薄膜冷卻的燃燒襯套組件制造技術

本發明專利技術涉及薄膜冷卻的燃燒襯套組件。提供了一種燃燒襯套組件(300)，其包括燃燒襯套(318)和過渡件(314)。過渡件(314)的一部分在周向上圍繞燃燒襯套(318)的一部分設置。密封件(340)附連到過渡件(314)，并且密封件(340)被構造成向燃燒襯套的后端施加壓縮力。

【技術實現步驟摘要】

本文所公開的主題涉及燃氣渦輪發動機，且更具體而言涉及用于冷卻在燃氣渦輪發動機的燃燒器中使用的燃燒襯套的系統。
技術介紹
燃氣渦輪發動機通常包括燃燒器，燃燒器具有限定燃燒室的燃燒襯套。在燃燒襯套內，壓縮空氣與燃料的混合物燃燒而產生熱燃燒氣體。燃燒氣體可通過燃燒室流到ー個或更多渦輪級，以生成用于驅動負載和/或壓縮機的動力。通常，燃燒過程由于熱燃燒氣體而加熱燃燒襯套。不利的是，隨著點火溫度升高，現有冷卻系統可能不在所有條件下充分地冷卻燃燒襯套。
技術實現思路
下面概括在范圍上與最初要求保護的專利技術相稱的某些實施例。這些實施例并不意圖限制所要求保護的專利技術的范圍，而是，這些實施例僅僅意圖提供本專利技術的可能形式的簡要概括。實際上，本專利技術可涵蓋可類似于或不同于下文所陳述的實施例的多種形式。根據本專利技術的ー個方面，提供了一種燃燒襯套組件，其包括燃燒襯套和過渡件。過渡件的一部分在周向上圍繞燃燒襯套的一部分設置。密封件附連到過渡件，并且密封件被構造成向燃燒襯套的后端施加壓縮力。附圖說明當參照附圖閱讀下文的詳細描述時，本專利技術的這些和其它的特征、方面和優點將變得更好理解，在所有附圖中，相似的標記表示相似的部分，其中 圖1為根據本技術的ー實施例的具有燃燒器襯套的渦輪系統的框圖，燃燒器襯套帶有帶圖案表面以增強冷卻； 圖2為根據本技術的ー實施例的如圖1所述的渦輪系統的剖視側視圖；以及 圖3示出了根據本專利技術的一方面的燃燒襯套組件的局部截面圖。附圖標記 10燃氣渦輪燃燒器 12過渡件 14過渡件主體 16沖擊套筒 18燃燒襯套 20燃燒器流動套筒 22過渡區域 24殼體 26環形空間 28流動套筒孔 30環形空間 32安裝凸緣 36流動箭頭 40呼拉密封件(hula seal) 300燃燒襯套組件 314過渡件 314u上游部 316沖擊套筒 318燃燒襯套 318d下游端(后端) 334流動箭頭 340壓縮型密封件 350冷卻孔 350d冷卻孔 350u冷卻孔 360環形通道。具體實施例方式將在下文中描述本專利技術的一個或更多具體實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，在說明書中可不描述實際實施方式的所有特征。應了解，在任何此類實際實施方式的開發中，如在任何工程或設計項目中，必須做出許多具體實施決策來實現開發者的具體目的，例如符合系統相關和商務相關的約束，這些約束可隨實施方式而不同。此外，應了解，這種開發努力可能是復雜且耗時的，但對受益于本公開的本領域普通技術人員而言卻將是設計、制作和制造的常規任務。當介紹本專利技術的各個實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在這些元件中的一個或更多。術語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包括性的且意味著可存在除所列元件之外的額外元件。操作參數和/或環境條件的任何示例并不排除所公開實施例的其它參數/條件。另外，應了解，對本專利技術的“一個實施例”或“ー實施例”的提及并不意圖被理解為排除也合并所陳述特征的額外實施例的存在。在繼續之前，為了提供所要求保護的主題的更好理解，將首先定義在本公開中廣泛使用的若干術語。如本文所用的，術語“上游”和“下游”當結合燃燒襯套討論時應被理解為分別表示相對于燃料噴嘴的燃燒襯套的近端和燃燒襯套的遠端。即，除非另外指出，術語“上游”和“下游”通常關于燃燒氣體在燃燒襯套內的流動來使用。例如，“下游”方向指燃料-空氣混合物燃燒且從燃料噴嘴流向渦輪的大體方向，并且“上游”方向指與下游方向相反的大體方向，如上文所定義的。此外，術語“下游端部”、“聯接部”等也應理解為指燃燒襯套的最后(最下游)部分。如將在下文中進ー步討論的，在某些實施例中，燃燒襯套的下游端部的軸向長度可為燃燒襯套的總軸向長度的20%那樣多。在一些實施例中，下游端部(或聯接部)也可理解為被構造成通常以伸縮、同心或同軸重疊環形關系聯接到燃燒器的下游過渡件的襯套的部分。另外，在術語“襯套”単獨出現的情況下，應了解該術語通常與“燃燒襯套”同義。圖1示意性地描繪了在環管式燃氣渦輪燃燒器10中一個已知燃燒器襯套的后端與過渡件的前端之間的界面區域。如可在該示例中看出的，過渡件12包括徑向內部過渡件主體14和與過渡件主體14間隔開的徑向外部過渡件沖擊套筒16。在其上游為燃燒襯套18和與該襯套以包圍關系限定的燃燒器流動套筒20。流從燃氣渦輪壓縮機(未示出)進入殼體24中。約50%的壓縮機排放空氣通過沿著且圍繞過渡件沖擊套筒16形成的孔ロ(未詳細示出)，以在過渡件主體14與徑向外部過渡件沖擊套筒16之間的環形區域或環形空間26中流動。其余大約50%的壓縮機排放流傳到上游燃燒襯套流動套筒20的流動套筒孔28中且到流動套筒20與襯套18之間的環形空間30中，并且最終與來自下游環形空間26的空氣混合。組合的空氣最終在燃燒室中與燃氣渦輪燃料混合。圖2更詳細地示出了如圖1所示在過渡件/沖擊套筒14、16與燃燒襯套/流動套筒18、20之間的過渡區域(或連接)22。具體而言，過渡件14的沖擊套筒16 (或第二流動套筒)以伸縮關系接納于安裝凸緣32中或燃燒器流動套筒20 (或者第一流動套筒)的后端中。過渡件14也以伸縮關系接納燃燒襯套18。燃燒器流動套筒20包圍燃燒襯套18，從而在它們之間形成流動環形空間30 (或第一流動環形空間)。從圖2中的流動箭頭34可看出，在環形空間26中行進的橫流冷卻空氣繼續在垂直于沖擊冷卻空氣的方向上流入環形空間30中，沖擊冷卻空氣流過圍繞流動套筒20的圓周形成的冷卻孔28 (見流動箭頭36)(雖然在圖2中示出三行，但流動套筒可具有任意行數的此類孔)。如先前所指出的，襯套18的后端和連接或界面區域22處的熱氣體溫度為大約2800° F。然而，界面區域22的下游出口部處的襯套金屬溫度優選地小于1500° F。如在下文中更詳細描述的，為了在受熱氣體通過界面區域22期間幫助將襯套18冷卻到該較低金屬溫度范圍，襯套18的后端形成有軸向通道，冷卻空氣流動通過該軸向通道。該冷卻空氣用于從襯套抽出熱且由此相對于熱氣體溫度而顯著地降低襯套金屬溫度。呼拉密封件40典型地附連到襯套18的后端。不利的是，需要襯套的較大部分來附連呼拉密封件40。這種額外的襯套材料或區段増加了襯套的熱質量且增加了由沖擊冷卻空氣冷卻的襯套量。當點火溫度增加時，襯套的后端(例如，過渡件與燃燒襯套重疊的區域)變得更難利用有限量的冷卻空氣來有效地冷卻。圖3示出了根據本專利技術的一方面的燃燒襯套組件300的局部截面圖。燃燒襯套318具有位于過渡件314的上游部314u內的后端(或下游端)318d。換言之，過渡件314的上游部在周向上圍繞燃燒襯套318的后(或下游)部設置。壓縮型密封件340 (如呼拉密封件)附連到過渡件314且被構造成向燃燒襯套318的后端或后部施加壓縮力。根據本專利技術的ー個方面，燃燒襯套318的后端318d被構造成在密封件340的下游端附近終止。該構造允許使用更短的燃燒襯套，這繼而減少了燃燒襯套的后端部中的熱質量。燃燒襯套的后端部的軸向長度也減小，并且這些特征組合改進了通過冷卻孔350的冷卻空氣的冷卻效果。冷卻空氣(由流動箭頭334指示)通過薄膜冷卻來冷卻燃燒襯套。薄膜冷卻通過將更冷的空氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃燒襯套組件(300)，包括：燃燒襯套(318)；過渡件(314)，其中，所述過渡件的一部分在周向上圍繞所述燃燒襯套的一部分設置；密封件(340)，其附連到所述過渡件，其中，所述密封件被構造成向所述燃燒襯套的后端(318d)施加壓縮力。

【技術特征摘要】
2011.10.07 US 13/2679941.一種燃燒襯套組件(300)，包括燃燒襯套(318)；過渡件(314)，其中，所述過渡件的一部分在周向上圍繞所述燃燒襯套的一部分設置；密封件(340)，其附連到所述過渡件，其中，所述密封件被構造成向所述燃燒襯套的后端(318d)施加壓縮力。2.根據權利要求1所述的燃燒襯套組件，其特征在于，所述燃燒襯套的后端(318d)被構造成在所述密封件(340)的下游端附近終止。3.根據權利要求1所述的燃燒襯套組件，其特征在于，所述密封件(3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：DW西拉，RJ基拉，PB梅爾頓，WD約克，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：