[发明专利]翼片、套筒及用于组装燃烧器组件的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及燃气涡轮发动机，且更特定地涉及冷却与燃气涡轮发动机一起使用的燃烧器组件。

背景技术

至少一些已知的燃气涡轮发动机使用冷却空气以在发动机内冷却燃烧组件。通常，冷却空气从联接为与燃烧组件流动连通的压缩机供应。在至少一些已知的燃气涡轮发动机中，冷却空气从压缩机排出到压力通风系统，其至少部分地围绕分别延伸过过渡件和燃烧器衬垫的冲击套筒和流动套筒延伸。冷却空气从压力通风系统流动通过这些套筒的进口且进入到限定在冲击套筒和过渡件之间(过渡通道)和燃烧器衬垫和流动套筒之间(衬垫通道)的冷却通道。流动通过过渡通道的冷却空气排出到衬垫通道内。冷却空气由过渡件和/或燃烧器衬垫的金属表面加热且然后与燃料混合以被燃烧器使用。

为了保护燃烧衬垫和过渡件的机械属性并延长其操作寿命，希望燃烧衬垫和过渡件被均匀地冷却。至少一些已知的流动套筒和冲击套筒包括进口，其成形或构造为利于冷却空气流动通过它们。其他进口用带开口端的套环填充，其构造为将冷却空气以大致垂直于已经在通路中的冷却空气流动的角度导向到冷却通道内。对于这些选择，由于相对的流动定向，流动通过通道的空气可能损失轴向动量，且也可能生成从压力通风系统进入的冷却空气的动量的障碍。

发明内容

一方面，提供用于组装燃烧器组件的方法。该方法包括提供具有多个进口的至少一个套筒，且将至少一个翼片联接到限定在该至少一个套筒中的多个进口的至少一个上。翼片包括一对在前缘处和后缘处联接在一起的相对的侧壁，和在翼片侧壁之间形成以引通冷却空气的至少一个通路。冷却空气导向为大致垂直于围绕待冷却的燃烧器组件的部分中的翼片流动的空气的方向流动。该方法也包括围绕待冷却的燃烧器组件的部分联接至少一个套筒。

另一方面，提供用于燃烧器组件的套筒。套筒包括限定在套筒中的多个翼片突出部，其中每个翼片突出部构造为引通冷却空气到燃烧器组件的冷却通道内。每个翼片突出部包括一对在前缘处和后缘处联接在一起的相对的侧壁，和限定在翼片侧壁之间以引通冷却空气通过其的至少一个通路。该至少一个通路构造为以大致垂直于冷却通道中围绕翼片流动的空气方向的方向引通空气。

又一方面，提供用于引通冷却空气到燃烧器组件的冷却通道的翼片。翼片包括一对在前缘处和后缘处联接在一起的相对的侧壁，使得翼片围绕延伸在相对的侧壁之间的中心平面大致对称。翼片也包括第一端部分和第二端部分，其中每个端部分大致垂直于相对的侧壁且延伸在其之间。翼片也包括至少一个通路以通过其引通冷却空气。该至少一个通路限定在侧壁之间且从第一端部分延伸到第二端部分。

附图说明

图1为示范性的燃气涡轮发动机的示意性截面图；

图2为可以与图1中显示的燃气涡轮发动机使用的示范性燃烧器组件的部分的放大截面图；

图3为当压缩的冷却空气进入通道时衬垫通道的截面图；

图4图示可以形成在图3中显示的衬垫通道中的空气平行流动；

图5图示可以形成在图3中显示的衬垫通道中的湍流空气流；

图6为与图3中显示的衬垫通道使用的翼片的示范性实施例的截面图；

图7图示图6中显示的翼片的透视图；

图8为与图3中显示的衬垫通道使用的多通路翼片的进一步实施例的截面图；

图9图示图8中显示的多通路翼片的透视图；

图10为模板的示范性实施例的透视图；

图11为图10中显示的模板的截面图。

具体实施方式

图1为示范性的燃气涡轮发动机10的示意性截面图。发动机10包括压缩机组件12、燃烧器组件14、涡轮机组件16和共用的压缩机/涡轮机转子轴18。应当注意的是，发动机10仅为示范性的，且本发明的实施例并不限于发动机10且可以替代地实施在要求以在此描述的类似方式冷却的任何燃气涡轮发动机或者受热系统内。

操作中，空气流动通过压缩机组件12且压缩的空气排出到燃烧器组件14以与燃料混合并冷却燃烧器组件14的零件。燃烧器组件14喷射燃料到空气流动内，例如天然气和/或燃料油，点燃燃料-空气混合物以通过燃烧膨胀燃料-空气混合物且产生高温燃烧气体流。燃烧器组件14与涡轮机组件16流动连通，且将高温膨胀气体流排出到涡轮机组件16内。高温膨胀气体流将旋转能量传给涡轮机组件16，且由于涡轮机组件16可旋转地联接到转子18，转子18随后提供旋转动力给压缩机组件12。