-8限定的圓形區(qū)域內(nèi)的冷 卻通道56的截面?zhèn)纫晥D。特別地，圖8A-8D示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜孔64可形 成的幾種形狀。例如，參看圖8A所示的實(shí)施例，冷卻通道56內(nèi)的、延伸通過(guò)下游端部分52 的薄膜孔64可包括彼此平行且垂直于襯套34的縱向軸線58的邊緣104。換句話說(shuō)，薄膜 孔64的邊緣104可以限定相對(duì)于襯套34的內(nèi)表面和外表面具有大約90度的角的筆直的 圓柱形通路。因此，外開口 100(鄰近冷卻通道56)和內(nèi)開口 102(鄰近燃燒室38)的大小 基本相等。如上所述，薄膜孔64可提供這樣的路徑通過(guò)該路徑，流過(guò)通道56的冷卻空氣 84的一部分53可直接流到燃燒室38中，以提供隔離性冷卻薄膜86。圖8B顯示了薄膜孔64的一個(gè)備選實(shí)施例，其中邊緣104彼此平行，但是相對(duì)于襯套34的縱向軸線58成角度。換句話說(shuō)，薄膜孔64的邊緣104可以限定相對(duì)于襯套34的 內(nèi)表面和外表面具有介于大約0度和90度之間、30度和60度之間或約45度的角的筆直的 圓柱形通路。因此，外開口 100和內(nèi)開口 102的大小也基本相等，但是空氣的一部分53通過(guò)其而流到燃燒室38中的路徑可基于邊緣104的角度而成角度。圖8C顯示了又一個(gè)實(shí)施例，其中薄膜孔64是漸縮的，使得外開口 100相對(duì)于內(nèi)開 口 102來(lái)說(shuō)較小。換句話說(shuō)，薄膜孔64的邊緣104可限定從內(nèi)表面(例如沿著冷卻通道 56)到外表面(例如在燃燒室38中)的發(fā)散通路，例如大體錐形(的通路)。此外，薄膜孔 64的中心線相對(duì)于襯套34的內(nèi)表面和外表面可具有介于大約0度和90度之間、30度和60 度之間或約45度或90度的角。圖8D顯示了又一個(gè)實(shí)施例，其中薄膜孔64是漸縮的，使得外開口 100相對(duì)于內(nèi)開 口 102來(lái)說(shuō)較大。換句話說(shuō)，薄膜孔64的邊緣104可限定從內(nèi)表面(例如沿著冷卻通道 56)到外表面(例如在燃燒室38中)的會(huì)聚通路，例如大體錐形(的通路)。此外，薄膜孔 64的中心線相對(duì)于襯套34的內(nèi)表面和外表面可具有介于大約0度和90度之間、30度和60 度之間或約45度或90度的角。如上所述，薄膜孔64的直徑可至少小于約0. 01,0. 02,0. 03,0. 04,0. 05,0. 06、 0. 07、0. 08、0. 09或0. 10英寸。在其它實(shí)施例中，薄膜孔64可小于0. 01英寸或大于0. 10 英寸。另外，雖然圖8A-8D中描繪的薄膜孔64顯示為大體圓形形狀，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在其 它實(shí)施例中，薄膜孔62可為正方形、長(zhǎng)方形、橢圓形或任何其它類型的適當(dāng)幾何形狀，而且 可使用諸如激光鉆孔的任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)形成。更進(jìn)一步，應(yīng)當(dāng)理解，本文描繪的薄膜孔64 的各種實(shí)施例可類似地應(yīng)用于形成位于下游端部分52的上游的旁路開口 41。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的、在由圖3中的弓形線6-6限定的圓形 區(qū)域內(nèi)的燃燒器16的局部截面?zhèn)纫晥D。特別地，圖9描繪了這樣的一個(gè)實(shí)施例其中提供 了多組薄膜孔64，且該多組薄膜孔64沿著冷卻通道56的軸向長(zhǎng)度沿軸向隔開。例如，在所 示實(shí)施例中，通道56可包括第一組薄膜孔64a、位于第一組薄膜孔64a的下游的第二組薄 膜孔64b以及位于第二組64b的下游的第三組薄膜孔64c。因此，當(dāng)冷卻空氣84經(jīng)由包殼 54上的入口 68流到冷卻通道56中時(shí)，冷卻空氣84的一部分53可連續(xù)地流過(guò)各組薄膜孔 64a、64b和64c。如將理解的，此布置不僅可增加供應(yīng)到燃燒室38的空氣53的量，而且還 在下游端部分52的內(nèi)表面上更均勻地分配空氣53，從而提供更均勻的冷卻薄膜86，以便隔 離襯套34。另外，圖9還示出了多組旁路開口 41的使用。例如，返回參看圖4和5所示的實(shí) 施例，示出了沿周向布置在襯套34周圍的單組旁路開口 41。在圖9中，可在對(duì)襯套34進(jìn)行 冷卻時(shí)使用此處由參考標(biāo)號(hào)41a、41b和41c指出的三組這種沿軸向隔開的旁路開口。也就 是說(shuō)，圖9的截面圖中顯示的各個(gè)旁路開口可對(duì)應(yīng)于沿周向布置在襯套34周圍的相應(yīng)的一 組旁路開口。來(lái)自環(huán)形通路36的空氣43的一部分可流到通入燃燒室38中的各個(gè)旁路開 口 41a、41b和41c中。如上所述，這個(gè)空氣流43可提供額外的冷卻薄膜，或者可有助于通 過(guò)薄膜孔41a、41b和41c經(jīng)由空氣流53供應(yīng)的冷卻薄膜86。如將理解的，使用多組旁路開 口 41a、41b和41c可進(jìn)一步增加冷卻薄膜86的面積和均勻性，從而進(jìn)一步改進(jìn)襯套34與 室38內(nèi)的燃燒氣體的隔離。本書面描述使用實(shí)例來(lái)公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員 能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可 授予專利的范圍由權(quán)利要求書限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這種 其它實(shí)例具有無(wú)異于權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果這種其它實(shí)例包括與權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這種其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要求書 的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，包括包括具有燃燒器襯套(34)的中空環(huán)形壁的燃燒器(16)；沿著通過(guò)所述中空環(huán)形壁的第一方向的第一空氣流徑；以及沿著與通過(guò)所述中空環(huán)形壁的所述第一方向相反的第二方向的第二空氣流徑，其中，所述第二流徑包括構(gòu)造成以便為所述燃燒器襯套(34)的下游端部分(52)供應(yīng)冷卻薄膜(86)的一個(gè)或多個(gè)薄膜孔(64)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二空氣流徑由這樣的通路限定所 述通路由所述燃燒器襯套(34)的下游端部分(52)上的軸向冷卻通道(56)和大體在所述 下游端部分(52)周圍同軸地設(shè)置的環(huán)形包殼(54)的內(nèi)表面形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形包殼(54)包括構(gòu)造成以便將沿 著所述第一空氣流徑的空氣流的一部分(86)供應(yīng)到所述軸向冷卻通道(56)中的一個(gè)或多 個(gè)徑向開口(68)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)薄膜孔(64)沿徑向延伸 通過(guò)所述軸向冷卻通道(56)，并且其中，供應(yīng)到所述軸向冷卻通道(56)的所述空氣流的另 一部分(53)流過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)薄膜孔(64)，以在所述下游端部分(52)處的所述燃燒器 襯套(34)的內(nèi)表面上提供所述冷卻薄膜(86)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一空氣流徑至少部分地由環(huán)形過(guò) 渡件(46)和第一環(huán)形流動(dòng)套管(42)之間的第一環(huán)形通路(47)限定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形通路(47)流體地聯(lián)接到所 述燃燒器襯套(34)和第二環(huán)形流動(dòng)套管(32)之間的第二環(huán)形通路(36)上，其中，所述第 二環(huán)形通路(36)相對(duì)于所述燃燒器襯套(34)內(nèi)的燃燒氣體的流動(dòng)方向(39)在所述第一 環(huán)形通路(47)的上游。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形通路(47)包括多個(gè)入口 (48)，以接收來(lái)自壓縮機(jī)(24)的空氣的第一部分(72)，其中，當(dāng)所述空氣的第一部分(72) 在所述第一方向上沿著所述第一空氣流徑流動(dòng)時(shí)，所述空氣的第一部分(72)從所述第一 環(huán)形通路(47)排放到所述第二環(huán)形通路(36)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二環(huán)形通路(36)包括多個(gè)入口 (40)，以接收來(lái)自所述壓縮機(jī)(24)的空氣的第二部分(80)，其中，所述空氣的第二部分 (80)和從所述第一環(huán)形通路(47)排放的所述空氣的第一部分(72)沿所述第一方向流過(guò)所 述第二環(huán)形通路(36)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)包括一個(gè)或多個(gè)燃 料噴嘴(12)，其中，所述燃料噴嘴(12)接收沿所述第一方向流過(guò)所述第二環(huán)形通路(36)的 所述空氣(72，80)，且使所述空氣(72，80)與燃料(14)混合，并且其中，所得的空氣-燃料 混合物被分配到所述燃燒器襯套(34)中以進(jìn)行燃燒。
10.一種系統(tǒng)，包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，包括一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴(12)；和燃燒器(16)，包括:環(huán)形流動(dòng)套管(32)；和燃燒器襯套(34)，所述燃燒器襯套(34)同軸地設(shè)置在所述第一環(huán)形流動(dòng)套管(32)內(nèi)， 且在所述燃燒器襯套(34)和所述第一環(huán)形流動(dòng)套管(32)之間限定了構(gòu)造成以便接收沿第 一方向的、朝向所述一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴(12)的空氣流(80，72)的第一環(huán)形流徑(36)，所 述燃燒器襯套(34)包括沿周向布置在所述燃燒器襯套(34)的下游端部分(52)周圍的多 個(gè)軸向冷卻通道(56)；其中，所述多個(gè)軸向冷卻通道(56)中的各個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)薄膜孔(64)，并且其中， 所述多個(gè)冷卻通道(56)中的各個(gè)構(gòu)造成以便接收來(lái)自所述環(huán)形流徑(36)的空氣流的一部 分(84)，在遠(yuǎn)離所述一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴(12)的第二方向上沿著所述冷卻通道(56)的軸 向長(zhǎng)度引導(dǎo)所接收的空氣的第一部分，并且引導(dǎo)所接收的空氣的第二部分(53)通過(guò)所述 一個(gè)或多個(gè)薄膜孔(64)，以便為所述下游端部分(52)處的所述燃燒器襯套(34)的內(nèi)表面 供應(yīng)冷卻薄膜(86)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒器襯套冷卻系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)包括燃燒器(16)，燃燒器(16)包括具有燃燒器襯套(34)的中空環(huán)形壁。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)還包括沿著通過(guò)中空環(huán)形壁的第一方向的第一流徑。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)進(jìn)一步包括沿著與通過(guò)中空環(huán)形壁的第一方向相反的第二方向的第二流徑。第二流徑可包括構(gòu)造成以便為燃燒器襯套(34)的下游端部分(52)供應(yīng)冷卻薄膜(86)的一個(gè)或多個(gè)薄膜孔(64)。
文檔編號(hào)F23D14/00GK101832555SQ201010143929
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者R·J·基拉 申請(qǐng)人:通用電氣公司