[发明专利]燃烧系统的挠度缓解结构

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的燃烧区段包括内壳体，该内壳体包括限定压力容器的内径和第一传热系数的第一材料。第二材料至少部分地在第一材料的外径上延伸。第二材料径向设置在第一材料和燃烧器衬里之间。第二材料限定小于第一传热系数的第二传热系数。

技术领域

本主题大体涉及用于缓解热区段壳体相对于周围壳体的挠度或移位的结构。

背景技术

燃气涡轮发动机包括通常由燃烧区段处和燃烧区段下游的发动机部分限定的热区段。典型的燃烧区段包括一个或多个联接到外壳体的燃料喷嘴，其功能是将液体或气体燃料引入空气流动流中，使其可以雾化和燃烧。一般的燃气涡轮发动机燃烧设计标准包括优化燃料和空气的混合和燃烧以产生高能燃烧，同时最小化诸如一氧化碳，二氧化碳，氮氧化物和未燃烧的碳氢化合物的排放，以及最小化部分地由于燃烧期间的压力振荡而导致的燃烧音。

然而，当发动机操作并产生增加的热量时，热区段和上游冷区段之间，或径向外壳体与内壳体之间的热梯度引起相对于彼此的挠度。这种挠度改变了热区段中旋转和静态部件之间的间隙或轴向重叠。这种挠度可替代地或另外地对燃料喷嘴浸入产生不利影响。这种改变的浸入可能导致燃烧区段自燃或以其他方式不利地影响燃烧区段和发动机的排放，性能或可操作性。

因此，需要可以减少热区段中的热梯度的结构和方法，其可以缓解壳体之间或壳体与旋转结构之间的挠度。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

本公开的一个方面涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧区段，其包括内壳体，该内壳体包括限定压力容器的内径和第一传热系数的第一材料。第二材料至少部分地在第一材料的外径上延伸。第二材料径向设置在第一材料和燃烧器衬里之间。第二材料限定小于第一传热系数的第二传热系数。

在各种实施例中，第二材料限定热障涂层。在一个实施例中，第二材料限定钇稳定氧化锆热障涂层。

在一个实施例中，第二材料限定镍基合金。

在另一个实施例中，第二材料限定蜂窝结构。

在各种实施例中，第三层限定在第一材料和第二材料之间。在一个实施例中，第三层限定直接位于内壳体的外径上的结合材料。在另一个实施例中，第三层包含Ni和Al。在又一个实施例中，第三层包含NiCRAlY。在又一个实施例中，第三层在第一材料和第二材料之间限定气体腔。

在一个实施例中，第一材料是金属或金属合金。

在另一个实施例中，第二材料直接位于内壳体的外径上。

本公开的另一方面涉及一种用于减小燃烧区段的内壳体与周围外壳体之间的热梯度的方法。该方法包括在限定内壳体和第一传热系数的第一材料的外径上形成第二材料。

在该方法的一个实施例中，第二材料限定热障涂层。在另一个实施例中，第二材料限定蜂窝结构。

在各种实施例中，该方法还包括在第一材料和第二材料之间形成第三层。第三层接触第一材料的外径。在一个实施例中，形成第三层还包括将结合材料直接施加在内壳体的外径上。在一个实施例中，直接施加到内壳体的外径的第三层包括Ni和Al。在另一个实施例中，第三层直接施加到内壳体的外径上，该内壳体将第一材料限定为金属或金属合金。在又一个实施例中，第三层在第一材料和第二材料之间限定气体腔。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：