CN110857780B - 用于热发动机的流动控制壁组件 - Google Patents

Abstract

大体提供包括壁组件的热发动机。壁组件包括经由连接构件联接在一起的多个径向壁。径向壁限定通过其中的流动开口。在多个径向壁和连接构件之间限定流动腔。

Description

用于热发动机的流动控制壁组件

技术领域

本主题大体涉及用于热发动机的壁组件。本主题更具体地涉及热发动机的冷流动路径和热流动路径之间的壁组件。

背景技术

热发动机，诸如涡轮机，通常需要控制冷流路和热流路之间穿过壁的泄漏和流动变化。可以结合某些密封件，例如花键密封件，以减少或控制泄漏。然而，尽管已知有用于泄漏或流动控制的结构，但是以发动机性能为代价来允许相对大量的泄漏或流动变化。更具体地，这种相对大的泄漏或流动变化可能不利地影响例如燃烧区段处的发动机可操作性或性能。因此，需要一种壁组件，其可以减少泄漏，控制整体压降，控制或调节冷却，或改善发动机的耐久性。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

本公开的一个方面涉及一种限定热流动路径和冷流动路径的热发动机。热发动机包括壁组件，壁组件包括经由连接构件联接在一起的多个径向壁。径向壁限定通过其中的流动开口。在多个径向壁和连接构件之间限定流动腔。

在一个实施例中，壁组件进一步包括安装壁，安装壁基本上与连接构件同向地延伸。安装壁联接到热发动机的外壁。

在另一个实施例中，径向壁限定厚度，并且流动腔限定横截面面积。厚度与横截面面积的比率在0.1：1和10：1之间。

在又一个实施例中，多个径向壁包括两个以上的径向壁，径向壁包括邻近热流动路径的热侧径向壁和邻近冷流动路径的一个或多个冷侧径向壁，冷流动路径限定小于热流动路径的流体温度。在一个实施例中，在热侧径向壁与围绕热侧径向壁的内壁或外壁中的一个或多个之间限定间隙。

在又一个实施例中，壁组件的连接构件相对于径向壁被限定在70度和110度之间。

在另一个实施例中，连接构件限定流动开口。

本公开的另一方面涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。燃烧器组件包括限定燃烧室的衬里和导流器组件，导流器组件包括经由连接构件联接在一起的多个径向壁。径向壁限定通过其中的流动开口。在多个径向壁和连接构件之间限定流动腔。安装壁联接到衬里和径向壁。

在一个实施例中，多个径向壁包括两个以上的径向壁，径向壁包括邻近燃烧室的热侧径向壁。径向壁包括设置在热侧径向壁前方的一个或多个冷侧径向壁。

在另一个实施例中，径向壁限定厚度，并且流动腔限定横截面面积。厚度与横截面面积的比率在0.1：1和10：1之间。

在各种实施例中，燃烧器组件进一步包括联接到径向壁的导流器孔眼；和联接到导流器组件前方的衬里壁的隔板组件。在隔板组件、导流器组件和导流器孔眼之间限定冷流动路径。

在更多实施例中，燃烧器组件限定径向壁和衬里之间的第一间隙。在一个实施例中，第一间隙基本上被周向地限定。

在另一个实施例中，流动开口限定容积，该容积提供从冷流动路径到燃烧室的在0％和50％之间的压力损失。

在各种实施例中，热侧径向壁限定第一流动开口，第一流动开口限定在流动腔和燃烧室之间流体连通的第一容积。冷侧径向壁限定第二流动开口，该第二流动开口限定与第一容积不同的第二容积。第二流动开口限定在冷流动路径和流动腔之间流体连通的第二容积。

在一个实施例中，第一流动开口的第一容积对应于从流动腔到燃烧室的在0.1％和25％之间的压力损失。在另一个实施例中，第二流动开口的第二容积对应于从冷流动路径到流动腔的在0.1％和25％之间的压力损失。在又一个实施例中，燃烧器组件在热侧径向壁和导流器孔眼之间限定第二间隙。

在一个实施例中，导流器组件的径向壁基本上沿着径向方向从燃烧器中心线被限定。

在另一个实施例中，导流器组件的连接构件相对于径向壁被限定在70度和110度之间。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：

图1是根据本公开的一个方面的示例性热发动机的示意性横截面侧视图；

图2是图1中描绘的发动机的示例性燃烧区段的示意性横截面侧视图；

图3至图6是图1至图2的发动机的壁组件的示例性实施例。

在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。

如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。

本文所述的近似值可包括基于本领域中使用的一个或多个测量装置的余量，例如但不限于测量装置或传感器的满量程测量范围的百分比。或者，本文所述的近似值可包括大于上限值的上限值的10％或小于下限值的下限值的10％的余量。

本文大体提供壁组件的实施例，该壁组件可减少泄漏并控制总压降，控制或调节冷却，或改善热发动机或其部分的耐久性。壁组件的各种实施例包括经由一个或多个连接构件联接在一起的两个以上的径向壁的串联布置。通过径向壁限定多个流动开口，从而实现和控制穿过壁的压降或泄漏。壁组件可以控制冷侧流动路径和热侧流动路径之间的总压力损失或下降。改进的冷却结构和减少穿过壁组件的泄漏可以进一步改善周围结构的耐久性，周围结构例如是燃烧区段处的燃烧器组件，或者发动机处(例如，压缩机区段，涡轮区段，或排气区段，或热交换器等处)的较冷的次级流动路径和较热的主要或核心流动路径之间的燃烧器组件。本文示出和描述的壁组件的实施例可以改善发动机或其模块或部件的整体性能或可操作性。

现在参考附图，图1是示例性高旁通涡轮风扇发动机10的示意性局部横截面侧视图，示例性高旁通涡轮风扇发动机10在本文中被称为“发动机10”，其可以结合本公开的各种实施例。尽管下面参考涡轮风扇发动机进一步描述，但是本公开一般也适用于涡轮机械，包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴燃气涡轮发动机，包括船用和工业涡轮发动机和辅助动力单元。如图1所示，发动机10具有延伸穿过其中以用于参考目的是纵向或轴向发动机中心线轴线12。发动机10限定纵向方向L和沿纵向方向L的上游端99和下游端98。上游端99通常对应于发动机10的沿纵向方向L的端部，空气从该端部进入发动机10，下游端98通常对应于空气离开发动机10的端部，通常与沿纵向方向L的上游端99相对。通常，发动机10可包括风扇组件14和设置在风扇组件14下游的核心发动机16。

核心发动机16通常可包括基本上管状的外壳18，外壳18限定环形入口20。外壳18以串行流动关系包围或至少部分地形成压缩机区段、燃烧区段26、涡轮区段和喷射排气喷嘴区段32，压缩机区段具有增压器或低压(LP)压缩机22、高压(HP)压缩机24，涡轮区段包括高压(HP)涡轮28、低压(LP)涡轮30。高压(HP)转子轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36还可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以通过减速齿轮40连接到风扇轴38，例如以间接驱动或齿轮传动配置。在其他实施例中，发动机10还可包括中压压缩机和涡轮，其可与中压轴一起旋转，共同限定三轴燃气涡轮发动机。

如图1所示，风扇组件14包括多个风扇叶片42，多个风扇叶片42联接到风扇轴38并且从风扇轴38径向向外延伸。环形风扇壳体或机舱44周向地围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。在一个实施例中，机舱44可以通过多个周向间隔开的出口导向轮叶或支柱46相对于核心发动机16被支撑。此外，机舱44的至少一部分可以在核心发动机16的外部分上方延伸，以便在它们之间限定旁路气流通道48。

图2是如图1所示的核心发动机16的示例性燃烧区段26的横截面侧视图。如图2所示，燃烧区段26通常可包括环形燃烧器50，环形燃烧器50具有环形内衬52、环形外衬54和隔板56，隔板56分别在内衬52和外衬54的上游端之间径向延伸。在燃烧区段26的其他实施例中，燃烧组件50可以是罐环型(can-annular type)。燃烧器50还包括在隔板56下游的内衬52和外衬54之间径向延伸的导流器组件57。如图2所示，内衬52相对于发动机中心线12(图1)与外衬54径向间隔开，并在其间限定大致环形的燃烧室62。在特定实施例中，内衬52、外衬54和/或导流器组件57可以至少部分地或完全地由金属合金或陶瓷基质复合(CMC)材料形成。

应当理解，尽管图2的燃烧器组件50的示例性实施例描绘了环形燃烧器，但是发动机10和燃烧区段26的各种实施例可以限定罐环形或罐形燃烧器构造。

如图2所示，内衬52和外衬54可以被包裹在外壳64内。扩散器腔或压力增压室84的外部流动通道66可以在内衬52和/或外衬54周围被限定。内衬52和外衬54可以从隔板56朝向涡轮喷嘴或入口延伸至HP涡轮28(图1)，因此至少部分地限定燃烧器组件50和HP涡轮28之间的热气路径。燃料喷嘴70可以至少部分地延伸通过隔板56，以提供燃料72与空气82(a)混合并在燃烧室62处燃烧。在各种实施例中，隔板56包括附接到其上的燃料-空气混合结构(例如，旋流器组件)。

在发动机10的操作期间，如图1和图2中共同示出的，由箭头74示意性指示的一定量的空气通过机舱44和/或风扇组件14的相关入口76进入发动机10。当空气74穿过风扇叶片42时，如箭头78示意性所示的一部分空气被引导或导向到旁路气流通道48中，而如箭头80示意性所示的另一部分空气被引导或导向到LP压缩机22中。当空气80朝向燃烧区段26流过LP和HP压缩机22,24时，空气80逐渐被压缩。如图2所示，由箭头82示意性地示出的现在压缩的空气流入燃烧区段26的扩散器腔或压力增压室84中。压力增压室84通常围绕内衬52和外衬54，并且通常在燃烧室62的上游。

压缩空气82对压力增压室84加压。如箭头82(a)示意性所示的压缩空气82的第一部分从压力增压室84流入燃烧室62，在燃烧室62中，其与燃料72混合并燃烧，从而在燃烧器50内产生燃烧气体，如箭头86示意性所示的。通常，LP和HP压缩机22,24向压力增压室84提供比燃烧所需的压缩空气更多的压缩空气。因此，如箭头82(b)示意性所示的压缩空气82的第二部分可用于除燃烧之外的各种目的。例如，如图2所示，压缩空气82(b)可以被导向到外部流动通道66中，以向内衬52和外衬54提供冷却。

现在参考图3-6，大体提供壁组件100的实施例。壁组件100设置在热流动路径101和冷流动路径102之间。例如，壁组件100通常将热流动路径101与冷流动路径102隔开或分开。热流动路径101限定热流体流过的通道、腔室或回路，其中热流体限定比在由冷流动路径102限定的通道、腔室或回路中流动的冷流体的温度更高的温度。例如，热流动路径101可包括燃烧室62(图2)或在涡轮区段31或排气区段32处的核心流动路径70(图1)。作为另一个例子，冷流动路径102可包括围绕限定燃烧室62的衬里52,54的扩散器腔84或外流动通道66(图2)。作为又一个示例，冷流动路径102可包括围绕核心流动路径70的一个或多个次级流动路径(未示出)，核心流动路径70围绕压缩机区段21、燃烧区段26、涡轮区段31或排气区段32。在其他实施例中，热流动路径101和冷流动路径102可以相对于热交换器被限定。

仍然参考图3-6，壁组件100包括经由连接构件120联接在一起的多个径向壁110。在一个实施例中，壁组件100包括经由连接构件120联接在一起的两个以上的径向壁110。径向壁110限定通过径向壁110的流动开口105。在各种实施例中，流动开口105进一步通过连接构件120被限定。流动腔115限定在多个径向壁110和连接构件120之间。例如，流动腔115限定在一对径向壁110和连接构件120之间。作为另一个例子，流动腔115限定在两个以上的径向壁110和连接构件120之间。在各种实施例中，多个(例如，两个以上的)径向壁110包括邻近热流动路径101的热侧径向壁111和设置在热侧径向壁111和冷流动路径102之间的一个或多个冷侧径向壁112。在一个实施例中，冷侧径向壁112邻近冷流动路径102设置。在其他各种实施例中，热侧径向壁111比冷侧径向壁112更靠近热流动路径101。在其他实施例中，每个冷侧径向壁112比热侧径向壁111更靠近冷流动路径102。

在各种实施例中，径向壁110可以沿第一方向91延伸，并且连接构件120可以沿不同于第一方向91的第二方向92延伸。例如，第一方向91可以沿径向方向R(图1-2)，第二方向92可以沿着纵向方向L(图1-2)。然而，应该理解的是，第一方向91可以沿着纵向方向L，第二方向92可以沿着径向方向R。在各种实施例中，连接构件120相对于径向壁110在70度和110度之间被限定或延伸。在其他实施例中，连接构件120相对于径向壁110大致垂直或以90度被限定。

壁组件100的各种实施例可包括沿第一方向91相邻布置的多个径向壁110，其经由在成对的径向壁110之间沿第二方向92延伸的多个连接构件120联接在一起。例如，壁组件100包括通过一个或多个连接构件120联接在一起的两个以上的径向壁110。作为另一示例，图3大体上描绘了经由连接构件120联接在一起的一对径向壁110。作为又一个示例，图4-6大体上描绘了经由多个连接构件120联接在一起的多个径向壁110。

在其他各种实施例中，径向壁110限定厚度113。流动腔115限定横截面面积114。例如，横截面面积114与径向壁110的厚度113共面。在一个实施例中，径向壁110的厚度113与流动腔115的横截面面积114的比率在0.1：1和10：1之间。例如，在一个实施例中，径向壁110的厚度113可以近似等于流动腔115的横截面面积114。在另一个实施例中，径向壁110的厚度113可以是流动腔115的横截面面积114的大约十倍(10x)。在又一个实施例中，径向壁110的厚度113可以是流动腔115的横截面面积114的大约五倍(5x)。在又一实施例中，径向壁110的厚度113可以是流动腔115的横截面面积的大约十分之一(0.1x)。在各种实施例中，厚度113在流动腔115的横截面面积114的十分之一(0.1x)和横截面面积114的十倍(10x)之间。在其他各种实施例中，厚度113在流动腔115的横截面面积114的十分之一(0.1x)和横截面面积114的五倍(5x)之间。

仍然参考图3-6，壁组件100还可包括围绕径向壁110和连接构件120的外壁140。例如，外壁140可以基本上沿第二方向92设置，并且沿第一方向91围绕径向壁110。在各种实施例中，壁组件100还可包括围绕径向壁110和连接构件120的内壁150。例如，内壁150可以基本上沿第二方向92设置，并且沿着第一方向91设置在径向壁110和外壁140的内侧。在各种实施例中，内壁150联接到径向壁110中的一个或多个。在一个实施例中，例如关于图3和图5-6所示，内壁150联接到冷侧径向壁110中的一个或多个。

在一个实施例中，安装壁130基本上与连接构件120同向地延伸。安装壁130可以联接到外壁140。在各种实施例中，安装壁130进一步联接到径向壁110中的一个或多个。例如，安装壁130可以联接到多个(例如，两个以上的)径向壁110的冷侧径向壁112。作为另一示例，安装壁130可进一步联接到冷侧径向壁112和连接构件120。

在其他各种实施例中，包括多个径向壁110的壁组件100包括至少两个径向壁110和一百个以下的径向壁110。在另一个实施例中，壁组件100包括至少两个径向壁110和五十个以下的径向壁110。在又一个实施例中，壁组件100包括至少两个径向壁110和二十个以下的径向壁110。应当理解，壁组件100通常可包括至少两个径向壁110，并且最大数量的径向壁110可至少基于每对径向壁110之间的期望压降，总压降，或两者，例如下面进一步描述的。附加地或替代地，最大数量的径向壁110可以至少基于厚度113与横截面面积114的一个或多个比率，例如如上所述。

在各种实施例中，例如关于图3-4和图6所描绘的，第一间隙116限定在热侧径向壁111和外壁140之间。在另一个实施例中，例如关于图3-6所示，第二间隙117限定在内壁150与一个或多个径向壁110或连接构件120之间。

仍然参照图3-6，在各种实施例中，多个流动开口105各自限定了提供从冷流动路径102到热流动路径101的压力损失的容积。例如，穿过燃烧室62的压力损失可以在0％和50％之间的范围内。

壁组件100限定总压力损失或压降，由下式定义：

总压力损失或压降至少由靠近冷侧径向壁112的冷流动路径102处的第一压力P1与靠近热侧径向壁111的热流动路径101处的第二压力P2的差值一起除以第一压力P1来限定。在一个实施例中，壁组件将压力损失限定在0.1％和50％之间。

在另一个实施例中，壁组件100限定从流动腔115到热侧流动路径101的热侧径向壁压力损失，由下式定义：

热侧径向壁压力损失或压降至少由邻近热侧径向壁111的流动腔115处的第三压力P3与热流动路径101处的第二压力P2的差值一起除以第三压力P3来限定。在一个实施例中，壁组件将热侧径向壁压力损失限定在0.1％和25％之间。

在又一个实施例中，壁组件100限定从冷流动路径102到流动腔115的冷侧径向壁压力损失，由下式定义：

冷侧径向壁压力损失或压降至少由邻近冷侧径向壁112的冷流动路径102处的第一压力P1与流动腔115处的第三压力P3的差值一起除以第一压力P1来限定。在一个实施例中，壁组件将冷侧径向壁压力损失限定在0.1％和25％之间。

在其他各种实施例中，壁组件100可将相邻流动腔115之间的流动腔压力损失限定在0.1％和25％之间。

仍然参照图3-6，在又一些实施例中，在热侧径向壁111处的多个流动开口105可以限定第一流动开口106，第一流动开口106限定在流动腔115和热流动路径101之间流体连通的第一容积。在另一个实施例中，冷侧径向壁112处的多个流动开口105可以限定第二流动开口107，第二流动开口107限定与第一容积不同的第二容积。第二流动开口107限定在冷流动路径102和流动腔115之间流体连通的第二容积。

在一个实施例中，例如关于图4所示，多个流动开口105还可包括第三流动开口108，第三流动开口108被限定成通过热侧径向壁111和邻近冷流动路径102的冷侧径向壁112之间的一个或多个径向壁110。第三流动开口108可以限定与第一流动开口106的第一容积和第二流动开口107的第二容积不同的第三容积。第三流动开口108被限定成在相邻的流动腔115之间流体连通，相邻的流动腔115限定在热侧径向壁111和邻近冷流动路径102的冷侧径向壁112之间。

流动开口105的各种实施例，例如包括第一流动开口106、第二流动开口107或第三流动开口108，可以限定如上所述的穿过壁组件100的总压力损失。附加地或替代地，流动开口106,107,108可以限定穿过不同于另一径向壁110的每个径向壁110的压力损失，例如如上所述。

现在参考图1-6，本文示出和描述的壁组件100的各种实施例可以设置在发动机10的燃烧器组件50处。在一个实施例中，外衬54和/或内衬52包括壁组件100的外壁140。在另一个实施例中，隔板56包括壁组件100的安装壁130。在又一个实施例中，导流器组件57包括壁组件100的径向壁110和连接构件120。

在各种实施例中，包括衬里52,54的燃烧器组件50和径向壁110一起将热侧流动路径101限定为燃烧室62。更具体地，在一个实施例中，热侧径向壁111和衬里52,54一起将热侧流动路径101限定为燃烧室62。在又一个实施例中，包括壁组件100的燃烧器组件50可以在隔板56和冷侧径向壁112之间限定冷侧流动路径102。

仍然参考图1-6，壁组件100可以围绕发动机中心线12基本上周向地限定第一间隙116。在一个实施例中，包括壁组件100的燃烧器组件50在衬里52,54和径向壁110之间围绕发动机中心线12基本上周向地限定第一间隙116。在另一个实施例中，壁组件100还可以在衬里52,54之间围绕发动机中心线12基本上周向地限定第一间隙116，衬里52,54包括外壁130和热侧径向壁111。然而，应该理解的是，在限定罐形或罐环形燃烧器组件的发动机10和燃烧区段26的实施例中，第一间隙116可以围绕大致通过燃料喷嘴设置的燃烧器中心线被周向地限定。

仍然参照图1-6，在还有的各种实施例中，包括壁组件100的燃烧器组件50可以将内壁140限定为导流器孔眼58，导流器孔眼58联接到限定导流器壁的径向壁110。在一个实施例中，包括壁组件100的燃烧器组件50在包括内壁140的导流器孔眼58和包括径向壁110的导流器壁之间围绕发动机中心线12基本上周向地限定第二间隙117。在另一个实施例中，壁组件100还可以在包括内壁140的导流器孔眼58和包括热侧径向壁111的导流器壁之间围绕发动机中心线12基本上周向地限定第二间隙117。然而，应该理解的是，在限定罐形或罐环形燃烧器组件的发动机10和燃烧区段26的实施例中，第二间隙117可以围绕大致通过燃料喷嘴设置的燃烧器中心线被周向地限定。

本文大体提供的壁组件100的实施例可减少泄漏并控制整体压降，控制或调节冷却，并改善耐久性。例如，多个径向壁110的串联布置可以控制冷侧流动路径102和热侧流动路径101之间的总压降。改进的冷却结构和减少穿过壁组件100的泄漏可以进一步改善周围结构的耐久性，周围结构例如为燃烧器组件50和发动机10的其他部分。另外，壁组件100可以改善发动机10或其模块或部件的整体性能或可操作性。

尽管在此示出和描述的壁组件100的各种实施例可以包括在燃烧器组件50中，但是各种其他实施例可以附加地或替代地包括压缩机区段21、涡轮区段31、或者排气区段32中的壁组件100。

本文大体上示出和描述的壁组件100的实施例可以使用本领域已知的一种或多种制造方法来生产，该制造方法例如但不限于经由一种或多种称为增材制造或3D打印的处理，机加工处理、锻造、铸造等或其组合，壁组件100包括经由结合处理(例如，焊接、钎焊、粘合剂、结合等)或机械紧固件(例如，螺栓、螺母、螺钉、铆钉、拉杆等)或其他接合处理接合在一起的一体部件或多个部件。替代地或另外地，壁组件100的各种部件可以经由材料去除处理形成，材料去除处理例如但不限于机加工处理(例如，切割、铣削、研磨、钻孔等)。此外，壁组件100或其部分可由适用于热发动机或涡轮机的一种或多种材料构成，热发动机或涡轮机例如但不限于燃气或蒸汽涡轮发动机。这些材料包括但不限于钢和钢合金、镍和镍基合金、铝和铝合金、钛和钛合金、铁基材料、复合材料(如CMC、MMC、PMC材料等)、或其组合。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使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以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：

1.一种热发动机，所述热发动机限定热流动路径和冷流动路径，所述热发动机包括：壁组件，所述壁组件包括多个径向壁，所述多个径向壁经由连接构件联接在一起，其中所述径向壁限定通过其中的流动开口，并且其中流动腔限定在所述多个径向壁和所述连接构件之间。

2.根据任何在前条项的热发动机，其中所述壁组件进一步包括：安装壁，所述安装壁基本上与所述连接构件同向地延伸，其中所述安装壁联接到所述热发动机的外壁。

3.根据任何在前条项的热发动机，其中所述径向壁限定厚度，并且其中所述流动腔限定横截面面积，并且其中所述厚度与所述横截面面积的比率在0.1：1和10：1之间。

4.根据任何在前条项的热发动机，其中所述多个径向壁包括两个以上的径向壁，并且其中所述两个以上的径向壁包括邻近热流动路径的热侧径向壁和邻近冷流动路径的一个或多个冷侧径向壁，所述冷流动路径限定小于所述热流动路径的流体温度。

5.根据任何在前条项的热发动机，其中在所述热侧径向壁与围绕所述热侧径向壁的内壁或外壁中的一个或多个之间限定间隙。

6.根据任何在前条项的热发动机，其中所述壁组件的所述连接构件相对于所述径向壁被限定在70度和110度之间。

7.根据任何在前条项的热发动机，其中所述连接构件限定所述流动开口。

8.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件，所述燃烧器组件包括：衬里，所述衬里限定燃烧室；导流器组件，所述导流器组件包括经由连接构件联接在一起的多个径向壁，其中所述径向壁限定通过其中的流动开口，并且其中流动腔限定在所述多个径向壁和所述连接构件之间，并且进一步包括安装壁，所述安装壁联接到所述衬里和所述径向壁。

9.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述多个径向壁包括两个以上的径向壁，并且其中所述两个以上的径向壁包括邻近所述燃烧室的热侧径向壁，并且进一步其中，所述径向壁包括设置在所述热侧径向壁的前方的一个或多个冷侧径向壁。

10.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述径向壁限定厚度，并且其中所述流动腔限定横截面面积，并且其中所述厚度与所述横截面面积的比率在0.1：1和10：1之间。

11.根据任何在前条项的燃烧器组件，进一步包括：导流器孔眼，所述导流器孔眼联接到所述径向壁；和隔板组件，所述隔板组件联接到在所述导流器组件前方的所述衬里壁，其中冷流动路径限定在所述隔板组件、所述导流器组件和所述导流器孔眼之间。

12.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述燃烧器组件在所述径向壁和所述衬里之间限定第一间隙。

13.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述第一间隙基本上被周向地限定。

14.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述流动开口限定容积，所述容积提供从所述冷流动路径到所述燃烧室的在0％和50％之间的压力损失。

15.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中热侧径向壁限定第一流动开口，所述第一流动开口限定在所述流动腔和所述燃烧室之间流体连通的第一容积，并且进一步其中，冷侧径向壁限定第二流动开口，所述第二流动开口限定不同于所述第一容积的第二容积，其中所述第二流动开口限定在所述冷流动路径和所述流动腔之间流体连通的所述第二容积。

16.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述第一流动开口的所述第一容积对应于从所述流动腔到所述燃烧室的在0.1％和25％之间的压力损失。

17.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述第二流动开口的所述第二容积对应于从所述冷流动路径到所述流动腔的在0.1％和25％之间的压力损失。

18.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述燃烧器组件在所述热侧径向壁和所述导流器孔眼之间限定第二间隙。

19.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述导流器组件的所述径向壁基本上沿着径向方向从燃烧器中心线被限定。

20.根据任何在前条项的燃烧器组件，其中所述导流器组件的所述连接构件相对于所述径向壁被限定在70度和110度之间。

Claims (20)

1.一种热发动机，所述热发动机限定热流动路径和冷流动路径，其特征在于，所述热发动机限定轴向方向和径向方向，并且进一步限定沿所述轴向方向延伸的燃烧器中心线，所述热发动机包括：

壁组件，所述壁组件包括：

多个径向壁，所述多个径向壁经由连接构件联接在一起，和

内壁，所述内壁相对于所述燃烧器中心线在所述径向方向上在所述径向壁的内侧，

其中所述多个径向壁中的每个径向壁限定通过其中的流动开口，使得所述热发动机包括多个流动开口，

其中流动腔限定在所述多个径向壁和所述连接构件之间，

其中最靠近所述热流动路径的所述多个径向壁中的热侧径向壁相对于所述燃烧器中心线具有径向内部终端，所述径向内部终端是未连接至任何结构的自由端，

其中，所述热侧径向壁的所述径向内部终端和所述内壁之间形成间隙，并且

其中，所述间隙形成间隙流动路径，所述间隙流动路径相对于所述燃烧器中心线在所述径向方向上部分向外定向。

2.根据权利要求1所述的热发动机，其特征在于，其中所述壁组件进一步包括：

安装壁，所述安装壁基本上与所述连接构件同向地延伸，其中所述安装壁联接到所述热发动机的外壁。

3.根据权利要求1所述的热发动机，其特征在于，其中所述多个径向壁中的每个径向壁限定厚度，并且其中所述流动腔限定横截面面积，并且其中所述厚度与所述横截面面积的比率在0.1：1和10：1之间。

4.根据权利要求1所述的热发动机，其特征在于，其中所述多个径向壁包括两个以上的径向壁，并且其中所述两个以上的径向壁包括邻近所述热流动路径的所述热侧径向壁和邻近所述冷流动路径的一个或多个冷侧径向壁，所述冷流动路径限定小于所述热流动路径的流体温度。

5.根据权利要求4所述的热发动机，其特征在于，其中在所述热侧径向壁与围绕所述热侧径向壁的外壁之间限定另一间隙。

6.根据权利要求1所述的热发动机，其特征在于，其中所述壁组件的所述连接构件相对于所述多个径向壁中的每个径向壁被限定在70度和110度之间。

7.根据权利要求1所述的热发动机，其特征在于，其中所述流动开口中的一个延伸穿过所述连接构件。

8.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件，其特征在于，所述燃烧器组件限定轴向方向和径向方向，并且进一步限定沿所述轴向方向延伸的燃烧器中心线，所述燃烧器组件包括：

衬里，所述衬里限定燃烧室；

导流器组件，所述导流器组件包括：

经由连接构件联接在一起的多个径向壁；和

相对于所述燃烧器中心线在所述径向方向上设置在所述径向壁的内侧的导流器孔眼；以及

安装壁，

其中所述多个径向壁中的每个径向壁限定通过其中的流动开口，使得所述燃烧器组件包括多个流动开口，

其中流动腔限定在所述多个径向壁和所述连接构件之间，

其中所述安装壁联接到所述衬里和所述多个径向壁中的一个径向壁，

并且其中最靠近所述燃烧室的所述多个径向壁中的热侧径向壁相对于所述燃烧器中心线具有径向内部终端，所述径向内部终端是未连接至任何结构的自由端，

其中，所述热侧径向壁的所述径向内部终端和所述导流器孔眼之间形成间隙，并且

其中，所述间隙形成间隙流动路径，所述间隙流动路径相对于所述燃烧器中心线在所述径向方向上部分向外定向。

9.根据权利要求8所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述多个径向壁包括两个以上的径向壁，并且其中所述两个以上的径向壁包括邻近所述燃烧室的所述热侧径向壁，并且进一步其中，所述两个以上的径向壁包括设置在所述热侧径向壁的前方的一个或多个冷侧径向壁。

10.根据权利要求8所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述多个径向壁中的每个径向壁限定厚度，并且其中所述流动腔限定横截面面积，并且其中所述厚度与所述横截面面积的比率在0.1：1和10：1之间。

11.根据权利要求8所述的燃烧器组件，其特征在于，

其中，所述导流器孔眼联接到所述径向壁；

其中，隔板组件联接到在所述导流器组件前方的所述衬里的衬里壁，并且其中冷流动路径限定在所述隔板组件、所述导流器组件和所述导流器孔眼之间。

12.根据权利要求11所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述燃烧器组件在所述多个径向壁中的一个径向壁和所述衬里之间限定另一间隙。

13.根据权利要求12所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述另一间隙基本上被周向地限定。

14.根据权利要求11所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述多个流动开口限定容积，所述容积提供从所述冷流动路径到所述燃烧室的在0％和50％之间的压力损失。

15.根据权利要求11所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述多个径向壁中的所述热侧径向壁限定所述多个流动开口中的第一流动开口，所述第一流动开口限定在所述流动腔和所述燃烧室之间流体连通的第一容积，并且进一步其中，所述多个径向壁中的冷侧径向壁限定所述多个流动开口中的第二流动开口，所述第二流动开口限定不同于所述第一容积的第二容积，其中所述第二流动开口限定在所述冷流动路径和所述流动腔之间流体连通的所述第二容积。

16.根据权利要求15所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述第一流动开口的所述第一容积对应于从所述流动腔到所述燃烧室的在0.1％和25％之间的压力损失。

17.根据权利要求15所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述第二流动开口的所述第二容积对应于从所述冷流动路径到所述流动腔的在0.1％和25％之间的压力损失。

18.根据权利要求15所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述燃烧器组件在所述热侧径向壁和所述导流器孔眼之间限定第二间隙。

19.根据权利要求8所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述导流器组件的所述多个径向壁中的每个径向壁基本上沿着径向方向从燃烧器中心线被限定。

20.根据权利要求8所述的燃烧器组件，其特征在于，其中所述导流器组件的所述连接构件相对于所述多个径向壁中的每个径向壁被限定在70度和110度之间。

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