CN101922355A - 用于燃气涡轮机燃烧器的罩帽中的热控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于燃气涡轮机燃烧器的罩帽中的热控制的系统和方法，具体而言，一种系统包括涡轮发动机(10)，涡轮发动机(10)包括燃烧器(16)，燃烧器(16)具有头端(32)，设置在该头端(32)中的后板(72)，以及联接到该后板(72)上的燃烧器罩帽(36)，其中后板(72)和燃烧器罩帽(36)包括燃料喷嘴承座(64)。另外，燃烧器罩帽(36)包括设置在燃料喷嘴承座(64)周围的多个节段(50，52，54)，且各节段(50，52，54)均包括多个空气泻流口(66)。

Description

用于燃气涡轮机燃烧器的罩帽中的热控制的系统和方法

技术领域

本文公开的主题涉及用于燃气涡轮机燃烧器的罩帽中的热控制的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮。燃烧器随燃料一起接收来自压缩机的压缩空气，并燃烧燃料-空气混合物以产生热的燃烧气体。热气体流过涡轮，从而驱动涡轮叶片。如可理解的，燃烧器产生大量的热。不幸的是，此热会导致不同部件的热膨胀，没有合适的冷却或缓解，这又会导致热裂纹和其它问题。例如，在燃烧器的头端，热可能导致罩帽组件中显著的热膨胀。

发明内容

以下简述了与最初要求保护的发明的范围相称的某些实施例。这些实施例不意在限制所要求保护的发明的范围，而是这些实施例仅意图提供本发明可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括与下文所述实施例相似或相异的多种形式。

在第一实施例中，一种系统包括涡轮发动机，该系统包括燃烧器，燃烧器具有头端，设置在头端中的后板，以及联接到该后板上的燃烧器罩帽，其中该后板和燃烧器罩帽包括燃料喷嘴承座，该燃烧器罩帽包括在该燃料喷嘴承座周围设置的多个节段，且各节段包括多个空气喷口。

在第二实施例中，一种系统包括涡轮机燃烧器罩帽，该燃烧器罩帽包括多个节段，其中该多个节段的每个节段均具有邻接至少两个燃料喷嘴承座而不完全环绕任何一个燃料喷嘴承座的边缘。

在第三实施例中，一种系统包括涡轮机燃烧器罩帽，该燃烧器罩帽包括多个节段，各节段均包括正面、背面以及边缘，其中该多个燃料喷嘴的边缘设置在燃料喷嘴承座周围，且各节段均包括从背面延伸穿过该节段并从正面离开的多个空气喷口。

附图说明

当参照附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，附图中贯穿多个图形相似的标号代表相似的部分，其中：

图1是具有根据本技术的一个实施例的联接到燃烧器上的燃料喷嘴的涡轮机系统的方块图；

图2是如图1中所示的燃烧器的剖切侧视图，且根据本技术的一个实施例多个燃料喷嘴联接到端盖上；

图3是根据本技术的一个实施例的燃烧器罩帽组件的前视图；

图4是如图3的线4-4内所示的根据本技术的一个实施例的图3的燃烧器罩帽组件的细节视图；

图5是根据本技术的一个实施例沿图3的线5-5的横截面；

图6是根据本技术的一个实施例如图3中所示的燃烧器罩帽组件的分解后透视图；

图7是根据本技术的一个实施例如图3中所示的燃烧器罩帽组件的分解前透视图；

图8是根据本技术的一个实施例如图7的线8-8内所示的图7的后板组件的部分前视图；

图9是根据本技术的一个实施例具有相关联的后板组件的燃烧器罩帽组件的透视图；

图10是根据本技术的一个实施例如图3和图9的线10-10内所示的燃烧器罩帽组件的透视图；

图11是根据本技术的一个实施例如图3和图9的线10-10内所示的燃烧器罩帽组件的透视图。

元件列表

10涡轮机系统

12燃料喷嘴

14燃料源

16燃烧器

18箭头

20涡轮

22轴

24压缩机

26负载

27空气源

28空气进口

29箭头

30排气出口

32头端

34端盖

36燃烧器罩帽组件

38燃烧室

40流套筒

42燃烧衬里

44中空环形空间

46过渡件

48方向线

49泻流板

50泻流板节段

52泻流板节段

54泻流板节段

56面

58直径

60正面

62边缘

63喷嘴喷烧管

64燃料喷嘴承座

66泻流口

68带状连接

70空气间隙

71轴向方向

72后板

74桩柱

76螺母

77冷却室

78垫圈

79背面

80冷却口

81径向方向

82燃烧器罩帽组件

83周向方向

84罩帽节段

85长度

86罩帽节段

88桩柱

90桩柱承座

92节段

94中间室

96边缘出口

98冷却射流

100箭头

102分隔件

104出口

106面板

具体实施方式

以下将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，在说明书中不一定描述实际实施方式的全部特征。应该理解的是，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出大量实施方式特定的决策，以达成开发者的具体目标，例如遵循系统相关和业务相关的限制，这可从一个实施方式到另一个实施方式而不同。此外，应该理解的是，此类开发努力可能是复杂而耗时的，但对于受益于本发明公开的那些本领域技术人员而言仍然是设计、制造和生产中的日常事务。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，用词“一”、“一个”、“该”和“所述”意在指存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意在为包括性的，并意味着除了所列举的元件还可有另外的元件。

如以下详细讨论的，涡轮机燃烧器罩帽的实施例可包括构造成降低与燃气涡轮机燃烧器中发热相关联的热应力的多个节段。例如，多个节段可包括每燃料喷嘴多个节段。在一些实施例中，各燃料喷嘴由2，3，4，5或更多节段环绕，而不是环绕该燃料喷嘴的周围的一个连续结构。该多个节段一起限定具有一个或多个燃料喷嘴承座的盘状几何形状。例如，各燃料喷嘴承座可由涡轮机燃烧器罩帽的两个或更多节段的弓形边缘限定，从而共同限定用于该燃料喷嘴的圆形开口。

在某些实施例中，节段可在彼此之间形成空气间隙，以促进空气冷却，同时还允许一定程度的热膨胀。同样地，节段可在燃料喷嘴附近形成空气间隙以促进冷却，同时还允许相对于该燃料喷嘴一定程度的热膨胀。此外，节段的实施例可包括使得能够例如在径向和/或周向方向上移动的机构，以便缓解热膨胀。因此，空气间隙和机构可极大地降低涡轮机燃烧器罩帽中热应力和开裂的可能性。

所公开的实施例还可包括联接到多个节段上的后板，其中该后板对着节段的背面引导空气流。例如，节段可轴向地偏离该后板以限定中间冷却室。该后板可包括构造成对着节段的背面引导空气射流的空气端口，以提供节段的冲击冷却。在某些实施例中，节段可经由桩柱联接到该后板上，其中桩柱穿过在径向方向上定向的狭缝设置。桩柱与狭缝的接合可使得节段能够相对于该后板移动(例如，径向和/或周向)，从而提供对如上所述的热膨胀的缓解。

在某些实施例中，节段可包括开口(例如，穿孔)以促进泻流冷却(effusion cooling)。例如，该开口可轴向地从背面到正面穿过节段。该开口可相对于正面以各种角度定向，例如，20度到90度。在某些实施例中，开口可以以会聚的方式向燃料喷嘴引导空气流。然而，开口的任何合适构造都在所公开实施例的范围内。

现在转向附图且首先参考图1，图示了涡轮机系统10的一个实施例的方块图。该图解包括燃料喷嘴12、燃料源14以及燃烧器16。如图所绘，燃料源14将液体燃料或气体燃料(诸如天然气)导向涡轮机系统10，通过燃料喷嘴12进入燃烧器16。在与加压空气混合后，如箭头18所示，在燃烧器16中发生点火，并且产生的排气导致涡轮20内的叶片旋转。如图所示，涡轮20中的叶片与轴22之间的联接导致轴22的旋转，轴22还联接到遍及涡轮机系统10的若干部件上。例如，图示的轴22驱动地联接到压缩机24和负载26上。如可理解的，负载26可为可通过涡轮机系统10的旋转输出产生动力的任何合适的装置，诸如发电设备或交通工具。

空气源27可通过导管将空气导向空气进口28，其然后将该空气导入压缩机24。压缩机24包括驱动地联接到轴22上的多个叶片，从而压缩来自空气进口28的空气，并将其导向燃料喷嘴12和燃烧器16，如箭头29所示。燃料喷嘴12然后可混合加压空气和燃料(如数字18所示)，以产生用于燃烧的最优混合比，例如，导致燃料更完全地燃烧以便不浪费燃料或导致过度排放的燃烧。在通过涡轮20后，排气在排放出口30处离开该系统。如以下详细讨论的，燃烧器16的一个实施例包括围绕各燃料喷嘴12成节段的燃烧器罩帽组件，从而提供对燃烧器16中的热膨胀的缓解。

图2显示了具有多个燃料喷嘴12的燃烧器16的一个实施例的剖切侧视图。在某些实施例中，燃烧器16的头端32包括端盖34。此外，燃烧器16的头端32可包括燃烧器罩帽组件36，其封闭燃烧室38并容纳燃料喷嘴12。燃料喷嘴12将燃料、空气以及其它流体导向燃烧器16。在该图解中，多个燃料喷嘴12附接到端盖34上，靠近燃烧器16的基部，并穿过燃烧器罩帽组件36。例如，燃烧器罩帽组件36接收一个或多个燃料喷嘴12，并形成对燃烧的边界。各燃料喷嘴促进加压空气和燃料的混合，并引导混合物通过燃烧器罩帽组件36进入燃烧器16的燃烧室38。空气燃料混合物然后可在燃烧室38中燃烧，从而产生热的加压排放气体。这些加压排放气体驱动涡轮20内的叶片的转动。燃烧器16包括形成燃烧室38的流套筒40和燃烧器衬里42。在某些实施例中，流套筒40和衬里42彼此同轴或同心，以限定中空的环状空间44，其可使得用于冷却的空气能够通过，并进入燃烧区38(例如，通过衬里42和/或燃料喷嘴12中的穿孔)。衬里42的设计提供燃料空气混合物沿指向涡轮20的方向线48到过渡件46(例如，会聚部分)的最优流动。例如，燃料喷嘴12可将加压的空气燃料混合物分配到燃烧室38中，其中发生该混合物的燃烧。得到的排放气体沿指向涡轮20的方向线48流过过渡件46，导致涡轮20的叶片与轴22一起旋转。

在此过程中，当发生燃烧时燃烧器罩帽组件36会经历压力。特别是，加压空气可处在650-1300°F左右的温度下，这导致燃烧器罩帽组件36的热膨胀。燃料可在50到350°F左右，从而导致相对于燃烧器罩帽组件36的热膨胀而言具有较低量值的喷嘴12的热膨胀。喷嘴12和燃烧器罩帽组件36可由相似或不同的材料构成，例如不锈钢、合金或其它合适的材料。此外，燃烧可使燃烧器罩帽组件36暴露于从大约2000°F到3000°F或更高的温度而变化的温度。由于暴露于这些不同的温度下，燃烧器罩帽组件36可经历相当大的热应力。如以下详细讨论的，燃烧器罩帽组件36的节段化可提供应力缓解，应力可能由例如燃烧器罩帽组件36的不同部件的热膨胀而引起。

图3图示了燃烧器罩帽组件36的一个实施例的前视图。燃烧器罩帽组件36可包括多个泻流板(effusion plate)节段50，52和54。节段50，52和54可组合成可重复的图案，以形成燃烧器罩帽组件36的面56。燃烧器罩帽组件36的面56的形状例如可为圆形的，具有大约12到28英寸之间的直径58。

多个节段50，52和54的每一个均可包括正面60、背面以及多个边缘62。多个节段50，52和54的多个边缘62的每一个边缘均可邻接环绕燃料喷嘴承座64的喷嘴喷烧管63。喷嘴喷烧管63例如可在燃料喷嘴承座64和燃料喷嘴12之间产生穿过例如承座64的计量的流体流，以阻塞流体泄漏。

如图所示，节段50可包括三个边缘62，每个边缘均邻接单独的燃料喷嘴承座64，节段52可包括两个边缘62，每个边缘均邻接单独的燃料喷嘴承座64，而节段54可包括五个边缘62，每个边缘均邻接单独的燃料喷嘴承座64。以这种方式，各节段50，52和54均包括邻接至少两个燃料喷嘴承座64而不完全环绕任何一个燃料喷嘴承座64的边缘62。换句话说，各燃料喷嘴12均由多个节段而不是一个连续的结构环绕。因此，燃烧器罩帽36可包括沿涡轮机燃烧器罩帽的外周边设置的第一组罩帽节段50和52，以及围绕涡轮机燃烧器罩帽的中心区域设置的第二组罩帽节段54，其中该第一组罩帽节段完全包围第二组罩帽节段。

此外，节段50和52可以以可重复的图案沿燃烧器罩帽组件36的外面56的外周边设置，从而节段50和52邻近彼此放置在交替的周向位置上。另外，节段54可围绕中心区域在径向向内方向上从燃烧器罩帽36的外面56偏移而可重复地设置，邻近上述重复的节段50和52。

节段50，52和54中的每一个均允许诸如空气的流体经由泻流口66(图4)穿过节段50，52和54的面。以这种方式，节段50，52和54可组合以形成泻流板49，即，允许流体流穿过板中的端口的板。图4图示了通过弓形线4-4的节段50，52和54中的任何一个的面60的部分顶视图。

如图4中所示，正面60包括多个泻流口66，例如，大约100至5000个端口66。节段50，52和54中的每一个均可包括大约10到500个泻流口66。例如，节段50，52和54中的每一个均可包括至少大约50、100、150、200、250、300、350或400个泻流口66。在一个实施例中，总共可有大约1000个泻流口66穿过燃烧器组件36的泻流板49。此外，各泻流口66可具有在大约4到100千分之一英寸之间、10到100千分之一英寸之间、20到40千分之一英寸之间、20到80千分之一英寸之间、20到35千分之一英寸之间或50到60千分之一英寸之间的直径。例如，各泻流口66在直径上可为至少小于大约20千分之一英寸、30千分之一英寸、40千分之一英寸、50千分之一英寸、60千分之一英寸、70千分之一英寸、80千分之一英寸、90千分之一英寸或100千分之一英寸。在一个实施例中，各节段50，52和54均可包括至少大约100个泻流口，此处各泻流口在直径上至少小于大约100千分之一英寸。

如上所述，泻流口66可允许流体通过节段50，52和54以协助节段50，52和54的冷却。因此，空气泻流口66可从背面轴向地通过相应的节段50，52和54而延伸，并伸出燃烧器组件36的泻流板49。此外，泻流口66可相对于节段50，52和54的每一个的正面60成角度。例如，泻流口66可使流体以相对于节段50，52和54的每一个的正面60大约90，80，70，60，50，40，30和/或20度的角度离开泻流口66。在另一个实施例中，泻流口66可相对于节段50，52和54的每一个的正面60以大致小于大约45度的角度定位。备选地，各空气泻流口66可相对于节段50，52和54的每一个的正面60以在大约20到70度之间的角度定位。此外，泻流口66可为平行的或者不平行的，会聚的，或者发散的。在一个实施例中，泻流口66可向燃料喷嘴12会聚。泻流口66还可散布成随机的图案或者有序的图案。

返回图3，节段50，52和54可各包括邻接单独的燃料喷嘴承座64的边缘62。此外，节段50，52和54还可包括多个带状连接68。这些带状连接68可为彼此邻接的节段50，52和54的区域。例如，节段50可包括四个带状连接68(到两个节段52的每一个上有一个带状连接68，且到两个节段54的每一个上有一个带状连接68)，而节段52可包括三个带状连接68(到两个节段52的每一个上有一个带状连接68，且到单个节段54上有一个带状连接68)。类似地，节段54可包括五个带状连接68(到两个节段50的每一个上有一个带状连接68，到单个节段52上有一个带状连接68，且到两个节段54的每一个上有一个带状连接68)。

带状连接68可各包括空气间隙70。因而，节段50，52和54可各由空气间隙70分开。关于图5可更清楚地看到此空气间隙，其图示了沿图3的线5-5的燃烧器组件36的横截面。空气间隙70宽度上可为例如大约0.03到0.3英寸。如图所示，空气间隙70也可允许节段52和54之间沿由轴向箭头71所示的轴向路径的空气流。大体上参考图3和图5，泻流板49经由多个紧固件(例如螺纹桩柱或螺栓74和螺母76)联接到后板72上。在图示的实施例中，各桩柱74可包括间隔件，例如轴向地位于桩柱74和后板72之间的一个或多个垫圈78。特别地，泻流板49(例如节段50，52和54)经由间隔件69从后板72轴向地偏离，以限定中间冷却室77，从而促进泻流板49的背面79的冲击冷却。因此，中间冷却室77可位于后板72和多个节段50，52和54之间，使得后板72包括指向多个节段50，52和54的每一个节段的背(内)面79的冲击通道。

后板72还包括一个或多个空气通道，即冲击冷却口80，其构造成将空气射流引入中间冷却室77，并直接对着泻流板49的节段50，52和54的背面79。以这种方式，后板72与泻流板49协作以提供单个节段50，52和54的冲击冷却。空气流又可以经由泻流口66沿轴向方向71穿过节段50，52和54，并经由空气间隙70在相邻节段50，52和54之间穿过。空气流还可在节段50，52和54以及燃料喷嘴12之间经过。总体上，经过口66的泻流冷却、经过空气间隙70的中间冷却以及经过端口80的冲击冷却大体上冷却了燃烧器罩帽组件36，同时节段化(例如，节段50，52和54)通过允许一定程度的无限制的热膨胀而降低了热应力。

空气间隙70和带状连接68可允许任何指定节段50，52和54的热膨胀。换句话说，某些喷嘴12可以以比燃烧器16中其它喷嘴12更快的速度加热，导致靠近较热的喷嘴12的燃料喷嘴承座64的节段50，52和54的任何边缘62在由箭头81所示的径向方向上以比其余节段50，52和54更快的速度热膨胀。通过在节段50，52和54之间提供空气间隙70，暴露于此较高密度的热的任何节段50，52和54可热膨胀而不会撞击在任何相邻的节段50，52和54上。这可导致总体上减少的力被加于燃烧器罩帽组件36上，因为节段50，52和54可径向地81热膨胀而不会彼此接触，这否则可能会通过节段50，52和54之间的接触应力导致例如节段的开裂。例如，当空气间隙暴露于热应力条件下时可能收缩大约40％，50％，60％，70％，80％或90％。

图6是燃烧器罩帽组件36的一个实施例的分解后视图，而图7是燃烧器罩帽组件36的一个实施例的分解前视图。大体上参照图6和图7，泻流板49经由多个桩柱74和螺母76联接到后板72上。如上所述，后板72与泻流板49协作以提供单个节段50，52和54的冲击冷却。

如图6和图7中进一步图示，后板72可构造成允许节段50，52和54在径向方向81和/或周向方向83上的移动。例如，桩柱74可轴向地71穿过后板72中的径向81和/或周向83狭缝，以提供节段50，52和54相对于后板72的轴向保持，同时允许节段50，52和54相对于后板72的一定程度的径向和/或周向移动。这些狭缝还可相对于图8进行描述，图8图示了图7的后板组件的部分顶视图，如图7的线8-8内所示。

在一个实施例中，后板72可包括至少一个圆形桩柱承座73和至少一个延长的桩柱承座75。例如，后板72可包括位于各节段50，52和54的中心区域处的圆形桩柱承座73，使得桩柱74大体上使相应的节段大约在桩柱承座73处定中心。因此，圆形的桩柱承座73可尺寸设置成具有关于桩柱74相对紧密的公差，以便阻碍节段50，52或54在中心桩柱74处的移动。相反，后板72可在远离各节段50，52和54的中心区域的周边位置包括多个延长的桩柱承座75，使得各桩柱74可以沿其相应的延长的桩柱承座75的长度85移动，以便提供对热膨胀的缓解。在某些实施例中，延长的桩柱承座75可仅沿径向81方向定向。然而，一些实施例可包括沿径向81方向和周向83方向定向，或者仅沿周向方向定向的延长的桩柱承座75。如以上所讨论的，各桩柱74与相应的螺母76配合，以轴向地将节段50，52和54紧固到后板72上。在某些实施例中，设置在圆形桩柱承座73中的中心桩柱74上的螺母76可完全拧紧以限制中心桩柱74的移动，而设置在延长的桩柱承座75中的周边桩柱74上的螺母76可不完全拧紧，以便于各节段50，52或54的周边热膨胀。备选地，周边桩柱74可包括轴向间隔件(例如，套筒)以限制节段50，52和54与后板72之间的轴向压缩。因此，中心桩柱74可固定地安装到后板72上，以使节段50，52和54定中心，而径向内部和外部桩柱74安装在后板72上带有一定幅度的移动，以使得能够实现相对于中心桩柱74的热膨胀。还应该指出的是周边桩柱74形状上可以是延长的，以匹配延长的桩柱承座75，从而允许周边桩柱74沿各延长的桩柱承座75的长度85移动。

图9是燃烧器罩帽组件36的另一个实施例的分解前透视图。同样，该燃烧器罩帽组件包括如上关于图3，5，6和7所描述的外面56、直径58，正面60，边缘62，燃料喷嘴承座64，带状连接68以及空气间隙70。然而，在该示出的实施例中，与图3，4和5的节段50，52和54相比，泻流板49具有一组不同的节段84和86。

此外，节段84和86可以以可重复的图案沿燃烧器罩帽组件82的外面56的外圆周设置，从而节段84和86邻近彼此放置在交错的位置上。如图所示，节段84从外面56向中心燃料喷嘴承座64周围的燃烧器罩帽组件36的中心区域延伸。节段86从外面56仅部分地向燃烧器罩帽组件36的中心区域延伸，使得节段86不到达中心燃料喷嘴承座64。在图示的实施例中，泻流板49由成交替对称图案的四个节段84和四个节段86限定。以这种方式，节段84和86组合以覆盖燃烧器罩帽组件36的整个外面56。因此，燃烧器罩帽组件36可包括仅沿燃烧器罩帽36的外圆周设置的第一组罩帽节段86，以及沿涡轮机燃烧器罩帽的中心区域并沿涡轮机燃烧器罩帽的外圆周两者设置的第二组罩帽节段84。

和节段50，52和54类似，节段84和86包括多个带螺纹的桩柱或螺栓88，其构造成与后板72中的桩柱承座90配合。如上所讨论的，桩柱承座90可包括与图8中所示的那些承座类似的圆形桩柱承座73和延长的桩柱承座75。圆形桩柱承座73可构造成固定相应的节段84和86，而延长的桩柱承座75可构造成允许节段84和86的径向81和/或周向83的移动。例如，圆形桩柱承座73可指向各节段84和86的中心位置，使得中心桩柱88的保持(例如，经由螺母)在热膨胀或收缩期间大体上保持节段84和86的居中位置。相反，延长的桩柱承座75允许桩柱88沿延长的桩柱承座75的长度的移动，从而提供对热膨胀或收缩的缓解。

另外，燃烧器罩帽组件36包括便于冷却和热膨胀的多种通道和空隙。例如，图5的泻流板49包括带状连接68和空气间隙70。空气间隙70使得相邻节段84和86之间沿带状连接68的热膨胀和冷却空气流都成为可能。例如，节段84和86可具有与燃料喷嘴12或燃烧器罩帽组件36中的其它部件不同的热膨胀系数。因此，部件可以以不同的速度膨胀或收缩。空气间隙70允许用于此几何形状改变的一些空间，同时还使得冷却空气能够直接冷却节段84和86的边缘62。在图10和11中图示了流体流进入空气间隙70以冷却节段84和86的边缘62的示例。

图10是如图3和图9的弓形线10-10内所示的燃烧器罩帽36的一个实施例的部分透视图。图10图示了两个燃料喷嘴承座64、空气间隙70、后板72以及节段92。如可理解的，节段92可包括如图3、6和7中所示的其中一个节段50，52或54，或者如图9中所示的其中一个节段84和86。节段92安装到后板72上，以限定用于冷却剂流(例如，空气流)的中空空间或中间室94，其可类似于图5的中间冷却室77。中间室94例如可在宽度上小于大约0.04到0.2英寸。如以上所讨论的，冷却剂流(例如，空气)可通过后板72中的通道80(例如，图5)进入中间室94，并直接冲击在节段92的后表面79上。以这种方式，空气流提供对节段92的冲击冷却。另外，节段92可包括泻流口66，以使得节段92的泻流冷却成为可能。然而，如下所述，也可利用没有任何泻流口66的节段92，从而全部的空气都通过一个或多个边缘出口96。

节段92包括一个或多个边缘出口96，(例如，冷却射流出口)，其可沿由箭头100所示的方向输送一个或多个冷却射流98。各出口96可包括为节段92的出口面93的面积的至少大约10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％或100％的开口。此外，出口96可包括可分隔冷却射流98的分隔件102。可利用分隔件102来将冷却射流98的流引入空气间隙70，用于沿相邻节段92之间的空气间隙70进行冷却。在某些实施例中，分隔件102可以以发散的方式向外朝相对的燃料喷嘴承座64分流并引导空气流。

图11是如图3和图9的弓形线10-10内所示的燃烧器罩帽36的一个实施例的部分透视图。和图10的实施例类似，图11的图示实施例包括两个燃料喷嘴承座64、空气间隙70、后板72以及节段92。如可理解的，节段92可包括如图3、6和7中所示的其中一个节段50，52或54，或者如图9中所示的其中一个节段84和86。节段92安装到后板72上，以限定中间室94(图10)，其接收来自通道80(例如，图5)的冲击冷却剂流(例如，空气流)，并通过泻流口66排出冷却剂流。此外，如下所述，还可利用没有任何泻流口66的节段92，从而全部的空气均通过一个或多个边缘出口104。

另外，图11的节段92包括一个或多个边缘出口104，(例如，冷却射流出口)，其可沿由箭头100所示的方向输送一个或多个冷却射流98。可为面板106中的开口的出口104尺寸可设置成为面板106的高度的至少大约5％，10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％或80％。可利用面板106来将冷却射流98的流引入空气间隙70，用于沿相邻节段92之间的空气间隙进行冷却。以这种方式，出口104大体上以如上关于图10描述的出口96相同的方式运行。实际上，出口104可或者结合出口96或者替代出口96进行利用，而适用于相邻节段92之间的冷却。

本书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统或者实施任何结合的方法。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有无异于权利要求书的字面语言的结构性元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的字面语言非实质性差异的等同结构性元件，则这些其它示例意在处于权利要求书的范围之内。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

涡轮发动机(10)，包括：

具有头端(32)的燃烧器(16)；

设置在所述头端(32)中的后板(72)；以及

联接到所述后板(72)上的燃烧器罩帽(36)，其中所述后板(72)和所述燃烧器罩帽(36)包括燃料喷嘴承座(64)，所述燃烧器罩帽(36)包括设置在所述燃料喷嘴承座(64)周围的多个节段(50，52，54)，且各节段(50，52，54)均包括多个空气泻流口(66)。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个节段(50，52，54)包括沿所述燃烧器罩帽(36)的外圆周设置的第一组罩帽节段(86)，以及设置在所述燃烧器罩帽(36)的中心区域的第二组罩帽节段(84)。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，各节段(50，52，54)均包括面向所述后板(72)的中空内部。

4.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，各节段(50，52，54)均包括联接到所述后板(72)上的多个桩柱(74)。

5.如权利要求4所述的系统(10)，其特征在于，各节段(50，52，54)上的所述多个桩柱(74)包括中心桩柱、内径向桩柱以及外径向桩柱，其中所述中心桩柱固定地安装到所述后板(72)上，以对所述节段(50，52，54)定中心，而所述内径向桩柱和所述外径向桩柱安装到所述后板(72)上，具有一定程度的移动，以使得能够相对于所述中心桩柱进行热膨胀。

6.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述系统包括在所述多个节段(50，52，54)中的相邻节段(52，54)之间的空气间隙(70)，其中所述空气间隙(70)构造成使得能够进行空气冷却流动。

7.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述系统在所述后板(72)和所述多个节段(50，52，54)之间包括中间冷却室(94)，其中所述后板(72)包括指向所述多个节段(50，52，54)的各节段(50，52，54)的内面(79)的冲击通道。

8.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，各节段(50，52，54)包括至少大约100个空气泻流口(66)，并且各泻流口(66)在直径上至少小于80千分之一英寸。

9.如权利要求1的系统(10)，其特征在于，所述多个节段(50，52，54)各包括正面(60)、背面(79)以及边缘(62)，其中多个燃料喷嘴(12)的所述边缘(62)设置在所述燃料喷嘴承座(66)的周围，并且所述多个节段(50，52，54)的每一个节段均包括从背面(79)延伸、穿过所述多个节段(50，52，54)的每一个节段并离开所述正面(60)的多个空气泻流口(66)。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统在所述多个节段(50，52，54)中的相邻节段(52，54)之间包括空气间隙(70)，其中所述空气间隙(70)尺寸设置成允许两个节段(50，52)的每个节段的热膨胀而不会彼此接触。

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