專利名稱：具有細分為多個區(qū)域的內(nèi)壁和外壁的燃氣渦輪機燃燒室的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃氣渦輪機，更特別地，本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)壁和 外壁的環(huán)形燃燒室的構(gòu)造和組件，所述內(nèi)壁和外壁由陶瓷基復合材料
(ceramic matrix composite, CMC)制成。本發(fā)明所應用的領域包括燃氣 渦輪航空發(fā)動機和工業(yè)燃氣渦輪機。
背景技術：
因為陶瓷基復合材料的熱結(jié)構(gòu)性能，即，由于陶瓷基復合材料能 夠在高溫下保持良好的機械性能，所以人們已經(jīng)提出將陶瓷基復合材 料用于制造燃氣渦輪機燃燒室壁的方案。特別是對于燃氣渦輪航空發(fā) 動機來說，為了提高效率并減少污染物的排放，通過減小用于冷卻所 述壁的空氣的流動速率，人們正尋求獲得更高的燃燒溫度。通過彈性 連接元件，即可彈性變形的元件，所述燃燒室被安裝在內(nèi)金屬殼和外 金屬殼之間，從而能夠吸收發(fā)生在金屬部分和陶瓷基復合材料部分之 間的熱源(thermal origin)的差別的尺寸改變(differential dimensional variations)。可特別地參考文件US 6 708 495和文件US 7 234 306。
陶瓷基復合材料由耐火纖維強化物構(gòu)成，該耐火纖維強化物由例 如碳纖維或者陶瓷纖維制成，該強化物由陶瓷基進行密化。為了制造 出具有復雜外形的陶瓷基復合材料部件，纖維預型件預先構(gòu)成與將要 制造的部件的外形相近的外形，然后對該預型件進行密化。密化可通 過液體處理或者氣體處理來完成，或者通過液體處理和氣體處理的結(jié) 合來完成。所述液體處理包括使用液體混合物灌注該預型件，該液 體混合物包括用于將要制造的陶瓷基的前物質(zhì)(precursor)，該前物質(zhì)典 型地為處于溶解狀態(tài)的樹脂；然后，在所述樹脂已經(jīng)被固化之后，進 行熱解(pyrolytic)熱處理。所述的氣體處理為化學蒸汽滲透(chemical vapor infiltration, CVI),其包括將所述預型件置于加熱爐中，反應氣相 (reaction gas phase)被引入該加熱爐中從而在該預型件中擴散，在預定的條件下，特別是在一定的溫度和壓力的條件下，通過包含在氣相中 的陶瓷前物質(zhì)的分解，或者通過發(fā)生于所述氣相的組成物質(zhì)之間的反 應，在所述纖維上形成固體陶瓷沉積物。
無論采取哪種方式進行密化處理，至少在用于強化預型件的密化 的初始階段，需要工具使預型件保持在所需的外形。
制造燃氣渦輪機的環(huán)形燃燒室壁需要復雜的外形的工具。此外， 當通過化學蒸汽滲透進行密化的時候，預型件會在密化加熱爐中占據(jù) 大量的空間，所以非常需要對所述加熱爐裝載的方式進行優(yōu)化。
文件US 4卯7 411提出一種燃燒室，其中壁被縱向地和圓周地細 分成陶瓷板。在所述板的縱向端部，這些板折回從而形成槽型斷面 (channd-section)部件，并且這些板由環(huán)形金屬部件支承，這些環(huán)形金 屬部件被緊固到外金屬殼上，并且這些環(huán)形金屬部件在所述的槽型斷 面部分與插入到這些環(huán)形金屬部分之間的絕緣元件相接合。
文件US 3 956 886顯示了制造成陶瓷瓦片形式的燃燒室壁。這些 瓦片可表現(xiàn)槽型斷面的折疊邊緣，該折疊邊緣被插入到由金屬部件所 限定的殼體中，所述金屬部件被緊固到內(nèi)金屬殼和外金屬殼上，從而 使得所述組件在發(fā)生差別的膨脹的情況下具有一定程度的不合理性。
文件EP 1 635 118提出使用陶瓷基復合材料瓦片來制造暴露于高 溫氣體中的燃燒室壁，這些瓦片由支承結(jié)構(gòu)支承，該支承結(jié)構(gòu)與所述 燃燒室壁相隔一定距離。這些瓦片具有延伸進燃燒室壁與支承結(jié)構(gòu)之 間的空間中的耳片，這些耳片延伸通過所述支承結(jié)構(gòu)從而在外部被連 接到支承結(jié)構(gòu)上。所述連接為剛性連接且在支承結(jié)構(gòu)外部占據(jù)較大的 體積。此外，為了提供密封，尚需使用另外的殼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述的缺陷，為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明提 供一種燃氣渦輪機燃燒室組件，包括內(nèi)金屬殼；外金屬殼；環(huán)形燃 燒室，其具有陶瓷基復合材料制成的內(nèi)壁和外壁，以及連接于所述內(nèi) 壁和外壁上的燃燒室端部壁；可彈性變形的連接元件，其分別將所述 燃燒室的內(nèi)壁和外壁連接于所述內(nèi)金屬殼和所述外金屬殼上，
在所述組件中，根據(jù)本發(fā)明，所述燃燒室的所述內(nèi)壁和外壁的每一者被圓周地細分為沿著縱向邊緣的相鄰區(qū)域(sectors)，每一區(qū)域連續(xù) 地從所述燃燒室端部壁延伸到所述燃燒室的相對的端部，每一區(qū)域通 過其每一個縱向邊緣從所述燃燒室向外折疊，從而形成具有U形橫截 面的部分，每一區(qū)域通過折回的邊緣作為終端(terminated)，該折回的 邊緣與相應的燃燒室壁的外表面分隔開，所述連接元件通過被緊固到 所述各區(qū)域的邊緣而連接到所述燃燒室的內(nèi)壁和外壁上。
將燃燒室壁細分為多個區(qū)域能夠限制將要制造的部件的尺寸，并 且能夠限制將要制造部件的外形的復雜性，因此極大地降低了生產(chǎn)成 本。此外，通過所述連接元件的彈性變形，并且通過所述燃燒室區(qū)域 的折回的縱向邊緣的彈性，能夠容易地且有效地適應所述金屬殼和所 述陶瓷基復合材料燃燒室壁之間的尺寸的差別的變化。此外，所述連 接元件設置在所述燃燒室壁和所述金屬殼之間的間隔中，這些連接元 件在所述間隔中由在燃燒室四周流動的空氣的氣流而被冷卻。
有利地，所述連接元件表現(xiàn)為基本上為Q形截面的橋構(gòu)件的形式， 每一個橋構(gòu)件均具有頂部，其連接至所述一個內(nèi)金屬殼或外金屬殼 上；腳部，其連接至相應的內(nèi)燃燒室壁或外燃燒室壁的兩個相鄰區(qū)域 的相鄰邊緣上。因此，所述連接元件在相鄰的燃燒室壁區(qū)域之間提供 連接。
有利地，所述的連接元件被緊固到所述區(qū)域的邊緣的外表面上， 即，被緊固到更加遠離暴露于最高溫度中的區(qū)域的內(nèi)表面的位置上。
在特別的實施例中，通過第一連接元件以及至少一個第二連接元 件，每一個內(nèi)燃燒室壁區(qū)域或外燃燒室壁區(qū)域通過其每一邊緣而被連 接至相應的內(nèi)金屬殼或外金屬殼上。在所述的或每一個第二連接元件 和相應的燃燒室壁區(qū)域邊緣之間的連接從而在縱向方向上具有間隙 (slack)。
優(yōu)選地，在相鄰內(nèi)燃燒室壁區(qū)域之間或相鄰外燃燒室壁區(qū)域之間 插入密封墊，例如，在兩個相鄰區(qū)域的折回的縱向邊緣的相面對的圓 形部分之間插入密封墊。
每一密封墊可表現(xiàn)出X形或者8形的截面。
有利地，每一密封墊包括耐火纖維的纖維結(jié)構(gòu)，其可通過陶瓷材 料至少局部地被密化。向方向上相對于所述燃燒室壁區(qū) 域的縱向邊緣保持每一密封墊，所述密封墊被置于各區(qū)域的縱向邊緣 之間。
在特別的實施例中，所述燃燒室端部壁包括內(nèi)環(huán)形凸緣和外環(huán)形 凸緣，所述外燃燒室壁區(qū)域和內(nèi)燃燒室壁區(qū)域連接于所述的兩個凸緣上。
每一個燃燒室壁區(qū)域可與形成罩區(qū)域(cowl sector)的部分一體地形 成，該罩區(qū)域從所述區(qū)域和所述燃燒室端部壁之間的連接處向上游延 伸。
在不同的實施例中，罩形成部分將所述內(nèi)燃燒室壁和外燃燒室壁 從與所述燃燒室端部壁的連接處向上游延伸，該罩形成部分與所述的 燃燒室壁區(qū)域完全分開且被緊固到所述燃燒室端部壁的內(nèi)環(huán)形凸緣和 外環(huán)形凸緣上。
本發(fā)明還提供具有如上限定的燃燒室組件的燃氣渦輪航空發(fā)動機。


通過閱讀以下的說明，能夠更好地理解本發(fā)明。以下說明是通過 非限定表示的方式參考附圖做出的，在附圖中
圖1為燃氣渦輪飛機發(fā)動機的高度示意性(highly diagrammatic)
的視 圖2為例如圖1所示的那種燃氣渦輪發(fā)動機中的燃燒室及其周 圍結(jié)構(gòu)的高度示意性的截面 圖3為從下游觀察的局部切開的立體視圖，其顯示了本發(fā)明的 實施例中的燃燒室組件；
圖4為以更大比例表示的局部立體視圖，其顯示了圖3的燃燒 室的一部分；
圖5為以更大的比例顯示了圖4的細節(jié)的立體視圖； 圖6為與圖5相似的視圖，其顯示了的密封墊的不同實施例； *圖7為與圖4相似的立體視圖，其顯示了罩的不同實施例，所 述罩從其端部壁向上游延伸所述燃燒室的壁；以及 圖8為局部視圖，其顯示了燃燒室的出口和高壓渦輪機噴嘴的
入口之間的密封的實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明的各實施例在下文中以應用于燃氣渦輪飛機發(fā)動機為背景 進行說明。
然而，本發(fā)明還可應用于其它航空發(fā)動機的燃氣渦輪機燃燒室或 者工業(yè)渦輪機的燃氣渦輪機燃燒室。
圖1為雙路式(two-spool)燃氣渦輪飛機發(fā)動機的高度示意性的視
圖，該飛機發(fā)動機在燃氣流的流動方向上從上游到下游包括螺旋槳 葉片(2);高壓(HP)壓縮機3;燃燒室l;高壓(HP)渦輪機4;低壓(LP) 渦輪機5;所述高壓渦輪機和低壓渦輪機分別通過軸被連接至所述的高 壓壓縮機和所述的螺旋槳葉片。
如高度示意性地在圖2中所示，燃燒室具有繞軸線A的環(huán)形外形，
燃燒室由內(nèi)環(huán)形壁IO、外環(huán)形壁20和燃燒室端部壁30所限定，該燃 燒室端部壁30連接于內(nèi)壁10和外壁20上。端部壁30限定燃燒室的 上游端部且表現(xiàn)有開口 32，該開口 32分布在軸線A的四周用以容納 噴射器(未示出)，該噴射器能夠?qū)⑷剂虾涂諝鈬娚溥M燃燒室中。在端部 壁30的另一邊，內(nèi)壁10和外壁20分別通過內(nèi)罩12和外罩22而延伸， 內(nèi)罩12和外罩22能夠引導在燃燒室四周流動的空氣。
燃燒室的內(nèi)壁10和外壁20由陶瓷基復合材料(CMC)制成。端部 壁30也可由陶瓷基復合材料制成，在該情況下，其優(yōu)選地由與內(nèi)壁IO 和外壁20相同的材料制成，或者其可由金屬材料制成，因為端部壁暴 露到的溫度低于內(nèi)壁10和外壁20所暴露到的溫度。
燃燒室通過可彈性變形的連接元件(未在圖2中示出)而被支承在 內(nèi)金屬殼15和外金屬殼25之間，所述可彈性變形的連接元件將內(nèi)殼 15連接至內(nèi)壁10并且將外殼25連接至外壁20。所述彈性連接元件在 殼15和內(nèi)壁IO之間的空間16以及殼25和外壁20之間的空間26中 延伸，所述空間16和26運送在燃燒室四周流動的冷卻空氣流(箭頭|)。 所述連接元件(例如由金屬制成的連接元件)的彈性使它們能夠吸收所 述陶瓷基復合材料燃燒室壁和所述金屬殼之間的熱源的差別的尺寸變化。
在燃燒室下游的端部，燃燒室的出口連接至高壓渦輪機噴嘴40的 入口，該入口構(gòu)成所述高壓渦輪機的入口節(jié)(inlet stage)。噴嘴40包括 多個繞軸線A成角度分布的靜止葉片42。葉片42在它們的徑向端部 上被分別固定到內(nèi)壁和外壁上，或者被固定到平臺44和46上，該平 臺44和46具有通過噴嘴40限定流動通道的內(nèi)表面，該噴嘴40用于 來自燃燒室的燃氣流(箭頭F)。
在燃燒室的出口和進入高壓渦輪機噴嘴的入口之間的連接處，通 過內(nèi)環(huán)形唇部54和外環(huán)形唇部56形成密封。唇部54具有緊固到或者 支承于內(nèi)壁10的外表面上的一個端部部分，而唇部54的另一端部部 分則支承于壁44的環(huán)形邊緣(rim)上。唇部56具有緊固到或者支承 于外壁20的外表面上的一個端部部分，而唇部56的另一端部部分則 支承于壁46的環(huán)形邊緣上。
現(xiàn)在已經(jīng)完全地了解了上述的燃燒室組件。
如圖3至圖5所示，并且根據(jù)本發(fā)明，燃燒室的內(nèi)壁10和外壁20 分別被圓周地細分為相鄰的多個區(qū)域100和200，每一區(qū)域連續(xù)地在燃 燒室的整個軸向長度上延伸，即，從燃燒室的端部壁延伸到燃燒室的 下游端部。
沿著區(qū)域100的縱向邊緣，區(qū)域100向燃燒室的外側(cè)發(fā)生折疊， 從而形成具有U形橫截面的部分并且由折回的邊緣102作為其終端， 該折回的邊緣102與燃燒室內(nèi)壁10的外表面分隔一定距離并且基本上 與其相平行。邊緣102通過圓形部分104被連接至區(qū)域100的其它部 分上。密封墊13被插入到相鄰區(qū)域100的相面對的縱向邊緣的圓形部 分104之間。密封墊13通過銷14被保持在其位置上，銷14在圓形部 分104的頂部穿過，銷14還穿過位于所述頂部之間的密封墊13的相 應部分。
燃燒室端部壁30沿著其內(nèi)邊緣而向上游折疊，從而形成環(huán)形凸緣 34，區(qū)域IOO通過機械緊固元件(例如螺釘或螺栓)(未示出)而被緊固到 該環(huán)形凸緣34上。
同樣地，內(nèi)罩12被圓周地細分為相鄰的區(qū)域120，該區(qū)域120與 區(qū)域100 —體制成，并且通過將區(qū)域100向上游延伸到其與端部壁30發(fā)生連接的部位的另一邊而形成。應當注意到，只有在那些在端部壁
30和燃燒室的下游端部之間延伸的區(qū)域100的部分中，區(qū)域100的縱 向邊緣才圓周地延伸并且折回從而形成圓形部分104和邊緣102。
可彈性變形的連接元件17提供內(nèi)壁10和內(nèi)金屬殼15之間的連接， 該可變形的連接元件17還用于將區(qū)域100相互之間保持在其位置上。 所述連接元件17在圓周上被設置成一行或多行，區(qū)域100的每一邊緣 102通過至少一個連接元件而被連接至金屬殼15上。至少一行圓周上 的連接元件被設置在區(qū)域100的下游端部的附近，該區(qū)域在燃燒室的 上游端部上被緊固至端部壁30。然而，還提供有至少一行其它的圓周 上的連接元件，從而保證區(qū)域100之間的良好的相互保持(retention)。 在所示的實例中，第二行圓周上的連接元件17設置在燃燒室的端部壁 附近。
在所示的實例中，連接元件17具有表現(xiàn)為Q形截面的橋構(gòu)件，所 述橋構(gòu)件具有被緊固到內(nèi)金屬殼15上的頂部17a和將腳部17d和17e 作為終端的橋構(gòu)件的分支17b和17c，所述腳部17d和17e被緊固到兩 個相鄰區(qū)域100的相鄰邊緣102的外表面上。所述連接元件可通過螺 栓連接、螺釘緊固或者鉚接的方式而被緊固到金屬殼15上以及被緊固 到邊緣102上。應當注意到，為了緊固腳部17d和17e，邊緣102形成 耳片102a(圖5)，該耳片比所述邊緣的其它部分沿圓周方向延伸一個較 大的距離，邊緣102(除耳片形成區(qū)域102a之外)的圓周尺寸可能會非常小。
區(qū)域200沿著它們的縱向邊緣以密封的方式被連接在一起以形成 外壁20。按照與區(qū)域IOO相似的方式，區(qū)域200沿著它們的縱向邊緣 被向外折疊，從而形成具有U形橫截面的部分且將折回的邊緣202作 為終端，該折回的邊緣202與燃燒室外壁20的外表面分隔一定距離且 二者彼此基本平行。通過圓形部分204，邊緣202被連接至區(qū)域200 的其余部分。密封墊23被插入到相鄰區(qū)域200的圓形部分204和相面 對的縱向邊緣之間。密封墊23按照與密封墊13通過銷14被保持在其 位置上相同的方式而被銷24保持在其位置上。
燃燒室端部壁30沿著其外邊緣向上游發(fā)生折疊，從而形成環(huán)形凸 緣36，區(qū)域200通過機械緊固件元件(例如螺釘或者螺栓)(未示出)而被緊固至環(huán)形凸緣36上。
同樣地，外罩22也被圓周地細分為相鄰的區(qū)域220，其與區(qū)域200 一體地制成且通過區(qū)域200向上游延伸到它們與燃燒室端部壁30發(fā)生 連接的部分的另一邊而形成。應當注意到，只有在燃燒室的端部壁30 和下游端部之間延伸的區(qū)域200的長度的部分上，區(qū)域200的縱向邊 緣才折回從而形成圓形部分204和邊緣202。
可彈性變形的連接元件27提供外壁20和外金屬殼25之間的連接， 該連接元件27還保證區(qū)域200之間的相互保持。按照與連接元件17 相同的方式，連接元件27在圓周上設置成單行或多行。通過至少一個 連接元件，區(qū)域200的每一個邊緣202被連接于金屬殼25上。
在所示的實例中，連接元件27形成與連接元件17相似的Q形截 面的橋構(gòu)件，每一個橋構(gòu)件具有緊固到金屬殼25上的頂部27a以及以 腳部27d和27e作為終端的分支27b和27c，該腳部27d和27e被連接 至兩個相鄰部分200的相鄰邊緣202的外表面上。所述的連接元件可 通過螺栓連接、螺釘緊固連接或者鉚接的方式而被緊固于金屬殼25上 以及緊固到邊緣202上。按照與邊緣102相同的方式，邊緣202形成 用于緊固連接元件27的腳部27d和27e的耳片202a，邊緣202(形成耳 片202a的區(qū)域之外)的圓周尺寸可遠小于所述耳片的尺寸。
區(qū)域100和200(分別與區(qū)域120和220 —體地形成)由具有纖維強 化物的陶瓷基復合材料制成，該強化物由被陶瓷基密化的耐火纖維制 成。所述纖維強化物的纖維可為碳纖維或陶瓷纖維，并且中間相 (interphase),例如熱解碳(PyC)或者氮化硼(BN)，可被插入到強化纖維 和陶瓷基之間。所述纖維強化物可通過疊置纖維層(例如編織紡織品或 者編織層)而制成，或者通過三維編織而制成。所述陶瓷基可由碳化硅 或者由某種其它的陶瓷碳化物、氮化物或氧化物制成，并且還可包括 一個或多個自我修復的基相(matrix phase),即在某一溫度下通過呈現(xiàn)糊 狀狀態(tài)而能夠修復裂縫的相。具有自我修復基(self-healing matrices)的 陶瓷基復合材料在文件US 5 965 266、 US 6 291 058和US 6 068 930中 有所說明。
所述的中間相可通過化學蒸汽滲透而沉積在強化纖維上。為了實 現(xiàn)陶瓷基的密化，能夠進行化學蒸汽滲透密化處理或者液體處理，或者實際上進行活性處理(reactive process)(使用熔融金屬進行灌注)。用于 生產(chǎn)陶瓷基復合材料部件的處理方式已經(jīng)成為公知的技術。特別地， 通過對纖維強化物進行強化，可完成第一密化階段，而該強化物通過 工具(tooling)被保持在所需的外形；隨后進行的密化處理在沒有這種支 承工具的情況下繼續(xù)進行。
所述的燃燒室端部壁30被生產(chǎn)為單個的環(huán)形部件，其可由金屬制 成，對于所述區(qū)域100、 200和端部壁30的凸緣34、 36之間的機械緊 固件來說可以由金屬制成，這是由于該機械緊固件所提供的連接被提 供在"冷"區(qū)域中。
所述密封墊13、 23可被制造成纖維結(jié)構(gòu)的形式，該纖維結(jié)構(gòu)由耐 火纖維制成。能夠使用由陶瓷纖維制成的非密化的纖維結(jié)構(gòu)，例如， 碳化硅纖維或者某種其它的陶瓷碳化物、氮化物或氧化物的纖維，所 述纖維結(jié)構(gòu)通過例如編織(weaving)或織(braiding)而獲得。還能夠使用 耐火纖維(碳纖維或陶瓷纖維)制成的纖維結(jié)構(gòu)，該耐火纖維至少局部地 由陶瓷基密化，所述陶瓷基通過化學蒸汽滲透或通過液體處理而獲得。
在圖5的實施例中，密封墊13、 23表現(xiàn)出8形的截面。在不同的 實施例中，如圖6所示，密封墊13、 23可表現(xiàn)出X形的截面。
因為密封墊13、 23通過銷而被保持在其位置上，而所述銷例如位 于空間16、 26中的"冷"區(qū)域中的14、 24，所以所述銷可由金屬制成。
所述的可彈性變形的連接元件17、 27由厚度薄的金屬制成，從而 向其提供所需的彈性。應當注意，能夠使用與兩個區(qū)域100或者200 不同形的(common with)的連接元件，例如，通過特別的彈性連接件將 每個耳片102a、 202a連接到金屬殼15或25上。還應當注意，為了使 區(qū)域100、 200和金屬殼15、 25之間的連接元件在區(qū)域100、 200之間 施加相互的支承力，該連接元件可被施予預應力。
所述連接元件和所述金屬殼之間機械連接以及所述連接件和所述 區(qū)域IOO、 200之間的機械連接可通過螺釘、螺栓或者鉚釘實現(xiàn)，這些 螺釘、螺栓或者鉚釘均由金屬制成，因為它們位于空間16、26中的"冷" 區(qū)域中。
當提供有多行圓周上的連接元件17、 27的時候，其中的一行元件， 例如接近燃燒室的下游端部的那行連接元件，被無間隙地緊固到邊緣102、 202和到金屬殼15、 25上，而為了適應在縱向方向上的差別的尺 寸變化，所述的或者每一其它行的元件在縱向方向上具有間隙地緊固。 連接件17、 27的彈性結(jié)合區(qū)域100、 200的邊緣101、 202的彈性 變形的能力，特別是通過耳片102a、 202a，使得易于補償熱源的差別 的尺寸變化，所述變化發(fā)生于所述的陶瓷基復合材料壁10、 20和金屬 殼15、 25之間。
圖7顯示了不同的實施例，其中罩12、 22分別從區(qū)域100、 200 形成。從而，罩12、 22殼由金屬制成，它們可被制成各個單體構(gòu)件。 通過例如金屬螺栓或者螺釘，按照與區(qū)域IOO、 200的上游端部相同的 方式，罩12、 22被緊固到燃燒室端部壁30的凸緣34、 36上。
在燃燒室的下游端部和渦輪機噴嘴之間提供密封的一種方式在圖 8中顯示。
舉例來說，環(huán)形密封唇部56由金屬制成。按照與外壁20相同的 方式，該環(huán)形密封唇部56被圓周地細分為相鄰的區(qū)域560。每一唇部 區(qū)域560的上游部分560a被緊固到或者支承在相應的壁區(qū)域200的外 表面上。可通過銅焊提供緊固連接。唇部區(qū)域560從上游部分560a向 下游延伸，形成部分560b，該部分560b從壁區(qū)域200的外表面逐漸地 離開。
彈性金屬舌片57具有一個被緊固到在壁區(qū)域200的下游附近的連 接耳片202a的端部，其中的緊固可與發(fā)生于橋構(gòu)件腳部27的緊固同 形。彈性舌片57在其另一端部支承在唇部區(qū)域560的部分560b上。 對舌片57在彎曲狀態(tài)下施加預應力，從而在唇部區(qū)域560上施加彈性 力，并且同時支承在壁區(qū)域200的外表面上以及渦輪機噴嘴的壁46的 環(huán)形邊緣上(圖2)。
按照與唇部56相同的方式，內(nèi)環(huán)形密封唇部54被圓周地細分為 相鄰的區(qū)域，每一唇部區(qū)域被緊固到或者支承在相應的壁區(qū)域100上， 并且按照與唇部區(qū)域560相同的方式與金屬舌片相配合。
在所述的實施例中，形成燃燒室的每一內(nèi)壁和外壁的區(qū)域的數(shù)目 特別地視所述的陶瓷基復合材料纖維強化物發(fā)生變形的能力而定，從 而在制造一個區(qū)域的同時，使該數(shù)目能夠適應區(qū)域的外形。
因此，如在圖2至6的實施例中，當纖維強化物表現(xiàn)出較小的變
14形能力的時候或者當將施加到該強化物上的變形變大的時候，特別是 如果所述的罩被結(jié)合到所述區(qū)域中的話，區(qū)域的數(shù)目可變得更多。
因此，每一燃燒室壁的區(qū)域的數(shù)目按照這樣的方式進行選擇，每 一區(qū)域占據(jù)對應于一倍或多倍的燃燒室端部壁的噴射器殼體的角度節(jié)
距(angular pitch),例如， 一倍、兩倍或三倍于所述噴射器殼體的角度 節(jié)距。
在所示的實例中，區(qū)域的數(shù)目等于噴射器殼體的數(shù)目。
權(quán)利要求
1、一種燃氣渦輪機燃燒室組件，包括內(nèi)金屬殼(15)；外金屬殼(25)；環(huán)形燃燒室，其具有陶瓷基復合材料制成的內(nèi)壁(10)和外壁(20)，以及連接于所述內(nèi)壁和外壁上的燃燒室端部壁(30)；可彈性變形的連接元件(17、27)，其分別將所述燃燒室的內(nèi)壁和外壁連接于所述內(nèi)金屬殼和所述外金屬殼上，所述組件特征在于，所述燃燒室的內(nèi)壁和外壁(10、20)的每一者被圓周地細分為沿著縱向邊緣的相鄰區(qū)域(100、200)，每一區(qū)域連續(xù)地從所述燃燒室端部壁延伸到所述燃燒室的相對的端部，每一區(qū)域通過其每一個縱向邊緣從所述燃燒室向外折疊，從而形成具有U形橫截面的部分，每一區(qū)域通過折回的邊緣(102、202)作為終端，該折回的邊緣與相應的燃燒室壁的外表面分隔開，所述連接元件(17、27)通過被緊固到所述各區(qū)域的邊緣而連接到所述燃燒室的內(nèi)壁和外壁上。
2、 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述連接元件(17、 27) 表現(xiàn)為基本上為具有Q形截面的橋構(gòu)件的形式；每一個橋構(gòu)件均具有 頂部(17a、 27a)，其連接至所述一個內(nèi)金屬殼或外金屬殼上；腳部(17d、 17e、 27d、 27e)，其連接至相應的內(nèi)燃燒室壁或外燃燒室壁的兩個相鄰 區(qū)域的相鄰邊緣上。
3、 如權(quán)利要求l所述的組件，其特征在于，所述的連接元件(17、 27)被緊固到所述各區(qū)域的邊緣(102、 202)的外表面上。
4、 如權(quán)利要求l所述的組件，其特征在于，通過第一連接元件以 及至少一個第二連接元件，每一個內(nèi)燃燒室壁區(qū)域或外燃燒室壁區(qū)域 (100、 200)通過其每一邊緣而被連接至相應的內(nèi)金屬殼或外金屬殼上； 在所述的或每一個第二連接元件和相應的燃燒室壁區(qū)域邊緣之間的連 接從而在縱向方向上具有間隙。
5、 如權(quán)利要求l所述的組件，其特征在于，在相鄰內(nèi)燃燒室壁區(qū)域之間和相鄰外燃燒室壁區(qū)域之間插入密封墊(13、 23)。
6、 如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，在兩個相鄰區(qū)域的折 回的縱向邊緣的相面對的圓形部分(104、 204)之間插入密封墊(13、 23)。
7、 如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，每一密封墊(13、 23) 表現(xiàn)出X形或者8形的截面。
8、 如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，每一密封墊(13、 23) 包括耐火纖維的纖維結(jié)構(gòu)。
9、 如權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述的纖維結(jié)構(gòu)通過 陶瓷材料至少局部地被密化。
10、 如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，設置有元件(14、 24) 用來在縱向方向上相對于所述燃燒室壁區(qū)域的縱向邊緣保持每一密封 墊(13、 23)，所述密封墊被置于各區(qū)域的縱向邊緣之間。
11、 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述燃燒室的端部 壁(30)包括內(nèi)環(huán)形凸緣和外環(huán)形凸緣(34、 36)，所述的內(nèi)燃燒室壁區(qū)域 和外燃燒室壁區(qū)域連接于所述的兩個凸緣上。
12、 如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，每一個燃燒室壁區(qū) 域(IOO、 200)與形成罩區(qū)域(120、 220)的部分一體的形成，該罩區(qū)域從 所述區(qū)域和所述燃燒室端部壁(30)之間的連接處向上游延伸。
13、 如權(quán)利要求l所述的組件，其特征在于，罩形成部分(12、 22) 將所述內(nèi)燃燒室壁和外燃燒室壁從與所述燃燒室端部壁的連接處向上 游延伸，該罩形成部分與所述的燃燒室壁區(qū)域完全分開且被緊固到所 述燃燒室端部壁(30)的內(nèi)環(huán)形凸緣和外環(huán)形凸緣(34、 36)上。
14、 一種包括如權(quán)利要求1至13中的任意一項所述的燃燒室的燃氣渦輪發(fā)動機。
全文摘要
一種具有細分為多個區(qū)域的內(nèi)壁和外壁的燃氣渦輪機燃燒室，具有陶瓷基復合材料制成的內(nèi)壁(10)和外壁(20)，其還具有連接于內(nèi)壁和外壁上的燃燒室端部壁(30)。可彈性變形的連接元件(17、27)將燃燒室的內(nèi)壁和外壁連接于內(nèi)金屬殼和外金屬殼上。燃燒室的內(nèi)壁和外壁(10、20)的每一者被圓周地細分為沿著縱向邊緣的相鄰區(qū)域(100、200)，每一區(qū)域連續(xù)地從所述燃燒室端部壁延伸到所述燃燒室的相對的端部，每一區(qū)域在其每一個縱向邊緣處從所述燃燒室向外折疊，從而形成具有U形橫截面的部分，每一區(qū)域通過折回的邊緣(102、202)作為終端，該折回的邊緣與相應的燃燒室壁的外表面分隔開。所述連接元件(17、27)通過被緊固到所述各區(qū)域的邊緣而連接到所述燃燒室的內(nèi)壁和外壁上。
文檔編號F23R3/52GK101551123SQ200910133619
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者B·卡雷雷, G·阿巴魯, P·卡米, P·斯普里耶 申請人:斯奈克瑪動力部件公司