CN116792200A - 燃烧衬套组件 - Google Patents

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CN116792200A
CN116792200A CN202210587268.4A CN202210587268A CN116792200A CN 116792200 A CN116792200 A CN 116792200A CN 202210587268 A CN202210587268 A CN 202210587268A CN 116792200 A CN116792200 A CN 116792200A
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bushing
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combustion
connection
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卡蒂凯扬·桑帕斯
帕鲁马鲁·乌坎蒂
普拉迪普·奈克
拉温德拉·山卡尔·加尼格尔
丹尼尔·J·柯特利
阿尔温德·纳马德万
兰加纳萨·纳拉西姆哈·希兰森
赫兰雅·纳斯
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General Electric Co
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Abstract

一种燃烧衬套组件,包括具有热侧和冷侧的金属衬套、陶瓷基复合材料(CMC)衬套瓦和连接装置,CMC衬套瓦被构造成为金属衬套提供热屏蔽,CMC衬套瓦具有与金属衬套不同的热导率,连接装置被构造为将CMC衬套瓦附接到金属衬套。连接装置适应CMC衬套瓦和金属衬套的不同热导率。连接装置没有暴露于金属衬套的热侧的热气体的径向紧固件,并且连接装置允许金属衬套和CMC衬套瓦之间的径向移动和轴向移动。

Description

燃烧衬套组件
技术领域
本公开涉及一种燃烧衬套组件。特别地,本公开涉及一种燃烧衬套组件,该燃烧衬套组件具有一个或多个联接到燃烧衬套的衬套瓦。
背景技术
燃气涡轮发动机可包括具有燃烧器的燃烧区段,燃烧器产生排放到发动机的涡轮区段中的燃烧气体。燃烧区段可以包括燃烧衬套。燃烧衬套可以包括一个或多个联接到燃烧衬套的热侧的衬套瓦。一个或多个衬套瓦可以保护燃烧衬套。
附图说明
本公开的特征和优点将从以下对如附图中所示的各种示例性实施例的描述中显而易见,其中相同的附图标记通常表示相同、功能相似和/或结构相似的元件。
图1示出了根据本公开的实施例的沿燃烧区段的中心线截取的燃烧区段的示意性横截面视图。
图2示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性立体图。
图3示出了根据本公开的实施例的图2的燃烧衬套组件的示意性局部立体图。
图4示出了根据本公开的实施例的图2的燃烧衬套组件的一部分的示意性特写视图。
图5示出了根据本公开的实施例的图2的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图6示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性端视图。
图7示出了根据本公开的实施例的图6的燃烧衬套组件的示意性俯视图。
图8示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性端视图。
图9示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性立体图。
图10示出了根据本公开的实施例的图9的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图11示出了根据本公开的实施例的图10的燃烧衬套组件的一部分的示意性俯视图。
图12示出了根据本公开的实施例的图10的燃烧衬套组件的一部分的示意性俯视图。
图13示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图14示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图15示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的一部分的示意性端视图。
图16示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的紧固件的示意图。
图17示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性端视图。
图18示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的一部分的示意性端视图。
图19示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意图。
图20示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性端视图。
图21示出了根据本公开的实施例的图20的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图22示出了根据本公开的实施例的图20的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图23示出了根据本公开的实施例的图20的燃烧衬套组件的一部分的示意性端视图。
图24示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性俯视图。
图25示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意图。
图26示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意图。
图27示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的示意图。
图28示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性侧视图。
图29示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的示意性端视图。
图30A示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的示意性端视图。
图30B示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的示意性端视图。
图30C示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的示意性端视图。
图30D示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的衬套瓦的示意性端视图。
图31示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性侧视图。
图32示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性侧视图。
图33示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的示意性俯视图。
图34示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性侧视图。
图35示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性俯视图。
图36示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性侧视图。
图37示出了根据本公开的实施例的燃烧衬套组件的一部分的示意性侧视图。
具体实施方式
通过考虑以下详细描述、附图和权利要求,本公开的特征、优点和实施例被阐述或显而易见。此外,应当理解,以下详细描述是示例性的并且旨在提供进一步的解释,而不限制所要求保护的本公开的范围。
下面详细讨论各种实施例。尽管讨论了特定实施例,但这仅是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到可以使用其他部件和构造而不背离本公开的精神和范围。
术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置,并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如,对于燃气涡轮发动机,前是指更靠近发动机入口的位置,而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体流自的方向,“下游”是指流体流向的方向。
除非本文另有说明,否则术语“联接”、“固定”、“附接”、“连接”等既指直接联接、固定、附接或连接,也指通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定、附接或连接。
除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。
本公开的燃烧衬套提供非陶瓷部件和陶瓷部件之间的连接。例如,本公开的燃烧衬套提供金属衬套,该金属衬套在用于燃气涡轮发动机的金属衬套的热侧具有联接到其的陶瓷基复合材料(CMC)衬套瓦。CMC衬套瓦为燃烧衬套提供隔热层,延长燃烧衬套的使用寿命。然而,金属衬套具有与CMC衬套瓦不同的热导率或热系数。这导致在燃气涡轮发动机操作期间不同的膨胀率和收缩率。因此,本发明的连接提供了衬套瓦和衬套之间的连接,其允许燃烧衬套组件的各部分之间的相对运动以解决衬套和衬套瓦的不同热导率。本公开的连接装置允许衬套和衬套瓦之间的相对径向运动和相对轴向运动。
图1示出了根据本公开的实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段100的示意性横截面视图。燃烧区段100包括燃烧器112,燃烧器112产生排放到发动机的涡轮区段(未示出)中的燃烧气体。燃烧器112包括核心主燃烧区114。核心主燃烧区114由外衬套116、内衬套118和整流罩120界定。此外,扩散器122位于核心主燃烧区114的上游。扩散器122接收来自发动机的压缩机区段(未示出)的气流并将压缩空气流提供给燃烧器112。扩散器122向旋流器124的整流罩120提供压缩空气流。空气流过外通道126和内通道128。
图2示出了示例性燃烧衬套组件200。燃烧衬套组件200可在图1中设置为外衬套116、内衬套118,或外衬套116和内衬套118两者。如图2所示,燃烧衬套组件200可以定向成具有径向方向R、周向方向C和轴向或纵向方向L。燃烧衬套组件200可包括燃烧衬套202,本文称为衬套202。尽管被描绘为圆柱形,但衬套202可以采用任何已知形状的燃烧衬套。燃烧衬套组件200可包括一个或多个燃烧衬套瓦204,本文称为衬套瓦204。衬套瓦204可以布置在衬套202的热侧并且联接到衬套202的热侧。即,衬套瓦204可以联接在衬套202的暴露于核心主燃烧区114(图1)的一侧。衬套202可以是非陶瓷的。在一些示例中,衬套202可以是金属衬套。衬套瓦204可以是陶瓷的。在一些示例中,衬套瓦204可以是CMC。连接装置205允许衬套202和衬套瓦204之间的相对径向运动。
图3和4示出了燃烧衬套组件200的特写视图。首先参考图3,燃烧衬套组件200可以包括连接装置205,该连接装置205附接和连接衬套202和一个或多个衬套瓦204。也就是说,每个衬套瓦204在连接装置205处联接到衬套202。如图3和4所示,每个衬套瓦204在相对端与连接装置205连接。因此,每个衬套瓦204有两个连接装置205。间隙或空间206可以位于每个衬套瓦204的径向外表面和衬套202的径向内表面之间。空间206可以由于连接装置205而形成。
衬套瓦204可以包括第一组衬套瓦203a和第二组衬套瓦203b。第一组衬套瓦203a可以在第二组衬套瓦203b的轴向前方(例如,更靠近燃气涡轮发动机的压缩机)。尽管仅示出了两组衬套瓦,但可以沿衬套202的轴向长度提供更多或更少。第一组衬套瓦203a可以与第二组衬套瓦203b间隔开。从衬套202的径向内表面径向向内延伸的突出部208可以将第一组衬套瓦203a和第二组衬套瓦203b保持在轴向间隔布置中。也就是说,突出部208可以限制或防止衬套瓦204在轴向或纵向方向L上的移动。在设置多于两组的衬套瓦204的实施例中,可以沿衬套202的轴向长度设置额外的突出部208以分离相邻的衬套瓦组。突出部208不需要连接到衬套瓦204,并且在一些示例中,连接被省略。
图4示出了燃烧衬套组件200的特写视图,从而示出了连接装置205的细节。连接装置205可以设置在衬套瓦204的相对周向端。例如,示例性衬套瓦204a可以通过第一连接装置205a在一个周向端(例如,与示例性衬套瓦204c相邻的端部)处连接到衬套202,并且可以通过第二连接装置205b在另一个相对的周向端(例如,与示例性衬套瓦204b相邻的端部)处连接到衬套202。如图3所示,连接装置205可以沿着衬套瓦204的整个轴向长度延伸。或者,连接装置205可沿衬套瓦204的部分轴向长度延伸,和/或可采用多个连接装置205将单个衬套瓦204连接到衬套瓦202(例如,在轴向前端的第一连接装置和在轴向后端的第二连接装置)。
继续参考图4,连接装置205可包括衬套连接构件210和衬套瓦连接构件212。衬套连接构件210可以从衬套202的内表面径向向内延伸。例如,衬套连接构件210具有径向延伸的衬套连接构件210a和周向延伸的衬套连接构件210b。径向延伸的衬套连接构件210a可以从衬套202的内表面径向向内延伸。周向延伸的衬套连接构件210b可以从等分示例性衬套瓦204a的轴线A周向向外延伸。
衬套瓦204具有衬套主体207,衬套主体207包括主体214和衬套瓦连接构件212。衬套瓦连接构件212可以从衬套瓦204的外表面径向向外延伸。例如,衬套瓦连接构件212具有径向延伸的衬套瓦连接构件212a和周向延伸的衬套瓦连接构件212b。径向延伸的衬套瓦连接构件212a可以从衬套瓦204的外表面径向向外延伸。周向延伸的衬套瓦连接构件212b可以朝着轴线A周向向内延伸。C形密封件220可以放置在周向延伸的衬套连接构件210b和周向延伸的衬套瓦连接构件212b之间。C形密封件220可以适应衬套202和衬套瓦204中的每一个的热膨胀。衬套瓦连接构件210和衬套瓦连接构件212中的每一个可以是L形的。衬套瓦连接构件210和衬套瓦连接构件212中的每一个可以形成用于其他部件的导轨。
图5是两个相邻衬套瓦204的示意性特写细节5。每个衬套瓦204可以包括一个或多个冷却孔216,其延伸穿过径向延伸的衬套连接构件212a。尽管仅示出了示例性衬套瓦204a和示例性衬套瓦204b的一端,但是一个或多个冷却孔216可以存在于衬套瓦的周向相对端上。一个或多个冷却孔216可轴向交错,以允许吹扫相邻衬套瓦204之间的间隙218。弹簧222可以包括在相邻的示例性衬套瓦204a和示例性衬套瓦204b的径向延伸的衬套瓦连接构件212a之间。弹簧222可以是板簧。弹簧222可以控制相邻衬套瓦204a和204b之间的间隙218。也就是说,可以选择弹簧222的刚度以确保间隙218的预定尺寸。因此,弹簧222被衬套瓦204a和204b之一或两者压缩(例如由于衬套瓦的相对运动,例如由热膨胀引起的运动)可以改变间隙218的尺寸,弹簧222的刚度控制间隙218的尺寸改变的程度并确保预定尺寸以允许冷却。
图6和7显示了示例性燃烧衬套组件300。燃烧衬套组件300可在图1中设置为外衬套116、内衬套118,或外衬套116和内衬套118两者。燃烧衬套组件300可包括燃烧衬套302,本文称为衬套302。衬套302可以与关于图2描述的衬套202相同或相似。燃烧衬套组件300可包括一个或多个燃烧衬套瓦304,在此称为衬套瓦304。衬套瓦304可以连接在衬套302的暴露于核心主燃烧区114(图1)的一侧。衬套瓦304可以以与关于图2描述的衬套砖204相似或相同的方式布置在衬套302的热侧并且联接到衬套302的热侧。
图6示出了燃烧衬套组件300的特写端视图。燃烧衬套组件300可包括连接装置305,该连接装置305附接并连接衬套302和一个或多个衬套瓦304。也就是说,每个衬套瓦304在连接装置305处联接到衬套302。如图6所示,每个衬套304在衬套304的中心位置处与连接装置305连接。因此,每个衬套瓦304都有单个连接装置305。当然,可以在每个衬套瓦304上提供更多的连接装置305。尽管示出在衬套瓦304的中心位置处,但是连接装置305可以从中心位置偏移(例如,从与图4的轴A相似的轴线偏移)。间隙或空间306可以位于每个衬套瓦304的径向外表面和衬套302的径向内表面之间。空间306可以由于连接装置305而形成。简要参考图7,连接装置305可沿衬套302的轴向长度延伸。
继续参考图6,连接装置305包括衬套引导通道301、I形构件310、衬套瓦引导通道314和一个或多个紧固件312。衬套引导通道301也可以称为衬套连接构件301。衬套瓦引导通道314也可以称为衬套瓦连接构件314。
衬套引导通道301可由两个径向延伸的衬套连接构件303形成,该两个径向延伸的衬套连接构件303与周向延伸的衬套连接构件307连接在一起。衬套引导通道开口309位于周向延伸的衬套连接构件307中。I形构件310被接收在衬套引导通道开口309内,并且在位于衬套引导通道301内的衬套通道空间308内。例如,I形构件310的上周向延伸构件311可容纳在衬套通道空间308内,而径向延伸构件313可容纳在衬套引导通道开口309内。一个或多个紧固件312将I形构件310固定或附接至衬套302。例如,一个或多个紧固件312可以延伸穿过上周向延伸构件311以将I形构件310连接到衬套302。
衬套瓦引导通道314可由两个径向延伸的衬套瓦连接构件316形成,该两个径向延伸的衬套瓦连接构件316与周向延伸的衬套瓦连接构件318连接在一起。衬套瓦引导通道开口319位于周向延伸的衬套瓦连接构件318中。I形构件310容纳在衬套瓦引导通道开口319和位于衬套瓦引导通道314内的衬套瓦通道空间322内。例如,I形构件310的下周向延伸构件315可容纳在衬套瓦通道空间322内,而径向延伸构件313可容纳在衬套瓦引导通道开口319内。衬套瓦引导通道314可以包括一个或多个冷却空气孔320。
衬套引导通道301可以与衬套302分开形成并固定到其上(例如,通过焊接或铜焊)。或者,衬套引导通道301可以与衬套302整体且一体形成。衬套引导通道301和衬套302可以由相同的材料形成。在一些示例中,衬套引导通道301和衬套302都是非陶瓷的。在一些示例中,衬套引导通道301和衬套302都由相同的金属形成。衬套瓦引导通道314可以与衬套瓦304整体且一体形成。尽管紧固件312是径向延伸的紧固件,但是由于形成紧固件312的保护层的衬套引导通道301,紧固件不直接暴露于衬套302的热侧(例如,空间306和衬套瓦304一侧)的热气体。以这种方式,连接装置305没有(即,不包括)直接暴露于衬套的热侧的热气体的径向螺栓。衬套引导通道306保护紧固件312免受燃烧室内的热气体的影响。
在图6和7的示例中,连接装置305可以包括作为单件式壳体的衬套引导通道301。衬套瓦304可以包括封闭的导轨,该导轨可以是衬套瓦引导通道314。单独的I形构件310在衬套瓦引导通道301和衬套瓦引导通道314之间被引导。
图8示出了示例性燃烧衬套组件400。燃烧衬套组件400可以在图1中设置为外衬套116、内衬套118,或外衬套116和内衬套118两者。燃烧衬套组件400可包括燃烧衬套402,本文称为衬套402。衬套402可以与关于图2描述的衬套202相同或相似。燃烧衬套组件400可包括一个或多个燃烧衬套瓦404,本文称为衬套瓦404。衬套瓦404可以联接在衬套402的暴露于核心主燃烧区114(图1)的一侧。衬套瓦404可以以与关于图2描述的衬套瓦204相似或相同的方式布置在衬套402的热侧并且联接到衬套402的热侧。
燃烧衬套组件400可包括连接装置405,该连接装置405附接并连接衬套402和一个或多个衬套瓦404。也就是说,每个衬套瓦404在连接装置405处联接到衬套402。每个衬套瓦404在衬套瓦404的中心位置处与连接装置405连接。因此,每个衬套瓦404有单个连接装置405。然而,可以在每个衬套瓦404上设置更多的连接装置405。尽管示出在衬套瓦404的中心位置处,但连接装置405可以从中心位置偏移(例如,从与图4的轴线A相似的轴线偏移)。间隙或空间406可以位于每个衬套瓦404的径向外表面和衬套402的径向内表面之间。空间406可以由于连接装置405而形成。
继续参考图8,连接装置405包括衬套引导通道401和I形构件410。衬套引导通道401也可以称为衬套连接构件401。I形构件410也可以称为衬套瓦连接构件410。
衬套引导通道401可以由两个径向延伸的衬套连接构件403形成,该两个径向延伸的衬套连接构件403与周向延伸的衬套连接构件407连接在一起。衬套引导通道开口409位于周向延伸的衬套连接构件407中。I形构件410被容纳在衬套引导通道开口409内和位于衬套引导通道401内的衬套通道空间408内。例如,I形构件410的上周向延伸构件411可容纳在衬套通道空间408内,而径向延伸构件413可容纳在衬套引导通道开口409内。
I形构件410可以与衬套瓦404整体且一体形成。以这种方式,I形构件410直接从衬套瓦404延伸。在连接装置405中没有采用衬套瓦引导通道。连接装置405进一步省略了紧固件。上周向延伸构件411和周向延伸的衬套连接构件407之间的相互作用提供衬套402和衬套瓦404的附接和固定。
衬套引导通道401可以与衬套402分开形成并固定到其上(例如,通过焊接或铜焊)。或者,衬套引导通道401可以与衬套402整体且一体形成。未示出的密封件可以放置在上周向延伸构件411的下方和/或顶部。该密封件可以减少、限制或防止衬套瓦404和衬套402之间的振动。
在图6和8的示例中,I形构件310和I形构件410允许来自燃烧室内的热量(例如,在衬套的热侧)在到达衬套之前消散或减少,从而减少到达衬套的热量。
图9至图18示出了示例性燃烧衬套组件500。燃烧衬套组件500可以在图1中设置为外衬套116、内衬套118,或外衬套116和内衬套118两者。燃烧衬套组件500可包括燃烧衬套502,本文称为衬套502。衬套502可与关于图2描述的衬套202相同或相似。燃烧衬套组件500可包括一个或多个燃烧衬套瓦504,本文称为衬套瓦504。衬套瓦504可以联接在衬套502的暴露于核心主燃烧区114(图1)的一侧。衬套瓦504可以以与关于图2描述的衬套瓦504类似或相同的方式布置在衬套502的热侧并且联接到衬套502的热侧。
图10示出了特写视图590(图9),图11和12示出了燃烧衬套组件500的特写视图。燃烧衬套组件500可包括连接装置505,该连接装置505附接并连接衬套502和一个或多个衬套瓦504。即,每个衬套瓦504在连接装置505处联接到衬套502。如图10所示,每个衬套瓦504在衬套瓦504的一端处与连接装置505连接。尽管为每个衬套瓦504提供了单个连接装置505,但可以提供更多。尽管示出在衬套瓦504的一端处,但也可以设想其他位置。间隙或空间506可以位于每个衬套瓦504的径向外表面和衬套502的径向内表面之间。空间506可以由于连接装置505而形成。
连接装置505包括衬套连接构件508、衬套开口510(图12)、衬套瓦连接构件512和一个或多个紧固件516。衬套连接构件508可以是径向延伸的衬套连接构件,其从衬套502的外表面(例如,冷侧)径向向外延伸。衬套开口510可延伸穿过邻近衬套连接构件508的衬套502。衬套瓦连接构件512可以延伸穿过衬套开口510。例如,衬套瓦连接构件512可以从衬套瓦504的外表面径向向外延伸,穿过衬套开口510(例如,穿过从衬套502的热侧到衬套502的冷侧的衬套开口510)并继续径向地经过衬套502的外表面。以这种方式,衬套瓦连接构件512包括在衬套502的冷侧延伸的第一部分512a和在衬套502的热侧延伸的第二部分512b。紧固件516可以延伸穿过衬套连接构件508和衬套瓦连接构件512的第一部分512a以将上述部件固定在一起。紧固件516在衬套502的冷侧将衬套连接构件508和衬套瓦连接构件512连接在一起。紧固件516在周向方向上延伸。与径向延伸的紧固件相比,在周向方向上延伸的紧固件516减小了紧固件516和衬套502上的应力。也就是说,随着径向延伸的紧固件联接衬套瓦和衬套,被联接的部件的热膨胀差异(例如,由金属形成的衬套和由陶瓷形成的衬套瓦)、暴露于热气体、或两者,都会对径向延伸的螺栓施加应力,导致螺栓磨损或失效。通过在周向方向上(或在轴向方向上,如本文进一步描述)定向紧固件516,减小或消除了由被联接的部件的不同热膨胀引起的应力,因此,在紧固件上经历较低的应力。
参考图10,衬套瓦504的衬套瓦端部514可位于邻近另一衬套瓦504的衬套瓦连接构件512处。衬套瓦端部514可以相对于另一衬套瓦504自由移动。也就是说,第一衬套瓦504的衬套瓦端部514不连接到衬套瓦连接构件512和/或第二衬套瓦504的衬套瓦。
图13至18示出了燃烧衬套组件500的变型。
在图13中,燃烧衬套组件500a包括连接装置505a,该连接装置505a附接并连接衬套502和一个或多个瓦504。衬套瓦504包括从衬套瓦端部514径向向外延伸的端部构件520。第一衬套瓦504a的端部构件520可以与第二衬套瓦504b的衬套瓦连接构件512相邻。密封件518可以位于第二衬套瓦504b的衬套瓦连接构件512和第一衬套瓦504a的端部构件520之间。
在图14中,燃烧衬套组件500b可以与关于图13描述的燃烧衬套组件500a相同或相似。除了密封件518之外,或作为密封件518的替代方案,燃烧衬套组件500b可在端部构件520和衬套瓦连接构件512的每一个中包括一个或多个冷却孔522(图15)。一个或多个冷却孔522可以在相邻衬套瓦504之间对齐或交错。一个或多个冷却孔522可位于端部构件520、衬套瓦连接构件512或两者中。如图14所示,一个或多个冷却孔522可以允许空气流A在衬套502和衬套瓦504之间的空间506内流动。
参照图16和17,燃烧衬套组件500c可以与关于图13描述的燃烧衬套组件500a和/或关于图14描述的燃烧衬套组件500b相同或相似。在图16中,相邻衬套瓦(例如,衬套瓦504a和衬套瓦504b)的衬套瓦连接构件512可以彼此邻接。紧固件516可以延伸穿过衬套连接构件508、衬套瓦504b的衬套瓦连接构件512和衬套瓦504a的衬套瓦连接构件512。以这种方式,两个衬套瓦连接构件512在衬套502的冷侧与衬套连接构件508连接。由于衬套瓦连接构件512彼此邻接,相邻衬套瓦504和504b的端部520可彼此远离地周向延伸。因此,衬套瓦504a的衬套瓦连接构件512可以邻接衬套瓦504b,而端部520可以邻接衬套瓦504c。特写视图591(图16)在图17中示出,相邻衬套瓦(例如,衬套瓦504a和衬套瓦504c)的端部520可以以允许相对运动的方式邻接,例如搭接布置。在搭接布置中,衬套瓦504a的延伸部552可以在围绕衬套502的周向方向上与衬套瓦504c的延伸部550重叠。其他连接是可以考虑的,例如下面关于图30A到30D所示和描述的连接。
图18示出了用于联接衬套连接构件508和衬套瓦连接构件512的示例性紧固件516。紧固件516可以包括弹簧524。在燃烧衬套组件500、500a、500b和500c中呈现的任何特征可以包括在任何其他燃烧衬套组件500、500a、500b和500c中。弹簧524有助于适应衬套502和衬套瓦504的不同热膨胀,并有助于减小作用在紧固件516上的应力。
图19至24示出了燃烧衬套组件600及其变型。参考图19,燃烧衬套组件600可包括衬套602、圆顶603和导流器601。尽管在其他实施例中未示出,但圆顶603和导流器601可结合到本文所述的任何燃烧衬套组件中。如在其他示例中,燃烧衬套组件600可包括一个或多个衬套瓦604,其通过连接装置605附接到衬套602。一个或多个衬套瓦604可以在衬套602的冷侧附接到衬套602,其中一个或多个紧固件616延伸穿过衬套瓦连接构件612,如将关于图21至24描述的。一个或多个衬套瓦604可沿燃烧衬套602的轴向方向L(图19)和沿燃烧衬套602的周向方向C(图20)串联布置。如图20所示,连接装置605可以围绕衬套602周向放置。尽管示出了四个连接装置605,但可以设置更多或更少。
图21至24示出了用于图19和20的燃烧衬套组件600中的各种替代燃烧衬套组件。
图21示出了示例性燃烧衬套组件600a。燃烧衬套组件600a包括衬套瓦604和衬套602,衬套602通过连接装置605a连接在一起。如图21所示,每一个衬套瓦604在衬套瓦604的一端处与连接装置605a连接。虽然示出了在衬套瓦604的一端处,但也可以想到其他位置。间隙或空间606可以位于每个衬套瓦604的径向外表面和衬套602的径向内表面之间。空间606可以由于连接装置605a而形成。
连接装置605a包括衬套连接构件608、衬套开口610、衬套瓦连接构件612和一个或多个紧固件616。衬套连接构件608可以是径向延伸的衬套连接构件,其从衬套602的外表面(例如,冷侧)径向向外延伸。衬套开口610可延伸穿过邻近衬套连接构件608的衬套602。衬套瓦连接构件612可以延伸穿过衬套开口610。例如,衬套瓦连接构件612可从衬套瓦604的外表面径向向外延伸,穿过衬套开口610(例如,穿过从衬套602的热侧到衬套602的冷侧的衬套开口610)并继续径向地经过衬套602的外表面。以这种方式,衬套瓦连接构件612包括在衬套602的冷侧延伸的第一部分和在衬套602的热侧延伸的第二部分。紧固件616可延伸穿过衬套连接构件608和衬套瓦连接构件612的第一部分以将上述部件固定在一起。紧固件616在衬套602的冷侧将衬套连接构件608和衬套瓦连接构件612连接在一起。衬套瓦连接构件612可包括第一径向延伸部分618a、周向延伸部分620a和第二径向延伸部分626a。
衬套瓦604的第一衬套瓦端部614可位于邻近另一衬套瓦604的衬套瓦连接构件612处。第一衬套瓦端部614可以布置成与相邻衬套瓦604的第二衬套瓦端部622重叠的搭接型连接。也就是说,第一衬套瓦端部614可以在位于衬套瓦连接构件612和第二衬套瓦端部622(两者都是相邻衬套瓦604的)之间的开口624内延伸。第一衬套瓦端部614可以相对于相邻衬套瓦604的第二衬套瓦端部622自由移动。也就是说,第一衬套瓦604的第一衬套瓦端部614没有固定地连接到第二衬套瓦端部622和/或相邻的衬套瓦604。
图22示出了示例性燃烧衬套组件600b。燃烧衬套组件600b包括衬套瓦604和衬套602,衬套瓦604和衬套602通过连接装置605b连接在一起。如图22所示,每一个衬套瓦604在衬套瓦604的一端处与连接装置605b连接。尽管描绘了用于每个衬套瓦604的单个连接装置605b,但是可以设置更多。尽管示出在衬套瓦604的一端处,但也可以想到其他位置。间隙或空间606可以位于每个衬套瓦604的径向外表面和衬套602的径向内表面之间。空间606可以由于连接装置605b而形成。
连接装置605b包括衬套开口610、第一衬套瓦连接构件612a、第二衬套瓦连接构件612b、一个或多个紧固件616和密封件642。衬套瓦开口610可延伸穿过衬套瓦602。第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b可延伸穿过衬套开口610。例如,第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b中的每一个可以从衬套瓦604的外表面径向向外延伸,穿过衬套开口610(例如,穿过从衬套602的热侧到衬套602的冷侧的衬套开口610)并且继续径向地经过衬套602的外表面。以这种方式,第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b中的每一个都包括在衬套602的冷侧延伸的第一部分和在衬套602的热侧延伸的第二部分。紧固件616可延伸穿过第一衬套瓦连接构件612a的第一部分、第二衬套瓦连接构件612b的第一部分和密封件642,以在衬套602的冷侧将上述部件固定在一起。第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b中的每一个可包括径向和周向延伸部分618b和径向延伸部分620b。
参考图22,衬套延伸构件636可以从衬套602的内表面径向向内延伸。衬套延伸构件636可以在衬套602的热侧径向向内延伸。衬套延伸构件636可具有周向延伸部分634,其具有第一端638和第二端640。衬套瓦604可包括与衬套延伸构件636相邻的衬套瓦端部614。衬套瓦端部614的唇缘644可以与第一端638或第二端640中的一个接合,使得第一端638或第二端640被容纳在衬套瓦端部614的凹部646内。通过这种布置,衬套瓦端部614可以相对于衬套延伸构件636自由移动。也就是说,衬套瓦端部614不固定地连接到衬套602。
图23示出了示例性燃烧衬套组件600c。燃烧衬套组件600c包括通过连接装置605c连接在一起的衬套瓦604和衬套602。如图23所示,每一个衬套瓦604在衬套瓦604的一端处与连接装置605c连接。尽管描绘了用于每个衬套瓦604的单个连接装置605c,但可以设置更多。尽管示出在衬套瓦604的一端处,但也可以想到其他位置。间隙或空间606可以位于每个衬套瓦604的径向外表面和衬套602的径向内表面之间。空间606可以由于连接装置605c而形成。
连接装置605c包括衬套开口610、第一衬套瓦连接构件612a、第二衬套瓦连接构件612b、一个或多个紧固件616和密封件642。衬套开口610可延伸穿过衬套602。第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b可延伸穿过衬套开口610。例如,第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b中的每一个可以从衬套瓦604的外表面径向向外延伸,穿过衬套开口610(例如,穿过从衬套602的热侧到衬套602的冷侧的衬套开口610)并且继续径向地经过衬套602的外表面。以这种方式,第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b中的每一个都包括在衬套602的冷侧延伸的第一部分和在衬套602的热侧延伸的第二部分。紧固件616可延伸穿过第一衬套瓦连接构件612a的第一部分、第二衬套瓦连接构件612b的第一部分和密封件642,以在衬套602的冷侧将上述部件固定在一起。第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b中的每一个可包括径向延伸部分618c。
参考图23,衬套延伸构件636可以从衬套602的内表面径向向内延伸。衬套延伸构件636可以在衬套602的热侧径向向内延伸。衬套延伸构件636可具有周向延伸部分634,其具有第一端638和第二端640。衬套瓦604可包括与衬套延伸构件636相邻的衬套瓦端部614。衬套瓦端部614的唇缘644可以与第一端638或第二端640中的一个接合,使得第一端638或第二端640被容纳在衬套瓦端部614的凹部646内。通过这种布置,衬套瓦端部614可以相对于衬套延伸构件636自由移动。也就是说,衬套瓦端部614没有固定地连接到衬套602。衬套延伸构件636可以是紧固件。在当衬套延伸构件636是紧固件的示例中,紧固件不将衬套602固定地连接到衬套瓦604使得在它们之间没有相对运动。相反,紧固件为衬套瓦604提供与其重叠的延伸部分。
图24示出了代表关于图22描述的燃烧衬套组件600b和关于图23描述的燃烧衬套组件600c两者的俯视图。如图所示,第一衬套瓦连接构件612a和第二衬套瓦连接构件612b可以延伸穿过衬套开口610并且在密封件642的任一侧联接在一起。可以用紧固件616进行连接。
在图19至图24的示例中,衬套瓦可以具有在周向方向上的倾斜端部以帮助冷却。紧固件616是周向和切向延伸的螺栓,在衬套602的周向方向上延伸。在图19至图24的示例中,衬套瓦604可以是通过切向螺栓与衬套连接的周向段。衬套瓦604可以是在轴向方向上的单个部件并且在周向方向上平铺。在一些示例中,衬套瓦604可以在周向和轴向方向上平铺。在图19至24的示例中,衬套瓦604的一个周向端用螺栓连接或固定,而另一相对的周向端是自由的。即,允许相对运动。
图25示出了燃烧衬套组件700。燃烧衬套组件700可包括衬套702、圆顶703和导流器701。如在其他示例中,燃烧衬套组件700可包括一个或多个衬套瓦704,其通过连接装置(未示出)附接到衬套702。连接装置可以是本文描述的任何连接装置。一个或多个衬套瓦704可以沿着衬套702的轴向方向L和沿着衬套702的周向方向C串联布置(例如,以类似于关于图2和/或图20描述的方式的方式)。衬套可以包括衬套突出部710。衬套突出部710可以被容纳在最前面的衬套瓦704a的衬套瓦凹部712内。每个衬套瓦704可以包括衬套瓦突出部720和衬套瓦凹部712。衬套瓦突出部720可以被容纳在相邻衬套瓦704的衬套瓦凹部712内。最后面的衬套瓦704c的衬套瓦突出部720可以容纳在端块722的凹部724内。端块722可以通过紧固件726和弹簧728联接到衬套瓦702。弹簧728可以允许衬套瓦704的轴向移动。
图26示出了燃烧衬套组件800。燃烧衬套组件800与燃烧衬套组件700基本相同,但突出部和凹部相反。也就是说,衬套可以包括衬套凹部810。衬套凹部810可以容纳最前面的衬套瓦804a的衬套瓦突出部820。每个衬套瓦804可以包括衬套瓦突出部820和衬套瓦凹部812。衬套瓦凹部812可以容纳相邻衬套瓦804的衬套瓦突出部820。最后面的衬套瓦804c的衬套瓦凹部812可以接收端块822的突出部824。端块822可以通过紧固件826和弹簧828联接到衬套802。弹簧828可以允许衬套瓦804的轴向移动。
参考图27,衬套瓦704或衬套瓦804可以包括空腔830和冷却孔832。在图26和27的示例中,衬套瓦704和衬套瓦804中的每一个可以是单个三百六十度环形部件。单个环形衬套瓦可以沿衬套702的轴向长度轴向堆叠,使得衬套瓦被轴向平铺。在一些示例中,衬套瓦可以周向地和轴向地平铺。弹簧728和弹簧828可以分别适应衬套瓦704和衬套瓦804的热膨胀。可以在突出部和凹部之间的连接处放置密封件。
图28示出了示例性燃烧衬套组件900。燃烧衬套组件900可包括本文描述的任何燃烧衬套组件及其任何部件。燃烧衬套组件900示出了本公开的燃烧衬套组件可采用的示例性形状。衬套瓦904可以沿着衬套902的轴向长度在衬套902的热侧连续布置。最前面的衬套瓦可以在点906处固定到衬套902上,而最后面的衬套瓦可以在点908处固定到衬套902上。点906和908可以是关于图25和26描述的任何连接和/或关于图2至24描述的任何连接装置。
图29示出了可用于本文所述的任何燃烧衬套组件中的示例性衬套瓦组件1000。衬套瓦组件1000可包括在轴向方向上以串联布置联接的多个衬套瓦1004。衬套瓦1004可各自包括在衬套瓦1004的相对侧的延伸部1006。相邻轴向衬套瓦1004的延伸部1006可以用紧固件1008连接在一起。图29的连接装置可以在衬套的冷侧产生螺栓连接/组合通道设计。
图30A至30D示出了相邻衬套瓦之间的示例性轴向连接(例如,设置在沿衬套的轴向长度延伸的相邻衬套瓦之间的连接)。图30A至30D的连接可以允许相邻衬套瓦之间的相对移动。例如,在图30A的衬套瓦组件1100中,衬套瓦1104可以是搭接布置,类似于关于图17和21描述的布置。也就是说,第一衬套瓦1104a的延伸部1108可以与第二衬套瓦1104b的延伸部1106重叠。在图30B中,衬套瓦组件1200可以具有过盈配合的衬套瓦1204,使得第一衬套瓦1204a的延伸部1208被容纳在第二衬套瓦1204b的凹部1206内。在图30C的方面,衬套瓦组件1300可以具有类似于图29中所示的布置,在相邻衬套瓦1304的相邻延伸部1306之间添加W形密封件1305。在图30D的方面中,衬套瓦组件1400具有在相邻衬套瓦1404之间提供冷却通道1406的连接,该冷却通道1406设置在相邻衬套瓦1404之间以允许空气流A流过冷却通道1406。
尽管描述为轴向连接,但是图29和30A至30D的连接可以在周向方向上设置在相邻衬套瓦之间。
图31和32还示出了相邻衬套瓦之间的示例性轴向连接。在图31和32的示例中,燃烧衬套组件1500可包括将衬套1502联接到衬套瓦1504的固定连接1506。固定连接1506可以是在燃烧衬套组件1500的轴向方向上延伸的铜焊、点焊或轴向螺栓。图32示出了燃烧衬套组件1500的特写视图,示出了与固定连接1506联接的衬套1502的衬套延伸部1508和衬套瓦1504的衬套瓦延伸部1510。图33示出了俯视图,其示出了衬套1502的冷侧的衬套延伸部1508、衬套瓦延伸部1510和固定连接1506。
图34至36示出了燃烧衬套组件1600。燃烧衬套组件1600包括通过连接装置1605连接在一起的衬套1602和一个或多个衬套瓦1604。连接装置1605可包括第一罩1620、第二罩1622、第一支架1606a、第二支架1606b、衬套连接构件1610、与第一衬套瓦1604a的第一衬套瓦连接构件1612a、与第二衬套瓦1604b的第二衬套瓦连接构件1612b、W形密封件1630、第一C形密封件1624a、第二C形密封件1624b和紧固件1616。第一支架1606a可以延伸通过第一衬套开口1618a并且第二支架1606b可以延伸通过第二衬套开口1618b。紧固件1616可在衬套1602的冷侧将第一罩1620、第一支架1606a、衬套连接构件1610、第二支架1606b和第二罩1622固定在一起。在衬套1602的热侧,第一支架1606a可以与第一衬套瓦连接构件1612a接合以将第一衬套瓦1604a固定到衬套1602,第二支架1606b可以与第二衬套瓦连接构件1612b接合以将第二衬套瓦1604b固定到衬套1602。紧固件1616可以是位于衬套1602冷侧的轴向螺栓。
图37示出了燃烧衬套组件1700,它是燃烧衬套组件1600的变型。燃烧衬套组件1700包括衬套1702和一个或多个衬套瓦1704,其通过连接装置1705连接在一起。连接装置1705可以包括衬套连接构件1710、紧固件1716、与第一衬套瓦1704a的第一衬套瓦连接构件1712a、与第二衬套瓦1704b的第二衬套瓦连接构件1712b、插入件1720、第一C形密封件1724a和第二C形密封件1724b。衬套连接构件1710可以是具有第一通道1718和第二通道1708的吊架。第一通道1718可以容纳第一C形密封件1724a和第二C形密封件1724b,用于在衬套连接构件1710和衬套1702的径向内表面之间进行密封。第二通道1708可以容纳第一衬套瓦连接构件1712a和第二衬套瓦连接构件1712b。紧固件1716可以是径向螺栓,其延伸穿过衬套1712中的开口、衬套连接构件1710中的开口,并且与插入件1720固定。插入件1720可以是螺纹插入件。冷却通道1722可径向延伸穿过紧固件1716以允许冷却穿过紧固件1716并穿过相邻衬套瓦1704之间的空间1724。
在图34至37的示例中,在衬套瓦和衬套之间没有直接紧固或螺栓连接。这可以减少或消除衬套瓦上的应力。
根据本公开的实施例,固定、紧固和/或螺栓连接的连接可以设置在衬套的冷侧以减少对连接的磨损。在一些示例中,虽然紧固件可以延伸穿过衬套到热侧,但是通过附接到衬套和/或衬套瓦上的结构来保护或屏蔽紧固件免受衬套的热侧的热气体的影响。在一些示例中,没有提供用于将衬套固定到衬套瓦上的径向螺栓,使得径向螺栓暴露于衬套的热侧的热气体。在本公开的一些示例中,CMC衬套插入穿过在金属衬套中加工的槽,然后用螺栓连接。螺栓在轴向和周向方向上对齐。在一些示例中,可以不设置径向螺栓。在一些示例中,采用柔性板簧(在本文中也称为C形密封件)来减少螺栓连接位置处的应力。可以用冷却空气吹扫相邻衬套瓦之间的间隙以降低其中的温度。
本公开的燃烧衬套组件可提供沿轴向方向和/或周向方向具有一个或两个裂口的衬套瓦。本公开的衬套和衬套瓦可以具有导轨,导轨可以是但不限于L形、C形、燕尾形等。导轨可形成如本文所述的连接装置。在组装本发明的衬套瓦时,衬套瓦的导轨在轴向和/或周向方向上插入衬套上的相应导轨中。周向相邻的衬套瓦之间的间隙或空间可以用冷却空气吹扫。本公开的燃烧衬套组件适应衬套和衬套瓦的热膨胀系数的差异,甚至大的差异。任何前述连接装置可包括如本文所述的密封件、弹簧和/或冷却孔。
本公开的燃烧衬套组件可以用在例如用于飞行器的燃气涡轮发动机、船用发动机、工业发动机和/或发电等。与现有技术相比,本公开的衬套瓦组件提供了改进的衬套和衬套瓦的组装。本公开的衬套组件提供改进的衬套耐用性和增加的机翼上的时间寿命(当用于飞行器时)。本发明的衬套组件易于维护,因为衬套和/或衬套瓦的损坏部分可以以独立的方式被移除和修复,而无需移除整个组件。
在上述燃烧衬套组件的示例中,衬套瓦可由陶瓷或CMC形成和/或在其上可具有陶瓷或CMC涂层。衬套瓦可以在轴向方向和/或周向方向上倾斜。
如本文所述,包括用于保护衬套瓦免受热气体摄入并保护连接装置和金属衬套的特征。该特征可以是金属衬套的内径向表面和CMC衬套瓦的外径向表面之间的空间。该特征可以是衬套、衬套瓦、连接装置或其任何组合中的一个或多个开口。该特征可以是衬套连接构件、衬套瓦连接构件或衬套连接构件和衬套瓦连接构件两者中的一个或多个开口。
本公开的其他方面由以下条项的主题提供。
根据本公开的方面,燃烧衬套组件包括:金属衬套,该金属衬套具有热侧和冷侧,陶瓷基复合材料(CMC)衬套瓦,所述CMC衬套瓦用于为所述金属衬套提供热屏蔽,所述CMC衬套瓦具有与所述金属衬套不同的热导率;连接装置,所述连接装置被构造为将所述CMC衬套瓦附接到所述金属衬套,所述连接装置适应所述CMC衬套瓦和所述金属衬套的不同热导率,其中所述连接装置没有暴露于所述金属衬套的所述热侧的热气体的径向紧固件,并且所述连接装置允许所述金属衬套和所述CMC衬套瓦之间的径向移动和轴向移动;和特征,所述特征被构造为屏蔽所述CMC衬套瓦免受热气体摄入并保护所述连接装置和所述金属衬套。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述CMC衬套瓦包括多个CMC衬套瓦,并且所述连接装置包括多个连接装置,所述多个CMC衬套瓦中的每个CMC衬套瓦通过所述多个连接装置中的至少一个连接到所述金属衬套。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述特征包括在所述金属衬套的内径向表面和所述CMC衬套瓦的外径向表面之间的空间,所述空间被构造为允许冷却气流通过其中。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述金属衬套、所述CMC衬套瓦、所述连接装置或其任何组合包括所述特征,所述特征包括被构造为允许冷却气流通过其中的开口。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述连接装置包括衬套连接构件和衬套瓦连接构件。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述衬套连接构件是金属衬套连接构件,并且所述衬套瓦连接构件是CMC衬套瓦连接构件。
根据前述条项的燃烧衬套组件,进一步包括位于所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件之间的密封件。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述特征包括在所述衬套连接构件、所述衬套瓦连接构件,或所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件两者中的开口,所述开口被构造为允许冷却气流通过其中。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述衬套连接构件包括衬套引导通道,并且所述衬套瓦连接构件包括与所述衬套瓦一体的I形构件,其中,所述I形构件的上周向延伸构件容纳在所述衬套引导通道内。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述连接装置进一步包括衬套开口和紧固件,其中,所述衬套连接构件从所述衬套的外表面径向向外延伸,并且所述衬套瓦连接构件从所述衬套瓦径向向外延伸并穿过所述衬套开口,所述紧固件延伸穿过所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述衬套连接构件从所述金属衬套的内表面径向向内延伸,并且所述衬套瓦连接构件从所述CMC衬套瓦的外表面径向向外延伸。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件中的每一个都是L形的。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述衬套连接构件包括衬套引导通道,并且所述衬套瓦连接构件包括衬套瓦引导通道,所述连接装置进一步包括I形构件,所述I形构件具有容纳在所述衬套引导通道内的上周向延伸构件和容纳在所述衬套瓦引导通道中的下周向延伸构件。
根据前述条项的燃烧衬套组件,所述连接装置进一步包括延伸穿过所述金属衬套和所述上周向延伸构件的多个紧固件。
根据前述条项的燃烧衬套组件,进一步包括第二连接装置,所述第二连接装置将所述衬套瓦周向地连接到相邻衬套瓦或所述金属衬套。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述第二连接装置是与所述相邻衬套瓦的搭接连接。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述第二连接装置包括在所述衬套瓦上与衬套延伸构件接合的唇缘。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述衬套瓦包括多个衬套瓦,所述衬套瓦围绕所述金属衬套的内表面周向地并且沿所述金属衬套的所述内表面轴向地布置。
根据前述条项的燃烧衬套组件,其中所述多个衬套瓦的轴向相邻的衬套瓦之间的轴向连接允许所述轴向相邻的衬套瓦之间的相对运动。
一种燃气涡轮发动机,其中所述燃气涡轮发动机包括:燃烧区段,所述燃烧区段具有金属衬套,所述金属衬套具有热侧和冷侧;多个CMC衬套瓦,所述多个CMC衬套瓦被构造为在所述金属衬套的所述热侧提供热屏蔽,所述多个CMC衬套瓦具有与所述金属衬套不同的热导率;和连接装置,所述连接装置被构造为将所述CMC衬套瓦附接到所述金属衬套,所述连接装置适应所述CMC衬套瓦和所述金属衬套的不同热导率,其中所述连接装置没有暴露于所述金属衬套的所述热侧的热气体的径向紧固件,并且所述连接装置允许所述金属衬套和所述CMC衬套瓦之间的径向移动和轴向移动。
燃气涡轮发动机包括根据任一前述条项的燃烧衬套组件。
尽管前面的描述是针对优选实施例的,但是应当注意,其他变化和修改对于本领域的技术人员来说将是显而易见的,并且可以在不背离本公开的精神或范围的情况下进行。此外,即使上面没有明确说明,结合一个实施例描述的特征可以结合其他实施例使用。

Claims (10)

1.一种燃烧衬套组件,其特征在于,包括:
金属衬套,所述金属衬套具有热侧和冷侧;
陶瓷基复合材料(CMC)衬套瓦,所述CMC衬套瓦用于为所述金属衬套提供热屏蔽,所述CMC衬套瓦具有与所述金属衬套不同的热导率;
连接装置,所述连接装置被构造为将所述CMC衬套瓦附接到所述金属衬套,所述连接装置适应所述CMC衬套瓦和所述金属衬套的不同热导率,其中所述连接装置没有暴露于所述金属衬套的所述热侧的热气体的径向紧固件,并且所述连接装置允许所述金属衬套和所述CMC衬套瓦之间的径向移动和轴向移动;和
特征,所述特征被构造为屏蔽所述CMC衬套瓦免受热气体摄入并保护所述连接装置和所述金属衬套。
2.根据权利要求1所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述CMC衬套瓦包括多个CMC衬套瓦,并且所述连接装置包括多个连接装置,所述多个CMC衬套瓦中的每个CMC衬套瓦通过所述多个连接装置中的至少一个联接到所述金属衬套。
3.根据权利要求1所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述特征包括在所述金属衬套的内径向表面和所述CMC衬套瓦的外径向表面之间的空间,所述空间被构造为允许冷却气流通过其中。
4.根据权利要求1所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述金属衬套、所述CMC衬套瓦、所述连接装置或其任何组合包括所述特征,所述特征包括被构造为允许冷却气流通过其中的开口。
5.根据权利要求1所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述连接装置包括:
衬套连接构件;和
衬套瓦连接构件。
6.根据权利要求5所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述衬套连接构件是金属衬套连接构件,并且所述衬套瓦连接构件是CMC衬套瓦连接构件。
7.根据权利要求5所述的燃烧衬套组件,其特征在于,进一步包括位于所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件之间的密封件。
8.根据权利要求5所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述特征包括在所述衬套连接构件、所述衬套瓦连接构件,或所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件两者中的开口,所述开口被构造为允许冷却气流通过其中。
9.根据权利要求5所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述衬套连接构件包括衬套引导通道,并且所述衬套瓦连接构件包括与所述衬套瓦一体的I形构件,其中,所述I形构件的上周向延伸构件容纳在所述衬套引导通道内。
10.根据权利要求5所述的燃烧衬套组件,其特征在于,其中所述连接装置进一步包括衬套开口和紧固件,其中,所述衬套连接构件从所述衬套的外表面径向向外延伸,并且所述衬套瓦连接构件从所述衬套瓦径向向外延伸并穿过所述衬套开口,所述紧固件延伸穿过所述衬套连接构件和所述衬套瓦连接构件。
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