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用于在燃燒器組件中使用的燃燒室襯套及制造方法與流程

文檔序號:11650812閱讀:271來源:國知局
用于在燃燒器組件中使用的燃燒室襯套及制造方法與流程

本公開大體上涉及渦輪發(fā)動機,且更具體地,涉及具有改進的薄膜冷卻孔布置的燃燒器組件的燃燒室襯套。



背景技術:

在燃氣渦輪發(fā)動機中,在壓縮機中加壓的空氣與燃料在燃燒器中混合,以生成熱燃氣。首先,從高壓渦輪(hpt)中的氣體中提取能量,該能量給壓縮機提供動力,并且隨后從低壓渦輪(lpt)中的氣體中提取能量,該能量在渦扇飛機發(fā)動機應用中給風扇提供動力,或者給用于船舶和/或工業(yè)應用的外部軸提供動力。通常,隨著燃氣的溫度提高,發(fā)動機效率提高。然而,提高的氣體溫度提高沿著氣體流路的各種構件的運行溫度,這轉而增加使這樣的構件冷卻而有助于延長其使用壽命的需要。

例如,已知的燃燒器包括在燃氣渦輪發(fā)動機運行期間要求冷卻的燃燒室襯套。已知的渦輪噴嘴包括同樣地要求冷卻的空心導葉。在至少一些燃氣渦輪發(fā)動機中,使用壓縮機泄放空氣來使暴露于熱燃氣的流路構件冷卻。例如,至少一些已知的構件將壓縮機泄放空氣(bleedair)引導通過燃燒室襯套或噴嘴中所限定的薄膜冷卻孔。特別是,在燃燒室襯套中,薄膜冷卻孔典型地布置成相對于燃氣渦輪發(fā)動機的主流軸線橫向地延伸的多行,并且,相鄰行中的薄膜冷卻孔彼此以交錯的配置偏移。然而,通過燃燒器而引導的熱燃氣的自然漩渦可能導致沿著燃燒室襯套形成的熱條紋(hotstreaks),從而縮短燃燒器的使用壽命。



技術實現(xiàn)要素:

在一個方面,提供用于在燃燒器組件中使用的燃燒室襯套。燃燒室襯套包括側壁,側壁限定燃燒室,燃燒室具有延伸穿過燃燒室的主流軸線。燃燒室配置成將燃氣流沿著混合器漩渦流軸線而引導通過燃燒室,混合器漩渦流軸線相對于主流軸線傾斜地取向。燃燒室襯套還包括限定于側壁中的多個薄膜冷卻孔。多個薄膜冷卻孔配置成將加壓流體射流排放至燃燒室中,并且,布置成至少第一行的薄膜冷卻孔和定位成與第一行相距第一距離的第二行的薄膜冷卻孔。多個薄膜冷卻孔如此布置,使得在與燃氣流混合時,從第一行中的薄膜冷卻孔排放的加壓流體射流沿著排放流軸線導向,排放流軸線與第二行中的薄膜冷卻孔未對準。

在另一方面,提供燃燒器組件。燃燒器組件包括:燃燒室襯套,包括側壁,側壁限定燃燒室,燃燒室具有延伸穿過燃燒室的主流軸線;和限定于側壁中的多個薄膜冷卻孔。多個薄膜冷卻孔配置成將加壓流體射流排放至燃燒室中,并且多個薄膜冷卻孔布置成至少第一行的薄膜冷卻孔和定位成與第一行相距第一距離的第二行的薄膜冷卻孔。燃燒器組件還包括混合器,混合器定位于燃燒室襯套的上游端。混合器配置成將燃氣流沿著混合器漩渦流軸線引導至燃燒室中,混合器漩渦流軸線相對于主流軸線傾斜地取向。多個薄膜冷卻孔如此布置,使得在與燃氣流混合時,從第一行中的薄膜冷卻孔排放的加壓流體射流沿著排放流軸線導向,排放流軸線與第二行中的薄膜冷卻孔未對準。

在又一方面,提供制造用于在燃燒器組件中使用的燃燒室襯套的方法。方法包括將多個薄膜冷卻孔限定于燃燒器組件的側壁內(nèi)。側壁限定燃燒室,燃燒室具有延伸穿過燃燒室的主流軸線,并且,多個薄膜冷卻孔配置成將加壓流體射流排放至燃燒室中。燃燒室配置成將燃氣流沿著混合器漩渦流軸線而引導通過燃燒室,混合器漩渦流軸線相對于主流軸線傾斜地成角度。該方法還包括,將多個薄膜冷卻孔布置成至少第一行的薄膜冷卻孔和定位成與第一行相距第一距離的第二行的薄膜冷卻孔。多個薄膜冷卻孔如此布置,使得在與燃氣流混合時,從第一行中的薄膜冷卻孔排放的加壓流體射流沿著排放流軸線導向,排放流軸線與第二行中的薄膜冷卻孔未對準。

更具體而言,本發(fā)明提供了如下技術方案。

技術方案1.一種用于在燃燒器組件中使用的燃燒室襯套,所述燃燒室襯套包括:

側壁,限定燃燒室,該燃燒室具有延伸穿過該燃燒室的主流軸線,其中,所述燃燒室配置成將燃氣流沿著混合器的漩渦流軸線通過該燃燒室而引導,該混合器的漩渦流軸線相對于所述主流軸線傾斜地取向;和

多個薄膜冷卻孔,限定于所述側壁內(nèi),所述多個薄膜冷卻孔配置成將加壓流體射流排放至所述燃燒室中,所述多個薄膜冷卻孔布置成至少第一行的薄膜冷卻孔和定位成與所述第一行相距第一距離的第二行的薄膜冷卻孔,所述多個薄膜冷卻孔如此布置,使得在與所述燃氣流混合時,從所述第一行中的薄膜冷卻孔排放的所述加壓流體射流沿著排放流軸線導向,該排放流軸線與所述第二行中的薄膜冷卻孔未對準。

技術方案2.根據(jù)技術方案1所述的燃燒室襯套,其中,所述第一行和所述第二行相對于所述主流軸線橫向地延伸。

技術方案3.根據(jù)技術方案1所述的燃燒室襯套,其中,布置在所述第一行和所述第二行的每一行中的所述多個薄膜冷卻孔彼此以相等的距離隔開。

技術方案4.根據(jù)技術方案3所述的燃燒室襯套,其中,所述第二行中的所述薄膜冷卻孔相對于所述主流軸線而以小于所述相等的距離的長度的一半的距離從所述第一行中的所述薄膜冷卻孔偏移。

技術方案5.根據(jù)技術方案1所述的燃燒室襯套,其中,所述多個薄膜冷卻孔包括第三行的薄膜冷卻孔,該第三行的薄膜冷卻孔定位成與所述第一行相距比所述第一距離更大的第二距離,其中,所述第三行中的薄膜冷卻孔相對于所述主流軸線而從所述第一行中的所述薄膜冷卻孔偏移,使得所述第三行中的所述薄膜冷卻孔大致與所述排放流軸線對準。

技術方案6.根據(jù)技術方案5所述的燃燒室襯套,其中,所述排放流軸線相對于所述主流軸線傾斜地取向。

技術方案7.根據(jù)技術方案5所述的燃燒室襯套,其中,所述第一行中的所述薄膜冷卻孔以這樣的速度排放所述加壓流體射流,使得所述排放流軸線相對于所述主流軸線成角度,該角度為限定于所述主流軸線與所述混合器的漩渦流軸線之間的角度的大約一半。

技術方案8.一種燃燒器組件,包括:

燃燒室襯套,包括:

限定燃燒室的側壁,該燃燒室具有主流軸線,該主流軸線延伸穿過該燃燒室;和

限定于所述側壁中的多個薄膜冷卻孔,所述多個薄膜冷卻孔配置成將加壓流體射流排放至所述燃燒室中,所述多個薄膜冷卻孔布置成至少第一行的薄膜冷卻孔和定位成與所述第一行相距第一距離的第二行的薄膜冷卻孔;和

混合器,其定位于所述燃燒室襯套的上游端,所述混合器配置成將燃氣流沿著混合器的漩渦流軸線引導至所述燃燒室中,該混合器的漩渦流軸線相對于所述主流軸線傾斜地取向,其中,所述多個薄膜冷卻孔如此布置,使得在與所述燃氣流混合時,從所述第一行中的薄膜冷卻孔排放的所述加壓流體射流沿著排放流軸線導向,該排放流軸線與所述第二行中的薄膜冷卻孔未對準。

技術方案9.根據(jù)技術方案8所述的燃燒器組件,其中,所述第一行和所述第二行相對于所述主流軸線橫向地延伸。

技術方案10.根據(jù)技術方案8所述的燃燒器組件,其中,布置在所述第一行和所述第二行的每一行中的所述多個薄膜冷卻孔彼此以相等的距離隔開。

技術方案11.根據(jù)技術方案10所述的燃燒器組件,其中,所述第二行中的所述薄膜冷卻孔相對于所述主流軸線而以小于所述相等的距離的長度的一半的距離從所述第一行中的所述薄膜冷卻孔偏移。

技術方案12.根據(jù)技術方案8所述的燃燒器組件,其中,所述多個薄膜冷卻孔包括第三行的薄膜冷卻孔,該第三行的薄膜冷卻孔定位成與所述第一行相距比所述第一距離更大的第二距離,其中,所述第三行中的薄膜冷卻孔相對于所述主流軸線而從所述第一行中的所述薄膜冷卻孔偏移,使得所述第三行中的所述薄膜冷卻孔大致與所述排放流軸線對準。

技術方案13.根據(jù)技術方案12所述的燃燒器組件,其中,所述排放流軸線相對于所述主流軸線傾斜地取向。

技術方案14.根據(jù)技術方案12所述的燃燒器組件,其中,所述第一行中的所述薄膜冷卻孔以這樣的速度排放所述加壓流體射流,使得所述排放流軸線相對于所述主流軸線成角度,該角度為限定于所述主流軸線與所述混合器的漩渦流軸線之間的角度的大約一半。

技術方案15.一種制造用于在燃燒器組件中使用的燃燒室襯套的方法,所述方法包括:

在所述燃燒器組件的側壁中限定多個薄膜冷卻孔,所述側壁限定燃燒室,該燃燒室具有延伸穿過該燃燒室的主流軸線,所述多個薄膜冷卻孔配置成將加壓流體射流排放至所述燃燒室中,所述燃燒室配置成將燃氣流沿著混合器漩渦流軸線而引導通過該燃燒室,該混合器漩渦流軸線相對于所述主流軸線傾斜地成角度;和

將所述多個薄膜冷卻孔布置成至少第一行的薄膜冷卻孔和定位成與所述第一行相距第一距離的第二行的薄膜冷卻孔,所述多個薄膜冷卻孔如此布置,使得在與所述燃氣流混合時,從所述第一行中的薄膜冷卻孔排放的所述加壓流體射流沿著排放流軸線導向,該排放流軸線與所述第二行中的薄膜冷卻孔未對準。

技術方案16.根據(jù)技術方案15所述的方法,其中,布置所述多個薄膜冷卻孔包括,使所述第一行和所述第二行相對于所述主流軸線橫向地延伸。

技術方案17.根據(jù)技術方案15所述的方法,其中,布置所述多個薄膜冷卻孔包括,如此布置所述多個薄膜冷卻孔,使得所述第一行和所述第二行的每一行中的所述薄膜冷卻孔彼此以相等的距離隔開。

技術方案18.根據(jù)技術方案17所述的方法,其中,布置所述多個薄膜冷卻孔包括,使所述第二行中的所述薄膜冷卻孔相對于所述主流軸線而以小于所述相等的距離的長度的一半的距離從所述第一行中的所述薄膜冷卻孔偏移。

技術方案19.根據(jù)技術方案15所述的方法,進一步包括:

將所述多個薄膜冷卻孔布置成第三行的薄膜冷卻孔,所述第三行的薄膜冷卻孔定位成與所述第一行相距比所述第一距離更大的第二距離;和

使所述第三行中的薄膜冷卻孔相對于所述主流軸線而從所述第一行中的薄膜冷卻孔偏移,使得所述第三行中的所述薄膜冷卻孔大致與所述排放流軸線對準。

技術方案20.根據(jù)技術方案19所述的方法,其中,使所述第三行中的薄膜冷卻孔偏移包括,將所述排放流軸線限定為相對于所述主流軸線傾斜地成角度,該角度為限定于所述主流軸線與所述混合器漩渦流軸線之間的角度的大約一半。

附圖說明

在參考附圖來閱讀以下的詳述時,將更清楚地理解本公開的這些及其他特征、方面以及優(yōu)點,其中,在整個附圖中,相同的字符表示相同的零件,其中:

圖1是示例性的渦扇發(fā)動機的示意圖;

圖2是可以與圖1中所示出的渦扇發(fā)動機一起使用的示例性的燃燒器組件的示意性橫截面圖;

圖3是可以用于圖2中所示出的燃燒器組件中的燃燒室襯套的局部剖視圖;并且,

圖4是圖3中所示出的燃燒室襯套的備選的局部剖視圖。

除非另有指示,否則本文中所提供的附圖旨在圖示本公開的實施例的特征。這些特征被認為可應用于包括本公開一個或更多個實施例的各種各樣的系統(tǒng)中。正因如此,附圖不旨在包括本領域普通技術人員已知的實施本文中所公開的實施例所要求的所有的常規(guī)特征。

零部件清單

渦扇發(fā)動機....................................................10

風扇組件......................................................12

增壓壓縮機....................................................14

高壓壓縮機....................................................16

燃燒器組件....................................................18

高壓渦輪......................................................20

低壓渦輪......................................................22

風扇葉片......................................................24

轉子盤........................................................26

第一驅(qū)動軸....................................................28

第二驅(qū)動軸....................................................30

進氣口........................................................32

排氣端........................................................34

中心線........................................................36

燃燒室襯套....................................................100

徑向外殼......................................................102

徑向內(nèi)殼......................................................104

燃燒室........................................................106

中心線........................................................108

徑向外通道....................................................110

徑向內(nèi)通道....................................................112

圓頂組件......................................................114

燃料噴嘴......................................................116

混合器........................................................118

壓縮空氣......................................................120

噴嘴..........................................................122

泄放空氣......................................................124

薄膜冷卻孔....................................................126

加壓流體射流..................................................128

主流軸線......................................................130

混合器漩渦流軸線..............................................132

側壁..........................................................134

優(yōu)先區(qū)域......................................................136

非優(yōu)先區(qū)域....................................................138

第一行........................................................140

第二行........................................................142

第三行........................................................144

薄膜冷卻孔....................................................146

排放流軸線....................................................148

薄膜冷卻孔....................................................150

表面..........................................................152

薄膜冷卻孔....................................................154。

具體實施方式

在下文的說明書和權利要求中,將引用應當定義為具有下列含義的一些用語。

單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括對復數(shù)的引用,除非上下文明確地另有所指。

“任選”或“任選地”意味著隨后描述的事件或情形可能發(fā)生或可能不發(fā)生,并且,本說明書的描述包括事件發(fā)生的情形和事件不發(fā)生的情形。

如在本文中在整個說明書和權利要求書中所使用的近似的語言可以應用于修改能夠容許變化的任何數(shù)量的表示,而不導致有關的基本功能的改變。因此,通過比如“大約”、“近似地”和“大致”之類的一個用語或多個用語而修改的值,并不限于所指定的精確的值。在至少一些情形中,近似的語言可以對應于用于對值進行測量的儀器的精度。在此,在整個說明書和權利要求書中,范圍的限制可被組合和/或互換。這樣的范圍被識別,并且包括其中所包括的所有的子范圍,除非上下文或語言另有指示。

如本文中所使用的,用語“軸向”和“軸向地”是指與渦輪發(fā)動機的中心線大致平行地延伸的方向和取向。此外,用語“徑向”和“徑向地”是指與渦輪發(fā)動機的中心線大致垂直地延伸的方向和取向。另外,如本文中所使用的,用語“周向”和“周向地”是指繞渦輪發(fā)動機的中心線弧形地延伸的方向和取向。

本公開的實施例涉及燃燒器組件,該燃燒器組件在其環(huán)形側壁具有薄膜冷卻孔的布置,該布置有助于減少側壁上的熱條紋的形成。更具體地,薄膜冷卻孔布置成一系列的多行,比如第一行、與第一行相鄰的第二行以及與第二行相鄰的第三行。第一行、第二行以及第三行中的薄膜冷卻孔彼此偏移。例如,相關于(asafunctionof…)通過燃燒器組件而引導的燃氣的混合器漩渦流的方向,且更具體地相關于從第一行中的薄膜冷卻孔排放的加壓流體射流的排放的方向,來選擇第二行和第三行中的薄膜冷卻孔的布置。選擇該布置,使得從第一行中的薄膜冷卻孔排放的加壓流體射流與第二行中的薄膜冷卻孔未對準,以有助于使第一行和第二行中的薄膜冷卻孔所提供的薄膜冷卻沿環(huán)形側壁的環(huán)向方向交錯。此外,從第一行中的薄膜冷卻孔排放的加壓流體射流與第三行中的薄膜冷卻孔大致對準。第三行與第一行分開一段距離,其確保第一行和第三行中的薄膜冷卻孔所提供的薄膜冷卻沿燃燒器組件的軸向方向交錯。由此,利用以高效且節(jié)約空間的方式布置的薄膜冷卻孔,來減少側壁上的熱條紋的形成。

圖1是示例性的渦扇發(fā)動機10的示意圖,渦扇發(fā)動機10包括風扇組件12、低壓或增壓壓縮機14、高壓壓縮機16以及燃燒器組件18。風扇組件12、增壓壓縮機14、高壓壓縮機16以及燃燒器組件18流連通地聯(lián)接。渦扇發(fā)動機10還包括高壓渦輪20和低壓渦輪22,高壓渦輪20與燃燒器組件18流連通地聯(lián)接。風扇組件12包括從轉子盤26徑向地向外延伸的風扇葉片24的陣列。低壓渦輪22通過第一驅(qū)動軸28而與風扇組件12和增壓壓縮機14聯(lián)接,并且,高壓渦輪20通過第二驅(qū)動軸30而與高壓壓縮機16聯(lián)接。渦扇發(fā)動機10具有進氣口32和排氣端34。渦扇發(fā)動機10進一步包括中心線36,風扇組件12、增壓壓縮機14、高壓壓縮機16以及渦輪20和22圍繞中心線36旋轉。

在運行中,通過進氣口32而進入渦扇發(fā)動機10的空氣通過風扇組件12而被朝向增壓壓縮機14引導。壓縮空氣從增壓壓縮機14朝向高壓壓縮機16排放。高度地壓縮的空氣從高壓壓縮機16被朝向燃燒器組件18引導,與燃料混合,并且在燃燒器組件18內(nèi)使混合物燃燒。將燃燒器組件18所生成的高溫燃氣朝向渦輪組件20和22引導。隨后,燃氣經(jīng)由排氣端34從渦扇發(fā)動機10排放。

圖2是可以與渦扇發(fā)動機10(在圖1中示出)一起使用的燃燒器組件18的示意性橫截面圖。在示例性的實施例中,燃燒器組件18包括燃燒室襯套100,燃燒室襯套100定位于徑向外殼102與徑向內(nèi)殼104之間。如將在下文中更詳細地描述的,燃燒室襯套100限定燃燒室106。此外,徑向外殼102和徑向內(nèi)殼104圍繞燃燒器組件18的中心線108定位,使得徑向外通道110限定于徑向外殼102與燃燒室襯套100之間,并且,使得徑向內(nèi)通道112限定于徑向內(nèi)殼104與燃燒室襯套100之間。環(huán)形圓頂(dome)組件114在燃燒室襯套100之間延伸,并且與燃燒室襯套100聯(lián)接,并且,燃料噴嘴116延伸穿過徑向外殼102,以與圓頂組件114聯(lián)接?;旌掀?18定位于燃燒室襯套100的上游端,并且從燃料噴嘴116接收燃料,且接收從高壓壓縮機16(在圖1中示出)引導的壓縮空氣120。通過混合器118而使燃料和空氣成漩渦且混合在一起,并且,將由此產(chǎn)生的燃料與空氣的混合物排放至燃燒室106中。使燃料與空氣的混合物燃燒,并且將燃氣流在朝向高壓渦輪20(在圖1中示出)引導之前通過燃燒室106而引導,且經(jīng)過噴嘴122。雖然示出為環(huán)形類型的燃燒器,但應當理解到,可以在具有包含環(huán)管式燃燒器和突張式燃燒器在內(nèi)的其他燃燒器體系結構的渦輪發(fā)動機內(nèi)提供冷卻。

在一個實施例中,將泄放空氣流124從增壓壓縮機14引導,以提供用于熱氣路徑構件的薄膜冷卻。如本文中所使用的,“熱氣路徑”是指用于渦扇發(fā)動機10內(nèi)的燃氣的流路,并且,“熱氣路徑構件”是指接觸熱氣路徑內(nèi)的燃氣的任何構件。例如,熱氣路徑構件包括燃燒室襯套、噴嘴、轉子葉片以及護罩中的至少一個,但不限于此。更具體地,在示例性的實施例中,將泄放空氣124引導通過徑向外殼102而,使得泄放空氣124在徑向外通道110和徑向內(nèi)通道112內(nèi)流動。燃燒室襯套100包括多個薄膜冷卻孔126,這些薄膜冷卻孔126用于將泄放空氣124通過薄膜冷卻孔126而引導。更具體地,薄膜冷卻孔126與徑向外通道110和徑向內(nèi)通道112流連通地聯(lián)接,使得泄放空氣124的加壓流體射流128從薄膜冷卻孔126排放至燃燒室106中,并且,使得將由加壓流體射流128形成的保護膜(未示出)形成于燃燒室襯套100之上。由此,泄放空氣124有助于保護燃燒室襯套100免受通過燃燒室106引導的燃氣的損害。如本文中所使用的,例如,“保護膜”是指形成于相應構件上且由泄放空氣氣流形成的氣體層。

圖3是可以用于燃燒器組件18(在圖2中示出)中的燃燒室襯套100的局部剖視圖,并且,圖4是燃燒室襯套100的備選的局部剖視圖。在示例性的實施例中,燃燒室襯套100包括環(huán)形側壁134,環(huán)形側壁134限定燃燒室106(在圖2中示出),燃燒室106具有延伸穿過燃燒室106的主流軸線130。主流軸線130大體上與燃燒器組件18的中心線108(在圖2中示出)相對應。此外,如上所述,將燃料與空氣的混合物排放至燃燒室106中,并且,使燃料與空氣的混合物燃燒,并且,將燃氣流通過燃燒室106而引導。更具體地,混合器118(在圖2中示出)有助于誘發(fā)漩渦至燃料與空氣的混合物,使得將由此而產(chǎn)生的燃氣流沿著混合器漩渦流軸線132被引導通過燃燒室106,混合器漩渦流軸線132相對于主流軸線130傾斜地取向。

在示例性的實施例中,多個薄膜冷卻孔126限定于燃燒室襯套100的側壁134內(nèi)。燃燒室襯套100包括優(yōu)先區(qū)域136和非優(yōu)先區(qū)域138。優(yōu)先區(qū)域136包括薄膜冷卻孔126的比非優(yōu)先區(qū)域138更密集地填充的布置,從而在燃燒室襯套100的最熱區(qū)域提供附加的薄膜冷卻。如將在下文中更詳細地描述,優(yōu)先區(qū)域136中的薄膜冷卻孔126布置成交替地交錯的布局,而非優(yōu)先區(qū)域138中的薄膜冷卻孔126以減少非優(yōu)先區(qū)域138中熱條紋的形成的方式布置。

在一個實施例中,多個薄膜冷卻孔126布置成多行。例如,如圖3中所示,多個薄膜冷卻孔126布置成至少第一行140的薄膜冷卻孔和第二行142的薄膜冷卻孔,第二行142的薄膜冷卻孔定位成與第一行140相距第一距離。更具體地,第一行140和第二行142定位成彼此直接相鄰,并且,相對于主流軸線130橫向地延伸。第三行144的薄膜冷卻孔定位成與第一行140相距比第一距離更大的第二距離。更具體地,第二行142和第三行144定位成彼此直接相鄰,并且,相對于主流軸線130橫向地延伸。

在運行中,且如上所述,各薄膜冷卻孔126將加壓流體射流128排放至燃燒室106中。在示例性的實施例中,多個薄膜冷卻孔126如此布置,使得在與燃氣流混合時,從第一行140中的薄膜冷卻孔146排放的加壓流體射流128沿著排放流軸線148導向,排放流軸線148與第二行142中的薄膜冷卻孔150未對準。更具體地,沿著混合器漩渦流軸線132而引導通過燃燒室106的燃氣流引起加壓流體射流128,從而當加壓流體射流128與燃燒室襯套100的表面152分離時,改變方向。由此,排放流軸線148用于確定在側壁134中限定的非優(yōu)先區(qū)域中的多個薄膜冷卻孔126的布局,以確保使由相鄰的行中的各加壓流體射流128提供的薄膜冷卻交錯,這有助于減少側壁134上的熱條紋的形成。

在一個實施例中,布置于第一行140、第二行142及第三行144的每一行中的多個薄膜冷卻孔126以相等的距離彼此隔開。此外,第二行142中的薄膜冷卻孔150相對于主流軸線130而以小于該相等的距離的長度l的一半的距離從第一行140中的薄膜冷卻孔146偏移。同樣地,第三行144中的薄膜冷卻孔154相對于主流軸線130而以小于相等的距離的長度l的一半的距離從第二行142中的薄膜冷卻孔150偏移。另外,第三行144中的薄膜冷卻孔154相對于主流軸線130而從第一行140中的薄膜冷卻孔146和第二行中的薄膜冷卻孔150偏移,使得第三行144中的薄膜冷卻孔154大致與排放流軸線148對準。如上所述,第一行140和第三行144彼此以第二距離分離。由此,選擇第二距離,以確保從薄膜冷卻孔146排放的加壓流體射流128不與從薄膜冷卻孔154排放的加壓流體射流128組合,從而限定加壓流體射流128的交錯的配置,以有助于減少熱條紋的形成。在備選的實施例中,布置于第一行140、第二行142及第三行144的每一行中的多個薄膜冷卻孔126以可變的距離彼此隔開。

在示例性的實施例中,排放流軸線148相對于主流軸線130傾斜地取向?;趶谋∧だ鋮s孔126排放的加壓流體射流128的速度、薄膜冷卻孔126延伸穿過側壁134的角度,以及混合器漩渦流軸線132相對于主流軸線130的角度α中的至少一者,來確定排放流軸線相對于主流軸線的角度β。例如,第一行140中的薄膜冷卻孔146以這樣的速度排放加壓流體射流128,使得排放流軸線148相對于主流軸線130成角度,該角度為限定于主流軸線130與混合器漩渦流軸線132之間的角度α的大約一半。

雖然結合第一行140、第二行142以及第三行144的上下文進行了描述,但應當理解到,隨后的行中的薄膜冷卻孔的布置同樣地根據(jù)布置于第一行140、第二行142以及第三行144中的薄膜冷卻孔的原理而布置。

本文中所描述的系統(tǒng)和方法的示例性技術效果包括如下技術效果中的至少一者:(a)減少使用薄膜冷卻的熱氣路徑構件中的熱條紋的形成;(b)改進薄膜冷卻效率;以及(c)增加熱氣路徑構件的使用壽命。

在上文中詳細地描述渦扇發(fā)動機及相關構件的示例性實施例。系統(tǒng)不限于本文中所描述的具體實施例,而是,所述系統(tǒng)的構件和/或方法的步驟可以與本文中所描述的其他構件和/或步驟獨立地且分開地利用。例如,本文中所描述的構件的配置還可以與其他過程組合使用,而不限于僅利用如本文中所描述的渦扇發(fā)動機及相關的方法來實施。而是,能夠結合利用薄膜冷卻熱氣路徑構件的許多應用,來實現(xiàn)并利用示例性的實施例。

雖然本公開的各種實施例的具體的特征可以在某些附圖中示出,而不在其他附圖中示出,但這僅僅是為了方便起見。根據(jù)本公開的實施例的原理,可以將附圖的任何特征與任何其他附圖的任何特征組合而引用且/或要求保護。

本書面描述使用示例來公開本公開的實施例,包括最佳方式,并且還允許任何本領域技術人員實施本公開的實施例,包括制作并使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何結合的方法。本文中所描述的實施例的專利范圍由權利要求限定,并且可以包括本領域技術人員所想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有與權利要求的字面語言無差異的結構要素,或者如果這些示例包括與權利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等同結構要素,則這些示例旨在屬于權利要求的范圍內(nèi)。

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