專利名稱：燃燒系統(tǒng)及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的領(lǐng)域大體上涉及燃燒系統(tǒng)，并且更特定而言，涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)及其組裝方法。
背景技術(shù)：
許多已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于將燃料與壓縮空氣混合并點(diǎn)燃混合物以產(chǎn)生燃燒氣體的燃燒系統(tǒng)。燃燒氣體被導(dǎo)入渦輪系統(tǒng)中以驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、壓縮機(jī)和/或可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到渦輪的發(fā)電機(jī)。在一些燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，飛行器上的推進(jìn)式燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī))中，燃燒氣體從渦輪系統(tǒng)排出到環(huán)境空氣中，從而為飛行器提供推力。在一些其它燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠中的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī))中，燃燒氣體從渦輪系統(tǒng)被導(dǎo)入熱回收蒸汽發(fā)生器中以用于產(chǎn)生蒸汽。大多數(shù)已知的燃燒系統(tǒng)經(jīng)受與燃燒過程相關(guān)聯(lián)的較大溫度和壓力梯度。這些溫度和壓力梯度可以是燃燒系統(tǒng)上的應(yīng)力來源。因此，提供一種燃燒系統(tǒng)將是有用的，該燃燒系統(tǒng)便于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)更好地經(jīng)受與燃燒過程相關(guān)聯(lián)的溫度和壓力梯度。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，提供了一種組裝用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)的方法。該方法包括提供燃燒室框架、內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)。該方法還包括將燃燒室框架安裝在內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)之間，使得燃燒室框架聯(lián)接到內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)。在另一方面，提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)。該燃燒系統(tǒng)包括內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)。燃燒系統(tǒng)還包括燃燒室框架，該燃燒室框架安裝在內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)之間，使得燃燒室框架聯(lián)接到內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)。在另一方面，提供了一種用于具有內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的燃燒室框架。該燃燒室框架包括內(nèi)框架段、外框架段以及從內(nèi)框架段延伸到外框架段的中間框架段。燃燒室框架被構(gòu)造成安裝在內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)之間，使得內(nèi)框架段聯(lián)接到內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)，并且使得外框架段聯(lián)接到外殼體結(jié)構(gòu)。


圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意 圖2是用于在圖1所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的燃燒室框架的前透視 圖3是圖2所示燃燒室框架的前透視圖的放大部分；
圖4是圖2所示燃燒室框架的后透視 圖5是圖4所示燃燒室框架的后透視圖的放大部分；
圖6是圖2所示燃燒室框架的前視 圖7是圖6所示燃燒室框架沿線7-7截取的剖視圖； 圖8是沿圖6的線8-8截取的圖1所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)的示意性剖視圖，其具有圖2至圖7所示的燃燒室框架；
圖9是圖8所示示意性剖視圖的放大部分；以及
圖10是沿圖6的線10-10截取的圖1所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)的另一個(gè)示意性剖視圖，其具有圖2至圖7所示的燃燒室框架。附圖標(biāo)記
10壓縮空氣
12第一部分
14第二部分
16第三部分
18流
100燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
102風(fēng)扇系統(tǒng)
104壓縮機(jī)系統(tǒng)
106燃燒系統(tǒng)
108高壓渦輪系統(tǒng)
110低壓渦輪系統(tǒng)
112排氣系統(tǒng)
114燃燒器殼體
116前內(nèi)噴嘴支撐件
118CDN模塊
120HPT殼體
122外殼體結(jié)構(gòu)
124內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)
126燃燒器組件
128燃料噴嘴
130點(diǎn)火器
132混合器
134內(nèi)襯套
136外襯套
138螺栓
140螺栓
142螺栓
144前端
146螺栓
148前端
150后端
152內(nèi)片簧(leaf spring)
154渦輪噴嘴156后端
158外片簧
162冷卻管
164旁路導(dǎo)管
200燃燒室框架
202內(nèi)框架段
204外框架段
206中間框架段
208內(nèi)凸緣
210氣室(plenum)
212接頭
214內(nèi)凸緣螺栓孔
216閥轉(zhuǎn)接器
218出口槽
220內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔
222內(nèi)罩
223前表面
224穹隆結(jié)構(gòu)
225前表面
226外罩228內(nèi)邊緣230外邊緣232腹板(web)
234內(nèi)襯套螺栓孔
236外襯套螺栓孔
238孔眼
240接片(tab)
244背面
246支撐件
248組
249組
250間隔252間隔256臂258間隔件
260支撐件螺栓孔
262花籃螺母
264徑向內(nèi)表面
266大致U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔 268大致倒U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔
270內(nèi)唇緣
272外唇緣
300流動(dòng)路徑
302燃燒室
304外襯套冷卻流路徑
306內(nèi)襯套冷卻流路徑。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述以示例的方式而非以限制的方式闡述了燃燒系統(tǒng)及其組裝方法。該描述應(yīng)清楚地使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠制造和使用燃燒系統(tǒng)，并且該描述闡述了燃燒系統(tǒng)的若干實(shí)施例、修改、變型、備選方案和用法，包括目前認(rèn)為是其最佳模式的內(nèi)容。燃燒系統(tǒng)在本文中描述為適用于優(yōu)選實(shí)施例，即燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，設(shè)想到燃燒系統(tǒng)及其組裝方法具有在廣泛的系統(tǒng)和/或各種其它商業(yè)、工業(yè)和/或消費(fèi)性應(yīng)用中的一般應(yīng)用。圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的示意圖，其包括沿中線軸線C對(duì)齊的風(fēng)扇系統(tǒng)102、壓縮機(jī)系統(tǒng)104、燃燒系統(tǒng)106、高壓渦輪系統(tǒng)108和低壓渦輪系統(tǒng)110。在運(yùn)行中，空氣流過風(fēng)扇系統(tǒng)102并供應(yīng)到壓縮機(jī)系統(tǒng)104。壓縮空氣被輸送至燃燒系統(tǒng)106，在其中壓縮空氣與燃料混合并點(diǎn)燃以產(chǎn)生燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒系統(tǒng)106流過渦輪系統(tǒng)108、110并經(jīng)由排氣系統(tǒng)112離開燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100。在其它實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100可包括以任何合適方式布置的任何合適數(shù)量的風(fēng)扇系統(tǒng)、壓縮機(jī)系統(tǒng)和/或渦輪系統(tǒng)。圖2至圖6是燃燒系統(tǒng)106的燃燒室框架200的透視圖，并且圖7是沿圖6的線7-7截取的燃燒室框架200的剖視圖。如圖2至圖7所用，按照在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)的取向?qū)θ紵铱蚣?00的引用(例如，諸如“燃燒室框架200的構(gòu)件X從燃燒室框架200的構(gòu)件Y ‘軸向向前’或‘軸向向后’延伸”)意圖表示燃燒室框架200被構(gòu)造成當(dāng)燃燒室框架200如本文所述安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)時(shí)以這種方式取向，并且這種對(duì)取向的引用并不意圖將本公開的范圍限制到僅僅實(shí)際上安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)的那些燃燒室框架200。而是，本公開意圖適用于一般的燃燒室框架200，無論是否安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。燃燒室框架200圍繞軸線C為環(huán)形的，使得燃燒室框架具有半徑R。燃燒室框架200包括內(nèi)框架段202、外框架段204以及從內(nèi)框架段202延伸到外框架段204的中間框架段206。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)框架段202、外框架段204和中間框架段206由相同材料一體地形成在一起。在一些實(shí)施例中，內(nèi)框架段202、外框架段204和/或中間框架段206可彼此分開形成且使用任何合適的聯(lián)接工藝(例如，焊接工藝)聯(lián)接到彼此。在其它實(shí)施例中，內(nèi)框架段202、外框架段204和/或中間框架段206可由不同材料形成。內(nèi)框架段202包括內(nèi)凸緣208、氣室210和多個(gè)接頭212。內(nèi)凸緣208、氣室210和接頭212 —體地形成在一起。內(nèi)凸緣208從氣室210徑向向內(nèi)延伸且包括多個(gè)周向間隔的內(nèi)凸緣螺栓孔214。氣室210從內(nèi)凸緣208軸向向前延伸，并且包括一對(duì)直徑上相對(duì)的徑向延伸的閥轉(zhuǎn)接器216以及四個(gè)等距隔開的面向后的出口槽218。接頭212彼此周向間隔開且從氣室210延伸到中間框架段206以限定多個(gè)內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔220。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔220形狀上為大體矩形的。在其它實(shí)施例中，內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔220可具有便于使燃燒室框架200能夠如本文所述起作用的任何合適的形狀。適當(dāng)?shù)?，?nèi)框架段202可具有任何數(shù)量和尺寸的內(nèi)凸緣螺栓孔214、閥轉(zhuǎn)接器216、出口槽218和/或內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔220，以適應(yīng)其中將安裝燃燒室框架200的相關(guān)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或其它系統(tǒng)的所需空氣動(dòng)力學(xué)和/或熱力學(xué)性質(zhì)。中間框架段206包括一體地形成在一起的弧形內(nèi)罩222、穹隆結(jié)構(gòu)224和弧形外罩226。內(nèi)罩222為環(huán)形的且設(shè)置在內(nèi)框架段202的接頭212和穹隆結(jié)構(gòu)224之間，并且外罩226為環(huán)形的且設(shè)置在外框架段204和穹隆結(jié)構(gòu)224之間，使得穹隆結(jié)構(gòu)224從內(nèi)罩222延伸到外罩226。內(nèi)罩222的彎曲前表面223限定每個(gè)內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔220的周邊的后部，以便于空氣流更順利(即更少受限)地穿過其。穹隆結(jié)構(gòu)224包括內(nèi)邊緣228、外邊緣230和從內(nèi)邊緣228延伸到外邊緣230的腹板232。內(nèi)邊緣228具有內(nèi)唇緣270和多個(gè)周向間隔的內(nèi)襯套螺栓孔234，并且外邊緣230具有外唇緣272和多個(gè)周向間隔的外襯套螺栓孔 236。腹板232限定多個(gè)周向布置的基本上軸向取向的孔眼238。在一些實(shí)施例中，內(nèi)邊緣228還可具有多個(gè)周向間隔的徑向向外延伸的接片240，接片240設(shè)置在內(nèi)罩222和內(nèi)襯套螺栓孔234之間，使得一個(gè)接片240與每個(gè)孔眼238相關(guān)聯(lián)且設(shè)置在該孔眼238下方。在示例性實(shí)施例中，多個(gè)偏轉(zhuǎn)器(deflector) 242聯(lián)接到(例如釬焊到)腹板232，使得每個(gè)偏轉(zhuǎn)器242外接相應(yīng)的一個(gè)孔眼238，以共同便于腹板232的背面244從與燃燒過程相關(guān)聯(lián)的熱量隔絕，如下文更詳細(xì)描述的。在其它實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器242可以一體地形成為聯(lián)接到腹板232的單個(gè)環(huán)形偏轉(zhuǎn)器單元。合適地，中間框架段206可具有任何數(shù)量和尺寸的內(nèi)襯套螺栓孔234、外襯套螺栓孔236和/或孔眼238，以適應(yīng)其中將安裝燃燒室框架200的相關(guān)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或其它系統(tǒng)的所需空氣動(dòng)力學(xué)和/或熱力學(xué)性質(zhì)。外框架段204包括多個(gè)周向間隔的支撐件246，這些支撐件246與中間框架段206的外罩226 —體地形成且從外罩226軸向向前延伸。在例性實(shí)施例中，支撐件246布置成9個(gè)支撐件246的一組248和8個(gè)支撐件246的另一組249，組248、249之間的間隔250大于每個(gè)組248、249內(nèi)的各個(gè)支撐件246之間的間隔252。每個(gè)間隔250與一個(gè)閥轉(zhuǎn)接器216周向?qū)R，以便于為冷卻管162(圖10)提供間隙，如下文更詳細(xì)描述的。在其它實(shí)施例中，支撐件246可以任何合適的組數(shù)布置，每組中具有任何合適數(shù)量的支撐件246。備選地，支撐件246可圍繞燃燒室框架200的周圍等距間隔開(即，外框架段204可不具有布置成組的支撐件246)。每個(gè)支撐件246包括一對(duì)傾斜取向的臂256，臂256在限定支撐件螺栓孔260的間隔件258處接合到一起。在一些實(shí)施例中，緊固裝置可聯(lián)接到圍繞支撐件螺栓孔260的間隔件258(例如，在示例性實(shí)施例中，花籃螺母262鉚接到圍繞支撐件螺栓孔260的間隔件258，以便于在安裝燃燒室框架200時(shí)提供更大的公差，如下文更詳細(xì)描述的，并且間隔件258的徑向內(nèi)表面264可因此具有平面而不是弧形的輪廓，以便于靠著間隔件258設(shè)定花籃螺母262)。在其它實(shí)施例中，緊固裝置可不聯(lián)接到間隔件258。在示例性實(shí)施例中，每個(gè)支撐件246具有在臂256之間的間距，該間距在外罩226處比在間隔件258處更大，以限定大致U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔266。因此，相鄰支撐件246之間的每個(gè)間隔252為大致倒U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔268。這樣，每組248、249支撐件246具有與大致倒U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔268互相交叉的大致U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔266。外罩226的彎曲前表面225限定每個(gè)大致U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔266和每個(gè)大致倒U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔268的周邊的軸向后部，以便于空氣流更順利(即，更少受限)地穿過其。在一些實(shí)施例中，支撐件246可在徑向方向上具有厚度，該厚度在軸向方向上變化，以便于在運(yùn)行期間由燃燒室框架200上的熱梯度引起的彎曲(S卩，每個(gè)支撐件246可以在靠近間隔件258和/或靠近外罩226處比在它們之間的(多個(gè))區(qū)域中更厚，以便于使支撐件246能夠在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的高周疲勞(HCF)或低周疲勞(LCF)期間彎曲)。備選地，外框架段204可具有任何合適數(shù)量和尺寸的支撐件246，這些支撐件246以任何合適方式被構(gòu)造和間隔成適應(yīng)其中將安裝燃燒室框架200的相關(guān)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或其它系統(tǒng)的所需空氣動(dòng)力學(xué)和/或熱力學(xué)性質(zhì)。 圖8和圖9是具有燃燒室框架200的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的燃燒系統(tǒng)106沿圖6的線8-8截取的示意性剖視圖。在示例性實(shí)施例中,燃燒系統(tǒng)106包括燃燒器殼體114和前內(nèi)噴嘴支撐件(FINS) 116，前內(nèi)噴嘴支撐件(FINS) 116聯(lián)接到燃燒器/擴(kuò)散器/噴嘴(CDN)模塊118和高壓渦輪(HPT)殼體120之間，以限定燃燒系統(tǒng)106的外殼體結(jié)構(gòu)122和內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)124。外殼體結(jié)構(gòu)122和內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)124限定用于從壓縮機(jī)系統(tǒng)104排出的壓縮空氣10的流動(dòng)路徑300。燃燒系統(tǒng)106還包括燃燒室302和多個(gè)周向間隔的燃燒器組件126，每個(gè)燃燒器組件126具有燃料噴嘴128、點(diǎn)火器130和混合器132。燃燒室302具有至少部分地由燃燒室框架200限定的前邊界和至少部分地由內(nèi)襯套134和外襯套136限定的徑向邊界，內(nèi)襯套134和外襯套136聯(lián)接到燃燒室框架200且從燃燒室框架200向后延伸。燃燒室框架200經(jīng)由內(nèi)凸緣208聯(lián)接到內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)124(即，內(nèi)凸緣208經(jīng)由穿過內(nèi)凸緣螺栓孔214插入的多個(gè)螺栓138螺栓連接在FINS 116和⑶N 118之間)。燃燒室框架200還經(jīng)由支撐件246聯(lián)接到外殼體結(jié)構(gòu)122 (即，支撐件246經(jīng)由穿過支撐件螺栓孔260插入的多個(gè)螺栓140螺栓連接到燃燒器殼體114，使得間隔件258靠著外殼體結(jié)構(gòu)122被緊固)。內(nèi)襯套134經(jīng)由穿過內(nèi)襯套螺栓孔234插入的多個(gè)螺栓142螺栓連接到燃燒室框架200的內(nèi)邊緣228，使得內(nèi)襯套134的前端144鄰接內(nèi)邊緣228的內(nèi)唇緣270用于對(duì)齊目的。類似地，外襯套136經(jīng)由穿過外襯套螺栓孔236插入的多個(gè)螺栓146螺栓連接到燃燒室框架200的外邊緣230，使得外襯套136的前端148鄰接外邊緣230的外唇緣272用于對(duì)齊目的。另外，內(nèi)襯套134的后端150懸置地靠著或靠近內(nèi)片簧152安放，內(nèi)片簧152聯(lián)接到高壓渦輪系統(tǒng)108的渦輪噴嘴154 ;并且外襯套136的后端156懸置地靠著或靠近外片簧158安放，外片簧158也聯(lián)接到高壓渦輪系統(tǒng)108的渦輪噴嘴154。這樣，燃燒室框架200跨越流動(dòng)路徑300，以將壓縮空氣10的第一部分12導(dǎo)入燃燒室302中，將壓縮空氣10的第二部分14導(dǎo)入限定在燃燒器殼體114和外襯套136之間的外襯套冷卻流路徑304中，并且將壓縮空氣10的第三部分16導(dǎo)入限定在內(nèi)襯套134和FINS 116之間的內(nèi)襯套冷卻流路徑306中。在每個(gè)燃燒器組件126中，燃料噴嘴128延伸穿過外殼體結(jié)構(gòu)122、穿過一個(gè)大致倒U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔268并進(jìn)入一個(gè)孔眼238中?；旌掀?32懸置地聯(lián)接到圍繞孔眼238的燃燒室框架200的腹板232以外接燃料噴嘴128，并且每個(gè)接片240便于相對(duì)于燃燒室框架200鐘點(diǎn)式布置(clock)混合器132和/或提供對(duì)混合器132在組裝和運(yùn)行期間相對(duì)于燃燒室框架200的徑向和/或軸向位移的限位止動(dòng)。點(diǎn)火器130延伸穿過外殼體結(jié)構(gòu)122且聯(lián)接到外襯套136，使得點(diǎn)火器130與燃燒室302連通。在運(yùn)行期間，壓縮空氣10的第一部分12在內(nèi)罩222和外罩226之間流過混合器132并進(jìn)入燃燒室302中。壓縮空氣10的第二部分14通過大致U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔266、大致倒U形的外襯套冷卻流進(jìn)入孔268以及在支撐件246的組248、249之間的較大間隔250流入外襯套冷卻流路徑304中。壓縮空氣10的第三部分16通過內(nèi)襯套冷卻流進(jìn)入孔220流入內(nèi)襯套冷卻流路徑306中。這樣，混合器132使壓縮空氣10的第一部分12旋動(dòng)，燃料噴嘴128將燃料噴入旋動(dòng)的第一部分12中，并且點(diǎn)火器130點(diǎn)燃混合物而產(chǎn)生流出燃燒室302并進(jìn)入渦輪噴嘴154中的熱燃燒氣體。壓縮空氣10的第二部分14和第三部分16便于在燃燒過程中分別冷卻外襯套136和內(nèi)襯套134。在例性實(shí)施例中，內(nèi)罩222和外罩226尺寸設(shè)計(jì)得較小，以便于增加流入燃燒室302中的壓縮空氣10的第一部分12并減少流入襯套冷卻流路徑304、306中的壓縮空氣10的第二部分14和第三部分16，從而提供更低的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的排放。圖10是具有燃燒室框架200的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的燃燒系統(tǒng)106沿圖6的線10-10截取的示意性剖視圖。在示例性實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括具有多個(gè)冷卻管162的渦輪冷卻歧管遞送系統(tǒng)，冷卻管162從外殼體結(jié)構(gòu)122徑向向內(nèi)延伸穿過在支撐件246的組248、249之間的間隔250。冷卻管162聯(lián)接到氣室210的閥轉(zhuǎn)接器216，使得冷卻管162將冷卻空氣的流18從風(fēng)扇系統(tǒng)102和/或壓縮機(jī)系統(tǒng)104導(dǎo)引至氣室210中。流18在氣室210內(nèi)周向圍繞燃燒室框架200被引導(dǎo)并通過出口槽218離開氣室210，隨后經(jīng)由內(nèi)襯套冷卻流路徑306徑向向內(nèi)的旁路導(dǎo)管164 (圖8)流入高壓渦輪系統(tǒng)108和/或低壓渦輪系統(tǒng)110中。本文所述的方法和系統(tǒng)便于將燃燒室框架安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的更向前且更冷的區(qū)域中，從而減小了施加在燃燒室框架上的操作應(yīng)力并增加了燃燒室框架的使用壽命。本文所述的方法和系統(tǒng)還便于將燃燒室框架聯(lián)接到內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)兩者以改進(jìn)燃燒室框架的結(jié)構(gòu)支撐，使燃燒室襯套在燃燒過程期間能夠徑向增長，從而更好地吸收施加在燃燒室框架上的操作應(yīng)力，同時(shí)增加燃燒室框架的使用壽命。本文所述的方法和系統(tǒng)進(jìn)一步便于一體化穹隆結(jié)構(gòu)與罩，從而通過減少穿過穹隆結(jié)構(gòu)和罩聯(lián)接到燃燒室襯套處的連接部的空氣流泄漏而降低制造成本并增加運(yùn)行效率。本文所述的方法和系統(tǒng)還便于能夠使用這種燃燒室襯套其不被構(gòu)造成在結(jié)構(gòu)上支撐混合器、穹隆結(jié)構(gòu)和/或罩(例如，襯套可由陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(CMC)材料制成)。本文所述的方法和系統(tǒng)還便于將燃燒室框架定位成更靠近燃料噴嘴，這提供了對(duì)混合器、穹隆結(jié)構(gòu)和/或罩相對(duì)于燃料噴嘴的軸向和徑向位移的更好控制(例如，便于減少混合器、穹隆結(jié)構(gòu)和/或罩相對(duì)于燃料噴嘴的旋轉(zhuǎn))，從而減小施加在燃燒室框架上的操作應(yīng)力并增加燃燒室框架的使用壽命。另外，本文所述的方法和系統(tǒng)便于使燃燒系統(tǒng)構(gòu)件在組裝期間鐘點(diǎn)式布置(例如，使點(diǎn)火器相對(duì)于外襯套鐘點(diǎn)式布置)，從而降低制造成本。以上詳細(xì)描述了燃燒系統(tǒng)及其組裝方法的示例性實(shí)施例。方法和系統(tǒng)不限于本文所述的具體實(shí)施例，而是，方法和系統(tǒng)的構(gòu)件可與本文所述其它構(gòu)件獨(dú)立且分開使用。例如，本文所述的方法和系統(tǒng)可具有其它工業(yè)和/或消費(fèi)性應(yīng)用，而不限于如本文所述僅用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)踐。而是，本發(fā)明可結(jié)合許多其它行業(yè)來實(shí)現(xiàn)和利用。
雖然已經(jīng)結(jié)合多個(gè)特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的燃燒系統(tǒng)(106)，所述燃燒系統(tǒng)包括 內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)(124)； 外殼體結(jié)構(gòu)(122);以及 燃燒室框架(200)，所述燃燒室框架(200)安裝在所述內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和所述外殼體結(jié)構(gòu)之間，使得所述燃燒室框架聯(lián)接到所述內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和所述外殼體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒系統(tǒng)(106)，其特征在于，還包括 內(nèi)襯套(134);和 外襯套(136)，其中，所述內(nèi)襯套和外襯套聯(lián)接到所述燃燒室框架(200)，使得所述內(nèi)襯套和外襯套限定燃燒室(302)的徑向邊界，并且使得所述燃燒室框架限定所述燃燒室的前邊界。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒系統(tǒng)(106)，其特征在于，所述燃燒室框架(200)為環(huán)形燃燒室框架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒系統(tǒng)(106)，其特征在于，所述環(huán)形燃燒室框架(200)包括 環(huán)形內(nèi)罩(222)； 環(huán)形外罩(226);以及 環(huán)形穹隆結(jié)構(gòu)(224)，所述環(huán)形穹隆結(jié)構(gòu)(224)從所述內(nèi)罩延伸到所述外罩，其中，所述內(nèi)罩、所述外罩以及所述穹隆結(jié)構(gòu)一體地形成在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒系統(tǒng)(106)，其特征在于，所述環(huán)形穹隆結(jié)構(gòu)(224)包括多個(gè)周向布置的孔眼(238)，所述孔眼中的每一個(gè)的尺寸適于接納燃料噴嘴(128)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒系統(tǒng)(106)，其特征在于，還包括偏轉(zhuǎn)器(242)，所述偏轉(zhuǎn)器(242)聯(lián)接到所述穹隆結(jié)構(gòu)(224)，使得所述偏轉(zhuǎn)器外接所述孔眼(238)中的至少一個(gè)。
7.一種用于具有內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)(124)和外殼體結(jié)構(gòu)(122)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)(106)的燃燒室框架(200)，所述燃燒室框架包括 內(nèi)框架段(202)； 外框架段(204);以及 中間框架段(206)，所述中間框架段(206)從所述內(nèi)框架段延伸到所述外框架段，其中，所述燃燒室框架被構(gòu)造成安裝在所述內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和所述外殼體結(jié)構(gòu)之間，使得所述內(nèi)框架段聯(lián)接到所述內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)，并且使得所述外框架段聯(lián)接到所述外殼體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒室框架(200)，其特征在于，所述燃燒室框架被構(gòu)造成聯(lián)接到內(nèi)襯套和外襯套(134，136)，使得所述內(nèi)襯套和外襯套限定燃燒室(302)的徑向邊界，并且使得所述燃燒室框架限定所述燃燒室的前邊界。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒室框架(200)，其特征在于，所述燃燒室框架為環(huán)形燃燒室框架。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒室框架(200)，其特征在于，所述內(nèi)框架段(202)包括環(huán)形內(nèi)凸緣(208)。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃燒系統(tǒng)及其組裝方法。提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的燃燒系統(tǒng)(106)。該燃燒系統(tǒng)包括內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)(124)、外殼體結(jié)構(gòu)(122)和燃燒室框架(200)，燃燒室框架(200)安裝在內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)之間，使得燃燒室框架聯(lián)接到內(nèi)殼體結(jié)構(gòu)和外殼體結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F23R3/52GK103032902SQ20121036929
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者D.B.帕特森, D.M.科斯梅爾, C.D.楊, D.L.加納, J.E.湯普森, D.D.布朗, G.E.維赫 申請(qǐng)人:通用電氣公司