專利名稱：燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器整流罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，人們都熟知與內(nèi)、外襯里相連按的整流罩用來構(gòu)成燃燒室的范圍。燃油與空氣的混合物在上述燃燒室內(nèi)被點(diǎn)燃并燃燒而形成的產(chǎn)物可與渦輪的葉片面接，并通過一根或多根轉(zhuǎn)軸來做功。環(huán)形的燃燒器整流罩還用來使上述混合器呈圓周上分布的方式安置，以便按所需方式提供燃油/空氣混合物。由于上述整流罩靠近燃燒室的熱燃?xì)饧八a(chǎn)生的很高溫度，故它必須做成可承受苛刻的環(huán)境作用。
雖然先前的結(jié)構(gòu)示出整流罩與襯里在整流罩的出口處相連接，但是，這樣的連接要使接頭經(jīng)受燃燒室的高溫并妨礙冷卻空氣沿襯里流動(dòng)。因此，最好將整流罩與襯里以及護(hù)罩連接的接頭安排在整流罩的入口處。在一種現(xiàn)行結(jié)構(gòu)中，采用一種中間件(例如鉚釘連接)將整流罩間接地與毗鄰的襯里和護(hù)罩相連接。而且上述的中間件通常要釬焊到整流罩上，這就需要在制造過程中增加額外的工時(shí)和勞力。
授與Campbell的美國專利USPNo.3990232公開了另一種結(jié)構(gòu)的燃燒器，其中，具有整體V形截面的整流罩有一個(gè)伸出第一和第二支腿的頂部，當(dāng)今應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，要采用一對(duì)分別需要兩條焊縫的鍛件，這就進(jìn)一步使制造工藝更加復(fù)雜且延長(zhǎng)了所需的工時(shí)。
根據(jù)以上所述，希望發(fā)展出一種可簡(jiǎn)化其組件并可省去制造過程中費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢的作業(yè)的燃燒器整流罩結(jié)構(gòu)，也希望整流罩和襯里部件的重量盡可能減輕。同時(shí)，最好又使燃燒器的功能包括所供給的冷卻空氣的數(shù)量和流動(dòng)情況保持與原先的結(jié)構(gòu)一樣好，以避免重新鑒定發(fā)動(dòng)機(jī)。
發(fā)明簡(jiǎn)述在本發(fā)明的第一典型實(shí)施例中，示出一種具有貫通的縱軸線的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器，該燃燒器具有一個(gè)內(nèi)襯里；一個(gè)與上述內(nèi)襯里沿徑向相隔的外襯里；一個(gè)與上述的內(nèi)襯里和外襯里相連接的環(huán)形整流罩；多個(gè)與整流罩相連接并在整流罩內(nèi)沿圓周隔開分布的燃油/空氣混合器；一個(gè)與上述外襯里相連接的外護(hù)罩；一個(gè)與上述內(nèi)襯里相連接的內(nèi)護(hù)罩，其特征在于，由上述的內(nèi)襯里、外襯里和整流罩構(gòu)成一個(gè)燃燒室。上述的整流罩還具有一個(gè)與燃燒器的外襯里相連接的第一端；一個(gè)與第一端沿徑向相隔并與燃燒器的內(nèi)襯里相連接的第二端；一個(gè)從鄰近外襯里的第一端向后延伸的第一區(qū)段；一個(gè)從鄰近內(nèi)襯里的第二端向后延伸的第二區(qū)段；一個(gè)從其外圓周延伸并相對(duì)于縱軸線沿徑向向外張開的第三區(qū)段；一個(gè)從其內(nèi)圓周延伸并相對(duì)于縱軸線沿徑向向內(nèi)張開的第四區(qū)段；一個(gè)連接整流罩第一和第三區(qū)段的弧形的第五區(qū)段；和一個(gè)連接整流罩第二和第四區(qū)段的弧形的第六區(qū)段。
在本發(fā)明的第二個(gè)典型實(shí)施例中，示出一種具有貫通的縱軸線的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器的環(huán)形整流罩。它具有一個(gè)與燃燒器的燃油/空氣混合器相連接的第一端；一個(gè)與燃燒器的襯里相連接的第二端；一個(gè)從第一端向后延伸并相對(duì)于縱軸線徑向向外張開的第一區(qū)段；一個(gè)從鄰近于襯里的第二端向后延伸的第二區(qū)段；和一個(gè)連接整流罩的第一和第二區(qū)段的弧形的第三區(qū)段。
附圖的簡(jiǎn)述

圖1是具有與本發(fā)明相似的燃燒器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單剖視圖；圖2是圖1所示的具有本發(fā)明的燃燒器整流罩的燃燒器的剖視圖；圖3是示于圖2的燃燒器的局部放大剖視圖；和圖4是示于圖2和3的燃燒器沿圖3中的4-4線剖切的局部后視圖，為清晰起見，圖中刪去了燃油/空氣混合器。
本發(fā)明的詳細(xì)說明下面詳細(xì)參看附圖，所有圖中相同的標(biāo)號(hào)表示同類部件，圖1示出具有連續(xù)流體連通的低壓壓氣機(jī)12、高壓壓氣機(jī)14和燃燒器16的典型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10。上述燃燒器16通常產(chǎn)生燃?xì)猓撊細(xì)馔ㄟ^高壓渦輪噴嘴組件18從燃燒器16排出，并被導(dǎo)引至普通的高壓渦輪20，然后再進(jìn)入普通的低壓渦輪22，上述高壓渦輪20通過合適的軸24帶動(dòng)高壓壓氣機(jī)14，而低壓渦輪12則通過另一根合適的軸26帶動(dòng)低壓壓氣機(jī)12，上述各部件都是繞縱軸線或者說中心軸線28同軸地設(shè)置的。
如圖2所示，燃燒器16具有一個(gè)由外襯里32、內(nèi)襯里34和設(shè)置在其入口端的整流罩36構(gòu)成的燃燒室30?？梢钥闯?，在整流罩36內(nèi)沿圓周隔開設(shè)置多個(gè)燃油/空氣混合器38，用以將燃油與空氣的混合物引入燃燒室30，在該燃燒室30內(nèi)由點(diǎn)火器(未示出)點(diǎn)燃而產(chǎn)生用來分別驅(qū)動(dòng)高壓渦輪20和低壓渦輪22的燃?xì)?。更具體地，空氣/燃油混合器38具有一個(gè)套圈夾持器40、一個(gè)套圈凸緣42、一個(gè)導(dǎo)流板44和一個(gè)離心式噴嘴46。最好將套圈凸緣42與導(dǎo)流板44通過例如銅焊法直接連接起來。這樣就不需要在它們之間設(shè)置杯形插入件。
按照本發(fā)明，從圖2～4可看出，整流罩36最好是環(huán)形的，并具有一個(gè)位于其外徑周圍的第一端48，該第一端48最好按下面要較詳細(xì)說明的方式與外襯里32和外護(hù)罩50相連接。整流罩36還具有一個(gè)位于其內(nèi)徑周圍的從上述第一端48徑向向內(nèi)的第二端52，該第二端52最好類似于上述第一端48、外襯里32和外護(hù)罩50相連接那樣與內(nèi)襯里34和內(nèi)護(hù)罩54相連接。更具體地，可以看出，第一連接件56在正確定位時(shí)像夾鉗一樣將整流罩第一端48、外襯里32和外護(hù)罩50連接在一起。同理，第二連接件58也在對(duì)準(zhǔn)時(shí)像夾鉗一樣將整流器第二端52、內(nèi)襯里34和內(nèi)護(hù)罩54連接在一起。
燃燒器整流罩36最好具有一個(gè)從鄰近外襯里32的上述第一端48向后(即向著燃燒室30)延伸的第一區(qū)段60和一個(gè)從鄰近內(nèi)襯里34的上述第二端52向后延伸的第二區(qū)段62。顯然，整流罩36還具有一個(gè)最好與導(dǎo)流板44相連接的第三區(qū)段64和第四區(qū)段66，該兩區(qū)段從燃油/空氣混合器38和縱軸線28沿徑向分別向外、向內(nèi)張開成喇叭形。整流罩第五區(qū)段68將第一區(qū)段60與第三區(qū)段64相連接，該第五區(qū)段68是非線性區(qū)段，以適應(yīng)第一與第三區(qū)段60和64之間的角度關(guān)系，同理，整流罩第六區(qū)段70將第二區(qū)段62與第四區(qū)段66相連接，該第六區(qū)段70也是非線性區(qū)段，以適應(yīng)第二與第四區(qū)段62、66之間的角度關(guān)系。
可以理解，整流罩第五和第六區(qū)段68和70的截面最好分別是弧形的，它們具有一個(gè)規(guī)定的半徑R，以更好地承受嚴(yán)酷的燃燒環(huán)境。第五和第六區(qū)段68和70的半徑R是整流罩36的壁厚t的函數(shù)，該R值最好是至少兩倍于厚度t，最佳值是大約3～5倍于厚度t。在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，燃燒器整流罩36的厚度范圍優(yōu)選約為0.03～0.08英寸，故第五和第六區(qū)段68和70的半徑的范圍最好約為0.060～0.120英寸。
為了使燃燒器16的工作特性保持與原先的結(jié)構(gòu)一樣，整流罩36最好具有多個(gè)在其外圓周和內(nèi)圓周上形成的沿圓周隔開分布的皺折72和74。每個(gè)皺折72處具有一個(gè)位于整流罩36與外襯里32之間的孔道76，而每個(gè)皺折74處則具有一個(gè)位于整流罩36與內(nèi)襯里34之間的孔道78，使冷卻空氣可以流過。從圖4可以看出，皺折72和74大致為梯形的，但是，任何其他形狀也是可以的，只要有足夠的空氣流過即可。
可以理解，整流罩36最好為整體式結(jié)構(gòu)，并由金屬板制成，但也可采用其他類似的材料來制造。
上面已經(jīng)示出并說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是，熟悉本技術(shù)的人們可以在不背離本發(fā)明范圍的情況下通過適當(dāng)改型而進(jìn)一步改進(jìn)所述的燃燒器及其整流罩。
零部件一覽表10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(總稱)12低壓壓氣機(jī)14高壓壓氣機(jī)16燃燒器18高壓渦輪噴嘴組件20高壓渦輪22低壓渦輪24高壓軸26低壓軸28縱軸線30燃燒室32外襯里34內(nèi)襯里36整流罩38燃油/空氣混合器40套圈夾持器42套圈凸緣44導(dǎo)流板46離心式噴嘴48整流罩第一端50外護(hù)罩52整流罩第二端54內(nèi)護(hù)罩56第一連接件58第二連接件60整流罩第一區(qū)段62整流罩第二區(qū)段64整流罩第三區(qū)段66整流罩第四區(qū)段68整流罩第五區(qū)段70整流罩第六區(qū)段
72整流罩第一區(qū)段上的皺折74整流罩第二區(qū)段上的皺折76整流罩第一區(qū)段與外襯里之間的孔道78整流罩第二區(qū)段與內(nèi)襯里之間的孔道R整流罩第五和第六區(qū)段的彎曲半徑t整流罩的壁厚
權(quán)利要求
1.一種具有貫通的縱軸線(28)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的燃燒器(16)，它具有(a)一個(gè)內(nèi)襯里(34)；(b)一個(gè)與上述內(nèi)襯里(34)徑向隔開的外襯里(32)；(c)一個(gè)與上述的內(nèi)襯里(34)和外襯里(32)相連接的環(huán)形整流罩(36)，該整流罩(36)還具有(1)一個(gè)與上述燃燒器(16)的上述外襯里(32)相連接的第一端(48)；(2)一個(gè)與上述第一端(48)徑向相隔并與上述燃燒器(16)的上述內(nèi)襯里(34)相連接的第二端(52)；(3)一個(gè)從鄰近上述外襯里(32)的上述第一端(48)向后延伸的第一區(qū)段(60)；(4)一個(gè)從鄰近上述內(nèi)襯里(34)的上述第二端(52)向后延伸的第二區(qū)段(62)；(5)一個(gè)從其外徑伸出并相對(duì)于上述縱軸線(28)沿徑向向外張開的第三區(qū)段(64)；(6)一個(gè)從其內(nèi)徑伸出并相對(duì)于上述縱軸線(28)沿徑向向內(nèi)張開的第四區(qū)段(66)；(7)一個(gè)連接上述第一和第三區(qū)段(60、64)的弧形第五區(qū)段(68)；和(8)一個(gè)連接上述第二和第四區(qū)段(62、66)的弧形的第六區(qū)段(70)；(d)多個(gè)與上述第二端(52)相連接并在上述整流罩(36)內(nèi)沿圓周間隔分布的空氣/燃油混合器(38)；(e)一個(gè)與上述外襯里(32)相連接的外護(hù)罩(50)；和(f)一個(gè)與上述內(nèi)襯里(34)相連接的內(nèi)護(hù)罩(54)；其特征在于，由上述的內(nèi)襯里(34)、上述的外襯里(32)和上述的整流罩(36)構(gòu)成燃燒室(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，上述的燃燒器(16)是一種單一的環(huán)形燃燒器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，上述的燃燒器整流罩(16)是由單張金屬板制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，上述整流罩的弧形的第五和第六區(qū)段(68、70)具有規(guī)定的半徑(R)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的燃燒器(16)，其特征在于，上述第五和第六區(qū)段(68、70)的上述規(guī)定的半徑(R)與上述燃燒器整流罩(36)的厚度(t)有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的燃燒器(16)，其特征在于，上述規(guī)定的半徑(R)至少兩倍于上述燃燒器整流罩(36)的厚度(t)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的燃燒器(16)，其特征在于，上述規(guī)定的半徑(R)大約為上述燃燒器整流罩(36)的厚度(t)的3～5倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，還具有多個(gè)在上述整流罩第一區(qū)段(60)上形成的沿圓周隔開分布的皺折(72)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，還具有多個(gè)在上述整流罩第二區(qū)段(62)上形成的沿圓周隔開分布的皺折(74)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的燃燒器(16)，其特征在于，在每個(gè)皺折(72)與上述外襯里(32)之間形成可讓空氣流過的孔道(76)；
11.根據(jù)權(quán)利要求9的燃燒器(16)，其特征在于，在每個(gè)皺折(74)與上述內(nèi)襯里(34)之間形成可讓空氣流過的孔道(78)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，上述的整流罩第一端(48)在上述第五區(qū)段(68)之前方的一個(gè)位置上與上述外襯里(32)相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器(16)，其特征在于，上述的整流罩第二端(52)在上述第六區(qū)段(70)之前方的一個(gè)位置上與上述內(nèi)襯里(34)相連接。
14.一種用于具有貫通的縱軸線(28)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的燃燒器(16)的環(huán)形整流罩(36)，它具有(a)一個(gè)與上述燃燒器(16)的燃油/空氣混合器(38)相連接的第一端；(b)一個(gè)與上述燃燒器(16)的襯里(32/34)相連接的第二端(48/52)；(c)一個(gè)從上述第一端向后延伸并相對(duì)于上述縱軸線(28)沿徑向向外張開的第一區(qū)段(64/66)；(d)一個(gè)從鄰近上述襯里(32/34)的上述第二端(48/52)向后延伸的第二區(qū)段(60/62)；(e)一個(gè)連接上述整流罩第一和第二區(qū)段(64/66，60/62)的弧形第三區(qū)段(68/70)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述的燃燒器整流罩(36)由單張金屬板制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述燃燒器整流罩(36)的上述第二端(52)與上述燃燒器(16)的內(nèi)襯里(34)和內(nèi)護(hù)罩(54)相連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述燃燒器整流罩(36)的上述第一端(48)與上述燃燒器(16)的外襯里(32)和外護(hù)罩(50)相連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述整流罩的弧形第三區(qū)段(68/70)具有規(guī)定的半徑(R)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述的弧形第三區(qū)段(68/70)的上述規(guī)定的半徑(R)與上述燃燒器整流罩(36)的厚度(t)有關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述規(guī)定的半徑(R)至少兩倍于上述燃燒器整流罩(36)的厚度(t)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述規(guī)定的半徑(R)大約為上述燃燒器整流罩(36)的厚度(t)的3～5倍。
22.根據(jù)權(quán)利要求14的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，還具有多個(gè)在上述整流罩第二區(qū)段(60/62)上形成的沿圓周隔開分布的皺折(72/74)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，在每個(gè)皺折(72/74)與上述襯里(32/34)之間形成可讓空氣流過的孔道(76/78)。
24.根據(jù)權(quán)利要求14的燃燒器整流罩(36)，其特征在于，上述的整流罩第二區(qū)段(60/62)在上述第三區(qū)段(68/70)之前方的一個(gè)部位上與上述襯里(32/34)相連接。
全文摘要
一種有貫通縱軸線的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，具有一個(gè)內(nèi)襯里和一個(gè)與其徑向間隔的外襯里；一個(gè)與內(nèi)、外襯里相連接的環(huán)形整流罩；多個(gè)與整流罩相連接并在其內(nèi)沿圓周隔開的空氣/燃油混合器；一個(gè)與外襯里連接的外護(hù)罩和一個(gè)與內(nèi)襯里相連接的內(nèi)護(hù)罩，其中由內(nèi)、外襯里和整流罩構(gòu)成燃燒室。還具有一個(gè)與燃燒器襯里相連接的第一端，一個(gè)與第一端徑向隔開的第二端；一個(gè)從鄰近襯里的第一端向后延伸的第一區(qū)段；一個(gè)從第二端向后延伸并相對(duì)于縱軸線徑向向外張開的第二區(qū)段；和一個(gè)連接整流罩第一和第二區(qū)段的非線性第三區(qū)段。
文檔編號(hào)F23R3/00GK1487237SQ03154659
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者G·法默, J·A·格羅申, G 法默, 格羅申 申請(qǐng)人:通用電氣公司