聯(lián)邦贊助研究
本發(fā)明是根據(jù)美國(guó)軍隊(duì)的合同號(hào)w911w6-11-2-0009在政府的支持下完成的。政府可對(duì)本發(fā)明擁有某些權(quán)利。
本主題大體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī),或者更具體地,涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器組件。
背景技術(shù):
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)大體包括風(fēng)扇和核心,它們布置成彼此處于流連通。另外,燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的核心一般包括成連續(xù)流順序的壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在運(yùn)行中,從風(fēng)扇將空氣提供給壓縮機(jī)區(qū)段的入口,在那里一個(gè)或多個(gè)軸向壓縮機(jī)逐漸壓縮空氣,直到空氣到達(dá)燃燒區(qū)段。燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)與壓縮空氣混合且燃燒,以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段發(fā)送到渦輪區(qū)段。通過(guò)渦輪區(qū)段的燃燒氣體流驅(qū)動(dòng)渦輪區(qū)段,然后通過(guò)排氣區(qū)段發(fā)送到例如大氣。
更普遍的是,非傳統(tǒng)高溫材料(諸如陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)材料)用作燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。例如,典型的燃燒區(qū)段包括內(nèi)襯套、外襯套和穹頂。更普通的是,內(nèi)襯套和外襯套由cmc材料形成,而穹頂則由金屬材料形成。金屬穹頂在傳統(tǒng)上需要附連某些燃料-空氣噴射組件。
本公開(kāi)的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),另外用cmc材料形成穹頂,使得穹頂可更好地適于經(jīng)受住燃燒區(qū)段的較高運(yùn)行溫度可為有益的。但是,由于這種構(gòu)造,將燃料-空氣噴射組件附連到穹頂可能是成問(wèn)題的,因?yàn)槿剂?空氣噴射組件可能由金屬材料形成。因此,改進(jìn)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料-空氣噴射器組件的附連組件將是有用的。更具體地,改進(jìn)用于cmc燃燒器穹頂?shù)娜剂?空氣噴射器組件的附連組件將是特別有益的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
將在以下描述中部分地闡述本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn),或者根據(jù)該描述,本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)可為明顯的,或者可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明來(lái)學(xué)習(xí)本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)。
在本公開(kāi)的一個(gè)示例性實(shí)施例中,提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器組件。燃燒器組件包括燃燒器穹頂,燃燒器穹頂至少部分地限定燃燒室且包括熱側(cè)和冷側(cè)。燃燒器組件另外包括燃料-空氣噴射器硬件組件。燃料-空氣噴射器硬件組件包括至少部分地定位在燃燒器穹頂?shù)睦鋫?cè)附近的第一部件,以及至少部分地定位在燃燒器穹頂?shù)臒醾?cè)附近的第二部件。第一和第二部件共同限定附連接口,附連接口將第一部件連結(jié)到第二部件上,并且將燃料-空氣噴射器硬件組件安裝到燃燒器穹頂上。附連接口被遮蔽而免受燃燒室的影響。
在本公開(kāi)的另一個(gè)示例性實(shí)施例中,提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器組件。燃燒器組件包括燃燒器穹頂,燃燒器穹頂至少部分地限定燃燒室且包括熱側(cè)和冷側(cè)。燃燒器組件另外包括燃料-空氣噴射器硬件組件,以將燃料-空氣混合物提供給燃燒室。燃料-空氣噴射器硬件組件包括至少部分地定位在燃燒器穹頂?shù)睦鋫?cè)附近的第一部件,以及熱遮蔽件,熱遮蔽件用于遮蔽燃料-空氣噴射器硬件組件的至少一部分,并且至少部分地定位在燃燒器穹頂?shù)臒醾?cè)附近。熱遮蔽件連結(jié)到第一部件上,以將燃料-空氣噴射器硬件組件安裝到燃燒器穹頂上。
技術(shù)方案1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器組件,所述燃燒器組件包括:
燃燒器穹頂,其至少部分地限定燃燒室且包括熱側(cè)和冷側(cè);以及
燃料-空氣噴射器硬件組件,其包括
至少部分地定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃隼鋫?cè)附近的第一部件;以及
至少部分地定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃鰺醾?cè)附近的第二部件,所述第一部件和所述第二部件共同限定附連接口,所述附連接口將所述第一部件連結(jié)到所述第二部件上,并且將所述燃料-空氣噴射器硬件組件安裝到所述燃燒器穹頂上,所述附連接口被遮蔽而免受所述燃燒室的影響。
技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件包括定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃隼鋫?cè)附近的第一凸緣,其中,所述第二部件包括定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃鰺醾?cè)附近的第二凸緣,以及其中,所述第一凸緣和所述第二凸緣被所述附連接口朝彼此擠壓。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一凸緣定位成直接抵靠著所述燃燒器穹頂?shù)乃隼鋫?cè),以及其中,所述第二凸緣定位成直接抵靠著所述燃燒器穹頂?shù)乃鰺醾?cè)。
技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件在所述附連接口處可旋轉(zhuǎn)地與所述第二部件接合。
技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的燃燒器組件,其特征在于,通過(guò)焊接或使用機(jī)械緊固件使所述第一部件另外附連到所述第二部件上。
技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案4所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件限定槽口,其中,所述燃燒器穹頂限定槽口,以及其中,所述燃料-空氣噴射器組件進(jìn)一步包括銷(xiāo),所述銷(xiāo)延伸通過(guò)所述第一部件中的所述槽口,并且延伸到所述穹頂中的所述槽口中,以防止所述第一部件相對(duì)于所述燃燒器穹頂旋轉(zhuǎn)。
技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件是密封板,以及其中,所述第二部件是熱遮蔽件。
技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案7所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃料-空氣噴射器硬件組件進(jìn)一步包括旋流器,以及其中,所述旋流器附連到所述密封板上。
技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃燒器穹頂限定開(kāi)口,以及其中,所述燃料-空氣噴射器硬件組件至少部分地延伸通過(guò)所述開(kāi)口。
技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃燒器穹頂限定多個(gè)開(kāi)口,其中,所述燃燒器組件進(jìn)一步包括多個(gè)燃料-空氣噴射器硬件組件,其中,各個(gè)燃料-空氣噴射器硬件組件至少部分地定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃龆鄠€(gè)開(kāi)口中的一個(gè)中,以及其中,所述燃料-空氣噴射器硬件組件中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立于相鄰的燃料-空氣噴射器硬件組件而附連到所述燃燒器穹頂上。
技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃燒器穹頂由cmc材料形成。
技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃燒器穹頂限定多個(gè)冷卻孔,以將冷卻空氣流提供給所述第二部件,并且降低所述附連接口的溫度。
技術(shù)方案13.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器組件,所述燃燒器組件包括:
燃燒器穹頂,其至少部分地限定燃燒室且包括熱側(cè)和冷側(cè);以及
燃料-空氣噴射器硬件組件,其用于將燃料-空氣混合物提供給所述燃燒室,所述燃料-空氣噴射器硬件組件包括
至少部分地定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃隼鋫?cè)附近的第一部件;以及
熱遮蔽件,其用于遮蔽所述燃料-空氣噴射器硬件組件的至少一部分,并且至少部分地定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃鰺醾?cè)附近,所述熱遮蔽件連結(jié)到所述第一部件上,以將所述燃料-空氣噴射器硬件組件安裝到所述燃燒器穹頂上。
技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件和熱遮蔽件共同限定附連接口,其中,所述第一部件在所述附連接口處連結(jié)到所述熱遮蔽件上,其中,所述熱遮蔽件構(gòu)造成在所述燃燒器組件的運(yùn)行期間保護(hù)所述附連接口免受所述燃燒室中的熱量的影響。
技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件在所述附連接口處可旋轉(zhuǎn)地與所述熱遮蔽件接合。
技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件限定槽口,其中,所述燃燒器穹頂限定槽口,以及其中,所述燃料-空氣噴射器組件進(jìn)一步包括銷(xiāo),所述銷(xiāo)延伸通過(guò)所述第一部件中的所述槽口,并且延伸到所述穹頂中的所述槽口中,以防止所述第一部件相對(duì)于所述燃燒器穹頂旋轉(zhuǎn)。
技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件是密封板,其中,所述燃料-空氣噴射器硬件組件進(jìn)一步包括旋流器,以及其中,所述旋流器附連到所述密封板上。
技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃燒器穹頂限定開(kāi)口,其中,所述燃料-空氣噴射器硬件組件至少部分地延伸通過(guò)所述開(kāi)口,以及其中,所述附連接口至少部分地定位在所述開(kāi)口中。
技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述第一部件包括直接定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃隼鋫?cè)附近的第一凸緣,其中,所述熱遮蔽件包括直接定位在所述燃燒器穹頂?shù)乃鰺醾?cè)附近的第二凸緣,以及其中,所述第一凸緣和所述第二凸緣朝彼此擠壓,以將所述燃料-空氣噴射器硬件組件安裝到所述燃燒器穹頂上。
技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器組件,其特征在于,所述燃燒器穹頂包括凸起的隆起,其在所述燃燒器穹頂?shù)乃鰺醾?cè)上圍繞所述開(kāi)口的周邊延伸,以及其中,所述燃燒器穹頂包括凹部,其在所述燃燒器穹頂?shù)乃隼鋫?cè)上圍繞所述開(kāi)口的周邊延伸。
參照以下描述和所附權(quán)利要求,本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。附圖結(jié)合在此說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成其一部分,附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例,并且與描述一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。
附圖說(shuō)明
在說(shuō)明書(shū)中對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員闡述本發(fā)明的完整且能夠?qū)嵤┑墓_(kāi),包括其最佳模式,說(shuō)明書(shū)參照了附圖,其中:
圖1是根據(jù)本主題的各種實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性橫截面圖。
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的燃燒器組件的透視圖。
圖3是圖2的示例性燃燒器組件的前端的放大視圖。
圖4是圖2的示例性燃燒器組件的區(qū)段的透視圖。
圖5是圖2的示例性燃燒器組件的側(cè)視橫截面圖。
圖6是根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的附連到根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的燃燒器穹頂上的燃料-空氣噴射器硬件組件的放大透視橫截面圖。
圖7是附連到圖2的示例性燃燒器組件的示例性燃燒器穹頂上的示例性燃料-空氣噴射器硬件組件的放大側(cè)視橫截面圖。
圖8是附連到圖2的示例性燃燒器組件的示例性燃燒器穹頂?shù)氖纠匀剂?空氣噴射器硬件組件的一部分的放大透視橫截面圖。
部件列表
10渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)
12縱向或軸向中心線
14風(fēng)扇區(qū)段
16核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)
18外殼
20入口
22低壓壓縮機(jī)
24高壓壓縮機(jī)
26燃燒區(qū)段
28高壓渦輪
30低壓渦輪
32噴氣排氣區(qū)段
34高壓軸/軸桿
36低壓軸/軸桿
38風(fēng)扇
40葉片
42盤(pán)
44促動(dòng)部件
46動(dòng)力齒輪箱
48機(jī)艙
50風(fēng)扇殼或機(jī)艙
52出口導(dǎo)葉
54下游區(qū)段
56旁通空氣流道
58空氣
60入口
62第一空氣部分
64第二空氣部分
66燃燒氣體
68定子導(dǎo)葉
70渦輪轉(zhuǎn)子葉片
72定子導(dǎo)葉
74渦輪轉(zhuǎn)子葉片
76風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段
78熱氣路徑
100燃燒器組件
102穹頂
104外襯套
106內(nèi)襯套
108燃燒室
110外襯套前端
112外襯套后端
114內(nèi)襯套前端
116內(nèi)襯套后端
118后壁
120外部過(guò)渡部分
122內(nèi)部過(guò)渡部分
124安裝組件
126支承部件
128支架
130支承部件凸緣
132支承部件的前端
134穹頂聯(lián)接凸緣
136內(nèi)襯套聯(lián)接凸緣
138附連部件
140支承部件的后端
142支承部件的安裝凸緣
144開(kāi)口
146燃料-空氣噴射器硬件組件
148開(kāi)口的中心
150穹頂冷側(cè)
152穹頂熱側(cè)
154冷卻孔
156密封板
158熱遮蔽件
160旋流器
162熱偏轉(zhuǎn)唇緣
164偏轉(zhuǎn)唇緣冷側(cè)
166偏轉(zhuǎn)唇緣熱側(cè)
168附連接口
170第一凸緣
172第二凸緣
174密封板中的槽口
176穹頂中的槽口
178銷(xiāo)
180凸起的隆起
182出口
184通道
s間距
dhs熱遮蔽件的外徑
ha環(huán)帶高度
pd穹頂?shù)钠矫?/p>
dc深度。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例,在附圖中示出實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例。詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母標(biāo)號(hào)來(lái)引用圖中的特征。在圖和描述中使用相同或相似標(biāo)號(hào)來(lái)表示本發(fā)明的相同或相似部件。如本文所用,用語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”可互換地用來(lái)區(qū)分一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)構(gòu)件,并且不意于表示單獨(dú)的構(gòu)件的位置或重要性。用語(yǔ)“上游”和“下游”指的是相對(duì)于流體路徑中的流體流的相對(duì)方向。例如,“上游”指的是流體流出的方向,而“下游”指的是流體流去的方向。
現(xiàn)在參照附圖,其中,相同標(biāo)號(hào)在圖中指示相同元件,圖1是根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性橫截面圖。更具體地,對(duì)于圖1的實(shí)施例,燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是高旁通渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)10,在本文稱(chēng)為“渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)10”。如圖1中顯示的那樣,渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)10限定軸向方向a(垂直于為了參照而提供的縱向中心線12延伸)、徑向方向r和圍繞軸向方向a延伸的周向方向(未顯示)。大體上,渦輪風(fēng)扇10包括風(fēng)扇區(qū)段14和設(shè)置在風(fēng)扇區(qū)段14下游的核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16。
大體描繪示例性核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16包括基本管狀外殼18,它限定環(huán)形入口20。外殼18封閉且核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16包括成連續(xù)流關(guān)系的:壓縮機(jī)區(qū)段,其包括增壓器或低壓(lp)壓縮機(jī)22和高壓(hp)壓縮機(jī)24;燃燒區(qū)段26;渦輪區(qū)段,其包括高壓(hp)渦輪28和低壓(lp)渦輪30;以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段32。高壓(hp)軸或軸桿34將將hp渦輪28傳動(dòng)地連接到hp壓縮機(jī)24上。低壓(lp)軸或軸桿36將lp渦輪30傳動(dòng)地連接到lp壓縮機(jī)22。壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段26、渦輪區(qū)段和噴嘴區(qū)段32共同限定核心空氣流徑37。
對(duì)于所描繪的實(shí)施例,風(fēng)扇區(qū)段14包括可變槳距風(fēng)扇38,它具有多個(gè)風(fēng)扇葉片40,風(fēng)扇葉片以間隔開(kāi)的方式聯(lián)接到盤(pán)42上。如所描繪的那樣,風(fēng)扇葉片40大體沿著徑向方向r從盤(pán)42向外延伸。各個(gè)風(fēng)扇葉片40可通過(guò)風(fēng)扇葉片40相對(duì)于盤(pán)42圍繞變槳軸線p旋轉(zhuǎn),風(fēng)扇葉片40操作性地聯(lián)接到適當(dāng)?shù)臉喔淖儥C(jī)構(gòu)44上,槳距改變機(jī)構(gòu)44構(gòu)造成共同一致地改變風(fēng)扇葉片40的槳距。風(fēng)扇葉片40、盤(pán)42和槳距改變機(jī)構(gòu)44通過(guò)跨越動(dòng)力齒輪箱46的lp軸36共同圍繞縱向軸線12旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力齒輪箱46包括多個(gè)齒輪,以將風(fēng)扇38相對(duì)于lp軸36的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)到更高效的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇速度。
仍然參照?qǐng)D1的示例性實(shí)施例,盤(pán)42由可旋轉(zhuǎn)前轂48覆蓋,可旋轉(zhuǎn)前轂48在外形上以空氣動(dòng)力學(xué)的方式設(shè)置成促進(jìn)空氣流通過(guò)多個(gè)風(fēng)扇葉片40。另外,示例性風(fēng)扇區(qū)段14包括環(huán)形風(fēng)扇殼或外部機(jī)艙50,它沿周向包圍風(fēng)扇38和/或核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的至少一部分。示例性機(jī)艙50相對(duì)于核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16得到多個(gè)沿周向間隔開(kāi)的出口導(dǎo)葉52的支承。此外,機(jī)艙50的下游區(qū)段54延伸經(jīng)過(guò)核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的外部部分,以在它們之間限定旁通空氣流道56。
在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行期間,一定量的空氣58通過(guò)機(jī)艙50和/或風(fēng)扇區(qū)段14的相關(guān)聯(lián)的入口60進(jìn)入渦輪風(fēng)扇10。隨著該一定量的空氣58經(jīng)過(guò)風(fēng)扇葉片40,空氣58的第一部分如箭頭62指示的那樣被引導(dǎo)或發(fā)送到旁通空氣流道56中,并且空氣58的第二部分如箭頭64指示的那樣被引導(dǎo)或發(fā)送到核心空氣流徑37中,或者更具體地,被引導(dǎo)或發(fā)送到lp壓縮機(jī)22中。第一空氣部分62和第二空氣部分64之間的比通常稱(chēng)為旁通比。第二空氣部分64的壓力然后隨著它發(fā)送通過(guò)高壓(hp)壓縮機(jī)24和發(fā)送到燃燒區(qū)段26中而升高,在燃燒區(qū)段26中,第二空氣部分64與燃料混合且燃燒,以提供燃燒氣體66。
燃燒氣體66發(fā)送通過(guò)hp渦輪28,在那里,來(lái)自燃燒氣體66的熱能和/或動(dòng)能的一部分通過(guò)成順序級(jí)的聯(lián)接到外殼18上的hp渦輪定子導(dǎo)葉68和聯(lián)接到軸或軸桿34上的渦輪轉(zhuǎn)子葉片70被抽取,因而使hp軸或軸桿34旋轉(zhuǎn),從而支持hp壓縮機(jī)24的運(yùn)行。然后燃燒氣體66發(fā)送通過(guò)lp渦輪30,在那里,熱能和動(dòng)能的第二部分通過(guò)成順序級(jí)的聯(lián)接到外殼18上的lp渦輪定子導(dǎo)葉72和聯(lián)接到lp軸或軸桿36上的lp渦輪轉(zhuǎn)子葉片74從燃燒氣體66中抽取,因而使lp軸或軸桿36旋轉(zhuǎn),從而支持lp壓縮機(jī)22的運(yùn)行和/或風(fēng)扇38的旋轉(zhuǎn)。
燃燒氣體66然后發(fā)送通過(guò)核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16的噴氣排氣噴嘴區(qū)段32,以提供推力。同時(shí),隨著第一空氣部分62發(fā)送通過(guò)旁通空氣流道56,第一空氣部分62的壓力顯著升高,然后從渦輪風(fēng)扇10的排氣區(qū)段76的風(fēng)扇噴嘴排出,從而也提供推力。hp渦輪28、lp渦輪30和噴氣排氣噴嘴區(qū)段32至少部分地限定熱氣路徑78,以發(fā)送燃燒氣體66通過(guò)核心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)16。
但應(yīng)當(dāng)理解的是,僅以示例的方式提供圖1中描繪的示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)10,而且在其它示例性實(shí)施例中,渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)10可具有任何其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。還應(yīng)當(dāng)理解,仍然在其它示例性實(shí)施例中,本公開(kāi)的各方面可結(jié)合到任何其它適當(dāng)?shù)娜細(xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中。例如,在其它示例性實(shí)施例中,本公開(kāi)的各方面可結(jié)合到例如渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),或者功率發(fā)生燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2至4,提供根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器組件100的視圖。例如,圖2至4的燃燒器組件100可定位在圖1的示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒區(qū)段26中,它限定軸向方向a、徑向方向r和周向方向c。更具體地,圖2提供燃燒器組件100的透視圖;圖3提供圖2的燃燒器組件100的前端的放大視圖;并且圖4提供圖2的示例性燃燒器組件100的區(qū)段的透視橫截面圖。
如所顯示的那樣,燃燒器組件100限定中心線101,并且大體包括燃燒器穹頂102和燃燒室襯套。當(dāng)組裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí),燃燒器組件100的中心線101與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線(參照,圖1的中心線12)對(duì)齊。對(duì)于所描繪的實(shí)施例,燃燒室襯套構(gòu)造成燃燒室外襯套104,并且燃燒器穹頂102和燃燒室外襯套104一體地形成。另外,燃燒器組件100包括燃燒室內(nèi)襯套106(參見(jiàn)圖4)。燃燒器穹頂102、燃燒室外襯套104和燃燒室內(nèi)襯套106各自沿著周向方向c延伸。更具體地,燃燒器穹頂102、燃燒室外襯套104和燃燒室內(nèi)襯套106各自沿著周向方向c連續(xù)地延伸,以限定環(huán)形形狀,在多個(gè)部件本來(lái)結(jié)合的地方無(wú)任何接縫或接頭。燃燒器穹頂102、燃燒室外襯套104和燃燒室內(nèi)襯套106至少部分地限定燃燒室108。燃燒室108也沿著周向方向延伸,以限定環(huán)形形狀。因此,燃燒器組件100可稱(chēng)為環(huán)形燃燒器。
仍然參照?qǐng)D2至4,對(duì)于所描繪的實(shí)施例,燃燒器穹頂102、燃燒室內(nèi)襯套106和燃燒室外襯套104各自由陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(“cmc”)材料形成。cmc材料是具有耐高溫能力的非金屬材料。用于燃燒器穹頂102和燃燒室襯套(例如,外襯套104和內(nèi)襯套106)的示例性cmc材料可包括碳化硅、硅、二氧化硅或者氧化鋁基質(zhì)材料和它們的組合。陶瓷纖維可嵌在基質(zhì)內(nèi),諸如氧化穩(wěn)定的加強(qiáng)纖維,包括單絲,如,藍(lán)寶石和碳化硅(例如,textron公司的scs-6),以及粗紗和紗線,這包括碳化硅(例如,nipponcarbon公司的nicalon?、ube工業(yè)公司的tyranno?和dowcoening公司的sylramic?)、硅酸鋁(例如,nextel公司的440和480),以及切碎的須狀物和纖維(例如,nextel公司的440和saffil?),以及可選地陶瓷顆粒(例如,si、al、zr、y和它們的組合的氧化物)和無(wú)機(jī)填料(例如,葉蠟石、鈣硅石、云母、滑石、藍(lán)晶石和蒙脫石)。
但應(yīng)當(dāng)理解的是,在其它實(shí)施例中,燃燒室外襯套104和燃燒器穹頂102可不一體地形成,而是可改為以任何其它適當(dāng)?shù)姆绞竭B結(jié)。另外,在其它實(shí)施例中,燃燒器穹頂102、燃燒室內(nèi)襯套106和燃燒室外襯套104可不沿著周向方向c連續(xù)地延伸,而是可改為由多個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件形成。另外,仍然在其它實(shí)施例中,燃燒器穹頂102、燃燒室內(nèi)襯套106和燃燒室外襯套104中的一個(gè)或多個(gè)可由任何其它適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?,諸如金屬材料,而且可包括一個(gè)或多個(gè)涂層,諸如環(huán)境隔離涂層。
具體地參照?qǐng)D4,燃燒室外襯套104和燃燒室內(nèi)襯套106各自大體沿著軸向方向a延伸——燃燒室外襯套104在前端110和后端112之間延伸,并且燃燒室內(nèi)襯套106類(lèi)似地在前端114和后端116之間延伸。另外,燃燒器穹頂102包括前壁118和過(guò)渡部分。具體地,所描繪的燃燒器穹頂102包括外部過(guò)渡部分120和內(nèi)部過(guò)渡部分122。外部過(guò)渡部分120沿著徑向方向r沿著前壁118的外邊緣定位,并且內(nèi)部過(guò)渡部分122沿著徑向方向r沿著前壁118的內(nèi)邊緣定位。內(nèi)部過(guò)渡部分122和外部過(guò)渡部分120各自沿周向隨著燃燒器穹頂102的前壁118延伸(參見(jiàn)圖2)。
另外,外部過(guò)渡部分120從前壁118延伸向外襯套104,并且內(nèi)部過(guò)渡部分122從前壁118延伸向內(nèi)襯套106。如所陳述的那樣,對(duì)于所描繪的實(shí)施例,外襯套104與燃燒器穹頂102(包括前壁118和外部過(guò)渡部分120)一體地形成,并且因而外部過(guò)渡部分120從前壁118無(wú)縫地延伸到外襯套104。例如,燃燒器穹頂102和燃燒室外襯套104共同限定連續(xù)且無(wú)縫的表面,它從燃燒器穹頂102延伸到燃燒室外襯套104。
相反,燃燒室內(nèi)襯套106與燃燒器穹頂102和燃燒室外襯套104分開(kāi)地形成。燃燒室內(nèi)襯套106使用安裝組件124附連到燃燒器穹頂102上。對(duì)于大體描繪的實(shí)施例,安裝組件124包括基本沿著周向方向c連續(xù)地延伸的支承部件126,以及多個(gè)支架128。支承部件126包括在前端132處的凸緣130。支承部件126的凸緣130和多個(gè)支架128設(shè)置在燃燒器穹頂102的聯(lián)接凸緣134和內(nèi)部燃燒室內(nèi)襯套106的聯(lián)接凸緣136的相對(duì)的側(cè)部上。附連部件138或者更具體地螺栓和螺母將支承部件126的凸緣132和多個(gè)支架128擠壓到一起,以附連燃燒器穹頂102和燃燒室內(nèi)襯套106。另外,支承部件126延伸到后端140,后端140包括安裝凸緣142,以附連到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,諸如殼或其它結(jié)構(gòu)部件。因此,燃燒室外襯套104、燃燒器穹頂102和燃燒室內(nèi)襯套106可各自在燃燒器組件100的前端處(即,在內(nèi)襯套106的前端114處)通過(guò)安裝組件124的支承部件126支承在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。
如參照?qǐng)D5至7將在下面更詳細(xì)地描述的那樣,燃燒器穹頂102另外限定開(kāi)口144,并且燃燒器組件100包括燃料-空氣噴射器硬件組件146。更具體地,燃燒器穹頂102限定多個(gè)開(kāi)口144,并且燃燒器組件100包括相應(yīng)的多個(gè)燃料-空氣噴射器硬件組件146——各個(gè)開(kāi)口144構(gòu)造成接收多個(gè)燃料-空氣噴射器硬件組件146中相應(yīng)的一個(gè)。對(duì)于所描繪的實(shí)施例,各個(gè)開(kāi)口144沿著周向方向c基本均勻地間隔開(kāi)。具體地參照?qǐng)D3,由燃燒器穹頂102限定的各個(gè)開(kāi)口144包括中心148,并且燃燒器穹頂102限定沿著周向方向c從一個(gè)開(kāi)口144的中心148到相鄰開(kāi)口144的中心148測(cè)得的間距s。因此,如所描繪的那樣,間距s可定義為一個(gè)開(kāi)口144的中心148和相鄰開(kāi)口144的中心148之間的弧長(zhǎng)。另外,雖然在圖2和3中示意性地描繪了燃料-空氣噴射器硬件組件146,但燃料-空氣噴射器硬件組件146的中心線149(參見(jiàn)圖5)可穿過(guò)其延伸通過(guò)其中的開(kāi)口144的中心148。因此,在某些示例性實(shí)施例中,間距s還可定義為沿著周向方向c在相鄰燃料-空氣噴射器硬件組件146的中心線149之間(更具體地在穿過(guò)相應(yīng)的開(kāi)口144的中心線149的部分之間)的距離。間距s對(duì)于多個(gè)開(kāi)口144中的各個(gè)可為一致的。
大體上,燃料-空氣噴射器硬件組件146構(gòu)造成接收來(lái)自燃料噴嘴(未顯示)的可燃燃料流和來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(燃燒器組件100安裝在其中)的壓縮機(jī)區(qū)段的壓縮空氣(參見(jiàn)圖1)。燃料-空氣噴射器硬件組件146混合燃料和壓縮空氣,并且將這種燃料-空氣混合物提供給燃燒室108。如還將在下面更詳細(xì)地論述的那樣,各個(gè)燃料空氣噴射器硬件組件146包括用于將組件直接附連到燃燒器穹頂102上的構(gòu)件。值得注意的是,對(duì)于所描繪的實(shí)施例,多個(gè)燃料-空氣噴射器硬件組件146中的各個(gè)的這樣的構(gòu)件構(gòu)造成使得一個(gè)或多個(gè)組件獨(dú)立于相鄰燃料-空氣噴射器硬件組件146而附連到燃燒器穹頂102上。更具體地,對(duì)于所描繪的實(shí)施例,各個(gè)燃料-空氣噴射器硬件組件146獨(dú)立于其它燃料-空氣噴射器硬件組件146中的各個(gè)而附連到燃燒器穹頂102上。因此,除了通過(guò)燃燒器穹頂102,燃料-空氣噴射器硬件組件146沒(méi)有一部分附連到相鄰燃料-空氣噴射器硬件組件146上。至少部分地通過(guò)將示例性燃燒器穹頂102構(gòu)造成沿著周向方向c基本連續(xù)地延伸來(lái)實(shí)現(xiàn)這種構(gòu)造。
如還可在圖2至4中看到的那樣,燃燒器穹頂102大體包括第一側(cè)或冷側(cè)150,以及第二側(cè)或熱側(cè)152,熱側(cè)152暴露于燃燒室108。燃燒器穹頂102限定多個(gè)冷卻孔154,冷卻孔從冷側(cè)150延伸到熱側(cè)152,以允許冷卻空氣流通過(guò)其中。如可看到的那樣,多個(gè)冷卻孔154包括多個(gè)冷卻孔154,它們圍繞燃燒器穹頂102限定的各個(gè)開(kāi)口144延伸,或者改為圍繞燃燒器穹頂102限定的各個(gè)開(kāi)口144的周邊間隔開(kāi)。這種冷卻孔154可構(gòu)造成將冷卻空氣流提供給燃料-空氣噴射器硬件組件146的位于燃燒室108內(nèi)的某些構(gòu)件。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5至7,提供圖2的示例性燃燒器組件100的額外的視圖。具體地,圖5提供圖2的示例性燃燒器組件100的側(cè)視橫截面圖;圖6提供附連燃燒器穹頂102的燃料-空氣噴射器硬件組件146的透視橫截面圖;并且圖7提供附連燃燒器穹頂102的示例性燃料-空氣噴射器硬件組件146的側(cè)視橫截面圖。
具體參照?qǐng)D5,更清楚地描繪示例性燃料-空氣噴射器硬件組件146至少部分地延伸通過(guò)燃燒器穹頂102限定的多個(gè)開(kāi)口144中相應(yīng)的一個(gè)。示例性燃料-空氣噴射器硬件組件146限定中心線149,并且大體包括至少部分地定位在燃燒器穹頂102的冷側(cè)150附近的第一部件和至少部分地定位在燃燒器穹頂102的熱側(cè)152附近的第二部件。第一和第二部件共同限定附連接口168,從而將第一部件連結(jié)到第二部件上,并且將燃料-空氣噴射器硬件組件146安裝到燃燒器穹頂102上。此外,附連接口168被遮蔽而免受(即,不直接暴露于)燃燒室108的影響,以保護(hù)附連接口168免受燃燒室108內(nèi)較熱的運(yùn)行溫度的影響。對(duì)于所描繪的實(shí)施例,第一部件是密封板156,并且第二部件是熱遮蔽件158。燃料-空氣噴射器硬件組件146進(jìn)一步包括旋流器160,例如通過(guò)焊接附連到密封板156上的旋流器160。熱遮蔽件158、密封板156和旋流器160可各自由金屬材料形成,諸如金屬合金材料。
熱遮蔽件158限定外徑dhs,或者更具體地,熱遮蔽件158包括熱偏轉(zhuǎn)唇緣162,它基本定位在燃燒室108內(nèi)且限定外徑dhs。熱偏轉(zhuǎn)唇緣162構(gòu)造成在運(yùn)行期間保護(hù)或遮蔽燃料-空氣噴射器硬件組件146的至少一部分免受燃燒室108內(nèi)的較高溫度的影響。值得注意的是,熱偏轉(zhuǎn)唇緣162大體包括背朝燃燒器穹頂102的前壁118的冷側(cè)164和面向下游的熱側(cè)166。熱遮蔽件158或者改為熱偏轉(zhuǎn)唇緣162可包括在熱側(cè)166(未顯示)上的環(huán)境隔離涂層,或者其它適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)涂層。
對(duì)于所描繪的實(shí)施例,與燃燒器組件100的整體大小相比,并且更具體地,與燃燒室108和燃燒器組件100的燃燒器穹頂102的前壁118的大小相比,熱遮蔽件158是更小的熱遮蔽件158。例如,燃燒室108包括限定在內(nèi)襯套106和外襯套104之間的環(huán)帶ha高度。特別地,燃燒器穹頂102的前壁118限定與燃燒器組件100的中心線101相交的方向dfw,并且對(duì)于所描繪的實(shí)施例,在垂直于燃燒器穹頂102的前壁118的方向dfw上限定環(huán)帶高度ha。另外,前壁118的方向dfw垂直于燃料-空氣噴射器硬件組件146的中心線149。燃燒室108的環(huán)帶高度ha與熱遮蔽件158的外徑dhs的比(“ha:dhs”)為至少大約1.3:1。例如,燃燒室108的環(huán)帶高度ha與熱遮蔽件158的外徑dhs的比ha:dhs可為至少大約1.4:1,至少大約1.5:1,至少大約1.6:1,或者高達(dá)大約1.8:1。如本文所用,諸如“大約”或“大致”的近似用語(yǔ)指的是在10%的誤差邊界之內(nèi)。
此外,燃燒器穹頂102的示例性前壁118沿著前壁118的方向dfw限定長(zhǎng)度lfw。對(duì)于所描繪的實(shí)施例,從過(guò)渡部分120和前壁118之間的第一彎部121和過(guò)渡部分122和前壁118之間的第一彎部123限定前壁118的長(zhǎng)度lfw。前壁118的長(zhǎng)度lfw與熱遮蔽件158的外徑dhs比(“l(fā)fw:dhs”)為至少大約1.1:1。例如,前壁118的長(zhǎng)度lfw和熱遮蔽件158外徑dhs的比lfw:dhs可為至少大約1.15:1,至少大約1.2:1,或者介于之間1.1:1和1.5:1之間。
另外,如上面關(guān)于圖2所描述的那樣,燃燒器組件100限定從一個(gè)開(kāi)口144的中心148到相鄰開(kāi)口144的中心148的、沿著周向方向c測(cè)得的間距s(參見(jiàn)圖2)。對(duì)于所描繪的實(shí)施例,間距s與熱遮蔽件158的外徑dhs的比(“s:dhs”)為至少大約1.3:1。例如,多個(gè)開(kāi)口144的間距s與熱遮蔽件158的外徑dhs的比s:dhs可為至少大約1.4:1,至少大約1.5:1,至少大約1.7:1,或者高達(dá)大約1.9:1。
因此,由于這種構(gòu)造,燃燒器穹頂102在燃燒器組件100的運(yùn)行期間可較暴露于燃燒室108內(nèi)的運(yùn)行溫度。但是,減小熱遮蔽件158的占地面積可導(dǎo)致整個(gè)燃燒器組件100更輕。另外,本公開(kāi)的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如果燃燒器穹頂102可由cmc材料形成,則燃燒器穹頂102可特別適合經(jīng)受住這樣升高的溫度。
盡管減小了占地面積,但熱遮蔽件158仍然可保護(hù)燃料-空氣噴射器硬件組件146的各種其它金屬構(gòu)件。例如,仍然參照?qǐng)D5的燃料-空氣噴射器硬件組件146,密封板156和旋流器160限定最大外徑dmax(還參照下面的圖7)。密封板156和旋流器160的最大外徑dmax小于或等于熱遮蔽件158的外徑dhs。例如,在某些示例性實(shí)施例中,熱遮蔽件158的外徑dhs與旋流器160和密封板156的最大外徑dmax的比(“dhs:dmax”)可介于大約1:1和大約1.1:1之間。
現(xiàn)在特別參照?qǐng)D6和7,如前面論述的那樣,燃料-空氣噴射器硬件組件146包括第一部件或密封板156,以及第二部件或熱遮蔽件158。燃料-空氣噴射器硬件組件146另外包括旋流器160,如本文所用,旋流器160大體表示提供來(lái)接收和混合燃料和空氣流,以及用將混合物提供給燃燒室108的各種構(gòu)件。
密封板156至少部分地定位在燃燒器穹頂102的冷側(cè)150附近,并且熱遮蔽件158至少部分地定位在燃燒器穹頂102的熱側(cè)152附近。密封板156和熱遮蔽件158彼此連結(jié),以將燃料-空氣噴射器硬件組件146安裝到燃燒器穹頂102上。特別地,如上面陳述的那樣,密封板156和熱遮蔽件158共同限定附連接口168。在某些示例性實(shí)施例中,密封板156可旋轉(zhuǎn)地與熱遮蔽件158接合,并且因而附連接口168可為由密封板156和熱遮蔽件158的互補(bǔ)螺紋表面形成的可旋轉(zhuǎn)附連接口。
特別是對(duì)于所描繪的實(shí)施例,密封板156限定第一凸緣170,它定位在燃燒器穹頂102的冷側(cè)150附近,并且熱遮蔽件158包括第二凸緣172,它定位在燃燒器穹頂102的熱側(cè)152附近。對(duì)于給定燃燒器組件100,在組裝期間,熱遮蔽件158和密封板156可在附連接口168處上緊到期望夾持力(即,當(dāng)附連接口168是可旋轉(zhuǎn)附連接口168時(shí),上緊到特定扭轉(zhuǎn))。因此,當(dāng)組裝好時(shí),第一凸緣170和第二凸緣172朝彼此擠壓(抵靠著燃燒器穹頂102),使得它們附連到燃燒器穹頂102上。然后旋流器160和/或燃料-空氣噴射器硬件組件146的其它構(gòu)件可通過(guò)焊接或任何其它適當(dāng)?shù)姆绞礁竭B到例如密封板156上。另外,一旦組裝好,密封板156可在附連接口168處焊接到熱遮蔽件158,以防止密封板156相對(duì)于擋熱板松弛(即,防止密封板156相對(duì)于熱遮蔽件158旋轉(zhuǎn))。但應(yīng)當(dāng)理解的是,旋流器160和/或燃料-空氣噴射器硬件組件146的其它構(gòu)件可按任何其它適當(dāng)?shù)姆绞?諸如通過(guò)使用機(jī)械緊固件或其它機(jī)械緊固器件)附連到例如密封板156上。
另外,簡(jiǎn)要參照?qǐng)D8,提供密封板156和燃燒器穹頂102的一部分的放大透視橫截面圖。密封板156限定槽口174,并且燃燒器穹頂102另外限定槽口176。燃料-空氣噴射器硬件組件146包括銷(xiāo)178,銷(xiāo)178延伸通過(guò)密封板156中的槽口174且延伸到燃燒器穹頂102中的槽口176中。銷(xiāo)178可為圓柱形金屬銷(xiāo),或者備選地,可具有任何其它適當(dāng)?shù)男螤?,并且可由任何其它適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)造而成。無(wú)論如何,銷(xiāo)178可防止密封板156相對(duì)于燃燒器穹頂102旋轉(zhuǎn)。例如,在安裝密封板156之前,或者一旦密封板156和銷(xiāo)178就位,銷(xiāo)178可焊接或以別的方式固定到密封板156上。
仍然參照?qǐng)D6和7的實(shí)施例,第一凸緣170定位成直接抵靠著燃燒器穹頂102的冷側(cè)150,并且第二凸緣172定位成直接抵靠著燃燒器穹頂102的熱側(cè)152。因此,例如在密封板156和燃燒器穹頂102或熱遮蔽件158和燃燒器穹頂102之間不需要中間構(gòu)件來(lái)安裝燃料-空氣噴射器硬件組件146。值得注意的是,燃燒器穹頂102包括凸起的隆起180(圖7),它在冷側(cè)150上圍繞燃燒器穹頂102中的開(kāi)口144的周邊延伸,以圍繞限定在燃燒器穹頂102中的開(kāi)口144對(duì)燃燒器穹頂102的附連部分提供期望厚度和額外的強(qiáng)度。另外,燃燒器穹頂102包括凹部181,它在熱側(cè)152上圍繞燃燒器穹頂102中的開(kāi)口144的周邊延伸,以接收熱遮蔽件158的凸緣172。但應(yīng)當(dāng)理解的是,在某些實(shí)施例中,燃燒器組件100可包括在第一凸緣170和第二凸緣172和燃燒器穹頂102之間的中間構(gòu)件。
還對(duì)于所描繪的實(shí)施例,燃燒器穹頂102由cmc材料形成,而燃料-空氣噴射器硬件組件146則由金屬材料形成,諸如金屬合金材料。為了防止相對(duì)于燃燒器穹頂102的熱膨脹超過(guò)期望量(即,將燃料-空氣噴射器硬件組件146附連到燃燒器穹頂102上的密封板156和熱遮蔽件158的一部分的熱膨脹),由密封板156和熱遮蔽件158限定的附連接口168至少部分地定位在燃燒器穹頂102的開(kāi)口144中。由于這種構(gòu)造,附連接口168可得到熱遮蔽件158和/或燃料-空氣噴射器硬件組件146的其它構(gòu)件的保護(hù)。例如,熱遮蔽件158可構(gòu)造成使其在燃燒器組件100的運(yùn)行期間保護(hù)或遮蔽附連接口168而免受燃燒室108中的熱量的影響。因此,可防止將燃料-空氣噴射器硬件組件146附連到燃燒器穹頂102上的構(gòu)件在燃燒器組件100的運(yùn)行期間熱膨脹超過(guò)期望量,使得燃料-空氣噴射器硬件組件146與燃燒器穹頂102的附連在燃燒器組件100的運(yùn)行期間保持完好無(wú)損。
此外,為了使熱遮蔽件158在燃燒器組件100的運(yùn)行期間保持處于期望運(yùn)行溫度范圍之內(nèi),除了保護(hù)附連接口168之外,燃燒器穹頂102構(gòu)造成在燃燒器組件100的運(yùn)行期間將冷卻空氣流提供給熱遮蔽件158。如所陳述的那樣,燃燒器穹頂102包括延伸通過(guò)燃燒器穹頂102的冷卻孔154。特別地,對(duì)于所描繪的實(shí)施例,冷卻孔154定位成將冷卻空氣流引導(dǎo)到熱遮蔽件158的熱偏轉(zhuǎn)唇緣162上,或者改為引導(dǎo)到熱遮蔽件158的熱偏轉(zhuǎn)唇緣162的冷側(cè)164上。例如,所描繪的示例性冷卻孔154從燃燒器穹頂102的冷側(cè)150到燃燒器穹頂102的熱側(cè)152而朝燃燒器穹頂102中的開(kāi)口144傾斜(即,隨著其從燃燒器穹頂102的冷側(cè)150延伸到燃燒器穹頂102的熱側(cè)152而朝開(kāi)口144傾斜)。另外,冷卻孔154包括在燃燒器穹頂102的熱側(cè)152處的出口182,并且對(duì)于所描繪的實(shí)施例,熱遮蔽件158的熱偏轉(zhuǎn)唇緣162覆蓋燃燒器穹頂102中的冷卻孔154的出口182。例如,熱偏轉(zhuǎn)唇緣162的至少一部分相對(duì)于開(kāi)口144的中心148延伸得比冷卻孔154的出口182的至少一部分更遠(yuǎn)。例如,在圖5中描繪的橫截面中,熱偏轉(zhuǎn)唇緣163相對(duì)于開(kāi)口144的中心148沿垂直于燃燒器穹頂102的前壁118方向dfw的方向延伸得比所描繪的冷卻孔154的出口182的至少一部分更遠(yuǎn)。由于這種構(gòu)造,通過(guò)冷卻孔154的至少大部分空氣流必須流到熱偏轉(zhuǎn)唇緣162的冷側(cè)164上。
特別是對(duì)于所描繪的實(shí)施例,熱遮蔽件158的熱偏轉(zhuǎn)唇緣162的冷側(cè)164至少部分地限定通道184。特別地,通道184由熱偏轉(zhuǎn)唇緣162的冷側(cè)164以及熱遮蔽件158的第二凸緣172和燃燒器穹頂102的熱側(cè)152的一部分限定。對(duì)于所描繪的實(shí)施例,熱偏轉(zhuǎn)唇緣162沿在形狀上類(lèi)似于燃燒器穹頂102中的開(kāi)口144的周邊的圓形方向延伸。因此,通道184可稱(chēng)為周向通道。
在燃燒器組件100的運(yùn)行期間,通過(guò)燃燒器穹頂102中的冷卻孔154提供冷卻空氣流,而且由于冷卻孔154的定位,將冷卻空氣流提供到通道184中,使得通道184接收冷卻空氣流。在某些實(shí)施例中,冷卻空氣流可源自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段,燃燒器組件100安裝到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中(參見(jiàn)圖1)。冷卻空氣流可從熱偏轉(zhuǎn)唇緣162移除一定的熱量,以使熱遮蔽件158保持在期望運(yùn)行溫度范圍之內(nèi)。另外,冷卻空氣流可使將燃料-空氣噴射器硬件組件146附連到燃燒器穹頂102上的構(gòu)件保持在期望運(yùn)行溫度范圍之內(nèi)。如所描繪的那樣,所描繪的示例性通道184限定u形。因而通道184可沿著燃燒器穹頂102的熱側(cè)152使來(lái)自冷卻孔154的冷卻空氣流改向,并且將其引導(dǎo)到下游,以開(kāi)始也用于燃燒器穹頂102的冷卻流。但是,在其它實(shí)施例中,如果需要的話,通道184可具有任何適合提供這種功能性的其它形狀。
為了確保通道184實(shí)現(xiàn)以上功能性,通道184可限定至少最小高度dc。特別地,通道184可沿垂直于燃燒器穹頂102的前壁118的方向dfw的方向限定高度dc(參見(jiàn)圖5)。通道184的高度dc取決于通過(guò)通道184的預(yù)計(jì)冷卻空氣量,以使通道184中的冷卻空氣的速度保持高于閾值。例如,在某些實(shí)施例中,通道184的高度dc可為至少大約0.010英寸,諸如至少大約0.025英寸,諸如至少大約0.050英寸,或任何其它適當(dāng)?shù)母叨取?/p>
值得注意的是,如前面陳述的那樣,燃燒器穹頂102可進(jìn)一步包括多個(gè)冷卻孔154,它們沿著燃燒器穹頂102中的開(kāi)口144的周邊間隔開(kāi)。特別地,燃燒器穹頂102可進(jìn)一步包括多個(gè)冷卻孔154,它們定位成將冷卻空氣流引導(dǎo)到熱偏轉(zhuǎn)唇緣162的冷側(cè)164上。這種構(gòu)造可進(jìn)一步確保熱遮蔽件158在燃燒器組件100的運(yùn)行期間保持在期望運(yùn)行溫度范圍之內(nèi),并且/或者將燃料-空氣噴射器硬件組件146附連到燃燒器穹頂102上的構(gòu)件保持在期望運(yùn)行溫度范圍之內(nèi)。
根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的燃燒器組件可提供將大體由金屬材料形成的燃料-空氣噴射器硬件組件附連到大體可由cmc材料形成的燃燒器穹頂上的高效方式。另外,由于這種構(gòu)造,熱遮蔽件可在大小上設(shè)置成在燃燒器組件的運(yùn)行期間針對(duì)燃燒室內(nèi)的較高溫度提供期望保護(hù)量,而不會(huì)過(guò)大和/或不會(huì)對(duì)燃燒器組件添加過(guò)度的重量。另外,包括本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征的燃料-空氣噴射器硬件組件可允許熱遮蔽件針對(duì)燃燒室內(nèi)的較高溫度提供期望保護(hù)量,同時(shí)保持在期望運(yùn)行溫度范圍內(nèi),而且同時(shí)使將燃料-空氣噴射器硬件組件146附連到燃燒器穹頂102上的構(gòu)件保持在期望運(yùn)行溫度范圍之內(nèi)。仍然另外,包括通過(guò)燃燒器穹頂?shù)亩鄠€(gè)冷卻孔可允許有更緊湊的燃料-空氣噴射器硬件組件,因?yàn)椴恍枰剂?空氣噴射器硬件組件有供冷卻空氣流通過(guò)其中的空間。另外,提供通過(guò)燃燒器穹頂?shù)睦鋮s空氣流可允許有更好的源壓力(這與使冷卻空氣流過(guò)燃料-空氣噴射器硬件組件相反)。
但應(yīng)當(dāng)理解的是,僅僅以示例的方式提供燃燒器組件100,以及特別是燃燒器穹頂102和燃料-空氣噴射器硬件組件146,而且在其它實(shí)施例中,可具有任何其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。例如,在其它示例性實(shí)施例中,燃料-空氣噴射器硬件組件146可按任何其它適當(dāng)?shù)姆绞礁竭B到燃燒器穹頂102上,燃料-空氣噴射器硬件組件146的熱遮蔽件158可具有任何其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造,而且類(lèi)似地,燃燒器穹頂102可具有任何其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)造。
本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明,包括最佳模式,并且還使本領(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),以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權(quán)利要求的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)要素,或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素,則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。