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用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻的燃燒器的制作方法

文檔序號:11689511閱讀:393來源:國知局
用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻的燃燒器的制造方法與工藝



背景技術(shù):

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),且具體地,燃?xì)饣蛉紵郎u輪發(fā)動(dòng)機(jī),是從經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)而到達(dá)大量的旋轉(zhuǎn)渦輪葉片上的燃?xì)饬魈崛∧芰康男D(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)已用于登陸及航海運(yùn)動(dòng)和發(fā)電,但最普遍地用于諸如針對飛行器(包括直升機(jī))的航空應(yīng)用。在飛行器中,燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于飛行器的推進(jìn)。在陸地應(yīng)用中,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)往往用于發(fā)電。

用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成在高溫下運(yùn)行,以使發(fā)動(dòng)機(jī)效率最大化,所以,諸如高壓渦輪和低壓渦輪的某些發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的冷卻能夠是有益的。典型地,通過用導(dǎo)管將更冷的空氣從高壓壓縮機(jī)和/或低壓壓縮機(jī)輸送至要求冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件,從而實(shí)現(xiàn)冷卻。高壓渦輪中的溫度為大約1000°c至2000°c,并且,來自壓縮機(jī)的冷卻空氣為大約500°c至700°c。雖然壓縮機(jī)空氣是高溫,但相對于渦輪空氣而更冷,并且,能夠用于使渦輪冷卻。

當(dāng)代的燃燒器具有襯套,以限定用于使渦輪上游的燃料焚燒的燃燒室。能夠通過諸如膜冷卻和塊孔(nuggethole)冷卻而利用冷卻空氣流來使襯套冷卻。然而,這些方法受制于燃燒器所造成的紊流空氣流。因而,可能使典型的襯套冷卻中斷,從而造成沿著襯套變化的溫度梯度。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器包括:燃燒襯套,其限定燃燒室;燃料噴嘴,其將旋渦流中的燃料/空氣混合物噴出到燃燒室中;以及多個(gè)冷卻通路,其延伸穿過襯套,并且具有與旋渦流的局部流線對準(zhǔn)的通路中心線。穿過冷卻通路而進(jìn)入燃燒室的冷卻空氣與旋渦流局部地對準(zhǔn)。

一種使燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器冷卻的方法包括:將燃料/空氣混合物的旋渦流從燃料噴嘴噴出到燃燒器襯套中;和將冷卻空氣流噴出到燃燒器襯套中,使得冷卻空氣流與旋渦流基本對準(zhǔn)。

一種使燃?xì)鉁u輪的燃燒器冷卻的方法包括:將燃料/空氣混合物的旋渦流從燃料噴嘴噴出到燃燒器襯套中;和將冷卻空氣流噴出到燃燒器襯套中,而不使旋渦流中斷。

附圖說明

在附圖中:

圖1是用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意橫截面圖。

圖2是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器區(qū)段過渡至渦輪區(qū)段中的示意橫截面圖。

圖3是燃燒器區(qū)段的剖視透視圖,并且圖示多個(gè)旋流器和燃燒器襯套。

圖4是圖3的燃燒器襯套的區(qū)段的透視圖。

圖5是圖示軸向地成角度的塊孔的圖3的燃燒器襯套的側(cè)視透視圖。

圖6是圖示徑向地成角度的塊孔的圖3的燃燒器襯套的頂視透視圖。

圖7是圖示穿過塊孔的流路和自旋流器的流路的圖3的燃燒器襯套的區(qū)段的頂視示意圖。

圖8是圖示起源于沒有角度的塊孔的近襯套壁流路線路的圖7的頂視示意圖。

圖9是圖示起源于以30°成角度的塊孔的近襯套壁流路線路的圖7的頂視示意圖。

圖10是圖示起源于以45°成角度的塊孔的近襯套壁流路線路的圖7的頂視示意圖。

圖11是沿著襯套軸向地安置的不同的近襯套壁流路線路的頂視示意圖。

零件列表

10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

12縱向軸線(中心線)

14前部

16后部

18風(fēng)扇區(qū)段

20風(fēng)扇

22壓縮機(jī)區(qū)段

24低壓(lp)壓縮機(jī)

26高壓(hp)壓縮機(jī)

28燃燒區(qū)段

30燃燒器

32渦輪區(qū)段

34hp渦輪

36lp渦輪

38排氣區(qū)段

40風(fēng)扇外殼

42風(fēng)扇葉片

44核心

46核心外殼

48hp軸/hp轉(zhuǎn)軸

50lp軸/lp轉(zhuǎn)軸

52壓縮機(jī)級

54壓縮機(jī)級

56壓縮機(jī)葉片

58壓縮機(jī)葉片

60壓縮機(jī)導(dǎo)葉(噴嘴)

62壓縮機(jī)導(dǎo)葉(噴嘴)

64渦輪級

66渦輪級

68渦輪葉片

70渦輪葉片

72渦輪導(dǎo)葉

74渦輪導(dǎo)葉

76偏轉(zhuǎn)器組件

78燃燒襯套

80燃燒室

82縱向軸線

84塊孔

84a軸向塊孔

84b徑向塊孔

86旁通通道

88流體流

90開口

92燃料噴嘴

94燃料線路

96安裝件

98旋流器

100旋渦流

102偏轉(zhuǎn)器

104間隙

106入口

110后壁

120內(nèi)表面

122外表面

c冷卻流

130面板

132塊部

132a第一冷卻塊部

132b第二冷卻塊部

132c第三冷卻塊部

134橋部

136唇緣

138狹槽

140出口

150入口

151角

152出口

153發(fā)動(dòng)機(jī)中心線的投影

154通路

156通路中心線

158入口

159角

160出口

161發(fā)動(dòng)機(jī)中心線的投影

162通路

164通路軸線

170局部流

170a第一局部流

170b第二局部流

170c第三局部流

200擦洗間隙

202擦洗寬度。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的所描述的實(shí)施例針對渦輪燃燒器,且具體地,針對冷卻燃燒器襯套壁。出于圖示的目的,將關(guān)于用于飛行器燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片而描述本發(fā)明。然而,將理解到,本發(fā)明不限于此,并且,能夠具有在諸如其他移動(dòng)應(yīng)用和非移動(dòng)工業(yè)、商業(yè)以及住宅應(yīng)用的非飛行器應(yīng)用中的普遍適用性。

如本文中所使用的,術(shù)語“軸向的”或“軸向地”是指沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線的維度。聯(lián)合“軸向的”或“軸向地”而使用的術(shù)語“前部”或“上游”是指沿朝向發(fā)動(dòng)機(jī)入口或與另一構(gòu)件相比而相對地更接近于發(fā)動(dòng)機(jī)入口的構(gòu)件的方向移動(dòng)。聯(lián)合“軸向的”或“軸向地”而使用的術(shù)語“后部”或“下游”是指相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線而朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的后方或出口的方向。

如本文中所使用的,術(shù)語“徑向的”或“徑向地”是指在發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱向軸線與發(fā)動(dòng)機(jī)外圓周之間延伸的維度。術(shù)語“近側(cè)的”或“近側(cè)地”單獨(dú)地使用或聯(lián)合術(shù)語“徑向的”或“徑向地”的使用是指沿朝向中心縱向軸線或與另一構(gòu)件相比而相對地更接近于中心縱向軸線的構(gòu)件的方向移動(dòng)。術(shù)語“遠(yuǎn)側(cè)的”或“遠(yuǎn)側(cè)地”單獨(dú)地使用或聯(lián)合術(shù)語“徑向的”或“徑向地”的使用是指沿朝向發(fā)動(dòng)機(jī)外圓周或與另一構(gòu)件相比而相對地更接近于發(fā)動(dòng)機(jī)外圓周的構(gòu)件的方向移動(dòng)。

所有的方向參考(例如,徑向、軸向、近側(cè)、遠(yuǎn)側(cè)、上部、下部、向上、向下、左邊、右邊、橫向、前面、后面、頂部、底部、上面、下面、豎直、水平、順時(shí)針、逆時(shí)針、上游、下游、后部等)僅用于識別的目的,以幫助讀者理解,并且,不創(chuàng)建限制,具體地,關(guān)于位置、定向或使用的限制。連接參考(例如,附接、聯(lián)接、連接以及聯(lián)結(jié))將被廣義地解釋,并且,能夠包括一批元件之間的中間部件和元件之間的相對移動(dòng),除非另有指示。正因如此,連接參考不一定推斷出兩個(gè)元件直接地連接且彼此處于固定的關(guān)系。示范性的附圖僅出于圖示的目的,并且,附圖中所反映出的尺寸、位置、順序以及相對大小可能變化。

圖1是用于飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意橫截面圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10具有從前部14延伸至后部16的大體上縱向地延伸的軸線或中心線12。按照向下游按順序流動(dòng)的關(guān)系,發(fā)動(dòng)機(jī)10包括:風(fēng)扇區(qū)段18,其包括風(fēng)扇20;壓縮機(jī)區(qū)段22,其包括增壓器或低壓(lp)壓縮機(jī)24和高壓(hp)壓縮機(jī)26;燃燒區(qū)段28,其包括燃燒器30;渦輪區(qū)段32,其包括hp渦輪34和lp渦輪36;以及排氣區(qū)段38。

風(fēng)扇區(qū)段18包括環(huán)繞風(fēng)扇20的風(fēng)扇外殼40。風(fēng)扇20包括圍繞中心線12徑向地安置的多個(gè)風(fēng)扇葉片42。hp壓縮機(jī)26、燃燒器30以及hp渦輪34形成發(fā)動(dòng)機(jī)10的核心44,核心44生成燃?xì)?。核?4由核心外殼46環(huán)繞,核心外殼46能夠與風(fēng)扇外殼40聯(lián)接。

圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地安置的hp軸或轉(zhuǎn)軸48將hp渦輪34傳動(dòng)地連接至hp壓縮機(jī)26。在直徑更大的環(huán)形hp轉(zhuǎn)軸48內(nèi)圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地安置的lp軸或轉(zhuǎn)軸50將lp渦輪36傳動(dòng)地連接至lp壓縮機(jī)24和風(fēng)扇20。

lp壓縮機(jī)24和hp壓縮機(jī)26分別包括多個(gè)壓縮機(jī)級52、54,其中,一組壓縮機(jī)葉片56、58相對于對應(yīng)的一組靜壓縮機(jī)導(dǎo)葉60、62(也被稱為噴嘴)而旋轉(zhuǎn),以使經(jīng)過該級的流體流壓縮或加壓。在單個(gè)壓縮機(jī)級52、54中,多個(gè)壓縮機(jī)葉片56、58能夠設(shè)置成環(huán),并且,能夠相對于中心線12而從葉片平臺向外徑向地延伸至葉片尖端,而對應(yīng)的靜壓縮機(jī)導(dǎo)葉60、62定位于旋轉(zhuǎn)葉片56、58的下游且與旋轉(zhuǎn)葉片56、58相鄰。注意到,圖1中所示出的葉片、導(dǎo)葉以及壓縮機(jī)級的數(shù)量僅出于圖示的目的而選擇,并且,有可能是其他數(shù)量。

hp渦輪34和lp渦輪36分別包括多個(gè)渦輪級64、66,其中,使一組渦輪葉片68、70相對于對應(yīng)的一組靜渦輪導(dǎo)葉72、74(也被稱為噴嘴)而旋轉(zhuǎn),以從經(jīng)過該級的流體流提取能量。在單個(gè)渦輪級64、66中,多個(gè)渦輪葉片68、70能夠設(shè)置成環(huán),并且,能夠相對于中心線12而從葉片平臺向外徑向地延伸至葉片尖端,而對應(yīng)的靜渦輪導(dǎo)葉72、74定位于旋轉(zhuǎn)葉片68、70的上游且與旋轉(zhuǎn)葉片68、70相鄰。注意到,圖1中所示出的葉片、導(dǎo)葉以及渦輪級的數(shù)量僅出于圖示的目的而選擇,并且,有可能是其他數(shù)量。

在運(yùn)行中,旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇20將環(huán)境空氣供給至lp壓縮機(jī)24,然后,lp壓縮機(jī)24將加壓后的環(huán)境空氣供給至hp壓縮機(jī)26,hp壓縮機(jī)26進(jìn)一步使環(huán)境空氣加壓。使來自hp壓縮機(jī)26的加壓后的空氣在燃燒器30中與燃料混合且點(diǎn)燃,從而生成燃?xì)?。由hp渦輪34從這些氣體提取一些功,這些功驅(qū)動(dòng)hp壓縮機(jī)26。燃?xì)獗慌欧胖羖p渦輪36中,lp渦輪36提取另外的功,以驅(qū)動(dòng)lp壓縮機(jī)24,并且最后,經(jīng)由排氣區(qū)段38而從發(fā)動(dòng)機(jī)10排放廢氣。lp渦輪36的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)lp轉(zhuǎn)軸50,以使風(fēng)扇20和lp壓縮機(jī)24旋轉(zhuǎn)。

由風(fēng)扇20供給的環(huán)境空氣中的一些能夠繞開發(fā)動(dòng)機(jī)核心44,并且,用于使發(fā)動(dòng)機(jī)10的部分,尤其是熱部分冷卻,且/或用于使飛行器的其他方面冷卻或給飛行器的其他方面提供動(dòng)力。在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的背景下,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部分通常位于燃燒器30的下游,尤其是渦輪區(qū)段32的下游,hp渦輪34是最熱的部分,因?yàn)?,hp渦輪34位于燃燒區(qū)段28的正下游。冷卻流體的其他來源可能是從lp壓縮機(jī)24或hp壓縮機(jī)26排放的流體,但不限于此。

圖2是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒器30和hp渦輪34的側(cè)視截面圖。燃燒器30包括偏轉(zhuǎn)器組件76和燃燒襯套78,以限定燃燒室80。燃燒襯套78進(jìn)一步包括顯示為塊孔84a、84b的多個(gè)冷卻通路或開口。塊孔84a、84b能夠定向?yàn)樵谌紵r套78的頂部示范性地圖示的軸向塊孔84a,或能夠定向?yàn)樵谌紵r套78的底部示范性地圖示的徑向塊孔84b。軸向塊孔84a安置成使得孔隙限定沿基本上與縱向軸線82平行的方向延伸穿過燃燒器30的通路。徑向塊孔84b安置成使得孔隙限定沿基本上相對于縱向軸線82而為徑向的方向延伸穿過燃燒器30的通路。應(yīng)當(dāng)意識到,雖然在燃燒襯套78的頂部圖示軸向塊孔84a,并且,在燃燒襯套78的底部圖示徑向塊孔84b,但燃燒襯套78可能具有在任何位置處的任何類型的塊孔84a、84b,并且,不應(yīng)當(dāng)理解為受限于圖2的圖示。

塊孔84a、84b提供燃燒室80與一組旁通通道86之間的流體連通,相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12,一個(gè)旁通通道86徑向地安置于燃燒器30的內(nèi)側(cè),并且,一個(gè)旁通通道86徑向地安置于燃燒器30的外側(cè)。旁通通道86提供流體流88,流體流88從壓縮機(jī)區(qū)段26出發(fā),繞開燃燒器30,穿過一組開口90而到達(dá)渦輪區(qū)段34。另外,旁通通道86將冷卻流體流提供給塊孔84a、84b,以用于提供沿著燃燒襯套78的表面的冷卻。

燃燒器30進(jìn)一步包括燃料噴嘴92,燃料噴嘴92用于將燃料/空氣混合物噴出至燃燒室80中,并且,使燃料/空氣混合物點(diǎn)燃。燃料噴嘴92包括燃料線路94,燃料線路94在安裝件96處安裝至燃燒器30。將燃料/空氣混合物從旋流器98噴出至燃燒室80中,當(dāng)燃料/空氣混合物進(jìn)入燃燒室80時(shí),旋流器98使燃料/空氣混合物打旋成旋渦流100。雖然旋渦流100圖示為沿圖2中的逆時(shí)針方向移動(dòng),但應(yīng)當(dāng)意識到,旋渦流100包括沿向后的方向移動(dòng)的圍繞縱向軸線82的環(huán)形或螺旋形流。

偏轉(zhuǎn)器組件76包括安置于旋流器98的前部的偏轉(zhuǎn)器102。間隙104限定于偏轉(zhuǎn)器102與燃料線路94之間,提供壓縮機(jī)區(qū)段26與燃燒器30之間的流體連通。將空氣從間隙104穿過安置于旋流器98中的多個(gè)入口106而提供至燃料噴嘴92,使得空氣與從燃料線路94噴入的燃料混合,以創(chuàng)建燃料/空氣混合物。

翻到圖3,燃燒器30的三維方面示出使燃燒室80與間隙104分離的圓形后壁110。后壁110相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12而徑向地安置,使燃料噴嘴92分離且支撐燃料噴嘴92。能夠意識到,燃燒襯套78的限定具有多個(gè)面板,塊孔84a、84b安置于層間的接合處。燃燒襯套78能夠包括與燃燒室80相鄰的內(nèi)周緣或表面120和與旁通通道86相鄰的外周緣或表面122。表面120、122能夠具有多個(gè)膜孔124,這些膜孔124提供旁通通道86與燃燒室80之間的流體連通,從而沿著燃燒襯套78的內(nèi)表面設(shè)置一層冷卻膜。

結(jié)合如圖2中所示出的旋渦流100而考慮圖3,能夠理解到,每個(gè)單獨(dú)的旋流器98使進(jìn)入燃燒室80的燃料/空氣混合物打旋。因而,旋渦流100能夠接觸燃燒襯套78,燃燒襯套78具有取決于相對于一個(gè)或更多個(gè)附近的旋流器98的位置的燃燒襯套78的位置而變化的大小。能夠由旋流器98的旋渦流100創(chuàng)建局部空氣流路徑,這些局部空氣流路徑與可能與燃燒器襯套30的其他局部區(qū)域不同的燃燒襯套78的局部區(qū)域相鄰。正因如此,能夠使塊孔84a、84b可變地分布,以包括與旋渦流100的局部流相對應(yīng)的塊孔84a、84b的分布密度。

圖4示出圖示三個(gè)面板130的區(qū)段的燃燒襯套78的示范性的截面。面板130在整體的冷卻塊部(nugget)132聯(lián)結(jié)。單獨(dú)的面板130是針對具體的燃燒器設(shè)計(jì)而常規(guī)地配置的薄圓柱形或圓錐形環(huán)。冷卻塊部132是局部地?cái)U(kuò)大的部位,在該部位,軸向地相鄰的面板130聯(lián)結(jié)在一起,以用于將冷卻流體流引入至燃燒室80中。能夠?qū)⑦@樣的流穿過安置于燃燒襯套78中的多個(gè)膜孔124而引入。如示范性地圖示的,塊部132能夠穿過作為軸向塊孔84a或徑向塊孔84b的多個(gè)塊孔84a、84b而提供從外表面122至燃燒器30的內(nèi)表面的連通。各塊部132進(jìn)一步包括徑向地延伸的橋部134,橋部134整體地聯(lián)結(jié)下游面板130。面板130是常規(guī)的,并且,軸向地首尾相連地聯(lián)結(jié),本文中所描述的任意兩個(gè)鄰接的面板130作為前部層或后部層,形成燃燒器30的上游前端至燃燒器30的下游后端。

軸向唇緣136從位于橋部134處的前部面板130的遠(yuǎn)端向后延伸,并且,在內(nèi)側(cè)與下一個(gè)面板130的近端隔開,以在其間徑向地限定狹槽138,在軸向唇緣136的后端具有出口140。

應(yīng)當(dāng)理解到,如圖所示的塊孔僅用于舉例說明。塊孔84a、84b能夠全部徑向地安置、軸向地安置或以這兩個(gè)方式的組合安置或從這些方式偏移地安置。塊部132能夠具有軸向地和徑向地安置的塊孔84a、84b的混合,并且,能夠基于燃燒襯套78的局部需要或來自旋流器98的局部旋渦流100而局部地實(shí)現(xiàn)。正因如此,塊孔84a、84b能夠?qū)⒗鋮s空氣流通過穿過燃燒襯套78的多個(gè)離散位置而噴出。

應(yīng)當(dāng)意識到,塊孔84a、84b提供冷卻流體c的從燃燒室80的外部至燃燒室80內(nèi)的燃燒襯套78的內(nèi)表面120的流動(dòng)。另外穿過多個(gè)膜孔124而提供冷卻流體c,使得沿著燃燒襯套78的內(nèi)表面120安置冷卻膜,防止燃燒器30所生成的熱流體h的流對燃燒襯套78過度地加熱。將經(jīng)過塊孔84a、84b的冷卻流體c指引穿過出口140,使得冷卻流體c沿著燃燒襯套78的內(nèi)表面120移動(dòng)。

圖5圖示軸向膜孔84a,軸向膜孔84a具有在燃燒襯套78的外表面122上的入口150和內(nèi)表面120上的出口152。入口150提供穿過限定于入口150與出口152之間的通路154而至出口152的流體連通。通路154能夠限定通路中心線156,通路中心線156縱向地穿過通路154而限定。通路中心線由沿從前至后的方向延伸的典型的軸向塊孔限定。使圖5中的軸向塊孔84a成角度,使得角151限定于通路中心線156與燃燒器30的周向方向上的發(fā)動(dòng)機(jī)中心線153的投影之間。正因如此,經(jīng)過成角度的軸向塊孔84a的冷卻流體能夠沿由通路154的角151限定的從與燃燒器30內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)中心線153的投影平行的方向偏移的方向穿過出口152而退出。

圖6圖示與圖5的軸向膜孔84a類似的徑向地偏移的徑向塊孔84b。徑向塊孔84b具有入口158,入口158與分別安置于外表面122和內(nèi)表面120上的出口160流體連通。通路162限定于入口158與出口160之間,進(jìn)一步限定穿過通路162的通路中心線164。使徑向塊孔84b相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線161到襯套78上的投影而沿角159所限定的徑向方向和軸向方向這兩個(gè)方向成角度。正因如此,經(jīng)過成角度的徑向塊孔84b的冷卻流體能夠沿從與由通路162的角159限定的發(fā)動(dòng)機(jī)中心線161的投影平行的方向偏移的方向退出出口160。

應(yīng)當(dāng)意識到,塊孔84a、84b的角151、159可能相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線153、161的投影的縱向方向而沿任何方向。通路154、162能夠限定通路中心線156、164,通路中心線156、164包括相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線153、161的投影而偏移的角151、159、相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12的徑向軸線、或兩者。角151、159可能是0度與70度之間的任何角度,并且,能夠通過徑向地偏移和軸向地偏移的組合而限定。局部塊孔的角151、159可能與其他塊孔不同或甚至與相鄰的塊孔不同,其中一些塊孔具有更大或更小的角151、159,或具有不同的方向或定向。

圖7是一個(gè)面板130和安置于塊部132上的一組塊孔84的頂視示意圖。塊孔84可能是徑向的或軸向的或兩者的組合。圖2的旋渦流100能夠進(jìn)一步限定如圖7中所示出的局部擦洗流170。局部擦洗流170包括由來自旋流器98的旋渦流100限定的局部大小,并且,當(dāng)局部擦洗流170打旋時(shí),推撞燃燒襯套78和局部面板130。如能夠意識到的,使塊孔84成角度,從而以與局部擦洗流170對準(zhǔn)的角提供冷卻流體c。正因如此,將冷卻流體c沿與局部擦洗流170相同的方向沿著燃燒襯套78的內(nèi)表面120引入。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步意識到,能夠使塊孔84成角度,從而基于相對于燃燒襯套78的相鄰的區(qū)域或部位而較高或較低的局部溫度梯度,將增多的冷卻流體提供給燃燒襯套78的特定的區(qū)域或部位。

翻到圖8-10,能夠意識到,起源于塊孔84的冷卻空氣流c的路徑線路受到局部擦洗流170的影響。首先,查看圖8,來自塊孔84的流相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12而沿軸向方向移動(dòng)。擦洗流170的旋渦流100創(chuàng)建擦洗間隙200,擦洗間隙200具有由推動(dòng)來自塊孔84的冷卻流c的擦洗流170限定的寬度202。因而,由主旋渦流100將來自塊孔的冷卻流c推開。

由軸向地定向的塊孔84限定的在圖8中圖示的流路是不理想的。局部擦洗流170通過將冷卻流c從燃燒襯套78的內(nèi)表面120推開而創(chuàng)建擦洗間隙200。擦洗流170可能創(chuàng)建溫度上升的局部區(qū)域,這可能導(dǎo)致降低的發(fā)動(dòng)機(jī)性能、降低的效率以及構(gòu)件損傷,從而降低總體在翼時(shí)間(time-on-wing)。

翻到圖9,塊孔84圖示為相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12而沿周向方向具有30度角。能夠意識到,隨著塊孔84的角與局部擦洗流170的角更好地對準(zhǔn),擦洗間隙200的寬度202減小。

在圖10中,塊孔84圖示為相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12而沿周向方向具有45度角。經(jīng)過塊孔84的冷卻流體c與燃燒室80內(nèi)的旋渦流100對準(zhǔn)。如能夠意識到的,可在圖8和圖9中識別的擦洗間隙200是不能區(qū)分的,從而創(chuàng)建沿著燃燒襯套78的內(nèi)表面120均勻地分布的冷卻流c。

因而,應(yīng)當(dāng)意識到,雖然圖10中所示出的示例圖示沿著燃燒襯套78的一個(gè)局部區(qū)域處的擦洗間隙200的顯著減小,但能夠使塊孔84以0度至70度的角局部地適應(yīng),以便基于來自相對于旋流器98的某一位置的局部旋渦流100而補(bǔ)償局部擦洗流170。

翻到圖11,隨著旋渦流打旋穿過燃燒器30,旋渦流在相對于軸向發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12的角定向的方面改變。面板130的組合形成多個(gè)多重、軸向地布置的塊部132a、132b、132c,這些塊部包括塊孔84,以將冷卻流c沿著燃燒襯套78提供給燃燒器30的內(nèi)部來作為冷卻膜。隨著旋渦流打旋穿過燃燒器30,局部旋渦流170a、170b、170c具有不同的角定向。正因如此,分開的塊部132a、132b、132c中的塊孔84的局部定向能夠定向成與局部旋渦流170a、170b、170c對準(zhǔn)。

例如,如圖11中所示出的,第一塊部132a包括相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12而具有45度角的塊孔84,以便與第一局部流170a對準(zhǔn)。隨著旋渦流向后移動(dòng),第二局部流170b可轉(zhuǎn)動(dòng)或打旋,從而具有相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12的與第一局部流170a不同的角定向。第二塊部132b包括相對于發(fā)動(dòng)機(jī)中心線12而具有30度角的塊孔84,從而與第二局部流170b對準(zhǔn)。進(jìn)一步向后,第三塊部132c能夠具有帶有15度角的塊孔84,以便與第三局部流170c對準(zhǔn)。

應(yīng)當(dāng)理解到,圖11中所圖示的局部流、塊部以及塊孔布置是示范性的,并且,提供這些布置,以便幫助讀者理解軸向地分開的塊部132內(nèi)的塊孔84可能彼此不同,從而在改變相對于移動(dòng)穿過燃燒器30的旋渦流的角定向時(shí),與局部流170對準(zhǔn)。

還應(yīng)當(dāng)理解到,安置于一個(gè)塊部內(nèi)的多個(gè)塊孔可能在角定向的方面相對于其他塊孔而離散地變化,或可能包括在角定向的方面相對于其他組而變化的組。正因如此,一個(gè)塊部內(nèi)的塊孔能夠補(bǔ)償圍繞燃燒器周向地隔開的不同的局部流。

應(yīng)當(dāng)意識到,使塊孔沿周向方向成角度的構(gòu)造能夠提供如由塊孔提供的沿著燃燒器襯套的均勻的冷卻流體流。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步意識到,能夠使塊孔離散地成角度,使得在來自燃燒器的旋渦流可能相對于旋流器而基于燃燒襯套的局部區(qū)域而改變時(shí),能夠在局部的基礎(chǔ)上使冷卻流體均勻地分布。因而,塊孔能夠限定與局部旋渦流對應(yīng)的燃燒襯套上的分布密度。此外,能夠使塊孔分布成使得流過塊孔的冷卻流體流限定流分布,流分布可能圍繞徑向燃燒襯套一致,或可能與局部旋渦流離散地相對應(yīng),使得分布密度限定流分布。

應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步意識到,成角度的塊孔能夠顯著地降低起因于燃燒器內(nèi)的熱流體的旋渦流而導(dǎo)致的局部熱點(diǎn)的發(fā)生率。改進(jìn)的空氣流和冷卻能夠降低總體溫度梯度,在燃燒襯套暴露于較低的膜溫度時(shí),這可能提高膜溫度依從性,并且,延長在翼時(shí)間。

本書面描述使用示例來公開本發(fā)明,包括最佳模式,并且,使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明,包括制作并使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定,并且,能夠包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有并非與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件,或如果這些示例包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)的差異的等效的結(jié)構(gòu)元件,則這些示例旨在屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

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