热联接的陶瓷基质复合物燃烧器衬套制造技术

本发明专利技术涉及热联接的陶瓷基质复合物燃烧器衬套。具体而言，提供了一种用于燃气涡轮发动机(10)的燃烧器(26)，其包括：具有前端(112)和后端(110)的CMC衬套(108)；环形圆顶(111)，其包括金属且在限定于外臂(200)与内臂(202)之间的其端部内限定环形槽口(122)；滑键密封件(210)，其从环形圆顶(111)的环形外表面(219)延伸至衬套(108)的环形外表面(209)；以及多个销部件(166)。衬套(108)的前端限定多个指部(113)和多个轴向槽口(109)，且在环形槽口(122)内配合在外臂(200)与内臂(202)之间。各个销部件(166)延伸穿过滑键密封件(210)中的孔口、穿过环形圆顶(111)的外臂(200)中的孔口(201)、穿过由衬套(108)限定的开口(119)，且穿过环形圆顶(111)的内臂(202)中的孔口(203)。

Ceramic matrix composite burner bushing thermally connected

The present invention relates to a thermally coupled ceramic matrix composite burner liner. Specifically, for a gas turbine engine is provided (10) of the burner (26), including: (112) with front and rear end (110) CMC (108); an annular bushing dome (111) comprising a metal, and in limited to the outer arm (200) and the inner arm (202) limit between the end part of the inner ring groove (122); sliding key seal (210), from the circular dome (111) of the outer annular surface (219) extending to the bushing (108) of the outer annular surface (209); and a plurality of pin parts (166). The front end of the bushing (108) defines a plurality of finger portions (113) and a plurality of axial notches (109) and fits between the outer arm (200) and the inner arm (202) in the annular notch (122). Each pin member (166) extending through the sliding key seal (210) in the hole, through the circular dome (111) of the outer arm (200) of the orifice (201), (108) defined by the liner through the opening (119), and through the circular dome (111) within the arm (202) the orifice (203).

【技术实现步骤摘要】
热联接的陶瓷基质复合物燃烧器衬套
本专利技术大体上涉及在燃气涡轮发动机燃烧器中使用陶瓷基质复合物(CMC)衬套，并且更具体地涉及将此CMC衬套安装至燃烧器的圆顶和罩以便适应其间的热增长的差异。
技术介绍
将认识到的是，诸如陶瓷基质复合物(CMC)的非传统高温材料的使用正被研究且用作燃气涡轮发动机中的结构构件。例如，特别关注的是由此材料制作暴露于极端温度的燃烧器构件，以便改善发动机的操作能力和耐用性。然而，鉴于不同材料用于燃烧器的相邻构件中时极大不同的热膨胀系数，故具有比金属更高的温度能力的材料的置换很难。除非足够的空隙可用，否则这种失配可导致与相邻构件的结合和随后的故障。因此，各种方案已经用于解决与具有不同热膨胀性质的匹配部分相关联的问题。如授予Halila的美国专利第5291732号、授予Halila的美国专利第5291733号和授予Halila的美国专利第5285632号中所见，公开了一种布置，其允许金属热屏蔽安装至CMC制成的衬套，以便适应其间的径向膨胀。这涉及通过热屏蔽和衬套中的开口定位多个沿周向间隔开的安装销，以便衬套能够相对于热屏蔽移动。授予Edmondson等人的美国专利第6397603号还公开了一种具有由陶瓷基质复合物材料制成的衬套的燃烧器，其中衬套与中间衬套圆顶支撑部件匹配，以便适应差异热膨胀，而没有过大应力在衬套上。Edmondson等人的专利还包括通过对接接合调节部分冷却空气流的能力。尽管各个上述专利揭示了可用于其特定燃烧器设计的CMC衬套的安装布置，但都未涉及由CMC材料制成的衬套以单个安装布置直接地连接至燃烧器的圆顶和罩部分。因此，将期望的是针对具有不同于其匹配的构件的热膨胀系数的衬套开发简单的安装组件。还将期望此安装组件有效确定尺寸使得不需要相邻硬件的空隙。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术学习到。大体上提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器。在一个实施例中，燃烧器包括：衬套，其包括陶瓷基质复合物材料且具有前端和后端；环形圆顶，其包括金属且在限定于外臂与内臂之间的其端部内限定环形槽口；滑键密封件，其从环形圆顶的环形外表面延伸至衬套的环形外表面；以及多个销部件。衬套的前端限定多个指部和多个轴向槽口，且在环形槽口内配合在外臂与内臂之间。各个销部件延伸穿过滑键密封件中的孔口、穿过环形圆顶的外臂中的孔口、穿过由衬套限定的开口，且穿过环形圆顶的内臂中的孔口。大体上还提供了一种燃气涡轮发动机，其包括：压缩机；燃烧器；和涡轮。燃烧器大体上包括：衬套，其包括陶瓷基质复合物材料且具有前端和后端；环形圆顶，其包括金属且在限定于外臂与内臂之间的其端部内限定环形槽口；滑键密封件，其从环形圆顶的环形外表面延伸至衬套的环形外表面；以及多个销部件。衬套的前端限定多个指部和多个轴向槽口，且在环形槽口内配合在外臂与内臂之间。各个销部件延伸穿过滑键密封件中的孔口、穿过环形圆顶的外臂中的孔口、穿过由衬套限定的开口，且穿过环形圆顶的内臂中的孔口。大体上还提供了一种燃烧器的衬套。在一个实施例中，衬套包括陶瓷基质复合物材料，其中衬套具有前端，前端限定多个指部和多个轴向槽口。技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器，所述燃气涡轮发动机具有延伸穿过其间的纵向中心线轴线，所述燃烧器包括：衬套，其包括陶瓷基质复合物材料且具有前端和后端，其中所述前端限定多个指部和多个轴向槽口；环形圆顶，其包括金属且在限定于外臂与内臂之间的其端部内限定环形槽口，其中所述衬套的前端在所述环形槽口内配合在所述外臂与所述内臂之间；滑键密封件，其从所述环形圆顶的环形外表面延伸至所述衬套的环形外表面；以及多个销部件，各个销部件延伸穿过所述滑键密封件中的孔口、穿过所述环形圆顶的外臂中的孔口、穿过由所述衬套限定的开口，且穿过所述环形圆顶的内臂中的孔口。技术方案2.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，各个指部限定一对纵向边缘，且其中相邻指部的相对面向的纵向边缘的至少一部分在其中具有凹口以限定穿过所述衬套的所述开口。技术方案3.根据技术方案2所述的燃烧器，其中，相邻指部上的所述凹口大致对准以接收穿过其间的所述销部件。技术方案4.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，各个指部限定一对纵向边缘，且其中所述指部的至少一部分限定所述成对纵向边缘之间的开口。技术方案5.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，各个指部的终端延伸到所述环形槽口中，以形成所述环形圆顶的环形槽口的内表面与各个指部的所述终端之间的间隙。技术方案6.根据技术方案5所述的燃烧器，其中，所述环形圆顶的环形槽口的外臂限定槽口长度，且其中从所述环形圆顶的环形槽口的内表面到各个指部的所述终端限定的所述间隙在大约25℃下具有所述槽口长度的大约1%到大约25%的长度。技术方案7.根据技术方案5所述的燃烧器，其中，所述环形圆顶的环形槽口的外臂限定槽口长度，且其中从所述环形圆顶的环形槽口的内表面到各个指部的所述终端限定的所述间隙在大约25℃下具有所述槽口长度的大约1%到大约10%的长度。技术方案8.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，所述销部件为螺栓。技术方案9.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，所述衬套的环形外表面限定渐缩部。技术方案10.根据技术方案9所述的燃烧器，其中，所述衬套在本体部分处具有比其前端处的厚度大的厚度。技术方案11.根据技术方案9所述的燃烧器，其中，由所述衬套的环形外表面限定的渐缩部联接到所述滑键密封件。技术方案12.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，所述滑键密封件与所述衬套的环形外表面处于弹性加载接触。技术方案13.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，所述滑块密封件包括其上带有耐磨涂层的金属，且其中所述耐磨涂层接触所述衬套的环形外表面。技术方案14.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，所述衬套的后端为自由浮动的。技术方案15.根据技术方案1所述燃烧器，其中，所述多个轴向槽口在数目上大于所述多个销部件。技术方案16.根据技术方案1所述的燃烧器，其中，所述环形圆顶的环形槽口具有从所述外臂的外表面到所述内臂的内表面的槽口距离，且其中所述衬套的前端具有槽口距离的大约90%到100%的厚度。技术方案17.一种燃气涡轮发动机，包括：压缩机；燃烧器；涡轮，其中所述燃烧器包括：衬套，其包括陶瓷基质复合物材料且具有前端和后端，其中所述前端限定多个指部和多个轴向槽口；环形圆顶，其包括金属且在限定于外臂与内臂之间的其端部内限定环形槽口，其中所述衬套的前端在所述环形槽口内配合在外臂与内臂之间；滑键密封件，其从所述环形圆顶的环形外表面延伸至所述衬套的环形外表面；以及多个销部件，各个销部件延伸穿过所述滑键密封件中的孔口、穿过所述环形圆顶的外臂中的孔口、穿过限定在所述衬套中的开口，且穿过所述环形圆顶的内臂中的孔口。技术方案18.根据技术方案17所述的燃气涡轮发动机，其中，各个指部的终端延伸到所述环形槽口中，以形成所述环形圆顶的环形槽口的内表面与各个指部的所述终端之间的间隙，且其中所述环形圆顶的环形槽口的外臂限定槽口长度，以及进一步，其中从所述环形圆顶的环形槽口的内表面到各个指部的所述终端限定的所述间隙具有所述槽口长度的大约1%到大约25%的长度。技术方案19.一种燃烧器的衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机(10)的燃烧器(26)，所述燃气涡轮发动机具有延伸穿过其间的纵向中心线轴线(12)，所述燃烧器(26)包括：衬套(108)，其包括陶瓷基质复合物材料且具有前端(112)和后端(110)，其中所述前端(112)限定多个指部(113)和多个轴向槽口(109)；环形圆顶(111)，其包括金属且在限定于外臂(200)与内臂(202)之间的其端部内限定环形槽口(122)，其中所述衬套(108)的前端(112)在所述环形槽口(122)内配合在所述外臂(200)与所述内臂(202)之间；滑键密封件(210)，其从所述环形圆顶(111)的环形外表面(219)延伸至所述衬套(108)的环形外表面(209)；以及多个销部件(166)，各个销部件(166)延伸穿过所述滑键密封件(210)中的孔口、穿过所述环形圆顶(111)的外臂(200)中的孔口(201)、穿过由所述衬套(108)限定的开口(119)，且穿过所述环形圆顶(111)的内臂(202)中的孔口(203)。

【技术特征摘要】
2015.07.06 US 14/7915391.一种用于燃气涡轮发动机(10)的燃烧器(26)，所述燃气涡轮发动机具有延伸穿过其间的纵向中心线轴线(12)，所述燃烧器(26)包括：衬套(108)，其包括陶瓷基质复合物材料且具有前端(112)和后端(110)，其中所述前端(112)限定多个指部(113)和多个轴向槽口(109)；环形圆顶(111)，其包括金属且在限定于外臂(200)与内臂(202)之间的其端部内限定环形槽口(122)，其中所述衬套(108)的前端(112)在所述环形槽口(122)内配合在所述外臂(200)与所述内臂(202)之间；滑键密封件(210)，其从所述环形圆顶(111)的环形外表面(219)延伸至所述衬套(108)的环形外表面(209)；以及多个销部件(166)，各个销部件(166)延伸穿过所述滑键密封件(210)中的孔口、穿过所述环形圆顶(111)的外臂(200)中的孔口(201)、穿过由所述衬套(108)限定的开口(119)，且穿过所述环形圆顶(111)的内臂(202)中的孔口(203)。2.根据权利要求1所述的燃烧器(26)，其特征在于，各个指部(113)限定一对纵向边缘(115)，且其中相邻指部(113)的相对面向的纵向边缘(115)的至少一部分在其中具有凹口(117)以限定穿过所述衬套(108)的所述开口(119)。3.根据权利要求2所述的燃烧器(26)，其特征在于，相邻指部(113)上的所述凹口(117)大致对准以接收穿过其间的所述销部件(166)。4.根据权利要求1所述的燃烧器(26)，其特征在于，各个指部(113)限定一对纵向边缘(117)，且其中所述指部(113)的至少一部分限定所述成对纵向边缘(117)之间的开口(119)。5.根据权利要求1所述的燃烧器(26)，其特征在于，各个指部(113)的终端(112)延伸到所述环形槽口(122)中，以形成所述环形圆顶(111)的环形槽口(122)的内表面(120)与各个指部(113)的所述终端(112)之间的间隙(123)。6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述环形圆顶(111)的环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：NJ布卢姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US