BR102016029595A2

BR102016029595A2 - Combustion liner and combustion assembly

Info

Publication number: BR102016029595A2
Application number: BR102016029595A
Authority: BR
Inventors: Robert Fitzpatrick Erich; Lynne Christman Kenoyer Kimberly; Alan Stieg Michael
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-06-20
Also published as: US20170176008A1; JP2017115869A; CA2951096A1; CN106989416A; EP3182009A1; US10041677B2; CN106989416B

Abstract

forro de combustão e conjunto de combustor. trata-se de um forro de combustão (100) para uso em um conjunto de combustor (18). o forro de combustão (100) inclui uma parede lateral (134) que define uma câmara de combustão (106) que tem um eixo geométrico de fluxo principal (130) que se estende através da mesma. a câmara de combustão (106) canaliza um fluxo de gás de combustão através da mesma ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho (132) de misturador (118) orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130). o forro de combustão (100) também inclui orifícios de resfriamento de filme definidos dentro da parede lateral (134). os orifícios de resfriamento de filme são configurados para descarregar um jato de fluido pressurizado (128) no interior da câmara de combustão (106) e dispostos em pelo menos uma primeira fileira (140) e uma segunda fileira (142), posicionada a uma primeira distância da primeira fileira (140). os orifícios de resfriamento de filme são dispostos de tal modo que, quando misturados com o fluxo de gás de combustão, o jato de fluido pressurizado (128) descarregado de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira (140) seja direcionado ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga (148) desalinhado de orifícios de resfriamento de filme na segunda fileira (142).

Description

"FORRO DE COMBUSTÃO E CONJUNTO DE COMBUSTOR” Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se, geralmente, a motores de turbina e, mais especificamente, a um forro de combustão de um conjunto de combustor que tem uma disposição de orifício de resfriamento de filme aprimorada.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Em um motor de turbina a gás, o ar é pressurizado em um compressor é misturado com combustível em um combustor para gerar gases de combustão quentes. A energia é extraída, inicialmente, dos gases em uma turbina de alta pressão (HPT) que alimenta o compressor e, subsequentemente, em uma turbina de baixa pressão (LPT) que alimenta um ventilador em uma aplicação de motor de aeronave de turbojato, ou alimenta uma haste externa para aplicações marinhas e/ou industriais. Geralmente, a eficiência de motor aumenta à medida em que a temperatura de gases de combustão é aumentada. Entretanto, a temperatura de gás maior aumenta a temperatura de operação de vários componentes ao longo da trajetória de fluxo de gás que, por sua vez, aumenta a necessidade de resfriar tais componentes para facilitar a extensão de sua vida útil.

[003] Por exemplo, combustores conhecidos incluem um forro de combustão que precisa resfriar durante a operação do motor de turbina a gás. Bocais de turbina conhecidos incluem lâminas ocas que também precisam de resfriamento. Em pelo menos alguns motores de turbina a gás, os componentes de trajetória de fluxo expostos a gases de combustão a quente são resfriados com o uso de ar de escorrimento de compressor. Por exemplo, pelo menos alguns componentes conhecidos canalizam o ar de escorrimento de compressor através de orifícios de resfriamento de filme definidos dentro do forro de combustão ou bocais. No forro de combustão, especificamente, os orifícios de resfriamento de filme são dispostos, tipicamente, em fileiras que se estendem de modo transversal em relação a um eixo geométrico de fluxo principal do motor de turbina a gás e os orifícios de resfriamento de filme em fileiras adjacentes são deslocados uns dos outros em uma configuração desalinhada. Entretanto, o redemoinho natural dos gases de combustão a quente canalizados através do combustor pode resultar em marcas de calor ao longo do forro de combustão, reduzindo, assim, a vida útil do combustor.

Descrição da Invenção [004] Em um aspecto, um forro de combustão para uso em um conjunto de combustor é fornecido. O forro de combustão inclui uma parede lateral que define uma câmara de combustão que tem um eixo geométrico de fluxo principal que se estende através da mesma. A câmara de combustão é configurada para canalizar um fluxo de gás de combustão através da mesma ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal. O forro de combustão também inclui uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme definida dentro da parede lateral. A pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é configurada para descarregar um jato de fluido pressurizado no interior da câmara de combustão e é disposta em pelo menos uma primeira fileira de orifícios de resfriamento de filme e uma segunda fileira de orifícios de resfriamento de filme posicionada a uma primeira distância da primeira fileira. A pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é disposta de tal modo que, quando misturada com o fluxo de gás de combustão, o jato de fluido pressurizado descarregado de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira seja direcionado ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga desalinhado de orifícios de resfriamento de filme na segunda fileira.

[005] Em outro aspecto, um conjunto de combustor é fornecido. O conjunto de combustor inclui um forro de combustão que inclui uma parede lateral que define uma câmara de combustão que tem um eixo geométrico de fluxo principal que se estende através da mesma e uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme definida dentro da parede lateral. A pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é configurada para descarregar um jato de fluido pressurizado no interior da câmara de combustão e a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é disposta em pelo menos uma primeira fileira de orifícios de resfriamento de filme e uma segunda fileira de orifícios de resfriamento de filme posicionada a uma primeira distância da primeira fileira. O conjunto de combustor também inclui um misturador posicionado em uma extremidade a jusante do forro de combustão. O misturador é configurado para canalizar um fluxo de gás de combustão no interior da câmara de combustão ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal. A pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é disposta de tal modo que, quando misturada com o fluxo de gás de combustão, o jato de fluido pressurizado descarregado de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira seja direcionado ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga desalinhado de orifícios de resfriamento de filme na segunda fileira.

[006] Em ainda outro aspecto, um método de fabricação de um forro de combustão para uso em um conjunto de combustor é fornecido. O método inclui a definição de uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme dentro de uma parede lateral do conjunto de combustor. A parede lateral define uma câmara de combustão que tem um eixo geométrico de fluxo principal que se estende através da mesma e a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é configurada para descarregar um jato de fluido pressurizado no interior da câmara de combustão. A câmara de combustão é configurada para canalizar um fluxo de gás de combustão através da mesma ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador angulado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal. O método também inclui dispor a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme em pelo menos uma primeira fileira de orifícios de resfriamento de filme e uma segunda fileira de orifícios de resfriamento de filme posicionada a uma primeira distância da primeira fileira. A pluralidade de orifícios de resfriamento de filme é disposta de tal modo que, quando misturada com o fluxo de gás de combustão, o jato de fluido pressurizado descarregado de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira seja direcionado ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga desalinhado de orifícios de resfriamento de filme na segunda fileira.

Breve Descrição dos Desenhos [007] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidos quando a descrição detalhada a seguir for lida em referência aos desenhos anexos nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes por todos os desenhos, em que: - a Figura 1 é uma vista esquemática de um motor de turbojato; - a Figura 2 é uma ilustração em corte transversal esquemática de um conjunto de combustor exemplificativo que pode ser usado com o motor de turbojato mostrado na Figura 1; - a Figura 3 é uma vista em recorte parcial de um forro de combustão que pode ser usado no conjunto de combustor mostrado na Figura 2; e - a Figura 4 é uma vista em recorte parcial alternativa do forro de combustão mostrado na Figura 3.

Descrição de Realizações da Invenção [008] A menos que indicado em contrário, os desenhos fornecidos no presente documento são destinados a ilustrar os recursos de realizações da invenção. Acredita-se que esses recursos são aplicáveis em uma ampla variedade de sistemas que compreende uma ou mais realizações da invenção. Assim, as figuras não são destinadas a incluir todas as funções convencionais, conhecidas pelas pessoas de habilidade comum na técnica como exigidas para a prática das realizações reveladas no presente documento.

[009] No relatório descritivo e nas reivindicações a seguir, será feita referência a inúmeros termos, que serão definidos com os significados a seguir.

[010] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referências plurais, a menos que o contexto determine claramente o contrário.

[011] “Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou circunstância descrito subsequentemente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui exemplos em que o evento ocorre e exemplos em que o evento não ocorre.

[012] A linguagem aproximada, conforme usada no presente documento ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, pode ser usada para modificar qualquer representação quantitativa que pode variar de forma permissível sem resultar em uma mudança na função básica a qual é relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de”, "aproximadamente" e "substancialmente", não se limitam ao valor preciso especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem de aproximação pode corresponder à precisão de um instrumento para medição do valor. Aqui e ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, limitações de faixa podem ser combinadas e/ou intercambiadas. Tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas no mesmo a menos que o contexto ou a linguagem indique de outra forma.

[013] Conforme usado no presente documento, os termos “axial” e “axialmente” se referem a direções e orientações que se estendem substancialmente paralelas a uma linha central do motor de turbina. Ademais, os termos “radial” e “radialmente” se referem a direções e orientações que se estendem substancialmente perpendiculares à linha central do motor de turbina. Além disso, conforme usado no presente documento, os termos “circunferencial“ e “circunferencialmente” se referem a direções e orientações que se estendem de modo arqueado ao redor da linha central do motor de turbina.

[014] As realizações da presente invenção se referem a um conjunto de combustor que tem uma disposição de orifícios de resfriamento de filme em uma parede lateral anular do mesmo que facilita a redução da formação de marcas de calor na parede lateral. Mais especificamente, os orifícios de resfriamento de filme são dispostos em uma série de fileiras, tal como uma primeira fileira, uma segunda fileira adjacente à primeira fileira e uma terceira fileira adjacente à segunda fileira. Os orifícios de resfriamento de filme na primeira, na segunda e na terceira fileiras são deslocados uns dos outros. Por exemplo, a disposição de orifícios de resfriamento de filme na segunda e na terceira fileira é selecionada como uma função de uma direção de fluxo de redemoinho de misturador de gases de combustão canalizados através do conjunto de combustor e, mais especificamente, como uma função de uma direção de descarga de jatos de fluido pressurizado descarregados de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira. A disposição é selecionada de tal modo que jatos de fluido pressurizado descarregados de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira sejam desalinhados de orifícios de resfriamento de filme na segunda fileira para facilitar o resfriamento de filme de desalinhamento fornecido por orifícios de resfriamento de filme na primeira e na segunda fileiras na direção de argola da parede lateral anular. Ademais, os jatos de fluido pressurizado descarregados de orifícios de resfriamento de filme na primeira fileira se alinham substancialmente com orifícios de resfriamento de filme na terceira fileira. A terceira fileira é separada da primeira fileira por uma distância que garante resfriamento de filme fornecido por orifícios de resfriamento de filme na primeira e na terceira fileiras que são desalinhados na direção axial do conjunto de combustor. Sendo assim, a formação de marcas de calor na parede lateral é reduzida com orifícios de resfriamento de filme dispostos de uma maneira eficiente e de economia de espaço.

[015] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um motor de turbojato exemplificativo 10 que inclui um conjunto de ventilador 12, um compressor de intensificador ou de baixa pressão 14, um compressor de alta pressão 16 e um conjunto de combustor 18. O conjunto de ventilador 12, o compressor de intensificador 14, o compressor de alta pressão 16 e o conjunto de combustor 18 são acoplados em comunicação de fluxo. O motor de turbojato 10 também inclui uma turbina de alta pressão 20 acoplada em comunicação de fluxo com o conjunto de combustor 18 e uma turbina de baixa pressão 22. O conjunto de ventilador 12 inclui uma disposição de lâminas de ventilador 24 que se estende radialmente para fora de um disco de rotor 26. A turbina de baixa pressão 22 é acoplada ao conjunto de ventilador 12 e o compressor de intensificador 14 através de uma primeira haste de acionamento 28 e a turbina de alta pressão 20 é acoplada ao compressor de alta pressão 16 através de uma segunda haste de acionamento 30. O motor de turbojato 10 tem uma admissão 32 e um escapamento 34. O motor de turbojato 10 inclui, ainda, uma linha central 36 ao redor da qual o conjunto de ventilador 12, o compressor de intensificador 14, o compressor de alta pressão 16 e as turbinas 20 e 22 giram.

[016] Em funcionamento, o ar que entra no motor de turbojato 10 através de admissão 32 é canalizado através do conjunto de ventilador 12 em direção ao compressor de intensificador 14. O ar comprimido é descarregado do compressor de intensificador 14 em direção ao compressor de alta pressão 16. O ar altamente comprimido é canalizado do compressor de alta pressão 16 em direção ao conjunto de combustor 18, misturado com combustível e a mistura é queimada dentro do conjunto de combustor 18. O gás de combustão de alta temperatura gerado pelo conjunto de combustor 18 é canalizado em direção aos conjuntos de turbina 20 e 22. O gás de combustão é descarregado subsequentemente do motor de turbojato 10 por meio do escapamento 34.

[017] A Figura 2 é uma ilustração em corte transversal esquemática do conjunto de combustor 18 que pode ser usado com o motor de turbojato 10 (mostrado na Figura 1). Na realização exemplificativa, o conjunto de combustor 18 inclui um forro de combustão 100 posicionado entre um invólucro radialmente externo 102 e um invólucro radialmente interno 104. O forro de combustão 100 define uma câmara de combustão 106, conforme será descrito em mais detalhes abaixo. Ademais, o invólucro radialmente externo 102 e o invólucro radialmente interno 104 são posicionados ao redor de uma linha central 108 do conjunto de combustor 18 de tal modo que uma passagem radialmente externa 110 seja definida entre o invólucro radialmente externo 102 e o forro de combustão 100 e de tal modo que uma passagem radialmente interna 112 seja definida entre o invólucro radialmente interno 104 e o forro de combustão 100. Um conjunto de domo anular 114 se estende entre e é acoplado, ao forro de combustão 100 e um bocal de combustível 116 se estende através do invólucro radialmente externo 102 para se acoplar a um conjunto de domo 114. Um misturador 118 é posicionado em uma extremidade a jusante de forro de combustão 100 e recebe combustível do bocal de combustível 116 e recebe ar comprimido 120 canalizado do compressor de alta pressão 16 (mostrado na Figura 1). O combustível e o ar sofrem redemoinho e são misturados um com o outro pelo misturador 118 e a mistura de combustível e ar resultante é descarregada no interior da câmara de combustão 106. A mistura de combustível e ar é queimada e um fluxo de gás de combustão é canalizado através da câmara de combustão 106 e além de um bocal 122 antes de ser canalizado em direção à turbina de alta pressão 20 (mostrada na Figura 1). Embora mostrado como um combustor do tipo anular, deve ser compreendido que o resfriamento pode ser fornecido dentro de motores de turbina que têm outras arquiteturas de combustor que incluem compressores de lata anular e do tipo de alívio.

[018] Em uma realização, um fluxo de ar de escorrimento 124 é canalizado do compressor de intensificador 14 para fornecer resfriamento de filme para componentes de trajetória de gás quente. Conforme usado no presente documento, “trajetória de gás quente” se refere a uma trajetória de fluxo para gás queimado dentro do motor de turbojato 10 e “componente de trajetória de gás quente” se refere a qualquer componente que faça contato com o gás queimado dentro da trajetória de gás quente. Por exemplo, os componentes de trajetória de gás quente incluem pelo menos um dentre, mas sem limitação, um forro de combustão, um bocal, uma pá de rotor e uma capa. Mais especificamente, na realização exemplificativa, o ar de escorrimento 124 é canalizado através do invólucro radialmente externo 102 de tal modo que o ar de escorrimento 124 flua dentro da passagem radialmente externa 110 e da passagem radialmente interna 112. O forro de combustão 100 inclui uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 para canalizar o ar de escorrimento 124 através do mesmo. Mais especificamente, os orifícios de resfriamento de filme 126 são acoplados em comunicação de fluxo com passagens radialmente externas e internas 110 e 112 de tal modo que jatos de fluido pressurizado 128 de ar de escorrimento 124 sejam descarregados de orifícios de resfriamento de filme 126 no interior da câmara de combustão 106 e de tal modo que um filme protetor (não mostrado) formado de jatos de fluido pressurizado 128 seja formado sobre o forro de combustão 100. Sendo assim, o ar de escorrimento 124 facilita a proteção do forro de combustão 100 do gás de combustão canalizado através da câmara de combustão 106. Conforme usado no presente documento, “filme protetor” se refere a uma camada de gás formada sobre respectivos componentes e formada do fluxo de gás de ar de escorrimento, por exemplo.

[019] A Figura 3 é uma vista em recorte parcial do forro de combustão 100 que pode ser usado no conjunto de combustor 18 (mostrado na Figura 2) e a Figura 4 é uma vista em recorte parcial alternativa do forro de combustão 100. Na realização exemplificativa, o forro de combustão 100 inclui uma parede lateral anular 134 que define a câmara de combustão 106 (mostrada na Figura 2) que tem um eixo geométrico de fluxo principal 130 que se estende através do mesmo. O eixo geométrico de fluxo principal 130 geralmente corresponde à linha central 108 (mostrada na Figura 2) do conjunto de combustor 18. Ademais, conforme descrito acima, uma mistura de combustível e ar é descarregada no interior da câmara de combustão 106 e a mistura de combustível e ar é queimada e um fluxo de gás de combustão é canalizado através da câmara de combustão 106. Mais especificamente, o misturador 118 (mostrado na Figura 2) facilita a indução de redemoinho à mistura de combustível e ar de tal modo que o fluxo resultante de gás de combustão seja canalizado através da câmara de combustão 106 ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador 132 orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130.

[020] Na realização exemplificativa, uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 é definida dentro da parede lateral 134 do forro de combustão 100. O forro de combustão 100 inclui uma região preferencial 136 e uma região não preferencial 138. A região preferencial 136 inclui uma disposição comprimida mais densamente de orifícios de resfriamento de filme 126 do que a região não preferencial 138 para fornecer resfriamento de filme adicional na região mais quente do forro de combustão 100. Orifícios de resfriamento de filme 126 na região preferencial 136 são dispostos em uma disposição desalinhada alternada, enquanto orifícios de resfriamento de filme 126 na região não preferencial 138 são dispostos de uma maneira que reduz a formação de marcas de calor na região não preferencial 138, conforme será descrito em mais detalhes abaixo.

[021] Em uma realização, a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 é disposta em uma pluralidade de fileiras. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 3, a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 é disposta em pelo menos uma primeira fileira 140 de orifícios de resfriamento de filme e uma segunda fileira 142 de orifícios de resfriamento de filme posicionada a uma primeira distância da primeira fileira 140. Mais especificamente, a primeira fileira 140 e a segunda fileira 142 são posicionadas diretamente adjacentes uma à outra e se estendem de modo transversal em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130. Uma terceira fileira 144 de orifícios de resfriamento de filme é posicionada a uma segunda distância, maior do que a primeira distância, a partir da primeira fileira 140. Mais especificamente, a segunda fileira 142 e a terceira fileira 144 são posicionadas diretamente adjacentes uma à outra e se estendem de modo transversal em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130.

[022] Em operação e conforme descrito acima, cada orifício de resfriamento de filme 126 descarrega um jato de fluido pressurizado 128 no interior da câmara de combustão 106. Na realização exemplificativa, a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 é disposta de tal modo que, quando misturada com o fluxo de gás de combustão, os jatos de fluido pressurizado 128 descarregados de orifícios de resfriamento de filme 146 na primeira fileira 140 sejam direcionados ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga 148 desalinhado de orifícios de resfriamento de filme 150 na segunda fileira 142. Mais especificamente, o fluxo de gás de combustão canalizado através da câmara de combustão 106 ao longo do eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador 132 induz o jato de fluido pressurizado 128 a mudar de direção conforme o jato de fluido pressurizado 128 se separa de uma superfície 152 do forro de combustão 100. Sendo assim, o eixo geométrico de fluxo de descarga 148 é usado para determinar a disposição da pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 na região não preferencial definida dentro da parede lateral 134 para garantir que o resfriamento de filme fornecido por cada jato de fluido pressurizado 128 em fileiras adjacentes seja desalinhado, o que facilita a redução da formação de marcas de calor na parede lateral 134.

[023] Em uma realização, a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 disposta em cada uma dentre a primeira fileira 140, a segunda fileira 142 e a terceira fileira 144 são espaçados por uma distância igual uns dos outros. Ademais, os orifícios de resfriamento de filme 150 na segunda fileira 142 são deslocados de orifícios de resfriamento de filme 146 na primeira fileira 140 em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130 por menos da metade de um comprimento L da mesma distância. Da mesma forma, os orifícios de resfriamento de filme 154 na terceira fileira 144 são deslocados de orifícios de resfriamento de filme 150 na segunda fileira 142 em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130 por menos da metade de um comprimento L da mesma distância. Adicionalmente, os orifícios de resfriamento de filme 154 na terceira fileira 144 são deslocados de orifícios de resfriamento de filme 146 na primeira fileira 140 e de orifícios de resfriamento de filme 150 na segunda fileira em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130 de tal modo que orifícios de resfriamento de filme 154 na terceira fileira 144 sejam substancialmente alinhados com o eixo geométrico de fluxo de descarga 148. Conforme descrito acima, a primeira fileira 140 e a terceira fileira 144 são separadas uma da outra pela segunda distância. Sendo assim, a segunda distância é selecionada para garantir que jatos de fluido pressurizado 128 descarregados de orifícios de resfriamento de filme 146 não combinem com jatos de fluido pressurizado 128 descarregados de orifícios de resfriamento de filme 154, o que define, assim, uma configuração desalinhada de jatos de fluido pressurizado 128 para facilitar a redução da formação de marcas de calor. Em uma realização alternativa, a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme 126 disposta em cada uma dentre a primeira fileira 140, a segunda fileira 142 e a terceira fileira 144 são espaçados por uma distância variável uns dos outros.

[024] Na realização exemplificativa, o eixo geométrico de fluxo de descarga 148 é orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130. Um ângulo β de eixo geométrico de fluxo de descarga em relação ao eixo geométrico de fluxo principal é determinado com base em pelo menos um dentre uma velocidade de jatos de fluido pressurizado 128 descarregados de orifícios de resfriamento de filme 126, um ângulo que orifícios de resfriamento de filme 126 se estendem através da parede lateral 134 e um ângulo α do eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador 132 em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130. Por exemplo, os orifícios de resfriamento de filme 146 na primeira fileira 140 descarregam jatos de fluido pressurizado 128 a uma velocidade de tal modo que o eixo geométrico de fluxo de descarga 148 seja angulado em relação ao eixo geométrico de fluxo principal 130 por cerca de metade do ângulo α definido entre o eixo geométrico de fluxo principal 130 e o eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador 132.

[025] Embora descrito no contexto da primeira, da segunda e da terceira fileiras 140, 142 e 144, deve ser compreendido que a disposição de orifícios de resfriamento de filme em fileiras subsequentes também é disposta de acordo com os princípios de orifícios de resfriamento de filme dispostos na primeira, na segunda e na terceira fileiras 140, 142 e 144.

[026] Um efeito técnico exemplificativo do sistema e métodos descritos no presente documento inclui pelo menos um dentre: (a) reduzir a formação de marcas de calor em um componente de trajetória de gás quente que usa resfriamento de filme; (b) aprimorar a eficiência de resfriamento de filme; e (c) aumentar a vida útil de componentes de trajetória de gás quente.

[027] Realizações exemplificativas de um motor de turbojato e componentes relacionados são descritos acima em detalhes. O sistema não é limitado às realizações específicas descritas no presente documento, porém, em vez disso, componentes de sistemas e/ou etapas dos métodos podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes e/ou etapas descritos no presente documento. Por exemplo, a configuração de componentes descritos no presente documento pode também ser usada em combinação com outros processos e não é limitada à pratica apenas com motores de turbojato e métodos relacionados conforme descrito no presente documento. Em vez disso, a realização exemplificativa pode ser implantada e utilizada em combinação com muitas aplicações em que o resfriamento de filme de componentes de trajetória de gás quente é utilizado.

[028] Embora recursos específicos de várias realizações da presente invenção possam ser mostrados em alguns desenhos e não em outros, isso se dá somente por conveniência. De acordo com os princípios das realizações da presente invenção, qualquer recurso de um desenho pode ser denominado e/ou reivindicado em combinação com outros recursos em qualquer outro desenho.

[029] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar as realizações da presente invenção, inclusive o melhor modo, e também para capacitar um técnico no assunto a praticar as realizações da presente invenção, inclusive a criar e usar qualquer aparelho ou sistema e a executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável das realizações descritas no presente documento é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram a um técnico no assunto. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se os mesmos tiverem elementos estruturais que não se diferenciem da linguagem literal das reivindicações ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem literal das reivindicações.

Lista de Componentes Motor de turbojato..........................................10 Conjunto de ventoinha.......................................12 Compressor de Intensificador................................14 Compressor de alta pressão..................................16 Conjunto de combustor.......................................18 Turbina de alta pressão ....................................20 Turbina de baixa pressão ...................................22 Pás de ventilador ..........................................24 Disco de rotor .............................................26 Primeira haste de acionamento ..............................28 Segunda haste de acionamento ...............................30 Admissão....................................................32 Escape .....................................................34 Linha central...............................................36 Forro de combustão.........................................100 Invólucro radialmente externo..............................102 Invólucro radialmente interno .............................104 Câmara de combustão........................................106 Linha central..............................................108 Passagem radialmente externa...............................110 Passagem radialmente interna...............................112 Conjunto de domo ..........................................114 Bocal de combustível..........................................116 Misturador....................................................118 Ar comprimido.................................................120 Bocal.........................................................122 Ar de escorrimento ...........................................124 Orifícios de resfriamento de filme............................126 Jato de fluido pressurizado...................................128 Eixo geométrico de fluxo principal ...........................130 Eixo geométrico de fluxo de redemoinho de misturador..........132 Parede lateral................................................134 Região preferencial...........................................136 Região não preferencial.......................................138 Primeira fileira..............................................140 Segunda fileira...............................................142 Terceira fileira..............................................144 Orifícios de resfriamento de filme............................146 Eixo geométrico de fluxo de descarga..........................148 Orifícios de resfriamento de filme............................150 Superfície....................................................152 Orifícios de resfriamento de filme............................154 Reivindicações

Claims

1. FORRO DE COMBUSTÃO (100) para uso em um conjunto de combustor (18), sendo o dito forro de combustão (100) caracterizado pelo fato de que compreende: uma parede lateral (134) que define uma câmara de combustão (106) que tem um eixo geométrico de fluxo principal (130) que se estende através da mesma, em que a dita câmara de combustão (106) é configurada para canalizar um fluxo de gás de combustão através da mesma ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho (132) de misturador (118) orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130); e uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) definida dentro da dita parede lateral (134), sendo que a pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) é configurada para descarregar um jato de fluido pressurizado (128) no interior da dita câmara de combustão (106), sendo a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) disposta em pelo menos uma primeira fileira (140) de orifícios de resfriamento de filme e uma segunda fileira (142) de orifícios de resfriamento de filme posicionada a uma primeira distância da dita primeira fileira (140), em que a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) é disposta de tal modo que, quando misturada com o fluxo de gás de combustão, o jato de fluido pressurizado (128) descarregado de orifícios de resfriamento de filme (146) na dita primeira fileira (140) é direcionado ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga (148) desalinhado de orifícios de resfriamento de filme (150) na dita segunda fileira (142).

2. FORRO DE COMBUSTÃO (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira fileira (140) e a dita segunda fileira (142) se estendem de modo transversal em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130).

3. FORRO DE COMBUSTÃO (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) disposta em cada uma dentre a dita primeira fileira (140) e a dita segunda fileira (142) são espaçados na mesma distância uns dos outros.

4. FORRO DE COMBUSTÃO (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os dito orifícios de resfriamento de filme (150) na dita segunda fileira (142) são deslocados dos ditos orifícios de resfriamento de filme (146) na dita primeira fileira (140) em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130) por pelo menos metade de um comprimento da mesma distância.

5. FORRO DE COMBUSTÃO (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) compreende uma terceira fileira (144) de orifícios de resfriamento de filme posicionada a uma segunda distância, maior do que a primeira distância, da dita primeira fileira (140), em que os orifícios de resfriamento de filme (154) na dita terceira fileira (144) são deslocados dos ditos orifícios de resfriamento de filme (146) na dita primeira fileira (140) em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130) de tal modo que os ditos orifícios de resfriamento de filme (154) na dita terceira fileira (144) sejam substancialmente alinhados com o eixo geométrico de fluxo de descarga (148).

6. FORRO DE COMBUSTÃO (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o eixo geométrico de fluxo de descarga (148) é orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130).

7. FORRO DE COMBUSTÃO (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os ditos orifícios de resfriamento de filme (146) na dita primeira fileira (140) descarregam o jato de fluido pressurizado (128) a uma velocidade de tal modo que o eixo geométrico de fluxo de descarga (148) seja angulado em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130) por cerca de metade de um ângulo definido entre o eixo geométrico de fluxo principal (130) e o eixo geométrico de fluxo de redemoinho (132) de misturador (118).

8. CONJUNTO DE COMBUSTOR (18) caracterizado pelo fato de que compreende: um forro de combustão (100) que compreende: uma parede lateral (134) que define uma câmara de combustão (106) que tem um eixo geométrico de fluxo principal (130) que se estende através da mesma; e uma pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) definida dentro da dita parede lateral (134), sendo a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) configurada para descarregar um jato de fluido pressurizado (128) no interior da dita câmara de combustão (106), sendo a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) disposta em pelo menos uma primeira fileira (140) de orifícios de resfriamento de filme e uma segunda fileira (142) de orifícios de resfriamento de filme, posicionada a uma primeira distância da dita primeira fileira (140); e um misturador (118) posicionado em uma extremidade a jusante do dito forro de combustão (100), sendo o dito misturador (118) configurado para canalizar um fluxo de gás de combustão no interior da dita câmara de combustão (106) ao longo de um eixo geométrico de fluxo de redemoinho (132) de misturador (118) orientado de modo oblíquo em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130), em que a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) é disposta de tal modo que, quando misturada com o fluxo de gás de combustão, o jato de fluido pressurizado (128) descarregado de orifícios de resfriamento de filme (146) na dita primeira fileira (140) é direcionado ao longo de um eixo geométrico de fluxo de descarga (148) desalinhado de orifícios de resfriamento de filme (150) na dita segunda fileira (142).

9. CONJUNTO DE COMBUSTOR (18), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita primeira fileira (140) e a dita segunda fileira (142) se estendem de modo transversal em relação ao eixo geométrico de fluxo principal (130).

10. CONJUNTO DE COMBUSTOR (18), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita pluralidade de orifícios de resfriamento de filme (126) disposta em cada uma dentre a dita primeira fileira (140) e a dita segunda fileira (142) são espaçados na mesma distância uns dos outros.