薄膜冷却的燃烧衬套组件制造技术

本发明专利技术涉及薄膜冷却的燃烧衬套组件。提供了一种燃烧衬套组件(300)，其包括燃烧衬套(318)和过渡件(314)。过渡件(314)的一部分在周向上围绕燃烧衬套(318)的一部分设置。密封件(340)附连到过渡件(314)，并且密封件(340)被构造成向燃烧衬套的后端施加压缩力。

【技术实现步骤摘要】

本文所公开的主题涉及燃气涡轮发动机，且更具体而言涉及用于冷却在燃气涡轮发动机的燃烧器中使用的燃烧衬套的系统。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括燃烧器，燃烧器具有限定燃烧室的燃烧衬套。在燃烧衬套内，压缩空气与燃料的混合物燃烧而产生热燃烧气体。燃烧气体可通过燃烧室流到ー个或更多涡轮级，以生成用于驱动负载和/或压缩机的动力。通常，燃烧过程由于热燃烧气体而加热燃烧衬套。不利的是，随着点火温度升高，现有冷却系统可能不在所有条件下充分地冷却燃烧衬套。
技术实现思路
下面概括在范围上与最初要求保护的专利技术相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制所要求保护的专利技术的范围，而是，这些实施例仅仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概括。实际上，本专利技术可涵盖可类似于或不同于下文所陈述的实施例的多种形式。根据本专利技术的ー个方面，提供了一种燃烧衬套组件，其包括燃烧衬套和过渡件。过渡件的一部分在周向上围绕燃烧衬套的一部分设置。密封件附连到过渡件，并且密封件被构造成向燃烧衬套的后端施加压缩力。附图说明当參照附图阅读下文的详细描述时，本专利技术的这些和其它的特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的标记表示相似的部分，其中 图1为根据本技术的ー实施例的具有燃烧器衬套的涡轮系统的框图，燃烧器衬套带有带图案表面以增强冷却； 图2为根据本技术的ー实施例的如图1所述的涡轮系统的剖视侧视图；以及 图3示出了根据本专利技术的一方面的燃烧衬套组件的局部截面图。附图标记 10燃气涡轮燃烧器 12过渡件 14过渡件主体 16冲击套筒 18燃烧衬套 20燃烧器流动套筒 22过渡区域 24壳体 26环形空间 28流动套筒孔 30环形空间 32安装凸缘 36流动箭头 40呼拉密封件(hula seal) 300燃烧衬套组件 314过渡件 314u上游部 316冲击套筒 318燃烧衬套 318d下游端(后端) 334流动箭头 340压缩型密封件 350冷却孔 350d冷却孔 350u冷却孔 360环形通道。具体实施例方式将在下文中描述本专利技术的一个或更多具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中可不描述实际实施方式的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多具体实施决策来实现开发者的具体目的，例如符合系统相关和商务相关的约束，这些约束可随实施方式而不同。此外，应了解，这种开发努力可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员而言却将是设计、制作和制造的常规任务。当介绍本专利技术的各个实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在这些元件中的一个或更多。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括性的且意味着可存在除所列元件之外的额外元件。操作參数和/或环境条件的任何示例并不排除所公开实施例的其它參数/条件。另外，应了解，对本专利技术的“一个实施例”或“ー实施例”的提及并不意图被理解为排除也合并所陈述特征的额外实施例的存在。在继续之前，为了提供所要求保护的主题的更好理解，将首先定义在本公开中广泛使用的若干术语。如本文所用的，术语“上游”和“下游”当结合燃烧衬套讨论时应被理解为分别表示相对于燃料喷嘴的燃烧衬套的近端和燃烧衬套的远端。即，除非另外指出，术语“上游”和“下游”通常关于燃烧气体在燃烧衬套内的流动来使用。例如，“下游”方向指燃料-空气混合物燃烧且从燃料喷嘴流向涡轮的大体方向，并且“上游”方向指与下游方向相反的大体方向，如上文所定义的。此外，术语“下游端部”、“联接部”等也应理解为指燃烧衬套的最后(最下游)部分。如将在下文中进ー步讨论的，在某些实施例中，燃烧衬套的下游端部的轴向长度可为燃烧衬套的总轴向长度的20%那样多。在一些实施例中，下游端部(或联接部)也可理解为被构造成通常以伸缩、同心或同轴重叠环形关系联接到燃烧器的下游过渡件的衬套的部分。另外，在术语“衬套”単独出现的情况下，应了解该术语通常与“燃烧衬套”同义。图1示意性地描绘了在环管式燃气涡轮燃烧器10中一个已知燃烧器衬套的后端与过渡件的前端之间的界面区域。如可在该示例中看出的，过渡件12包括径向内部过渡件主体14和与过渡件主体14间隔开的径向外部过渡件冲击套筒16。在其上游为燃烧衬套18和与该衬套以包围关系限定的燃烧器流动套筒20。流从燃气涡轮压缩机(未示出)进入壳体24中。约50%的压缩机排放空气通过沿着且围绕过渡件冲击套筒16形成的孔ロ(未详细示出)，以在过渡件主体14与径向外部过渡件冲击套筒16之间的环形区域或环形空间26中流动。其余大约50%的压缩机排放流传到上游燃烧衬套流动套筒20的流动套筒孔28中且到流动套筒20与衬套18之间的环形空间30中，并且最终与来自下游环形空间26的空气混合。组合的空气最终在燃烧室中与燃气涡轮燃料混合。图2更详细地示出了如图1所示在过渡件/冲击套筒14、16与燃烧衬套/流动套筒18、20之间的过渡区域(或连接)22。具体而言，过渡件14的冲击套筒16 (或第二流动套筒)以伸缩关系接纳于安装凸缘32中或燃烧器流动套筒20 (或者第一流动套筒)的后端中。过渡件14也以伸缩关系接纳燃烧衬套18。燃烧器流动套筒20包围燃烧衬套18，从而在它们之间形成流动环形空间30 (或第一流动环形空间)。从图2中的流动箭头34可看出，在环形空间26中行进的横流冷却空气继续在垂直于冲击冷却空气的方向上流入环形空间30中，冲击冷却空气流过围绕流动套筒20的圆周形成的冷却孔28 (见流动箭头36)(虽然在图2中示出三行，但流动套筒可具有任意行数的此类孔)。如先前所指出的，衬套18的后端和连接或界面区域22处的热气体温度为大约2800° F。然而，界面区域22的下游出口部处的衬套金属温度优选地小于1500° F。如在下文中更详细描述的，为了在受热气体通过界面区域22期间帮助将衬套18冷却到该较低金属温度范围，衬套18的后端形成有轴向通道，冷却空气流动通过该轴向通道。该冷却空气用于从衬套抽出热且由此相对于热气体温度而显著地降低衬套金属温度。呼拉密封件40典型地附连到衬套18的后端。不利的是，需要衬套的较大部分来附连呼拉密封件40。这种额外的衬套材料或区段増加了衬套的热质量且增加了由冲击冷却空气冷却的衬套量。当点火温度增加时，衬套的后端(例如，过渡件与燃烧衬套重叠的区域)变得更难利用有限量的冷却空气来有效地冷却。图3示出了根据本专利技术的一方面的燃烧衬套组件300的局部截面图。燃烧衬套318具有位于过渡件314的上游部314u内的后端(或下游端)318d。換言之，过渡件314的上游部在周向上围绕燃烧衬套318的后(或下游)部设置。压缩型密封件340 (如呼拉密封件)附连到过渡件314且被构造成向燃烧衬套318的后端或后部施加压缩力。根据本专利技术的ー个方面，燃烧衬套318的后端318d被构造成在密封件340的下游端附近終止。该构造允许使用更短的燃烧衬套，这继而减少了燃烧衬套的后端部中的热质量。燃烧衬套的后端部的轴向长度也减小，并且这些特征组合改进了通过冷却孔350的冷却空气的冷却效果。冷却空气(由流动箭头334指示)通过薄膜冷却来冷却燃烧衬套。薄膜冷却通过将更冷的空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧衬套组件(300)，包括：燃烧衬套(318)；过渡件(314)，其中，所述过渡件的一部分在周向上围绕所述燃烧衬套的一部分设置；密封件(340)，其附连到所述过渡件，其中，所述密封件被构造成向所述燃烧衬套的后端(318d)施加压缩力。

【技术特征摘要】
2011.10.07 US 13/2679941.一种燃烧衬套组件(300)，包括燃烧衬套(318)；过渡件(314)，其中，所述过渡件的一部分在周向上围绕所述燃烧衬套的一部分设置；密封件(340)，其附连到所述过渡件，其中，所述密封件被构造成向所述燃烧衬套的后端(318d)施加压缩力。2.根据权利要求1所述的燃烧衬套组件，其特征在于，所述燃烧衬套的后端(318d)被构造成在所述密封件(340)的下游端附近终止。3.根据权利要求1所述的燃烧衬套组件，其特征在于，所述密封件(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：DW西拉，RJ基拉，PB梅尔顿，WD约克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：