[发明专利]套筒组件及其制造方法

说明书

本申请涉及套筒组件及其制造方法。其中，提供了一种用于燃烧系统的套筒组件(120)。套筒组件包括限定具有流动轴线(308)和主燃烧区(309)的燃烧室(122)的衬套(314)。衬套具有前端(330)和后端(332)，使得衬套围绕流动轴线。套筒组件还包括围绕衬套的壳(316)，使得冷却通道(336)限定在衬套与壳之间。壳包括具有前端(342)和后端(344)的联合套筒(320)。联合套筒的后端定位在衬套的后端的轴向上游，从而限定了在衬套的后端与联合套筒的后端之间的间隙(345)。联合套筒在沿联合套筒的前端与后端之间的轴向平面的沿周向间隔开的位置处安装到衬套上。

技术领域

本公开内容的领域大体上涉及套筒组件，并且更具体地涉及结合涡轮组件中的燃烧器使用的套筒组件。

背景技术

至少一些已知的涡轮组件包括压缩机、燃烧器和涡轮。气体流入压缩机中且压缩。压缩气体然后排放到燃烧器中，且与燃料混合，且所得的混合物点燃来生成燃烧气体。燃烧气体从燃烧器导送穿过涡轮，从而驱动涡轮，其又可对联接到涡轮上的发电机供能。

许多已知的燃烧器使用套筒组件，套筒组件包括限定燃料和压缩气体的混合物在其中点燃的燃烧室的衬套。为了延长套筒组件的使用寿命，通常套筒组件包括外套筒，其包绕衬套，使得在衬套与套筒之间引导的压缩气流冷却衬套。然而，可能难以充分地冷却至少一些已知套筒组件的衬套，特别是在依靠冲击或膜冷却的系统中。在这些系统中，冷却空气量可能不足以在不引起传送至头端的气体中的显著压降的情况下均匀地冷却衬套。由于不均匀的冷却，故一些现有的套筒组件经历内衬套与包绕的套筒之间的下游连接点处的高应力。

通常传感器或其它点火相关的构件经由套筒组件插入燃烧室中，以便于监测或点火。在一些情形中，套筒组件的设计可使得其难以将传感器和其它仪器适当地定位在燃烧室中。

不充分地冷却套筒组件和/或不能将传感器适当地定位在燃烧室内可导致套筒组件和/或其它燃烧器或涡轮构件的部分过热。经过一段时间，继续经历过热可引起此类构件的热开裂和/或过早损坏。

发明内容

一方面，提供了一种用于燃烧系统的套筒组件。套筒组件包括限定具有流动轴线和主燃烧区的燃烧室的衬套。衬套具有前端和后端使得衬套围绕(circumscribe)流动轴线。套筒组件还包括围绕衬套的壳，使得冷却通道限定在衬套与壳之间。壳包括具有前端和后端的联合套筒(unisleeve)。联合套筒的后端定位在衬套的后端的轴向上游，从而限定了衬套的后端与联合套筒的后端之间的间隙。联合套筒在沿联合套筒的前端与后端之间的轴向平面的沿周向间隔开的位置处安装到衬套上。

另一方面，提供了一种制造用于燃烧系统的套筒组件的方法。该方法包括形成限定燃烧室的衬套，燃烧室包括流动轴线和主燃烧区。衬套具有前端和后端使得衬套围绕流动轴线。该方法还包括将壳联接到衬套上，使得壳围绕衬套，以限定衬套与壳之间的冷却通道。壳包括具有前端和后端的联合套筒。联合套筒的后端定位在衬套的后端的轴向上游，从而限定了衬套的后端与联合套筒的后端之间的间隙。将壳联接到衬套上包括在沿联合套筒的前端与后端之间的单个轴向平面的沿周向间隔开的位置处将联合套筒安装到衬套上。

另一方面，提供了一种燃烧系统。燃烧系统包括燃料喷射器和具有衬套的套筒组件，衬套限定包括流动轴线和主燃烧区的燃烧室。衬套具有前端和后端使得衬套围绕流动轴线。套筒组件还具有围绕衬套的壳，使得冷却通道限定在衬套与壳之间。壳包括具有前端和后端的联合套筒。联合套筒的后端定位在衬套的后端的轴向上游，从而限定了衬套的后端与联合套筒的后端之间的间隙。联合套筒在沿联合套筒的前端与后端之间的轴向平面的沿周向间隔开的位置处安装到衬套上。

技术方案1. 一种用于燃烧系统的套筒组件，所述套筒组件包括：

限定包括流动轴线和主燃烧区的燃烧室的衬套，所述衬套具有前端和后端使得所述衬套围绕所述流动轴线；以及