[發明專利]用于渦輪發動機的燃燒器組件

有效

• 申請號: 201811532207.8
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN110043923B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: N.J.布盧姆;D.柯特利;M.A.斯蒂格;B.C.托爾;C.H.薩頓
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42;F02C7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;金飛

本發明提供了一種用于燃氣渦輪發動機的燃燒器組件（100）。燃燒器組件(100)包括襯套，其至少部分地限定燃燒室(114)并且總體上沿著軸向方向在后端和前端之間延伸。燃燒器組件(100)還包括環形穹頂，其包括限定用于接收襯套的前端的槽口(122)的包封表面。帽蓋定位在襯套的前端處并且至少部分地定位在由環形穹頂的包封表面所限定的槽口(122)內。帽蓋包括構造成接觸環形穹頂的包封表面和襯套的前端中至少之一的表面。此種構造可在襯套的前端和環形穹頂之間形成基本上不透氣的密封件而不管構件之間的相對熱膨脹。

本申請是于2016年8月31日提交的專利申請(中國國家申請號為201610776933.9，發明名稱為“用于渦輪發動機的燃燒器組件”)的分案申請。

技術領域

本主題總體上涉及燃氣渦輪發動機，或者更具體地涉及用于燃氣渦輪發動機的燃燒器組件。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括風扇以及布置成彼此流動連通的核心（core）。另外，燃氣渦輪發動機的核心通常包括成串行流動次序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段，以及排出區段。在操作中，從風扇提供空氣至壓縮機區段的入口，在壓縮機區段中一個或更多軸向壓縮機逐漸地壓縮空氣直至其到達燃燒區段。燃料與壓縮空氣相混合并且在燃燒區段內燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段傳送至渦輪區段。燃燒氣體經過渦輪區段的流動驅動渦輪區段且然后傳送經過排出區段，例如通向大氣。

更常見地，非傳統的高溫材料例如陶瓷基復合（CMC）材料用作燃氣渦輪發動機內的結構構件。例如，假定CMC材料能夠耐受相對極端的溫度，則特別感興趣的是利用CMC材料來替換燃氣渦輪發動機的燃燒區段內的構件。更具體地，燃氣渦輪發動機的內部襯套和外部襯套更常見地是由CMC材料形成。

然而，某些燃氣渦輪發動機具有適應結合在其中的CMC材料的某些機械性能的問題。例如，CMC材料相比于傳統的金屬材料具有不同的熱膨脹系數。因此，將CMC材料聯接至傳統的金屬材料可能是有問題的。例如，在將內部襯套和外部襯套分別附接至金屬內部穹頂（dome）結構和金屬外部穹頂結構時必須特別小心。

此外，具有由CMC材料形成的內部襯套和外部襯套的某些燃氣渦輪發動機在控制高壓空氣流動穿過一個或更多連接部位（point）（例如，在內部襯套和內部穹頂結構與外部襯套和外部穹頂結構之間）進入至少部分地由內部襯套和外部襯套所限定的燃燒室中的數量方面存在困難。

因此，具有下述多于一個的特征結構的燃燒器組件將是有用的，該特征結構允許CMC襯套在附接部位處附接至相應的金屬穹頂結構，同時控制經由該附接部位穿過的空氣流數量。更具體地，具有下述多于一個的特征結構的燃燒器組件將特別有益，該特征結構允許CMC襯套在附接部位處附接至相應的金屬穹頂結構，同時控制經由該附接部位穿過的空氣流數量和允許相對的熱膨脹。

發明內容

本發明的方面和優點將在下文描述中部分地闡述，或者可根據該描述是顯而易見的，或者可通過實施本發明而懂得。

在本公開內容的一個示例性實施例中，提供了一種用于燃氣渦輪發動機的燃燒器組件。燃燒器組件限定軸向方向并且包括至少部分地限定燃燒室的襯套。襯套大體上沿著軸向方向在后端和前端之間延伸。燃燒器組件還包括環形穹頂，其包括限定用于接收襯套前端的槽口的包封表面。燃燒器組件還包括帽蓋，其定位在襯套的前端處并且至少部分地定位在由環形穹頂的包封表面所限定的槽口內。帽蓋包括構造成接觸環形穹頂的包封表面或者襯套的前端中至少之一的表面。

在本公開內容的另一示例性實施例中，提供了一種用于燃氣渦輪發動機燃燒器組件的襯套的帽蓋組件。帽蓋組件包括第一臂和與第一臂基本上平行延伸的第二臂。第一和第二臂一起限定用于接收襯套前端的開口。帽蓋組件還包括在第一和第二臂之間延伸并且限定內表面和外表面的基座（base）。帽蓋組件還包括彈性部件，其定位成鄰近基座的內表面以便在帽蓋組件定位在襯套的前端上時擠壓基座遠離襯套的前端并且形成在基座和襯套的前端之間的密封件。