[发明专利]用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套及制造方法

说明书

本发明涉及用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套及制造方法。提供了用于燃烧器组件(18)中的燃烧室衬套(100)。燃烧室衬套(100)包括限定燃烧室(106)的侧壁(134)，燃烧室(106)具有从中延伸穿过的主流轴线(130)。燃烧室(106)将燃气流沿着混合器(118)的漩涡流轴线(132)引导通过燃烧室(106)，漩涡流轴线(132)相对于主流轴线(130)倾斜地取向。燃烧室衬套(100)还包括限定于侧壁(134)中的薄膜冷却孔。薄膜冷却孔配置成将加压流体射流(128)排放至燃烧室(106)中，并且布置成至少第一行(140)和定位成与第一行(140)相距第一距离的第二行(142)。薄膜冷却孔布置为使得从第一行(140)中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流(128)在与燃气流混合时沿着排放流轴线(148)导向，排放流轴线(148)与第二行(142)中的薄膜冷却孔未对准。

技术领域

本公开大体上涉及涡轮发动机，且更具体地，涉及具有改进的薄膜冷却孔布置的燃烧器组件的燃烧室衬套。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，在压缩机中加压的空气与燃料在燃烧器中混合，以生成热燃气。首先，从高压涡轮(HPT)中的气体中提取能量，该能量给压缩机提供动力，并且随后从低压涡轮(LPT)中的气体中提取能量，该能量在涡扇飞机发动机应用中给风扇提供动力，或者给用于船舶和/或工业应用的外部轴提供动力。通常，随着燃气的温度提高，发动机效率提高。然而，提高的气体温度提高沿着气体流路的各种构件的运行温度，这转而增加使这样的构件冷却而有助于延长其使用寿命的需要。

例如，已知的燃烧器包括在燃气涡轮发动机运行期间要求冷却的燃烧室衬套。已知的涡轮喷嘴包括同样地要求冷却的空心导叶。在至少一些燃气涡轮发动机中，使用压缩机泄放空气来使暴露于热燃气的流路构件冷却。例如，至少一些已知的构件将压缩机泄放空气(bleed air)引导通过燃烧室衬套或喷嘴中所限定的薄膜冷却孔。特别是，在燃烧室衬套中，薄膜冷却孔典型地布置成相对于燃气涡轮发动机的主流轴线横向地延伸的多行，并且，相邻行中的薄膜冷却孔彼此以交错的配置偏移。然而，通过燃烧器而引导的热燃气的自然漩涡可能导致沿着燃烧室衬套形成的热条纹(hot streaks)，从而缩短燃烧器的使用寿命。

发明内容

在一个方面，提供用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套。燃烧室衬套包括侧壁，侧壁限定燃烧室，燃烧室具有延伸穿过燃烧室的主流轴线。燃烧室配置成将燃气流沿着混合器漩涡流轴线而引导通过燃烧室，混合器漩涡流轴线相对于主流轴线倾斜地取向。燃烧室衬套还包括限定于侧壁中的多个薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至燃烧室中，并且，布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与燃气流混合时，从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流沿着排放流轴线导向，排放流轴线与第二行中的薄膜冷却孔未对准。

在另一方面，提供燃烧器组件。燃烧器组件包括：燃烧室衬套，包括侧壁，侧壁限定燃烧室，燃烧室具有延伸穿过燃烧室的主流轴线；和限定于侧壁中的多个薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至燃烧室中，并且多个薄膜冷却孔布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔。燃烧器组件还包括混合器，混合器定位于燃烧室衬套的上游端。混合器配置成将燃气流沿着混合器漩涡流轴线引导至燃烧室中，混合器漩涡流轴线相对于主流轴线倾斜地取向。多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与燃气流混合时，从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流沿着排放流轴线导向，排放流轴线与第二行中的薄膜冷却孔未对准。