[發明專利]套筒組件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710123892.8
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN107152699B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: D.W.奇拉;J.H.克利;A.G.戈德弗雷;C.P.威利斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周心志;譚祐祥

本申請涉及套筒組件及其制造方法。其中，提供了一種用于燃燒系統的套筒組件(120)。套筒組件包括限定具有流動軸線(308)和主燃燒區(309)的燃燒室(122)的襯套(314)。襯套具有前端(330)和后端(332)，使得襯套圍繞流動軸線。套筒組件還包括圍繞襯套的殼(316)，使得冷卻通道(336)限定在襯套與殼之間。殼包括具有前端(342)和后端(344)的聯合套筒(320)。聯合套筒的后端定位在襯套的后端的軸向上游，從而限定了在襯套的后端與聯合套筒的后端之間的間隙(345)。聯合套筒在沿聯合套筒的前端與后端之間的軸向平面的沿周向間隔開的位置處安裝到襯套上。

技術領域

本公開內容的領域大體上涉及套筒組件，并且更具體地涉及結合渦輪組件中的燃燒器使用的套筒組件。

背景技術

至少一些已知的渦輪組件包括壓縮機、燃燒器和渦輪。氣體流入壓縮機中且壓縮。壓縮氣體然后排放到燃燒器中，且與燃料混合，且所得的混合物點燃來生成燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒器導送穿過渦輪，從而驅動渦輪，其又可對聯接到渦輪上的發電機供能。

許多已知的燃燒器使用套筒組件，套筒組件包括限定燃料和壓縮氣體的混合物在其中點燃的燃燒室的襯套。為了延長套筒組件的使用壽命，通常套筒組件包括外套筒，其包繞襯套，使得在襯套與套筒之間引導的壓縮氣流冷卻襯套。然而，可能難以充分地冷卻至少一些已知套筒組件的襯套，特別是在依靠沖擊或膜冷卻的系統中。在這些系統中，冷卻空氣量可能不足以在不引起傳送至頭端的氣體中的顯著壓降的情況下均勻地冷卻襯套。由于不均勻的冷卻，故一些現有的套筒組件經歷內襯套與包繞的套筒之間的下游連接點處的高應力。

通常傳感器或其它點火相關的構件經由套筒組件插入燃燒室中，以便于監測或點火。在一些情形中，套筒組件的設計可使得其難以將傳感器和其它儀器適當地定位在燃燒室中。

不充分地冷卻套筒組件和/或不能將傳感器適當地定位在燃燒室內可導致套筒組件和/或其它燃燒器或渦輪構件的部分過熱。經過一段時間，繼續經歷過熱可引起此類構件的熱開裂和/或過早損壞。

發明內容

一方面，提供了一種用于燃燒系統的套筒組件。套筒組件包括限定具有流動軸線和主燃燒區的燃燒室的襯套。襯套具有前端和后端使得襯套圍繞(circumscribe)流動軸線。套筒組件還包括圍繞襯套的殼，使得冷卻通道限定在襯套與殼之間。殼包括具有前端和后端的聯合套筒(unisleeve)。聯合套筒的后端定位在襯套的后端的軸向上游，從而限定了襯套的后端與聯合套筒的后端之間的間隙。聯合套筒在沿聯合套筒的前端與后端之間的軸向平面的沿周向間隔開的位置處安裝到襯套上。

另一方面，提供了一種制造用于燃燒系統的套筒組件的方法。該方法包括形成限定燃燒室的襯套，燃燒室包括流動軸線和主燃燒區。襯套具有前端和后端使得襯套圍繞流動軸線。該方法還包括將殼聯接到襯套上，使得殼圍繞襯套，以限定襯套與殼之間的冷卻通道。殼包括具有前端和后端的聯合套筒。聯合套筒的后端定位在襯套的后端的軸向上游，從而限定了襯套的后端與聯合套筒的后端之間的間隙。將殼聯接到襯套上包括在沿聯合套筒的前端與后端之間的單個軸向平面的沿周向間隔開的位置處將聯合套筒安裝到襯套上。

另一方面，提供了一種燃燒系統。燃燒系統包括燃料噴射器和具有襯套的套筒組件，襯套限定包括流動軸線和主燃燒區的燃燒室。襯套具有前端和后端使得襯套圍繞流動軸線。套筒組件還具有圍繞襯套的殼，使得冷卻通道限定在襯套與殼之間。殼包括具有前端和后端的聯合套筒。聯合套筒的后端定位在襯套的后端的軸向上游，從而限定了襯套的后端與聯合套筒的后端之間的間隙。聯合套筒在沿聯合套筒的前端與后端之間的軸向平面的沿周向間隔開的位置處安裝到襯套上。

技術方案1. 一種用于燃燒系統的套筒組件，所述套筒組件包括：

限定包括流動軸線和主燃燒區的燃燒室的襯套，所述襯套具有前端和后端使得所述襯套圍繞所述流動軸線；以及