CN117091161A - 燃烧器衬里的中空板设计和结构 - Google Patents

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赫兰雅·纳斯
丹尼尔·J·柯特利
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Abstract

一种燃烧器，包括限定燃烧室的内衬里和外衬里。内衬里包括内网状结构和安装到内网状结构的多个内板。外衬里包括外网状结构和安装到外网状结构的多个外板。多个内板和外板中的每一个包括限定腔的内壁、外壁和侧壁，以允许气流在腔内循环，从而冷却内壁。

Description

燃烧器衬里的中空板设计和结构
技术领域
本公开大体上涉及燃烧器衬里，并且具体地，涉及具有中空板和骨架网状结构的燃烧器衬里。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括布置成彼此流动连通的风扇和核心，其中核心在通过燃气涡轮发动机的流动方向上被设置在风扇的下游。燃气涡轮发动机的核心以串行流动顺序大体上包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。对于多轴燃气涡轮发动机，压缩机区段可以包括设置在低压压缩机(LPC)下游的高压压缩机(HPC)，并且涡轮区段可以类似地包括设置在高压涡轮(HPT)下游的低压涡轮(LPT)。利用这种构造，HPC经由高压轴(HPS)与HPT联接，并且LPC经由低压轴(LPS)与LPT联接。在操作中，风扇上的至少一部分空气被提供到核心的入口。这部分空气逐渐被LPC压缩，然后被HPC压缩，直到压缩空气到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合，并且在燃烧区段内燃烧，以产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导向通过HPT，然后通过LPT。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动HPT和LPT，HPT和LPT各自又经由HPS和LPS驱动HPC和LPC中的相应一个。然后，燃烧气体被导向通过排气区段，例如，到达大气。LPT驱动LPS，LPS驱动LPC。除了驱动LPC以外，LPS还可以通过动力齿轮箱驱动风扇，这允许风扇以比LPS的转速更少的每单位时间转数旋转，用于更大效率。
与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧的燃料通过燃料喷嘴输送。
附图说明
前述及其他特征和优点将更具体地从如附图中所示的各种示例性实施例的以下描述中变得显而易见，其中相似参考数字大体上指示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。
图1是根据本公开的实施例的涡轮发动机的示意性横截面图。
图2A是根据本公开的实施例的图1的涡轮发动机的燃烧区段的示意性横截面视图。
图2B是根据本公开的实施例的图1的涡轮发动机的燃烧器的示意性横向横截面视图。
图3是根据本公开的实施例的燃烧器的区段的示意性透视图。
图4是根据本公开的实施例的燃烧器的内衬里和外衬里的区段的示意图。
图5是根据本发明的实施例的安装到骨架网状结构的多个热侧板中的一个热侧板的示意图。
图6A是根据本公开的实施例的多个热侧板中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了孔在多个板内的布置。
图6B是根据本公开的另一实施例的多个热侧板中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了多个外孔在多个热侧板内的布置。
图6C是根据本公开的实施例的多个热侧板中的一个热侧板的示意性前视图，显示了孔在多个热侧板内的布置。
图6D是根据本公开的实施例的多个热侧板中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了内壁和外壁的尺寸、侧壁的尺寸和腔的尺寸。
图7是根据本公开的实施例的多个热侧板中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了各个材料层。
图8A至8E显示了根据本公开的实施例的图3和4中所示的骨架网状结构的结构元件的各种几何构造。
图9A至9E显示了根据本公开的实施例的多个热侧板的板的各种几何构造。
图10A和10B是根据本公开的实施例的使用骨架网状结构连同多个热侧板的燃烧器的示意性横截面视图。
具体实施方式
本公开的附加特征、优点和实施例出于以下详细描述、附图和权利要求的考虑而被阐述或显而易见。此外，应当理解，本公开的前述概述和以下详细描述两者是示例性的，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。
下面详细讨论了本公开的各种实施例。尽管讨论了特定实施例，但是这仅是为了例释的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他部件和构造。
在以下说明书和权利要求书中，可能会提及许多“可选的”或“可选地”元件，意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例以及事件不发生的实例。
本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可以被应用于修饰任何可允许变化而不会导致与其相关的基本功能的变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以被组合和/或互换。除非上下文或语言另有指出，否则这些范围被标识并且包括其中包含的所有子范围。
如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指基本上平行于涡轮发动机或燃烧器的中心线延伸的方向和取向。此外，术语“径向”和“径向地”是指基本上垂直于涡轮发动机或燃料-空气混合器组件的中心线延伸的方向和取向。另外，如本文所用，术语“周向”和“周向地”是指关于涡轮发动机或燃料-空气混合器组件的中心线弧形地延伸的方向和取向。
如将在以下段落中进一步详细描述的，在恶劣的热和应力环境下，燃烧器具有改进的衬里耐用性。燃烧器包括骨架网状结构(也称为吊架或桁架)，其上安装有内衬里和外衬里。骨架网状结构整体上用作内衬里和外衬里的支撑结构。在实施例中，骨架网状结构可以由金属制成。骨架网状结构与内衬里和外衬里一起限定燃烧室。内衬里和外衬里包括多个板。多个板至少覆盖骨架网状结构的内侧。在实施例中，多个板可以由陶瓷材料、陶瓷基复合(CMC)材料、或涂有CMC或热障涂层(TBC)的金属制成。在实施例中，多个板暴露于热火焰。多个板中的每个板是中空的并且包括内壁和外壁。中空的多个板在由于热气体导致的主要面损伤的情况下，提供了衬里保护。骨架网状结构与多个板一起可以通过减少或基本上消除环向应力来改进耐用性，同时为燃烧器提供轻质的衬里构造。另外，多个板与骨架网状结构一起使用提供了便于各个板的制造和/或检查、维修和更换的模块化或分段式构造。
图1是根据本公开的实施例的涡轮发动机10的示意性横截面视图。更具体地，对于图1所示的实施例，涡轮发动机10是高旁通涡轮发动机。如图1所示，涡轮发动机10限定轴向方向A(平行于供参考的纵向中心线12延伸)和径向方向R，径向方向R大体上垂直于轴向方向A。涡轮发动机10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。术语“下游”在本文中参考空气流动方向58使用。
所描绘的核心涡轮发动机16大体上包括外壳18，外壳18基本上是管状的并且限定环形入口20。外壳18以串行流动关系包住包括增压器或低压压缩机(LPC)22和高压压缩机(HPC)24的压缩机区段、燃烧区段26、包括高压涡轮(HPT)28和低压涡轮(LPT)30的涡轮区段、以及喷射排气喷嘴区段32。高压轴(HPS)34将HPT 28驱动地连接到HPC 24。低压轴(LPS)36将LPT 30驱动地连接到LPC 22。压缩机区段、燃烧区段26、涡轮区段和喷射排气喷嘴区段32一起限定核心空气流动路径37。
对于所描绘的实施例，风扇区段14包括具有可变螺距的风扇38，风扇38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如所描绘的，风扇叶片40大体上沿着径向方向R从盘42向外延伸。由于风扇叶片40可操作地联接到合适的致动构件44，致动构件44被构造成一致地共同改变风扇叶片40的螺距，因此每个风扇叶片40能够相对于盘42围绕螺距轴线P旋转。风扇叶片40、盘42和致动构件44能够通过LPS 36跨动力齿轮箱46围绕纵向中心线12(纵向轴线)一起旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，用于将风扇38相对于LPS 36的旋转速度调节或控制到更有效的旋转风扇速度。
盘42由可旋转的前轮毂48覆盖，可旋转的前轮毂48具有空气动力学轮廓，以促进空气流通过多个风扇叶片40。另外，风扇区段14包括周向包围风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分的环形风扇壳体或机舱50。机舱50可以被构造成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶52相对于核心涡轮发动机16被支撑。此外，机舱50的下游区段54可以在核心涡轮发动机16的外部分上延伸，以便在其间限定旁通空气流动通道56。
在涡轮发动机10的操作期间，一定量的空气流58在空气流动方向58上通过机舱50和/或风扇区段14的关联入口60进入涡轮发动机10。当一定量的空气穿过风扇叶片40时，如箭头62指示的第一部分空气被引导或导向到旁通空气流动通道56中，并且如箭头64指示的第二部分空气被引导或导向到核心空气流动路径37中，或更具体地，进入LPC 22。由箭头62指示的第一部分空气和由箭头64指示的第二部分空气之间的比率通常被称为旁通比。然后，由箭头64指示的第二部分空气的压力在其被导向通过HPC 24并进入燃烧区段26中时增加，其在燃烧区段26处与燃料混合并燃烧，以提供燃烧气体66。
燃烧气体66被导向通过HPT 28，来自燃烧气体66的一部分热能和/或动能在HPT28处经由联接到外壳18的HPT定子轮叶68和联接到HPS 34的HPT转子叶片70的连续级而被提取，因而使得HPS 34旋转，从而支撑HPC 24的操作。然后，燃烧气体66被导向通过LPT 30，第二部分热能和动能在LPT 30处经由联接到外壳18的LPT定子轮叶72和联接到LPS 36的LPT转子叶片74的连续级而从燃烧气体66被提取，因而使得LPS 36旋转，从而支撑LPC 22的操作和/或风扇38的旋转。
随后，燃烧气体66被导向通过核心涡轮发动机16的喷射排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，当第一部分空气62在其从涡轮发动机10的风扇喷嘴排气区段76被排出之前被导向通过旁通空气流动通道56时，第一部分空气62的压力大幅增加，也提供了推进推力。HPT 28、LPT 30和喷射排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，用于将燃烧气体66导向通过核心涡轮发动机16。
然而，图1中描绘的涡轮发动机10仅作为示例，并且在其他示例性实施例中，涡轮发动机10可以具有任何其他合适的构造。在还有的其他示例性实施例中，本公开的方面可以结合到任何其他合适的燃气涡轮发动机中。例如，在其他示例性实施例中，本公开的方面可以结合到例如涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮核心发动机、涡轮喷气发动机等中。
图2A是根据本公开的实施例的图1的涡轮发动机10的燃烧区段26的示意性横截面视图。燃烧区段26大体上包括燃烧器80，燃烧器80生成排放到涡轮区段中的燃烧气体，或更具体地，排放到HPT 28中的燃烧气体。燃烧器80包括外衬里82、内衬里84和圆顶86。外衬里82、内衬里84和圆顶86一起限定燃烧室88。另外，扩散器90被定位在燃烧室88的上游。扩散器90具有外扩散器壁90A和内扩散器壁90B。内扩散器壁90B更靠近纵向中心线12。扩散器90接收来自压缩机区段的空气流，并且将压缩空气流提供给燃烧器80。在实施例中，扩散器90将压缩空气流提供给单个周向排的燃料/空气混合器92。在实施例中，燃烧器80的圆顶86被构造成单个环形圆顶，并且周向排的燃料/空气混合器92被设置在形成于圆顶86(空气供给圆顶或燃烧器圆顶)中的开口内。然而，在其他实施例中，也可以使用多个环形圆顶。
在实施例中，扩散器90可用于将来自压缩机(未示出)的高速、高度压缩空气减慢到对于燃烧器而言最佳的速度。此外，扩散器90还可以被构造成通过避免像边界层分离这样的流动效应来尽可能多地限制流动变形。与大多数其他燃气涡轮发动机部件类似，扩散器90大体上被设计成尽可能轻，以减少整个发动机的重量。
燃料喷嘴(未示出)依据燃烧器80在各种发动机操作状态下的期望性能来向燃料/空气混合器92提供燃料。在图2所示的实施例中，外罩94(例如，环形罩)和内罩96(例如，环形罩)位于燃烧室88的上游，以便将空气流引导到燃料/空气混合器92中。外罩94和内罩96还可以将来自扩散器90的一部分空气流引导到限定在外衬里82和外壳100之间的外通道98以及限定在内衬里84和内壳104之间的内通道102。另外，内支撑锥部106进一步显示为使用多个螺栓110和螺母112连接到喷嘴支撑件108。然而，其他燃烧区段可以包括任何其他合适的结构构造。
燃烧器80还设置有点火器114。点火器114被设置成点燃供应到燃烧器80的燃烧室88的燃料/空气混合物。点火器114以基本上固定的方式被附接到燃烧器80的外壳100。另外，点火器114大体上沿着轴向方向A2延伸，限定被定位成接近燃烧室88的燃烧器构件中的开口的远端116。远端116被定位成接近燃烧器80的外衬里82内到燃烧室88的开口118。
在实施例中，燃烧器80的圆顶86与外衬里82、内衬里84和燃料/空气混合器92一起形成燃烧室，提供旋涡流130。当空气进入燃烧室88时，空气流过燃料/空气混合器组件92。圆顶86和燃料/空气混合器组件92的作用是在空气流中生成湍流，以使空气与燃料快速混合。旋流器(也称为混合器)建立了局部低压区，该局部低压区迫使一些燃烧产物再循环，如图2所示，产生所需的高湍流。
图2B是根据本公开的实施例的图1的涡轮发动机10的燃烧器80的示意性横向横截面视图。燃烧器80包括外衬里82和内衬里84，外衬里82和内衬里84围绕涡轮中心线12延伸，以限定燃烧室88。外衬里82包括骨架网状结构300(也称为吊架或桁架)以及多个热侧板302A和多个冷侧板302B。多个热侧板302A和多个冷侧板302B被安装到外衬里82的骨架网状结构300(外网状结构)。内衬里84包括骨架网状结构301(内网状结构)以及多个热侧板312A和多个冷侧板312B。多个热侧板312A和多个冷侧板312B被安装到内衬里84的骨架网状结构301。骨架网状结构300用作外衬里82的热侧板302A和冷侧板302B的支撑结构。骨架网状结构301用作内衬里84的热侧板312A和冷侧板312B的支撑结构。在实施例中，骨架网状结构300和301由金属制成。
多个热侧板302A被安装到并覆盖骨架网状结构300的内侧，并且冷侧板302B被安装到并覆盖骨架网状结构300的外侧。在这方面，多个热侧板302A和多个冷侧板302B可以被调整大小并成形，以相匹配(mesh)或连接在一起，并且具有邻接边缘，在相邻板302A、302B之间没有间隙。在其他实施例中，可以在相邻板302A、302B之间设置间隙。多个热侧板312A被安装到并覆盖骨架网状结构301的外侧，并且冷侧板312B被安装到并覆盖骨架网状结构301的内侧。在这方面，多个热侧板312A和多个冷侧板312B可以被调整大小并成形，以相匹配或连接在一起，并且具有邻接边缘，在相邻板312A、312B之间没有间隙。在其他实施例中，可以在相邻板312A、312B之间设置间隙。外衬里82的多个热侧板302A和内衬里84的多个热侧板312A暴露于燃烧室88内的热火焰。在实施例中，多个热侧板302A、312A由陶瓷制成或由涂有陶瓷涂层或热障涂层的金属制成，以增强对相对高温的抵抗力。在实施例中，多个热侧板302A、312A可以由陶瓷材料、陶瓷基复合(CMC)材料，或涂有CMC或热障涂层(TBC)的金属制成。在实施例中，冷侧板302B、312B可以由金属或陶瓷基复合材料(CMC)制成。在实施例中，冷侧板302B、312B比多个热侧板302A、312A薄。在实施例中，如图2B所示，内衬里84和外衬里82两者都被显示为具有多个热侧板302A、312A和多个冷侧板302B、312B。在另一实施例中，多个冷侧板302B、312B对于外衬里82而言，对于内衬里84而言，或对于两者而言，可以是可选的。
图3是根据本公开的实施例的燃烧器80的外衬里82的示意性透视图。在图3中，为了清楚的目的，仅显示了外衬里82，并且在该图中省略了内衬里84。外衬里82被显示为具有大体圆柱形构造。内衬里84在许多方面与外衬里82类似。然而，内衬里84的曲率半径小于外衬里82的曲率半径。如图3所示，外衬里82包括骨架网状结构300(外网状结构)，在骨架网状结构300上安装有多个热侧板302A和多个冷侧板302B。多个热侧板302A和多个冷侧板302B被安装到外衬里82的骨架网状结构300。骨架网状结构300用作外衬里82的热侧板302A和冷侧板302B的支撑结构。在实施例中，骨架网状结构300由金属制成。多个热侧板302A被安装到并覆盖骨架网状结构300的内侧，并且冷侧板302B被安装到并覆盖骨架网状结构300的外侧。在这方面，如图3所示，多个热侧板302A和多个冷侧板302B可以被调整大小并成形，以相匹配在一起，并且具有邻接边缘，在相邻板302A和302B之间没有间隙。在其他实施例中，可以在相邻板302A和302B之间设置间隙。
骨架网状结构300与多个热侧板302A和多个冷侧板302B一起可以由于环向应力的减少或消除而改进耐用性，同时为燃烧器80提供轻质的衬里构造。类似地，骨架网状结构301与多个热侧板312A和多个冷侧板312B一起可以由于环向应力的减少或消除而改进耐用性，同时为燃烧器80提供轻质的衬里构造。例如，与常规燃烧器相比，本构造提供了至少百分之二十的重量减轻。此外，本构造提供了模块化或分段式的附加益处，因此，相对容易维修。实际上，如果多个热侧板302A、312A或多个冷侧板302B、312B中的一个或多个板损坏，则仅更换损坏的一个或多个板，而不是整个内衬里84或整个外衬里82。此外，本构造使其自身相对容易检查和维修。所有这些益处都导致总成本节省。外衬里82的多个热侧板302A和多个冷侧板302B也可以被称为多个外板。内衬里84的多个热侧板312A和多个冷侧板312B也可以被称为多个内板。
图4是根据本公开的实施例的燃烧器80的外衬里82的区段的示意图。尽管在本文中参考图4描述了燃烧器80的外衬里82的区段(具有多个热侧板302A)，但是以下描述也适用于燃烧器80的内衬里84(具有多个热侧板312A)。如图4所示，多个热侧板302A被安装到骨架网状结构300。多个热侧板302A包括多个外孔302C。多个外孔302C沿着多个热侧板302A的表面分布，以允许空气进入到燃烧室88。
图5是根据本发明的实施例的安装到骨架网状结构300的多个热侧板302A中的一个热侧板的示意图。如图5所示，多个热侧板302A中的每个热侧板是中空的并且包括限定腔302D的内壁303A、外壁303B和侧壁303C。具有腔302D的中空的多个热侧板302A在由于热气体导致的主要面损伤的情况下提供衬里保护。骨架网状结构300可以包括多个结构元件306，多个结构元件306相匹配在一起，以形成图3和4所示的骨架网状结构300。多个热侧板302A中的每个热侧板被安装到骨架网状结构300的多个结构元件306。在实施例中，多个热侧板302A中的多个外孔302C贯穿多个热侧板302A的外壁303B。在实施例中，多个外孔302C与腔302D连通，以便允许来自外壁303B的气流通过多个外孔302C进入腔302D，并且允许冲击在内壁303A上以及允许气流在腔302D内循环，以冷却面向燃烧室88的内壁303A(图2A和2B中所示)。
在实施例中，骨架网状结构300与多个热侧板302A一起可以通过减少或基本上消除环向应力来改进耐用性，同时为燃烧器80提供轻质的衬里构造。另外，多个热侧板302A与骨架网状结构300一起使用提供了便于各个板302A的制造和/或检查、维修和更换的模块化或分段式构造。
图6A是根据本公开的实施例的多个热侧板302A中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了多个外孔302C在多个热侧板302A内的布置。如图6A所示，多个热侧板302A具有限定腔302D的内壁303A、外壁303B和侧壁303C。多个外孔302C设置在多个热侧板302A的外壁303B中。除了多个外孔302C之外，在实施例中，多个内孔302E设置在多个热侧板302A的内壁303A中。在实施例中，多个热侧板302的外壁303B中的多个外孔302C是相对于外壁303B的正交孔。在实施例中，多个热侧板302A的内壁303A中的多个内孔302E是相对于多个热侧板302A的内壁303A的斜孔并且与腔302D连通。斜孔，也称为多孔，用于在面向燃烧室内部的热气体的内壁303A的表面上形成冷却空气膜。在实施例中，多个外孔302C具有面积Ah1，并且多个内孔302E具有面积Ah2。除了多个外孔302C和多个内孔302E之外，多个热侧板302A还可以包括设置在侧壁303C中并与腔302D连通的多个侧孔302L。多个外孔302C、多个内孔302E和多个侧孔302L允许气流穿过其中，进出腔302D，以冷却多个热侧板302。
图6B是根据本公开的实施例的多个板602A中的一个板的示意性横截面视图，显示了多个外孔602C在多个板602A内的布置。如图6B所示，多个板602A具有限定腔602D的内壁603A、外壁603B和侧壁603C。多个外孔602C设置在多个板602A的外壁603B中。除了多个外孔602C之外，在实施例中，多个内孔602E设置在多个板602A的内壁603A中。在实施例中，如图6B所示，多个板602A包括多个翅片或湍流器602F。多个翅片或湍流器602F设置在多个板602A的腔602D内。多个翅片或湍流器602F用于在腔602D内的气流中产生湍流。在实施例中，多个板602A的外壁603B中的多个外孔602C是相对于外壁603B的正交孔。在实施例中，多个板602的内壁603A中的多个内孔602E是相对于多个板602A的内壁603A的斜孔并且与腔602D连通。斜孔，也称为多孔，用于在面向燃烧室内部的热气体的内壁603A的表面上形成冷却空气膜。在实施例中，多个外孔602C具有面积Ah1，并且多个内孔602E具有面积Ah2。除了多个外孔602C和多个内孔602E之外，多个热侧板302A还可以包括设置在侧壁603C中并与腔602D连通的多个侧孔602L。多个外孔602C、多个内孔602E和多个侧孔602L允许气流穿过其中，进出腔602D，以冷却多个板602A。
图6C是根据本公开的实施例的多个热侧板302A中的一个热侧板的示意性顶视图，显示了多个外孔302C在多个热侧板302A内的布置。在实施例中，如图6C所示，多个热侧板302A具有矩形形状，其具有限定面积L×H的长L和高H。多个外孔302C被分布在多个热侧板302A的外壁303B上。
图6D是根据本公开的实施例的多个热侧板302A中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了内壁303A和外壁303B的尺寸、侧壁303C的尺寸和腔302D的尺寸。在实施例中，内壁303A和外壁303B的尺寸(厚度)为“To”，侧壁303C的尺寸(厚度)为“w”，并且腔302D的尺寸(宽度)为“Ti”。总横截面面积A1(包括腔302D)可以使用等式(1)来计算。
A1＝L×(2To+Ti) (1)
腔302D的面积A2可以使用等式(2)来计算。
A2＝(L-2×w)×Ti (2)
A2/A1的比率在0.2到0.98的范围内。外冷却孔的面积为Ah1，并且内冷却孔的面积为Ah2。Ah1/Ah2的比率在1到2的范围内。冷却效率系数(CEF)由等式(3)给出。ΔP在1.5％到3.5％的范围内。ΔP是跨多个热侧板302A中的一个热侧板的空气压降。
CEF＝ΔP×A2/A1×Ah1/Ah2 (3)
冷却效率系数在0.3％到7％的范围内。
图7是根据本公开的实施例的多个热侧板302A中的一个热侧板的示意性横截面视图，显示了各个材料层。如图7所示，在实施例中，多个热侧板302A可以由金属312M制成。金属312M可以涂有陶瓷材料或陶瓷基复合(CMC)材料312C或热障涂层(TBC)。
图8A至图8E显示了根据本公开的实施例的图3和4中所示的骨架网状结构300的结构元件的各种几何构造。骨架网状结构300可以包括相匹配或连接在一起以形成图3和4中所示的骨架网状结构300的多个结构元件306。如图8A至图8E所示，多个结构元件306中的每个结构元件可以具有任何期望的几何形状，包括任何多边形形状，诸如正方形形状或矩形形状、菱形形状、三角形形状、五边形形状、六边形形状或更复杂的形状等。每个结构元件306可以具有限定中空面的多侧。
图9A至9E显示了根据本公开的实施例的多个热侧板302A的板的各种几何构造。在实施例中，如图9A至图9E所示，多个热侧板302A中的每个热侧板也可以具有与图8A至8E中所示的多个结构元件306中的每个结构元件的对应形状相匹配的几何形状。多个热侧板302A中的每个热侧板基本上是填充或实心形状。填充形状设置有多个外孔302C。多个热侧板302A中的每个热侧板的实心形状(图9A至9E中所示)可以被安装到多个结构元件306的对应中空形状(图8A至8E中所示)。术语“中空”在本文中用于意指多个结构元件占据小于20％的总面积，或者空的或中空部分超过80％的总面积。多个热侧板302A可以使用各种紧固技术被安装到骨架网状结构300的多个结构元件306，类似于覆盖例如桥梁的桁架结构、建筑物、飞行器机身、火箭结构等。
图10A和10B是根据本公开的实施例的使用骨架网状结构300连同多个热侧板302A的燃烧器80的示意性横截面视图。在图10A中，燃烧器80的内衬里84和外衬里82由相应衬里的前段和后段组成。前段可以是具有多个热侧板302A(空心板)的吊架类型，并且后段可以来自现有技术的实心衬里，其在两段之间具有环形间隙。图10B显示了内衬里84和外衬里82均由吊架和空心板布置制成。
从以上讨论中可以理解的是，一种燃烧器包括限定燃烧室的内衬里和外衬里。所述内衬里包括内网状结构和安装到所述内网状结构的多个内板。所述外衬里包括外网状结构和安装到所述外网状结构的多个外板。所述多个内板和外板中的每一个包括限定腔的内壁、外壁和侧壁，以允许气流在所述腔内循环，从而冷却所述内壁。
根据以上条款所述的燃烧器，所述外壁包括多个外孔，所述多个外孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，所述内壁包括多个内孔，所述多个内孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，其中所述外壁包括多个外孔，所述多个外孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通，并且所述内壁包括多个内孔，所述多个内孔与所述内板和外板中的每一个的所述腔连通。所述多个内板和外板的所述内壁中的所述多个内孔是相对于所述多个内板和外板的所述内壁的斜孔，并且所述多个内板和外板的所述外壁中的所述多个外孔是相对于所述多个内板和外板的所述外壁的正交孔。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，所述侧壁包括多个侧孔，所述多个侧孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，所述多个内板和外板中的每一个包括多个翅片或湍流器，所述多个翅片或湍流器设置在所述多个内板和外板中的每一个的所述腔内。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，所述内网状结构和所述外网状结构包括多个结构元件，所述多个结构元件连接在一起并且具有中空多边形形状，所述中空多边形形状具有限定中空面的多侧。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，所述多个内板和外板具有与所述多个结构元件的所述中空多边形形状相匹配的填充多边形形状。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，所述多个内板和外板进一步包括涂有陶瓷涂层的金属。
根据以上条款中任一项所述的燃烧器，其中所述多个内板和外板中的至少一个包括一个或多个金属层，以及沉积在所述一个或多个金属层的相对表面上的一个或多个陶瓷涂层。
本公开的另一方面是提供一种涡轮发动机，包括燃烧器。所述燃烧器包括限定燃烧室的内衬里和外衬里。所述内衬里包括内网状结构和安装到所述内网状结构的多个内板。所述外衬里包括外网状结构和安装到所述外网状结构的多个外板。所述多个内板和外板中的每一个包括限定腔的内壁、外壁和侧壁，以允许气流在所述腔内循环，从而冷却所述内壁。
根据以上条款所述的涡轮发动机，所述外壁包括多个外孔，所述多个外孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，所述内壁包括多个内孔，所述多个内孔与所述内板和外板中的每一个的所述腔连通。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，所述外壁包括多个外孔，所述多个外孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通，并且所述内壁包括多个内孔，所述多个内孔与所述内板和外板中的每一个的所述腔连通。所述多个内板和外板的所述内壁中的所述多个内孔是相对于所述多个内板和外板的所述内壁的斜孔，并且所述多个内板和外板的所述外壁中的所述多个外孔是相对于所述多个内板和外板的所述外壁的正交孔。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，所述侧壁包括多个侧孔，所述多个侧孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，所述多个内板和外板中的每一个包括多个翅片或湍流器，所述多个翅片或湍流器设置在所述多个板中的每个板的所述腔内。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，所述内网状结构和所述外网状结构包括多个结构元件，所述多个结构元件连接在一起并且具有中空多边形形状，所述中空多边形形状具有限定中空面的多侧。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，所述多个内板和外板具有与所述多个结构元件的所述中空多边形形状相匹配的填充多边形形状。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述多个内板和外板进一步包括涂有陶瓷涂层的金属。
根据以上条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述多个内板和外板中的至少一个包括一个或多个金属层，以及沉积在所述一个或多个金属层的相对表面上的一个或多个陶瓷涂层。
尽管前述描述针对本公开的优选实施例，但是其他变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，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，结合本公开的一个实施例描述的特征可以与其他实施例配合使用，即使上面没有明确说明。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：
限定燃烧室的内衬里和外衬里，
所述内衬里包括内网状结构和安装到所述内网状结构的多个内板，并且
所述外衬里包括外网状结构和安装到所述外网状结构的多个外板，
其中所述多个内板和外板中的每一个包括限定腔的内壁、外壁和侧壁，以允许气流在所述腔内循环，从而冷却所述内壁。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述外壁包括多个外孔，所述多个外孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述内壁包括多个内孔，所述多个内孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述外壁包括多个外孔，所述多个外孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通，
所述内壁包括多个内孔，所述多个内孔与所述内板和外板中的每一个的所述腔连通，
所述多个内板和外板的所述内壁中的所述多个内孔是相对于所述多个内板和外板的所述内壁的斜孔，并且
所述多个内板和外板的所述外壁中的所述多个外孔是相对于所述多个内板和外板的所述外壁的正交孔。
5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述侧壁包括多个侧孔，所述多个侧孔与所述多个内板和外板中的每一个的所述腔连通。
6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述多个内板和外板中的每一个包括多个翅片或湍流器，所述多个翅片或湍流器设置在所述多个内板和外板中的每一个的所述腔内。
7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述内网状结构和所述外网状结构包括多个结构元件，所述多个结构元件连接在一起并且具有中空多边形形状，所述中空多边形形状具有限定中空面的多侧。
8.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，其中所述多个内板和外板具有与所述多个结构元件的所述中空多边形形状相匹配的实心多边形形状。
9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述多个内板和外板进一步包括涂有陶瓷或热障涂层的金属。
10.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，其中所述多个内板和外板中的至少一个包括一个或多个金属层和沉积在所述一个或多个金属层的相对表面上的一个或多个陶瓷或热障涂层。
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