具有內(nèi)部熱隔離涂覆層的燃燒器諧振器部段及其制作方法
【專利摘要】一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)(30)的燃燒器(100)具有周向延伸的襯里(109)，所述周向延伸的襯里(109)限定熱氣體路徑(115)以及內(nèi)部燃燒腔室(107)的至少一部分。所述襯里包括諧振器部段(112)，所述諧振器部段(112)包括至少一個諧振器(116A，116B)，所述諧振器(116A，116B)具有在所述襯里的外部上形成的諧振器腔室(125A，125B)。熱隔離涂覆層(118)沿著包括所述諧振器部段的內(nèi)表面(130)的襯里的內(nèi)表面設(shè)置。諧振器還包括多個孔口(117)，并且每個孔口都延伸穿過在所述諧振器部段處的所述襯里以及熱隔離涂覆層，并且所述燃燒腔室與所述諧振器腔室之間形成流體流動連通。
【專利說明】具有內(nèi)部熱隔離涂覆層的燃燒器諧振器部段及其制作方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求美國臨時專利申請?zhí)?1/538399的2011年9月23日提交日的權(quán)益，該美國臨時專利申請在此通過參考引入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，并且更具體地涉及定位在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器上的諧振器。
【背景技術(shù)】
[0003]燃燒發(fā)動機(jī)(例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī))是將存儲在燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，所述機(jī)械能用于生成電、產(chǎn)生推力或以其他方式做功。這些發(fā)動機(jī)通常包括多個協(xié)作部段，所述多個協(xié)作部段以某種方式對該能力轉(zhuǎn)化過程做出貢獻(xiàn)。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中，從壓縮機(jī)部段排放的空氣與從燃料供應(yīng)裝置引入的燃料混合在一起并且在燃燒部段或燃燒腔室中燃燒。燃燒的產(chǎn)物被控制并且導(dǎo)向通過渦輪部段，它們在此膨脹并且使中心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
[0004]存在多種燃燒器設(shè)計，其中不同設(shè)計選擇為適于給定發(fā)動機(jī)并且用以實(shí)現(xiàn)期望的性能特性。一種流行燃燒器設(shè)計包括中心先導(dǎo)燃燒口(此后被稱為先導(dǎo)燃燒口或僅被稱為先導(dǎo))以及多個主燃料/空氣混合裝置(在所屬領(lǐng)域中通常被稱為噴射器嘴)，所述多個主燃料/空氣混合裝置圍繞所述先導(dǎo)燃燒口周向布置。通過該設(shè)計，中心先導(dǎo)火焰區(qū)域和混合部段形成。在運(yùn)行期間，先導(dǎo)燃燒口選擇性地產(chǎn)生錨定在先導(dǎo)火焰區(qū)域中的穩(wěn)定火焰，同時燃料/空氣混合裝置在上面提及的混合部段中產(chǎn)生燃料和空氣的混合流?；旌系娜剂虾涂諝饬髁鞒龌旌喜慷危?jīng)過先導(dǎo)火焰區(qū)域，并且進(jìn)入燃燒腔室的主燃燒區(qū)域，在此處發(fā)生額外燃燒。在燃燒期間釋放的能量被下游部件捕獲以便產(chǎn)生電或以其他方式做功。
[0005]已知的是，高頻率壓力振蕩可以通過由燃燒過程釋放的熱與燃燒腔室的聲音之間的耦聯(lián)生成。如果這些壓力(其有時被稱為燃燒動力或被稱為高頻動力)達(dá)到某種振幅，那么它們可導(dǎo)致附近結(jié)構(gòu)振動并且最終破壞。尤其不期望的情形是當(dāng)燃燒生成的聲波具有某種頻率時，所述頻率處于或接近燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的部件的自然頻率。這種不利的同步性可導(dǎo)致共振以及這種部件的最終破壞或其他故障。
[0006]對于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒部段的各種諧振器箱已經(jīng)研發(fā)，以便降低這種非期望的聲音并且降低上面指出問題的風(fēng)險。圖1A提供了具有諧振器部段11的現(xiàn)有技術(shù)燃燒器襯里10的立體圖。如圖所示，沿著燃燒器襯里10的圓柱區(qū)域20具有鄰近諧振器的孔口 13的相應(yīng)陣列12。諧振器14完全示出，其中諧振器箱15在位，并且通過移除諧振器箱15示出了孔口 13的兩個陣列12。
[0007]如圖2所示，諧振器箱15具有側(cè)壁16，所述側(cè)壁16焊接到燃燒襯里10的外表面。另外，諧振器箱15在頂部板或壁18上具有沖擊空氣孔17的陣列，并且沖擊孔17的陣列通常遵循幾何形狀，所述幾何形狀為在襯里10上的孔口 13的陣列12的相同幾何形狀，并且空氣孔17通常相對于孔口交錯。另外，熱隔離涂覆層分別在包括諧振器14的所述襯里10的圓柱區(qū)域20的上游和下游而設(shè)置在襯里10的內(nèi)(暴露到燃燒氣體)表面上，但不貫穿圓柱區(qū)域20，所述圓柱區(qū)域20仍未涂覆。未涂覆區(qū)域主要通過由沖擊空氣孔17冷卻與由空氣流經(jīng)過孔口 13流出而膜冷卻的組合冷卻。
[0008]因為對功率生成需求的增加以及渦輪被設(shè)計成更高效地產(chǎn)生功率輸出，渦輪部件的運(yùn)行溫度增加。尤其地，燃燒腔室內(nèi)的溫度由于較高的點(diǎn)火溫度而不斷增加，備選的多種燃料或燃料流的使用根據(jù)例如不同噴射階段而偏置。為了提供足夠的冷卻，使襯里中的孔口變大將會增加NOx排放并且將不會提供對氧化的保護(hù)。相應(yīng)地，沿著燃燒襯里的內(nèi)表面在由諧振器限定的區(qū)域處、在燃燒襯里的諧振器部段處，需要熱隔離涂覆層(TBC)。
[0009]然而，在熱隔離涂覆層的沉淀期間覆蓋孔口的當(dāng)前屏蔽技術(shù)非常耗時并且成本很高。另外，典型屏蔽材料(例如聚合物屏蔽件)不能與某些沉淀技術(shù)(例如，密集豎直裂紋的TBC(dense vertical cracked TBC)) —起使用，這可能在沉淀期間毀壞屏蔽材料。另外，因為涉及手動過程，某些屏蔽技術(shù)(例如使用聚合物材料來阻塞和覆蓋孔，以及如在渦輪發(fā)動機(jī)的其他部件的制造中所做的)圍繞孔口形成不受控制的暈輪或欠涂覆(undercoating)。如果孔口處存在暈輪，那么諧振器將不滿足其目標(biāo)頻率要求。另外，當(dāng)將箱直接焊接到襯里的外表面時生成的焊接熱可能使TBC損壞。此外，因為燃燒腔室以這種高溫運(yùn)行，無論TBC是否施加到襯里的諧振器區(qū)域，襯里的表面處的焊接都形成高應(yīng)力區(qū)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]在下面的描述中參照附圖解釋了本發(fā)明，附圖中示出了:
圖1是其上設(shè)置有諧振器的現(xiàn)有技術(shù)燃燒器襯里的立體圖。
[0011]圖2是圖1的現(xiàn)有技術(shù)諧振器的橫截面視圖。
[0012]圖3是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)發(fā)電設(shè)備的橫截面視圖。
[0013]圖4是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器的側(cè)視和局部剖視圖，所述燃燒器包括本發(fā)明的諧振器。
[0014]圖5是燃燒器襯里的立體視圖，所述燃燒器襯里具有本發(fā)明的諧振器。
[0015]圖6是沿著圖5的線6-6截取的本發(fā)明的諧振器的正剖視圖。
[0016]圖7是燃燒器襯里部段的立體視圖，所述燃燒器襯里部段是在燃燒器的諧振器部段的組裝的初始步驟形成的。
[0017]圖8是圖7的襯里部段，其中在所述襯里部段上機(jī)加工了諧振器側(cè)壁。
[0018]圖9是圖7和8的襯里部段，所述襯里部段在上游端處附接到另一個燃燒器襯里部段。
[0019]圖10是圖7和8的襯里部段，所述襯里部段在下游端處附接到第三襯里部段。
[0020]圖11是組裝的燃燒器襯里的截面視圖，其中熱隔離涂覆層(TBC)已施加到燃燒器襯里的內(nèi)表面。
[0021]圖12是組裝的燃燒器的橫截面視圖，其中已穿過TBC和襯里形成孔口。
[0022]圖13是組裝的燃燒器襯里的立體視圖，其中端蓋附接到側(cè)壁來形成諧振器和諧振器部段。[0023]圖14是流程圖，其列出制造和組裝燃燒器和/或燃燒器的諧振器部段的方法的步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參閱圖3，示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)電設(shè)備30的側(cè)面剖視圖。如圖1所示，燃燒渦輪發(fā)電設(shè)備30包括壓縮機(jī)組件40、燃燒器組件60、過渡部段70和渦輪組件80。壓縮機(jī)組件40、燃燒器組件60、過渡部段70和渦輪組件80限定流動路徑41。燃燒器組件60可以是環(huán)管式燃燒器組件。
[0025]燃燒器組件40包括構(gòu)造成壓縮流體的多個旋轉(zhuǎn)葉輪片和固定葉片。燃燒器組件60設(shè)置在外殼42內(nèi)。外殼42限定高壓間43。來自壓縮機(jī)組件40的壓縮空氣輸送到高壓間43。壓縮機(jī)組件60聯(lián)接到燃料源(未示出)。在燃燒器組件60內(nèi)，壓縮空氣與燃料在燃燒區(qū)域中混合、點(diǎn)火和消耗,從而形成工作氣體。工作氣體通過在過渡部段70內(nèi)的流動路徑41輸送。在高壓間43中，過渡部段70還設(shè)置在外殼42內(nèi)。過渡部段70包括殼體71，所述殼體71通常具有帶圓柱狀橫截面部段72的部分以及帶矩形橫截面部段73的部分。
[0026]流動路徑41延伸穿過過渡部段70進(jìn)入渦輪組件80。渦輪組件80包括多個旋轉(zhuǎn)葉輪片82和固定葉片84。隨著工作氣體膨脹穿過渦輪組件80，聯(lián)接到軸86并由多個轉(zhuǎn)子形成的旋轉(zhuǎn)葉輪片82旋轉(zhuǎn)，從而形成機(jī)械力。軸86可以聯(lián)接到產(chǎn)生功率的發(fā)電機(jī)。
[0027]在運(yùn)行中，壓縮機(jī)組件40引入環(huán)境空氣并且將空氣壓縮。壓縮的空氣通過流動路徑41引導(dǎo)到燃燒器組件60。在燃燒器組件60內(nèi)，壓縮的空氣與燃料組合并且被點(diǎn)燃。燃料空氣混合物經(jīng)常是燃料稀薄混合物。當(dāng)燃料在燃燒器組件60中消耗時，形成工作氣體。工作氣體通過流動路徑41流動到過渡部段70的殼體71內(nèi)，并且隨后膨脹穿過渦輪組件80。
[0028]燃料消耗率的波動形成固定的聲音壓力波(例如，聲波)，所述固定的聲音壓力波延伸穿過燃燒器組件60上游和下游的流動路徑41。當(dāng)燃燒渦輪發(fā)電設(shè)備30處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時，聲音壓力波的峰值相對固定。為了降低聲音壓力波的損害影響，期望將消聲諧振器設(shè)置在波的峰值的位置處。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式沿著流動路徑41在緊密接近于燃燒器組件60的燃燒區(qū)域設(shè)置了至少一個諧振器50。
[0029]圖4提供了燃燒器100的側(cè)視圖，所述燃燒器100具有本發(fā)明的諧振器部段112和諧振器116。并非意味著對本發(fā)明的限制，燃燒器100包括先導(dǎo)渦旋式噴嘴組件101 (或更為一般地說，先導(dǎo)燃燒口)以及多個主渦旋式噴嘴組件102，所述多個主渦旋式噴嘴組件102圍繞所述先導(dǎo)渦旋式噴嘴組件101周向設(shè)置。這些都包含在燃燒器殼體105、104中。燃料供應(yīng)到先導(dǎo)渦旋式噴嘴組件101并且通過燃料供應(yīng)桿(未示出)分別供應(yīng)到多個主渦旋式噴嘴組件102。燃燒器100的橫向設(shè)置基部片104接納主渦旋式噴嘴組件102的下游端。
[0030]在運(yùn)行期間，主要空氣流從壓縮機(jī)組件(見圖3)沿著燃燒器殼體105的外部穿行并且進(jìn)入燃燒器100的進(jìn)氣口 106，如由箭頭A和B代表的。先導(dǎo)渦旋式噴嘴組件101以相對富集的燃料/空氣比率運(yùn)行以便保持穩(wěn)定的內(nèi)部火焰源，而燃燒在下游(尤其是在燃燒腔室107中)發(fā)生，極大地受到上游的基部板104并且隨后受到燃燒器襯里109的限制。在燃燒器100的下游端處的出口 110使燃燒著和燃燒后的氣體穿行到過渡部段(未示出，見圖3)，所述過渡部段是通過燃燒器-過渡接口密封件(它的一部分包括彈簧夾組件111)結(jié)合的。
[0031]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，燃燒器襯里109可包括三個部段，所述三個部段包括諧振器部段112 (或第一部段)、附接到所述諧振器部段112的上游端112A的第二部段113以及附接到所述諧振器部段112的下游端112B的第三部段114。在其他實(shí)施方式中，燃燒器襯里109可包括僅單個襯里部段或者兩個或三個襯里部段。諧振器部段112優(yōu)選地定位在燃燒器110和/或燃燒器襯里上，使得它周向延伸并且限定燃燒腔室107的至少一部分以及由箭頭115代表的熱流動氣體路徑。另外，并且如下面將更詳細(xì)描述的，熱隔離涂覆層(TBC)IlS沿著燃燒器襯里109(包括諧振器部段112的內(nèi)表面130)的內(nèi)表面設(shè)置。
[0032]如圖4和5所示，多個諧振器116間隔開并且設(shè)置在諧振器部段112上。在示出的實(shí)施方式中，諧振器116設(shè)置成圍繞諧振器部段112周向延伸的兩行。每個諧振器116都包括孔口陣列117，其中每個孔口 117都具有頸部長度，所述頸部長度使得所述孔口延伸穿過諧振器部段112處的襯里109和TBC 118。對于諧振器116的所述孔口陣列117是由封閉側(cè)壁119圍繞的，所述封閉側(cè)壁119與在諧振器部段112處的襯里109整體地形成并且從所述襯里109的外表面120向外突出。如描述側(cè)壁119的背景中使用的，術(shù)語“整體”或“整體地”將意指所述側(cè)壁是通過下述方式形成的:機(jī)加工、銑或者其他制造技術(shù)，其中金屬片或金屬板的表面被處理并且金屬材料被移除而形成側(cè)壁119。術(shù)語“整體”或“整體地”將不包括例如包括諧振器箱的現(xiàn)有技術(shù)諧振器，所述諧振器箱是與燃燒器襯里間隔開的部件，所述襯里具有側(cè)壁，所述側(cè)壁必須由焊接或其他方式附接到襯里的外表面來形成諧振器。
[0033]并非意味著對本發(fā)明的限制，諧振器部段112可通過下述方式制成:通過軋制大體上矩形的金屬板或片并且將所述板或片的端部焊接在一起來符合燃燒器襯里109的圓形橫截面形狀。板的外表面120隨后使用公知的自動機(jī)加工技術(shù)機(jī)加工來形成側(cè)壁119，所述側(cè)壁119可具有大約6mm的長度。另外，并且如圖6所示，由封閉側(cè)壁119限定的區(qū)域內(nèi)的襯里部分121被機(jī)加工成具有一種厚度，該厚度比襯里部分122的厚度更薄或小，所述襯里部分122在所述封閉側(cè)壁119外部或相應(yīng)諧振器116之間。例如，襯里部分121可被機(jī)加工到1.5mm的厚度并且襯里部分122可被機(jī)加工到大約2.3mm的厚度。在此描述的尺寸是通過示例提供的并且可以根據(jù)對于給定燃燒器的諧振器要求或諧振器的目標(biāo)頻率而改變。
[0034]如所屬領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，諧振腔室內(nèi)的襯里的厚度選定為滿足目標(biāo)頻率或頻率范圍并且降低諧振器腔室的振幅。對于諧振器部段，現(xiàn)有技術(shù)的燃燒襯里跨越諧振器部段(包括在諧振器腔室內(nèi)或外部)具有均勻厚度。也就是說，金屬板的整個表面被機(jī)加工，使得襯里的全部區(qū)域具有相同厚度，這部分地是因為諧振器箱必須附接到表面。然而，將襯里的全部區(qū)域機(jī)加工成與諧振器腔室相同的厚度，可損害諧振器部段處的燃燒器襯里的結(jié)構(gòu)完整性。對于本發(fā)明的實(shí)施方式，較厚的襯里部分122改善諧振器部段的總體機(jī)械穩(wěn)定性。
[0035]兩個諧振器116A和116B在圖6中示出，并且每個諧振器116AU16B都包括端蓋123AU23B，所述端蓋123AU23B分別附接到側(cè)壁119以便形成諧振器腔室125AU25B。如圖所示，端蓋123A、123B每個都具有沖擊孔126，以便燃燒腔室107與燃燒組件60的高壓間43流體流動連通。端蓋123A和123B可具有不同構(gòu)造，使得諧振器腔室125AU25B具有不同容積以適應(yīng)可能在一種頻率范圍內(nèi)發(fā)生的頻率壓力振蕩。舉例來說,端蓋123A是附接到側(cè)壁119的大體上平的板；并且，端蓋123B包括與大體上平的部分整體地形成的邊緣124并且所述邊緣124附接到諧振器116的側(cè)壁119。邊緣124使諧振器116B的長度和高度尺寸增加以便限定具有某種容積的諧振器腔室125B，所述容積大于諧振器腔室125A的容積。
[0036]在任一個示例中，端板123AU23B沿著側(cè)壁119上的部位或位置132附接到側(cè)壁119，所述部位或位置132與諧振器部段112處的襯里109的外部表面120徑向向外間隔開。以此方式，與直接焊接到諧振器部段的表面的現(xiàn)有技術(shù)諧振器箱相比，側(cè)壁119與端蓋123A或123B之間的焊接位置不是在諧振器部段112的表面上。將焊接位置132從表面120向外間隔開，這就使焊接部位位置移動成遠(yuǎn)離諧振器部段112的熱表面。燃燒腔室可以在高達(dá)700°C或更高的溫度運(yùn)行，從而，如果焊接在其上面形成就會產(chǎn)生高應(yīng)力區(qū)域。另外，通過將焊接部位與外表面120間隔開，蓋123AU23B可以在不損壞TBC 118的情況下焊接到側(cè)壁119。
[0037]現(xiàn)在參閱圖7-13和圖14描述制造和組裝燃燒器和/或燃燒器的諧振器部段的方法，圖7-13示出了諧振器部段112、燃燒器襯里109和/或燃燒器100的制造和/或組裝，圖14包括列舉出所述方法的步驟的流程圖。在第一步驟200中，具有內(nèi)表面130和外表面120的周向延伸諧振器襯里部段140由大體上矩形的板形成。例如，1A英寸厚的金屬板被軋制并且所述板的端部焊接在一起以便形成圖7所示的襯里部段140。
[0038]在下一個步驟201，襯里部段140的外表面120被機(jī)加工以便移除金屬和降低襯里部段140的厚度并且形成側(cè)壁119。如上面描述的，側(cè)壁119內(nèi)的襯里部分121被機(jī)加工到一種厚度，所述厚度比襯里部分122的厚度薄，所述襯里部分122在相應(yīng)側(cè)壁119外部和/或之間。
[0039]隨后在步驟202 (圖11)，將熱隔離涂覆層118施加到襯里部段140的內(nèi)表面130。如果襯里140用以僅形成燃燒器襯里109的部段，并且與其他襯里部段結(jié)合，那么在步驟201A處(圖9)，將襯里部段140的上游端140A附接到第二襯里部段113，并且在步驟201B (圖10)，將襯里部段140的下游部段140B附接到第三襯里部段114。如果使用多于一個襯里部段來形成燃燒器襯里109，那么在步驟202之前執(zhí)行步驟201A和201B，在該情形中，如圖11所示，TBC 118施加到襯里部段的所有內(nèi)表面。如果僅使用兩個襯里部段，那么步驟201A和201B中的一個可以免除；并且，可能的是，襯里部段140可以形成整個燃燒器襯里109，在該情形中，步驟20IA和20IB都被免除。
[0040]在TBC 118被施加到襯里部段140、113和/或114的內(nèi)表面之后，隨后在步驟205(圖12)，孔口 117在由側(cè)壁119限定的區(qū)域內(nèi)形成并且穿過所述TBC 118和襯里部段140。公知的切削技術(shù)(例如水噴射和激光切削技術(shù))可用于形成孔口 117，其中機(jī)械臂插入到由襯里109形成的內(nèi)部腔室中，所述機(jī)械臂優(yōu)選地具有多個旋轉(zhuǎn)軸并且連接到水噴射口或激光源。隨著水噴射口的噴灑或者激光噴射口離散地切割穿過TBC 118和襯里部段140而形成孔口陣列，襯里109和切削噴射口相對于彼此移動，所述的孔口陣列在襯里109的諧振器部段112上周向間隔。如上面指出的，這種在燃燒器襯里中形成孔口的技術(shù)在所屬領(lǐng)域中是眾所周知的。
[0041]在步驟206 (圖13)，端蓋123優(yōu)選地使用對接焊接技術(shù)而附接到每個相應(yīng)的諧振器側(cè)壁119。該步驟206優(yōu)選地在形成穿過TBC 118和襯里部段140的孔口 117的步驟205之后執(zhí)行以便避免在孔口 117形成期間的背擊(back strike)。如同所描述的，通過將焊接部位定位成向外遠(yuǎn)離諧振器部段112、140的外表面120，TBC覆蓋層118可以施加到襯里部段112、140的內(nèi)表面130?，F(xiàn)有技術(shù)諧振器部段沒有圍繞諧振器孔口的TBC，因為諧振器部段的表面上的焊接可以損壞TBC。另外，對于在諧振器箱焊接到諧振器部段之后施加TBC，實(shí)際上不能實(shí)施屏蔽技術(shù)來覆蓋所述孔口。
[0042]上述諧振器部段的其他優(yōu)點(diǎn)包括改進(jìn)了諧振器焊接壽命，因為諧振器側(cè)壁119使焊接移動遠(yuǎn)離熱應(yīng)力襯里表面。另外，諧振器焊接的位置移動通過免除焊接預(yù)應(yīng)力而改進(jìn)諧振器孔口壽命。此外，因為TBC可以施加到諧振器部段112、140的內(nèi)表面130，諧振器孔口壽命延長。隨著時間的推移，在不存在TBC的情況下，孔口的大小和形狀可能變形，這可直接影響的諧振器的調(diào)諧、縮短諧振器的壽命。所述孔口可具有大約1.5_的直徑并且在大約±0.05mm的公差范圍內(nèi)形成；因此，TBC的施加在延長諧振器孔口壽命和諧振器壽命方面變得重要。通過使用熱保護(hù)和機(jī)械完整性來延長諧振器孔口的壽命，燃燒腔室中的空氣消耗隨著時間的推移而受控或降低，其隨著時間的推移改進(jìn)了 NOx排放。
[0043]雖然在此已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，但是將顯而易見的是，提供這種實(shí)施方式僅是為了示例的目的。在不偏離本發(fā)明的情況下，可以做出許多變型、改變和替換。因此，本發(fā)明將僅受到所附權(quán)利要求的精神和范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器，包括: 燃燒器襯里，所述燃燒器襯里限定內(nèi)部燃燒腔室和熱氣體路徑，并且包括具有上游端的第一襯里部段、以及第二襯里部段，所述第二襯里部段附接到所述第一襯里部段的所述上游端； 熱隔離涂覆層，所述熱隔離涂覆層沿著所述第一和第二襯里部段的內(nèi)表面設(shè)置； 多個諧振器，所述多個諧振器形成在所述第一襯里部段的外部上，并且包括在所述第一襯里部段中的多個周向布置的孔口的陣列，所述孔口延伸穿過所述第一襯里部段和所述熱隔離涂覆層； 每個陣列都被與所述第一襯里部段整體地形成的一個或多個向外突出的側(cè)壁圍繞；并且 其中，每個諧振器還包括端蓋，所述端蓋附接到圍繞相應(yīng)的孔口陣列的所述側(cè)壁，并且每個端蓋都附接到在所述側(cè)壁上的部位，所述部位與所述第一襯里部段的外表面徑向向外地間隔。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中，所述第一襯里部段具有下游端，并且燃燒襯里還包括第三襯里部段，所述第三襯里部段附接到所述第一襯里部段的下游端。
3.如權(quán)利要求2所述的燃燒器，其中，所述熱隔離涂覆層還沿著所述第三襯里部段的內(nèi)表面設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，每個端蓋中還包括多個沖擊孔。
5.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中，第一多個諧振器具有帶有第一容積的諧振器腔室，并且第二多個諧振器具有帶有第二容積的諧振器腔室，所述第二容積大于所述第一容積。
6.如權(quán)利要求5所述的燃燒器，其中，用于所有諧振器的所述側(cè)壁長度大體上相等，并且用于所述第一多個諧振器的端蓋具有第一高度尺寸而用于所述第二多個諧振器的端蓋具有第二高度尺寸，所述第二高度尺寸大于所述第一高度尺寸。
7.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中，在每個相應(yīng)諧振器的所述側(cè)壁內(nèi)的第一襯里部段的厚度小于在所述側(cè)壁外部的第一襯里的厚度。
8.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器，包括: 周向延伸的襯里，所述周向延伸的襯里限定內(nèi)部燃燒腔室的至少一部分； 所 述襯里的諧振器部段，其包括在所述襯里上的至少一個諧振器，所述至少一個諧振器包括形成在所述襯里的外部上的諧振器腔室；以及 沿著包括所述諧振器部段內(nèi)表面的襯里內(nèi)表面設(shè)置的熱隔離涂覆層； 其中，所述諧振器還包括多個孔口，并且每個孔口都在所述諧振器部段處延伸穿過所述襯里，并穿過所述熱隔離涂覆層，并在此處在所述燃燒腔室與所述諧振器腔室之間流體流動連通。
9.如權(quán)利要求8所述的燃燒器，其中，所述諧振器還包括圍繞每個孔口陣列的一個或多個向外突出的側(cè)壁，并且所述一個或多個向外突出的側(cè)壁與在所述諧振器部段處的襯里整體地形成。
10.如權(quán)利要求8所述的燃燒器，其中，所述諧振器還包括向外突出的側(cè)壁，所述側(cè)壁通過減小所述襯里的部分的厚度而形成在所述襯里上。
11.如權(quán)利要求10所述的燃燒器，其中，所述襯里的部分的厚度是通過機(jī)加工所述襯里的陣列部分來減小的。
12.如權(quán)利要求8所述的燃燒器，其中，在所述諧振器部段處，所述諧振器腔室內(nèi)的襯里的厚度小于所述諧振器腔室的外部的襯里的厚度。
13.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中，在所述諧振器部段處，所述諧振器中的一個或多個包括端蓋，所述端蓋附接到所述側(cè)壁的端部，以使得所述端蓋附接到所述側(cè)壁的部位從所述襯里的外表面徑向向外間隔。
14.一種制造和組裝用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器的方法，所述燃燒器具有諧振器部段，所述諧振器部段包括襯里并且具有多個諧振器，所述襯里限定燃燒腔室的至少一部分，所述多個諧振器周向設(shè)置在所述諧振器的外表面上，所述方法包括: 由大體上矩形的金屬板形成周向延伸的襯里部段，并且所述襯里部段具有內(nèi)表面和外表面； 機(jī)加工所述襯里部段的外表面，來形成多個間隔開的向外突出并且封閉的側(cè)壁，所述側(cè)壁與所述襯里部段整體地形成； 將熱隔離涂覆 層施加到所述襯里部段的內(nèi)表面；以及 在由每個封閉側(cè)壁所限定的所述襯里部段的每個區(qū)域內(nèi)形成多個孔口，所述多個孔口穿過所述熱隔離涂覆層以及所述襯里部段。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括:提供多個端蓋，所述多個端蓋包括用于每個封閉側(cè)壁的端蓋，并且每個端蓋都具有幾何外圍形狀，所述幾何外圍形狀與相應(yīng)的封閉側(cè)壁的大體上相同；以及將每個端板附接到與所述襯里部段的外表面間隔開的相應(yīng)側(cè)壁的端部。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在每個端蓋中形成多個沖擊孔。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括:將所述襯里部段定位成在所述燃燒器中對準(zhǔn)，用以具有流動路徑并且所述襯里部段具有上游端和下游端；以及將所述襯里部段的上游端附接到另一個燃燒器襯里部段。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括將所述襯里的下游端附接到第三燃燒器襯里部段。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括將所述封閉側(cè)壁內(nèi)的襯里部段的外表面機(jī)加工到第一厚度，以及將所述封閉側(cè)壁外部的襯里部段的外表面機(jī)加工到第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度。
20.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器，包括: 周向延伸的襯里，所述周向延伸的襯里限定內(nèi)部燃燒腔室以及熱氣體路徑的至少一部分； 所述襯里的諧振器部段，所述諧振器部段包括在所述襯里上的至少一個諧振器，所述至少一個諧振器包括:在所述襯里外部表面上的一個或多個向外突出的側(cè)壁；以及端蓋，所述端蓋附接到所述側(cè)壁從而在所述襯里的外部上形成諧振器腔室；以及 所述諧振器還包括多個孔口，所述多個孔口在由所述側(cè)壁限定的區(qū)域內(nèi)的襯里中，從而允許在所述燃燒腔室與所述諧振器腔室之間的流體流動連通； 其中，在由所述側(cè)壁限定的區(qū)域內(nèi)，所述襯里具有厚度，該厚度小于在由所述側(cè)壁所限定區(qū)域外部的襯里的厚度。
21.如權(quán)利要求20所述的燃燒器，還包括熱隔離涂覆層，所述熱隔離涂覆層沿著所述襯里的內(nèi)表面設(shè)置，所述襯里的內(nèi)表面包括所述諧振器部段的內(nèi)表面，并且所述孔口中的每個都延伸穿過在所述 諧振器部段處的襯里以及所述熱隔離涂覆層。
【文檔編號】F23M5/00GK103975199SQ201280046108
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】A.蒂瓦里, S.A.拉米爾, T.A.?？怂? J.伯頓塞洛, S.威廉斯 申請人:西門子公司