用于渦輪發(fā)動機的燃燒器組件的制作方法

本主題總體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機，或者更具體地涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器組件。

背景技術：

燃氣渦輪發(fā)動機通常包括風扇以及布置成彼此流動連通的核心（core）。另外，燃氣渦輪發(fā)動機的核心通常包括成串行流動次序的壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段，以及排出區(qū)段。在操作中，從風扇提供空氣至壓縮機區(qū)段的入口，在壓縮機區(qū)段中一個或更多軸向壓縮機逐漸地壓縮空氣直至其到達燃燒區(qū)段。燃料與壓縮空氣相混合并且在燃燒區(qū)段內(nèi)燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段傳送至渦輪區(qū)段。燃燒氣體經(jīng)過渦輪區(qū)段的流動驅動渦輪區(qū)段且然后傳送經(jīng)過排出區(qū)段，例如通向大氣。

更常見地，非傳統(tǒng)的高溫材料例如陶瓷基復合（CMC）材料用作燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)的結構構件。例如，假定CMC材料能夠耐受相對極端的溫度，則特別感興趣的是利用CMC材料來替換燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒區(qū)段內(nèi)的構件。更具體地，燃氣渦輪發(fā)動機的內(nèi)部襯套和外部襯套更常見地是由CMC材料形成。

然而，某些燃氣渦輪發(fā)動機具有適應結合在其中的CMC材料的某些機械性能的問題。例如，CMC材料相比于傳統(tǒng)的金屬材料具有不同的熱膨脹系數(shù)。因此，將CMC材料聯(lián)接至傳統(tǒng)的金屬材料可能是有問題的。例如，在將內(nèi)部襯套和外部襯套分別附接至金屬內(nèi)部穹頂（dome）結構和金屬外部穹頂結構時必須特別小心。

此外，具有由CMC材料形成的內(nèi)部襯套和外部襯套的某些燃氣渦輪發(fā)動機在控制高壓空氣流動穿過一個或更多連接部位（point）（例如，在內(nèi)部襯套和內(nèi)部穹頂結構與外部襯套和外部穹頂結構之間）進入至少部分地由內(nèi)部襯套和外部襯套所限定的燃燒室中的數(shù)量方面存在困難。

因此，具有下述多于一個的特征結構的燃燒器組件將是有用的，該特征結構允許CMC襯套在附接部位處附接至相應的金屬穹頂結構，同時控制經(jīng)由該附接部位穿過的空氣流數(shù)量。更具體地，具有下述多于一個的特征結構的燃燒器組件將特別有益，該特征結構允許CMC襯套在附接部位處附接至相應的金屬穹頂結構，同時控制經(jīng)由該附接部位穿過的空氣流數(shù)量和允許相對的熱膨脹。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下文描述中部分地闡述，或者可根據(jù)該描述是顯而易見的，或者可通過實施本發(fā)明而懂得。

在本公開內(nèi)容的一個示例性實施例中，提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器組件。燃燒器組件限定軸向方向并且包括至少部分地限定燃燒室的襯套。襯套大體上沿著軸向方向在后端和前端之間延伸。燃燒器組件還包括環(huán)形穹頂，其包括限定用于接收襯套前端的槽口的包封表面。燃燒器組件還包括帽蓋，其定位在襯套的前端處并且至少部分地定位在由環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻嫠薅ǖ牟劭趦?nèi)。帽蓋包括構造成接觸環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻婊蛘咭r套的前端中至少之一的表面。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實施例中，提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機燃燒器組件的襯套的帽蓋組件。帽蓋組件包括第一臂和與第一臂基本上平行延伸的第二臂。第一和第二臂一起限定用于接收襯套前端的開口。帽蓋組件還包括在第一和第二臂之間延伸并且限定內(nèi)表面和外表面的基座（base）。帽蓋組件還包括彈性部件，其定位成鄰近基座的內(nèi)表面以便在帽蓋組件定位在襯套的前端上時擠壓基座遠離襯套的前端并且形成在基座和襯套的前端之間的密封件。

在本公開內(nèi)容還有的另一示例性實施例中，提供了一種限定軸向方向的燃氣渦輪發(fā)動機。燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機區(qū)段、經(jīng)由軸機械地聯(lián)接至壓縮機區(qū)段的渦輪區(qū)段，以及設置在壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段之間的燃燒器組件。燃燒器組件包括襯套，其至少部分地限定燃燒室并且總體上沿著軸向方向在后端和前端之間延伸。燃燒器組件還包括環(huán)形穹頂，其包括限定用于接收襯套前端的槽口的包封表面。燃燒器組件還包括帽蓋，其定位在襯套的前端處并且至少部分地定位在由環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻嫠薅ǖ牟劭趦?nèi)。帽蓋包括構造成接觸環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻婊蛘咭r套的前端中至少之一的表面。

技術方案1. 一種用于限定軸向方向的燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器組件，所述燃燒器組件包括：

襯套，其至少部分地限定燃燒室并且總體上沿著所述軸向方向在后端和前端之間延伸；

環(huán)形穹頂，其包括限定用于接收所述襯套的前端的槽口的包封表面；以及

帽蓋，其定位在所述襯套的前端處并且至少部分地定位在由所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻嫠薅ǖ牟劭趦?nèi)，所述帽蓋包括構造成接觸所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻婊蛘咚鲆r套的前端中至少之一的表面。

技術方案2. 根據(jù)技術方案1所述的燃燒器組件，其特征在于，所述帽蓋定位在所述襯套的前端上，并且其中，所述帽蓋的表面為構造成接觸所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻娴亩吮砻妗?/p>

技術方案3. 根據(jù)技術方案2所述的燃燒器組件，其特征在于，彈性部件定位在限定于所述帽蓋和所述襯套的前端之間的間隙中，其中，所述彈性部件構造成形成在所述帽蓋和所述襯套的前端之間的密封件，并且其中，所述彈性部件還構造成擠壓所述帽蓋的端表面抵靠所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻嬉孕纬稍谒雒鄙w和所述包封表面之間的密封件。

技術方案4. 根據(jù)技術方案3所述的燃燒器組件，其特征在于，所述彈性部件為包括硅氧烷芯的繩索密封件。

技術方案5. 根據(jù)技術方案1所述的燃燒器組件，其特征在于，所述襯套為外部襯套以及其中，所述環(huán)形穹頂為外部環(huán)形穹頂。

技術方案6. 根據(jù)技術方案1所述的燃燒器組件，其特征在于，所述襯套為內(nèi)部襯套以及其中，所述環(huán)形穹頂為內(nèi)部環(huán)形穹頂。

技術方案7. 根據(jù)技術方案1所述的燃燒器組件，其特征在于，所述襯套由陶瓷基復合材料構成。

技術方案8. 根據(jù)技術方案7所述的燃燒器組件，其特征在于，所述環(huán)形穹頂由金屬材料構成。

技術方案9. 根據(jù)技術方案1所述的燃燒器組件，其特征在于，所述環(huán)形穹頂包括基板和軛架，所述基板和所述軛架基本上平行于彼此延伸，所述穹頂?shù)陌獗砻姘ㄋ龌宓谋砻婧退鲕椉艿谋砻妗?/p>

技術方案10. 根據(jù)技術方案9所述的燃燒器組件，其特征在于，所述燃燒器組件還包括：

安裝組件，其延伸穿過所述環(huán)形穹頂?shù)能椉?、穿過所述襯套的前端，以及穿過所述環(huán)形穹頂?shù)幕?，其中，所述安裝組件將所述襯套附接至所述環(huán)形穹頂。

技術方案11. 根據(jù)技術方案10所述的燃燒器組件，其特征在于，所述安裝組件包括銷和套管，其中，所述銷延伸穿過所述軛架、所述襯套的前端以及所述基板，并且其中，所述套管圍繞所述銷定位在所述槽口內(nèi)并被擠壓在所述軛架和所述基板之間。

技術方案12. 根據(jù)技術方案1所述的燃燒器組件，其特征在于，所述帽蓋的表面為構造成接觸所述襯套的前端的內(nèi)表面，其中，所述帽蓋還限定與所述內(nèi)表面相反的端表面，并且其中，彈性部件定位成鄰近所述帽蓋的端表面以便在所述帽蓋的端表面和所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻嬷g以及在所述帽蓋的內(nèi)表面和所述襯套的前端之間形成密封件。

技術方案13. 一種用于燃氣渦輪發(fā)動機燃燒器組件的襯套的帽蓋組件，所述帽蓋組件包括：

第一臂；

第二臂，其與所述第一臂基本上平行地延伸，所述第一臂和第二臂一起限定用于接收所述襯套的前端的開口；

基座，其在所述第一臂和第二臂之間延伸并且限定內(nèi)表面和外表面；以及

彈性部件，其定位成鄰近所述基座的內(nèi)表面用于在所述帽蓋組件定位在所述襯套的前端上時擠壓所述基座遠離所述襯套的前端并且形成在所述基座和所述襯套的前端之間的密封件。

技術方案14. 根據(jù)技術方案13所述的帽蓋組件，其特征在于，所述第一臂、所述第二臂以及所述基座全都由金屬材料或CMC材料一體地形成。

技術方案15. 根據(jù)技術方案13所述的帽蓋組件，其特征在于，所述彈性部件為包括硅氧烷芯的繩索密封件。

技術方案16. 根據(jù)技術方案13所述的帽蓋組件，其特征在于，所述第一臂和所述第二臂分別限定用于接收用于將所述襯套的前端附接至環(huán)形穹頂?shù)陌惭b組件的一個或更多開口。

技術方案17. 一種限定軸向方向的燃氣渦輪發(fā)動機，所述燃氣渦輪發(fā)動機包括：

壓縮機區(qū)段；

渦輪區(qū)段，其經(jīng)由軸機械地聯(lián)接至所述壓縮機區(qū)段；以及

燃燒器組件，其設置在所述壓縮機區(qū)段和所述渦輪區(qū)段之間，所述燃燒器組件包括：

襯套，其至少部分地限定燃燒室并且總體上沿著所述軸向方向在后端和前端之間延伸；

環(huán)形穹頂，其包括限定用于接收所述襯套的前端的槽口的包封表面；以及

帽蓋，其定位在所述襯套的前端處并且至少部分地定位在由所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻嫠薅ǖ牟劭趦?nèi)，所述帽蓋包括構造成接觸所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻婊蛘咚鲆r套的前端中至少之一的表面。

技術方案18. 根據(jù)技術方案17所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述帽蓋定位在所述襯套的前端上，并且其中，所述帽蓋的表面為構造成接觸所述環(huán)形穹頂?shù)陌獗砻娴亩吮砻妗?/p>

技術方案19. 根據(jù)技術方案18所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，彈性部件定位在限定于所述帽蓋和所述襯套的前端之間的間隙中，所述彈性部件構造成擠壓所述帽蓋的端表面抵靠所述包封表面并且形成在所述帽蓋和所述襯套之間的密封件。

技術方案20. 根據(jù)技術方案17所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機還限定環(huán)向方向，并且其中，所述燃燒器組件還包括在所述環(huán)形穹頂內(nèi)沿著所述環(huán)向方向隔開的多個燃料/空氣混合器。

參照下文描述和所附權利要求，本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。結合在本說明書中并構成其一部分的附圖例示了本發(fā)明的實施例，并且連同描述一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

本發(fā)明針對本領域普通技術人員而言全面并能夠實施的公開內(nèi)容（包括其最佳方式）在參照附圖的說明書中闡述，附圖中：

圖1為根據(jù)本主題的各種實施例的示例性燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖。

圖2為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施例的燃燒器組件的透視截面視圖。

圖3為圖2的示例性燃燒器組件的示意性截面視圖。

圖4為圖2的示例性燃燒器組件的附接部位的放大截面視圖，其中，外部襯套的前端附接至外部環(huán)形穹頂。

圖5為根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例性實施例的燃燒器組件的附接部位的放大截面視圖，其中，外部襯套的前端附接至外部環(huán)形穹頂。

零件列表

10 渦輪風扇噴氣發(fā)動機 12 縱向或軸向中心線 14 風扇區(qū)段 16 核心渦輪發(fā)動機 18 外部殼體 20 入口 22 低壓壓縮機 24 高壓壓縮機 26 燃燒區(qū)段 28 高壓渦輪 30 低壓渦輪 32 噴射排出區(qū)段 34 高壓軸/卷軸（spool） 36 低壓軸/卷軸 38 風扇 40 葉片 42 盤 44 致動部件 46 動力齒輪箱 48 機艙 50 風扇殼體或機艙 52 出口導向翼片（vane） 54 下游區(qū)段 56 旁通空氣流通道 58 空氣 60 入口 62 第一部分空氣 64 第二部分空氣 66 燃燒氣體 68 定子翼片 70 渦輪轉子葉片 72 定子翼片 74 渦輪轉子葉片 76 風扇噴嘴排出區(qū)段 78 熱氣體路徑 100 燃燒器組件 102 內(nèi)部襯套 104 內(nèi)部襯套的后端 106 內(nèi)部襯套的前端 108 外部襯套 110 外部襯套的后端 112 外部襯套的前端 114 燃燒室 116 內(nèi)部環(huán)形穹頂 118 外部環(huán)形穹頂 120 包封表面 122 環(huán)形槽口 124 燃料/空氣混合器 126 外部穹頂?shù)耐獠空稚w（cowl） 128 外部穹頂?shù)那岸? 130 內(nèi)部穹頂?shù)膬?nèi)部罩蓋 132 內(nèi)部穹頂?shù)那岸? 134 外部穹頂?shù)母浇友由觳? 136 外部燃燒器殼體 138 內(nèi)部穹頂?shù)母浇友由觳? 140 環(huán)形支承部件 142 熱屏蔽件 144 安裝組件 146 內(nèi)部活塞環(huán) 148 外部活塞環(huán) 150 內(nèi)部保持器 152 外部保持器 154 外部渦輪殼體 156 高壓倉室 158 內(nèi)部通道 160 渦輪葉片 162 基板 164 軛架（yolk） 166 銷 168 套管 170 頭部 172 本體 174 螺母 176 墊環(huán)（grommet） 178 帽蓋 180 第一臂 182 第二臂 184 開口 186 基座 188 內(nèi)表面 190 端表面 192 間隙 194 彈性部件 196 缺口。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細地參照本發(fā)明的當前實施例，其一個或更多實例在附圖中例示。詳細描述使用數(shù)字和字母標記來指代圖中的特征。圖和描述中的相同或類似標記用來指代本發(fā)明的相同或類似部分。如文中所用，用語“第一”、“第二”和“第三”可互換地使用以區(qū)分一個構件與另一構件而非意圖表示各個構件的位置或重要性。用語“上游”和“下游”是指關于流體通路中的流體流的相對方向。例如，“上游”是指流體自其流動的方向，而“下游”是指流體向其流動的方向。

現(xiàn)在參看附圖，其中貫穿各圖同樣的標號表示相同元件，圖1為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖。更具體地，對于圖1的實施例，燃氣渦輪發(fā)動機為高旁通渦輪風扇噴氣發(fā)動機10，文中稱為“渦輪風扇發(fā)動機10”。如圖1中所示，渦輪風扇發(fā)動機10限定軸向方向A（平行于提供為用于參照的縱向中心線12延伸）和徑向方向R。通常，渦輪風扇發(fā)動機10包括風扇區(qū)段14和設置在風扇區(qū)段14下游的核心渦輪發(fā)動機16。

所圖示的示例性核心渦輪發(fā)動機16總體上包括限定環(huán)形入口20的大致管狀外部殼體18。以串行流動關系，外部殼體18包圍壓縮機區(qū)段，其包括增壓器或低壓（LP）壓縮機22以及高壓（HP）壓縮機24；燃燒區(qū)段26；渦輪區(qū)段，其包括高壓（HP）渦輪28和低壓（LP）渦輪30；以及噴射排出噴嘴區(qū)段32。高壓（HP）軸或卷軸34將HP渦輪28驅動地連接至HP壓縮機24。低壓（LP）軸或卷軸36將LP渦輪30驅動地連接至LP壓縮機22。

對于所圖示的實施例，風扇區(qū)段14包括可變斜度（pitch）風扇38，其具有以間隔開的方式聯(lián)接至盤42的多個風扇葉片40。如圖所示，風扇葉片40從盤42大體上沿著徑向方向R向外延伸。由于風扇葉片40操作地聯(lián)接至適合的致動部件44，該致動部件構造成一致地共同改變風扇葉片40的斜度，每個風扇葉片40均可相對于盤42圍繞斜度軸線P旋轉。風扇葉片40、盤42以及致動部件44通過橫跨動力齒輪箱46的LP軸36可圍繞縱向軸線12一起地旋轉。動力齒輪箱46包括用于逐步減低LP軸36的旋轉速度至更有效的旋轉風扇速度的多個齒輪。

仍參看圖1的示例性實施例，盤42由可旋轉的前機艙48所覆蓋，該前機艙空氣動力學地成輪廓以促進經(jīng)由上述多個風扇葉片40的空氣流。另外，示例性風扇區(qū)段14包括環(huán)形風扇殼體或外部機艙50，其環(huán)向地包繞風扇38和/或核心渦輪發(fā)動機16的至少一部分。應當認識到的是，機艙50可構造成由多個環(huán)向地隔開的出口導向翼片52相對于核心渦輪發(fā)動機16受到支承。此外，機艙50的下游區(qū)段54可延伸越過核心渦輪發(fā)動機16的外部部分以便在二者之間限定旁通空氣流通道56。

在渦輪風扇發(fā)動機10的操作期間，一定體積的空氣58經(jīng)由機艙50的相關聯(lián)入口60和/或風扇區(qū)段14進入渦輪風扇發(fā)動機10。隨著該體積的空氣58傳送越過風扇葉片40，如由箭頭62所示的空氣58的第一部分經(jīng)引導或傳送到旁通空氣流通道56中以及如由箭頭64所示的空氣58的第二部分經(jīng)引導或傳送到LP壓縮機22中。第一部分的空氣62和第二部分的空氣64之間的比率通常稱為旁通比率。第二部分空氣64的壓力于是隨著其傳送經(jīng)過高壓（HP）壓縮機24并進入燃燒區(qū)段26中而增大，在燃燒區(qū)段中該部分空氣與燃料相混合并燃燒以提供燃燒氣體66。

燃燒氣體66傳送經(jīng)過HP渦輪28，在其中來自燃燒氣體66的一部分熱能和/或動能經(jīng)由聯(lián)接至外部殼體18的HP渦輪定子翼片68和聯(lián)接至HP軸或卷軸34的HP渦輪轉子葉片70的相繼的級所提取，由此導致HP軸或卷軸34旋轉，從而支持HP壓縮機24的操作。燃燒氣體66然后傳送經(jīng)過LP渦輪30，在其中經(jīng)由聯(lián)接至外部殼體18的LP渦輪定子翼片72和聯(lián)接至LP軸或卷軸36的LP渦輪轉子葉片74的相繼的級從燃燒氣體66中提取第二部分的熱能和/或動能，由此導致LP軸或卷軸36旋轉，從而支持LP壓縮機22的操作和/或風扇38的旋轉。

燃燒氣體66隨后傳送穿過核心渦輪發(fā)動機16的噴射排出噴嘴區(qū)段32以提供推進推力。同時，隨著第一部分空氣62在其從渦輪風扇發(fā)動機10的風扇噴嘴排出區(qū)段76排出之前傳送穿過旁通空氣流通道56，第一部分空氣62的壓力顯著增大，從而也提供了推進推力。HP渦輪28、LP渦輪30以及噴射排出噴嘴區(qū)段32至少部分地限定用于傳送燃燒氣體66經(jīng)過核心渦輪發(fā)動機16的熱氣體路徑78。

現(xiàn)在參看圖2和圖3，提供的是圖1的示例性渦輪風扇發(fā)動機10的燃燒區(qū)段26的放大截面視圖。更具體地，圖2提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施例的燃燒器組件100的透視截面視圖，該燃燒器組件可定位在圖1的示例性渦輪風扇發(fā)動機10的燃燒區(qū)段26中，以及圖3提供了圖2的示例性燃燒器組件100的側面截面視圖。注意的是，圖2提供了為清楚起見已移除外部燃燒器殼體136的燃燒器組件100的透視截面視圖。

如圖所示，燃燒器組件100通常包括總體上沿著軸向方向A在后端104和前端106之間延伸的內(nèi)部襯套102，以及同樣總體上沿著軸向方向A在后端110和前端112之間延伸的外部襯套108。內(nèi)部襯套102和外部襯套108一起至少部分地限定位于二者之間的燃燒室114。內(nèi)部襯套102和外部襯套108分別附接至環(huán)形穹頂。更具體地，燃燒器組件100包括附接至內(nèi)部襯套102的前端106上的內(nèi)部環(huán)形穹頂116和附接至外部襯套108的前端112上的外部環(huán)形穹頂118。如將在下文更詳細地討論，內(nèi)部和外部環(huán)形穹頂116、118均包括限定用于接收相應內(nèi)部和外部襯套102、108的前端106、112的槽口122的包封表面120。

燃燒器組件100還包括多個燃料空氣混合器126（圖3），其在外部穹頂118內(nèi)沿著環(huán)向方向C間隔開。更具體地，該多個燃料空氣混合器126沿著徑向方向R設置在外部穹頂118和內(nèi)部穹頂116之間。來自渦輪風扇發(fā)動機10的壓縮機區(qū)段的壓縮空氣流動進入或經(jīng)過燃料空氣混合器124，在其中壓縮空氣與燃料相混合并點燃以在燃燒室114內(nèi)生成燃燒氣體66。內(nèi)部穹頂116和外部穹頂118構造成幫助提供此種來自壓縮機區(qū)段的壓縮空氣進入或經(jīng)過燃料空氣混合器126的流動。例如，外部穹頂118包括位于前端128處的外部罩蓋126以及內(nèi)部穹頂116類似地包括位于前端132處的內(nèi)部罩蓋130。外部罩蓋126和內(nèi)部罩蓋130可幫助引導來自壓縮機區(qū)段26的壓縮空氣進入或經(jīng)過燃料空氣混合器124中之一或更多的流動。

此外，內(nèi)部穹頂116和外部穹頂118均包括構造成幫助將燃燒器組件100安裝在渦輪風扇發(fā)動機10內(nèi)的附接部分。例如，外部穹頂118包括構造成安裝至外部燃燒器殼體136（圖3）的附接延伸部134以及內(nèi)部穹頂116包括構造成附接至渦輪風扇發(fā)動機10內(nèi)的環(huán)形支承部件140（圖3）的附接延伸部138。在某些示例性實施例中，內(nèi)部穹頂116可一體地形成為單個環(huán)形構件，并且類似地，外部穹頂118也可一體地形成為單個環(huán)形構件。然而，應當認識到的是，在其它示例性實施例中內(nèi)部穹頂116和/或外部穹頂118可備選地由以任何適合方式連結的一個或更多構件形成。例如，參見外部穹頂118，在某些示例性實施例中，外部罩蓋126可與外部穹頂118分離地形成并且采用例如焊接處理附接至外部穹頂118的前端128。類似地，附接延伸部134也可與外部穹頂118分離地形成并且采用例如焊接處理附接至外部穹頂118的前端128。另外或備選地，內(nèi)部穹頂116可具有類似構造。

仍參看圖2和圖3，示例性的燃燒器組件100還包括多個熱屏蔽件142，其定位成圍繞每個燃料空氣混合器124并且環(huán)向地布置。對于所圖示的實施例，熱屏蔽件142附接至外部穹頂118和內(nèi)部穹頂116并且在該外部穹頂和內(nèi)部穹頂之間延伸。熱屏蔽件142構造成保護渦輪風扇發(fā)動機10的某些構件免受燃燒室114的相對極端溫度。

對于所圖示的實施例，內(nèi)部襯套102和外部襯套108均由陶瓷基復合（CMC）材料構成，該材料為一種具有高溫性能的非金屬材料。用于此類襯套102、108的示例性CMC材料可包括碳化硅、硅、二氧化硅或氧化鋁基材料以及它們的組合。陶瓷纖維可嵌入在基體內(nèi)，例如包括單絲如藍寶石和碳化硅（例如，Textron公司的SCS-6）的氧化穩(wěn)定增強纖維，以及包括碳化硅（例如，Nippon Carbon公司的NICALON?，Ube Industries公司的TYRANNO?，以及Dow Corning公司的SYLRAMIC?）、硅酸鋁（例如，Nextel公司的440和480）以及短切晶須和纖維（例如，Nextel公司的440和SAFFIL?）的粗紗和細紗，以及任選地陶瓷顆粒（例如，硅、鋁、鋯、釔的氧化物及其組合）和無機纖維（例如，葉蠟石、鈣硅石、云母、滑石、藍晶石和蒙脫石）。CMC材料可具有溫度為大約1000-1200°F時范圍在大約1.3×10^?6in/in/°F至大約3.5×10^?6in/in/°F內(nèi)的熱膨脹系數(shù)。

相比而言，內(nèi)部穹頂116和外部穹頂118（分別包括內(nèi)部罩蓋130和外部罩蓋126）可由金屬形成，例如鎳基超級合金（具有在大約1000-1200°F的溫度時為大約8.3-8.5×10^?6in/in/°F的熱膨脹系數(shù)）或者鈷基超級合金（具有在大約1000-1200°F時為大約7.8-8.1×10^?6in/in/°F的熱膨脹系數(shù)）。因此，內(nèi)部襯套102和外部襯套108可更好地能夠處理存在于燃燒室114中的極端溫度環(huán)境。然而，將內(nèi)部和外部襯套102、108附接至相應的內(nèi)部和外部穹頂116、118由于構件的不同機械特性而存在問題。因此，如將在下文所討論那樣，多個特別設計的安裝組件144用于將內(nèi)部襯套102的前端106附接至內(nèi)部穹頂116以及將外部襯套108的前端112附接至外部穹頂118。安裝組件144構造成適應沿著徑向方向R分別在內(nèi)部和外部穹頂116、118與內(nèi)部和外部襯套102、108之間的相對熱膨脹。

具體地參看圖3，在內(nèi)部襯套102的后端104處和在外部襯套108的后端110處，燃燒器組件100分別包括內(nèi)部活塞環(huán)146和外部活塞環(huán)148。內(nèi)部活塞環(huán)146附接至內(nèi)部活塞環(huán)保持器150，該內(nèi)部活塞環(huán)保持器從內(nèi)部殼體（其對于所圖示的實施例而言為環(huán)形支承部件140）延伸并附接于其上。類似地，外部活塞環(huán)148附接至外部活塞環(huán)保持器152，該外部活塞環(huán)保持器從外部殼體（其對于所圖示的實施例而言包括外部燃燒器殼體136和外部渦輪殼體154）延伸并附接于其上。內(nèi)部活塞環(huán)保持器150和外部活塞環(huán)保持器152構造成適應內(nèi)部襯套102和外部襯套108大體上沿著軸向方向A以及大體上沿著徑向方向R的膨脹。

如將在下文更為詳細地討論，上述構造可允許由CMC材料形成的內(nèi)部和外部襯套102、108和由金屬材料形成的內(nèi)部和外部穹頂116、118的相對熱膨脹，同時控制來自壓縮機區(qū)段26的相對高壓壓縮空氣進入相對低壓燃燒室114中的空氣流。更具體地，此種構造可控制在限定于外部襯套108和外部燃燒器殼體136之間的高壓倉室156中的相對高壓的壓縮空氣進入相對低壓的燃燒室114中的空氣流，以及在沿徑向從內(nèi)部襯套102向內(nèi)定位的內(nèi)部通道158中的相對高壓的壓縮空氣進入相對低壓的燃燒室114中的空氣流。

具體地參看圖3，以及如上文所述，燃燒氣體66從燃燒室114流動進入并穿過渦輪風扇發(fā)動機10的渦輪區(qū)段，在其中來自燃燒氣體66的一部分熱能和/或動能經(jīng)由渦輪定子翼片和渦輪轉子葉片的相繼的級所提取。第1級渦輪葉片160示意性地圖示在圖3中，位于燃燒器組件100的后部。

現(xiàn)在具體地參看圖4，圖示了沿著圖3的圓圈4-4所截取的附接部位的放大截面視圖，其中，外部襯套108的前端112附接至外部環(huán)形穹頂118。

如所聲稱那樣，為了允許外部襯套108和外部穹頂118的相對熱膨脹，安裝組件144提供為延伸穿過由內(nèi)部和外部環(huán)形穹頂116、118的包封表面120所限定的槽口122。更具體地，特別地參看圖4中所示的外部穹頂118和外部襯套108的前端112，外部穹頂118包括基板162和軛架164?；?62和軛架164均基本上平行于彼此延伸，這對于所圖示的實施例而言為基本上平行于渦輪風扇發(fā)動機10的軸向方向A的方向。另外，在某些示例性實施例中，軛架164可關于外部穹頂118環(huán)向地延伸，從而跟隨基板162。對于此種構造，槽口122可認為是環(huán)形槽口。然而，在其它實施例中，軛架164可包括多個環(huán)向地隔開的突出部（參見圖2），軛架164的每個單獨的突出部均與基板162一起限定槽口122的單獨分段部分。

所圖示的示例性安裝組件144延伸穿過外部穹頂118的軛架164、穿過外部襯套108的前端112（定位在由外部穹頂118所限定的槽口122中）、并且穿過外部穹頂118的基板162。對于所圖示的實施例，安裝組件144包括銷166和套管168。銷166包括頭部170和本體172，本體172延伸穿過軛架164、外部襯套108的前端112（定位在槽口122中）、以及基板162。螺母174附接至銷166的本體172的遠端。在某些示例性實施例中，銷166可構造為螺栓而螺母174可與銷166能夠旋轉地接合以便擰緊安裝組件144。然而備選地，在其它示例性實施例中，銷166和螺母174可具有任何其它適合構造。例如，在其它示例性實施例中，銷166可包括限定大致平滑圓柱形狀的本體172而螺母174可構造為卡夾。

另外，套管168為大體圓筒形狀并且圍繞銷166的本體172定位在槽口122內(nèi)。套管168被擠壓在軛架164和基板162之間。此外，對于所圖示的實施例，安裝組件144包括金屬墊環(huán)176，其圍繞套管168定位在限定于外部襯套108的前端112中的開口內(nèi)。當外部襯套108大體上沿著徑向方向R相對于外部穹頂118向內(nèi)和向外移動時，金屬墊環(huán)176可降低外部襯套108的前端112上的磨損量。更具體地，金屬墊環(huán)176可降低外部襯套中的開口177周圍的磨損量，其中安裝組件144延伸穿過該開口。

仍參看圖4，示例性燃燒器組件100還包括定位在外部襯套108的前端112處的帽蓋178。更具體地，對于所圖示的實施例，帽蓋178定位在外部襯套108的前端112上并且至少部分地位于外部穹頂118的槽口122內(nèi)。帽蓋178通常包括第一臂180和第二臂182，第二臂182基本上平行于第一臂180延伸。第一和第二臂180、182一起限定用于接收外部襯套108的前端112的開口184。帽蓋178還包括基座186，其在第一和第二臂180、182之間延伸并且限定內(nèi)表面188和外表面或端表面190。第一臂180、第二臂182以及基座186對于所圖示的實施例而言都由金屬材料一體地形成。例如，第一臂180、第二臂182以及基座186可采用鑄造工藝形成，或者備選地，開口184可采用擠壓工藝形成在第一和第二臂180、182之間。然而備選地，帽蓋178可由采用例如焊接處理而連結的單獨的臂和基座構件形成。此外，在某些示例性實施例中，帽蓋178可為單個的環(huán)形構件，或者備選地，帽蓋178可由環(huán)向地布置在外部襯套108的前端112上的多個構件形成。另外，在還有的其它實施例中，帽蓋178可由適合的CMC材料部分地或完全地形成。

仍參看所圖示的實施例，帽蓋178的第一和第二臂180、182延伸越過安裝組件144。因此，第一臂180和第二臂182可分別限定一個或更多開口，該開口用于接收將外部襯套108的前端112安裝至外部穹頂118的安裝組件144中之一或更多的至少一部分。例如，所圖示的第一和第二臂180、182可分別限定一個或更多開口，該開口允許各個安裝組件144的金屬墊環(huán)176、套管168以及銷166貫穿其延伸。

對于所圖示的示例性實施例，帽蓋178的基座186和外部襯套108的前端112限定位于二者之間的間隙192，彈性部件194定位在該間隙中（也即，鄰近基座186的內(nèi)表面188和外部襯套108的前端112）。彈性部件194的用途是雙重的。首先，彈性部件194構造成形成在帽蓋178的基座186的內(nèi)表面188和外部襯套108的前端112之間的密封件。其次，彈性部件194構造成擠壓帽蓋178的基座186遠離襯套108的前端112，使得帽蓋178的端表面190受擠壓抵靠外部穹頂118的包封表面120。因此，此種構造可允許帽蓋178形成在外部襯套108的前端112和外部穹頂118之間的基本上不透氣的密封件。

在某些示例性實施例中，彈性部件194可為繩索密封件，例如具有硅氧烷芯的編織繩索密封件。然而備選地，在其它示例性實施例中，任何其它適合的彈性部件194均可提供為用于擠壓帽蓋178的基座186遠離襯套的前端并且形成在帽蓋178的基座186的內(nèi)表面188和襯套108的前端112之間的密封件。例如，在其它示例性實施例中，彈性部件194可為W形密封件、線材密封件或者任何其它適合的密封件。

此外，重新參看圖3，應當認識到的是，內(nèi)部襯套102的前端106可采用將外部襯套108的前端112附接至外部穹頂118的基本上相同的方式附接至內(nèi)部穹頂116。例如，帽蓋（類似于定位在外部襯套108的前端112上的帽蓋178）可定位在內(nèi)部襯套102的前端106上并且至少部分地位于內(nèi)部穹頂116的槽口122內(nèi)。此種帽蓋的端表面可接觸內(nèi)部穹頂116的包封表面120，使得在此種帽蓋的端表面和內(nèi)部穹頂116的包封表面120之間形成基本上不透氣的密封件。此種帽蓋可在內(nèi)表面和內(nèi)部襯套102的前端106之間限定間隙（類似于限定在帽蓋178的內(nèi)表面188和外部襯套108的前端112之間的間隙192），適合的彈性部件194定位在該間隙中。

根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施例的燃燒器組件具有定位在內(nèi)部襯套或外部襯套上的帽蓋，能夠控制來自相對高壓的倉室或相對高壓的內(nèi)部通道的空氣流經(jīng)由位于內(nèi)部或外部襯套與內(nèi)部或外部穹頂之間的附接部位進入燃燒室中。此外，此種燃燒器組件能夠控制來自相對高壓的倉室或相對高壓的內(nèi)部通道的空氣流經(jīng)由位于內(nèi)部或外部襯套與內(nèi)部或外部穹頂之間的附接部位進入燃燒室中，同時仍適應內(nèi)部或外部襯套與內(nèi)部或外部穹頂之間的相對熱膨脹。

現(xiàn)在參看圖5。圖5提供了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例性實施例的燃燒器組件100的放大截面視圖。更具體地，圖5提供了在其中外部襯套108的前端112附接至外部環(huán)形穹頂118的附接部位的放大截面視圖。圖5的示例性燃燒器組件100可采用與上文參照圖2至圖4所述的示例性燃燒器組件100基本上相同的方式構造。因此，相同或類似的標號指代相同或類似構件。

如圖所示，外部襯套108的前端112定位在由外部環(huán)形穹頂118的包封表面120所限定的槽口122內(nèi)。安裝組件144將外部襯套108的前端112附接至外部環(huán)形穹頂118。另外，圖5中所示的示例性燃燒器組件100包括帽蓋178'，該帽蓋定位在外部襯套108的前端112處并且至少部分地位于由環(huán)形穹頂118的包封表面120所限定的槽口122內(nèi)。所圖示的示例性帽蓋178'限定構造成接觸襯套108的前端112的內(nèi)表面188'和定位成與內(nèi)表面188'相反的端表面190’。端表面190'限定凹口196。彈性部件194定位成在凹口196內(nèi)鄰近帽蓋178'的端表面190'。帽蓋178'和彈性部件194構造成在帽蓋178'的端表面190'和環(huán)形穹頂118的包封表面120之間以及在帽蓋178'的內(nèi)表面188'和襯套108的前端112之間形成密封件。更具體地，彈性部件194構造成形成在環(huán)形穹頂118的包封表面120和帽蓋178'的端表面190'之間的密封件，并且還構造成擠壓帽蓋178'抵靠外部襯套108的前端112，使得帽蓋178'的內(nèi)表面188'接觸外部襯套108的前端112。此種構造可允許所圖示的示例性燃燒器組件100當外部環(huán)形穹頂118相對于外部襯套108沿著徑向方向R熱膨脹時控制空氣流穿過外部環(huán)形穹頂118和外部襯套108之間的附接部位。

本書面描述采用實例來公開包括最佳方式的本發(fā)明，并且還使得本領域普通技術人員能夠實施本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所并入的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域普通技術人員想到的其它實例。如果此類其它實例包括與權利要求的字面語言并無不同的結構元件或者如果此類其它實例包括與權利要求的字面語言并無實質差異的同等結構元件，則認為它們處在權利要求的范圍內(nèi)。