CN106989416B - 用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套及制造方法 - Google Patents

用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套及制造方法。提供了用于燃烧器组件(18)中的燃烧室衬套(100)。燃烧室衬套(100)包括限定燃烧室(106)的侧壁(134)，燃烧室(106)具有从中延伸穿过的主流轴线(130)。燃烧室(106)将燃气流沿着混合器(118)的漩涡流轴线(132)引导通过燃烧室(106)，漩涡流轴线(132)相对于主流轴线(130)倾斜地取向。燃烧室衬套(100)还包括限定于侧壁(134)中的薄膜冷却孔。薄膜冷却孔配置成将加压流体射流(128)排放至燃烧室(106)中，并且布置成至少第一行(140)和定位成与第一行(140)相距第一距离的第二行(142)。薄膜冷却孔布置为使得从第一行(140)中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流(128)在与燃气流混合时沿着排放流轴线(148)导向，排放流轴线(148)与第二行(142)中的薄膜冷却孔未对准。

Description

用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套及制造方法
技术领域
本公开大体上涉及涡轮发动机，且更具体地，涉及具有改进的薄膜冷却孔布置的燃烧器组件的燃烧室衬套。
背景技术
在燃气涡轮发动机中，在压缩机中加压的空气与燃料在燃烧器中混合，以生成热燃气。首先，从高压涡轮(HPT)中的气体中提取能量，该能量给压缩机提供动力，并且随后从低压涡轮(LPT)中的气体中提取能量，该能量在涡扇飞机发动机应用中给风扇提供动力，或者给用于船舶和/或工业应用的外部轴提供动力。通常，随着燃气的温度提高，发动机效率提高。然而，提高的气体温度提高沿着气体流路的各种构件的运行温度，这转而增加使这样的构件冷却而有助于延长其使用寿命的需要。
例如，已知的燃烧器包括在燃气涡轮发动机运行期间要求冷却的燃烧室衬套。已知的涡轮喷嘴包括同样地要求冷却的空心导叶。在至少一些燃气涡轮发动机中，使用压缩机泄放空气来使暴露于热燃气的流路构件冷却。例如，至少一些已知的构件将压缩机泄放空气(bleed air)引导通过燃烧室衬套或喷嘴中所限定的薄膜冷却孔。特别是，在燃烧室衬套中，薄膜冷却孔典型地布置成相对于燃气涡轮发动机的主流轴线横向地延伸的多行，并且，相邻行中的薄膜冷却孔彼此以交错的配置偏移。然而，通过燃烧器而引导的热燃气的自然漩涡可能导致沿着燃烧室衬套形成的热条纹(hot streaks)，从而缩短燃烧器的使用寿命。
发明内容
在一个方面，提供用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套。燃烧室衬套包括侧壁，侧壁限定燃烧室，燃烧室具有延伸穿过燃烧室的主流轴线。燃烧室配置成将燃气流沿着混合器漩涡流轴线而引导通过燃烧室，混合器漩涡流轴线相对于主流轴线倾斜地取向。燃烧室衬套还包括限定于侧壁中的多个薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至燃烧室中，并且，布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与燃气流混合时，从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流沿着排放流轴线导向，排放流轴线与第二行中的薄膜冷却孔未对准。
在另一方面，提供燃烧器组件。燃烧器组件包括：燃烧室衬套，包括侧壁，侧壁限定燃烧室，燃烧室具有延伸穿过燃烧室的主流轴线；和限定于侧壁中的多个薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至燃烧室中，并且多个薄膜冷却孔布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔。燃烧器组件还包括混合器，混合器定位于燃烧室衬套的上游端。混合器配置成将燃气流沿着混合器漩涡流轴线引导至燃烧室中，混合器漩涡流轴线相对于主流轴线倾斜地取向。多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与燃气流混合时，从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流沿着排放流轴线导向，排放流轴线与第二行中的薄膜冷却孔未对准。
在又一方面，提供制造用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套的方法。方法包括将多个薄膜冷却孔限定于燃烧器组件的侧壁内。侧壁限定燃烧室，燃烧室具有延伸穿过燃烧室的主流轴线，并且，多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至燃烧室中。燃烧室配置成将燃气流沿着混合器漩涡流轴线而引导通过燃烧室，混合器漩涡流轴线相对于主流轴线倾斜地成角度。该方法还包括，将多个薄膜冷却孔布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔。多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与燃气流混合时，从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流沿着排放流轴线导向，排放流轴线与第二行中的薄膜冷却孔未对准。
更具体而言，本发明提供了如下技术方案。
技术方案1．一种用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套，所述燃烧室衬套包括：
侧壁，限定燃烧室，该燃烧室具有延伸穿过该燃烧室的主流轴线，其中，所述燃烧室配置成将燃气流沿着混合器的漩涡流轴线通过该燃烧室而引导，该混合器的漩涡流轴线相对于所述主流轴线倾斜地取向；和
多个薄膜冷却孔，限定于所述侧壁内，所述多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至所述燃烧室中，所述多个薄膜冷却孔布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与所述第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔，所述多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与所述燃气流混合时，从所述第一行中的薄膜冷却孔排放的所述加压流体射流沿着排放流轴线导向，该排放流轴线与所述第二行中的薄膜冷却孔未对准。
技术方案2．根据技术方案1所述的燃烧室衬套，其中，所述第一行和所述第二行相对于所述主流轴线横向地延伸。
技术方案3．根据技术方案1所述的燃烧室衬套，其中，布置在所述第一行和所述第二行的每一行中的所述多个薄膜冷却孔彼此以相等的距离隔开。
技术方案4．根据技术方案3所述的燃烧室衬套，其中，所述第二行中的所述薄膜冷却孔相对于所述主流轴线而以小于所述相等的距离的长度的一半的距离从所述第一行中的所述薄膜冷却孔偏移。
技术方案5．根据技术方案1所述的燃烧室衬套，其中，所述多个薄膜冷却孔包括第三行的薄膜冷却孔，该第三行的薄膜冷却孔定位成与所述第一行相距比所述第一距离更大的第二距离，其中，所述第三行中的薄膜冷却孔相对于所述主流轴线而从所述第一行中的所述薄膜冷却孔偏移，使得所述第三行中的所述薄膜冷却孔大致与所述排放流轴线对准。
技术方案6．根据技术方案5所述的燃烧室衬套，其中，所述排放流轴线相对于所述主流轴线倾斜地取向。
技术方案7．根据技术方案5所述的燃烧室衬套，其中，所述第一行中的所述薄膜冷却孔以这样的速度排放所述加压流体射流，使得所述排放流轴线相对于所述主流轴线成角度，该角度为限定于所述主流轴线与所述混合器的漩涡流轴线之间的角度的大约一半。
技术方案8．一种燃烧器组件，包括：
燃烧室衬套，包括：
限定燃烧室的侧壁，该燃烧室具有主流轴线，该主流轴线延伸穿过该燃烧室；和
限定于所述侧壁中的多个薄膜冷却孔，所述多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至所述燃烧室中，所述多个薄膜冷却孔布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与所述第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔；和
混合器，其定位于所述燃烧室衬套的上游端，所述混合器配置成将燃气流沿着混合器的漩涡流轴线引导至所述燃烧室中，该混合器的漩涡流轴线相对于所述主流轴线倾斜地取向，其中，所述多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与所述燃气流混合时，从所述第一行中的薄膜冷却孔排放的所述加压流体射流沿着排放流轴线导向，该排放流轴线与所述第二行中的薄膜冷却孔未对准。
技术方案9．根据技术方案8所述的燃烧器组件，其中，所述第一行和所述第二行相对于所述主流轴线横向地延伸。
技术方案10．根据技术方案8所述的燃烧器组件，其中，布置在所述第一行和所述第二行的每一行中的所述多个薄膜冷却孔彼此以相等的距离隔开。
技术方案11．根据技术方案10所述的燃烧器组件，其中，所述第二行中的所述薄膜冷却孔相对于所述主流轴线而以小于所述相等的距离的长度的一半的距离从所述第一行中的所述薄膜冷却孔偏移。
技术方案12．根据技术方案8所述的燃烧器组件，其中，所述多个薄膜冷却孔包括第三行的薄膜冷却孔，该第三行的薄膜冷却孔定位成与所述第一行相距比所述第一距离更大的第二距离，其中，所述第三行中的薄膜冷却孔相对于所述主流轴线而从所述第一行中的所述薄膜冷却孔偏移，使得所述第三行中的所述薄膜冷却孔大致与所述排放流轴线对准。
技术方案13．根据技术方案12所述的燃烧器组件，其中，所述排放流轴线相对于所述主流轴线倾斜地取向。
技术方案14．根据技术方案12所述的燃烧器组件，其中，所述第一行中的所述薄膜冷却孔以这样的速度排放所述加压流体射流，使得所述排放流轴线相对于所述主流轴线成角度，该角度为限定于所述主流轴线与所述混合器的漩涡流轴线之间的角度的大约一半。
技术方案15．一种制造用于在燃烧器组件中使用的燃烧室衬套的方法，所述方法包括：
在所述燃烧器组件的侧壁中限定多个薄膜冷却孔，所述侧壁限定燃烧室，该燃烧室具有延伸穿过该燃烧室的主流轴线，所述多个薄膜冷却孔配置成将加压流体射流排放至所述燃烧室中，所述燃烧室配置成将燃气流沿着混合器漩涡流轴线而引导通过该燃烧室，该混合器漩涡流轴线相对于所述主流轴线倾斜地成角度；和
将所述多个薄膜冷却孔布置成至少第一行的薄膜冷却孔和定位成与所述第一行相距第一距离的第二行的薄膜冷却孔，所述多个薄膜冷却孔如此布置，使得在与所述燃气流混合时，从所述第一行中的薄膜冷却孔排放的所述加压流体射流沿着排放流轴线导向，该排放流轴线与所述第二行中的薄膜冷却孔未对准。
技术方案16．根据技术方案15所述的方法，其中，布置所述多个薄膜冷却孔包括，使所述第一行和所述第二行相对于所述主流轴线横向地延伸。
技术方案17．根据技术方案15所述的方法，其中，布置所述多个薄膜冷却孔包括，如此布置所述多个薄膜冷却孔，使得所述第一行和所述第二行的每一行中的所述薄膜冷却孔彼此以相等的距离隔开。
技术方案18．根据技术方案17所述的方法，其中，布置所述多个薄膜冷却孔包括，使所述第二行中的所述薄膜冷却孔相对于所述主流轴线而以小于所述相等的距离的长度的一半的距离从所述第一行中的所述薄膜冷却孔偏移。
技术方案19．根据技术方案15所述的方法，进一步包括：
将所述多个薄膜冷却孔布置成第三行的薄膜冷却孔，所述第三行的薄膜冷却孔定位成与所述第一行相距比所述第一距离更大的第二距离；和
使所述第三行中的薄膜冷却孔相对于所述主流轴线而从所述第一行中的薄膜冷却孔偏移，使得所述第三行中的所述薄膜冷却孔大致与所述排放流轴线对准。
技术方案20．根据技术方案19所述的方法，其中，使所述第三行中的薄膜冷却孔偏移包括，将所述排放流轴线限定为相对于所述主流轴线倾斜地成角度，该角度为限定于所述主流轴线与所述混合器漩涡流轴线之间的角度的大约一半。
附图说明
在参考附图来阅读以下的详述时，将更清楚地理解本公开的这些及其他特征、方面以及优点，其中，在整个附图中，相同的字符表示相同的零件，其中：
图1是示例性的涡扇发动机的示意图；
图2是可以与图1中所示出的涡扇发动机一起使用的示例性的燃烧器组件的示意性横截面图；
图3是可以用于图2中所示出的燃烧器组件中的燃烧室衬套的局部剖视图；并且，
图4是图3中所示出的燃烧室衬套的备选的局部剖视图。
除非另有指示，否则本文中所提供的附图旨在图示本公开的实施例的特征。这些特征被认为可应用于包括本公开一个或更多个实施例的各种各样的系统中。正因如此，附图不旨在包括本领域普通技术人员已知的实施本文中所公开的实施例所要求的所有的常规特征。
零部件清单
涡扇发动机 ..................................... 10
风扇组件 ....................................... 12
增压压缩机 ..................................... 14
高压压缩机 ..................................... 16
燃烧器组件 ..................................... 18
高压涡轮 ....................................... 20
低压涡轮 ....................................... 22
风扇叶片 ....................................... 24
转子盘 ......................................... 26
第一驱动轴 ..................................... 28
第二驱动轴 ..................................... 30
进气口 ......................................... 32
排气端 ......................................... 34
中心线 ......................................... 36
燃烧室衬套 .................................... 100
径向外壳 ...................................... 102
径向内壳 ...................................... 104
燃烧室 ........................................ 106
中心线 ........................................ 108
径向外通道 .................................... 110
径向内通道 .................................... 112
圆顶组件 ...................................... 114
燃料喷嘴 ...................................... 116
混合器 ........................................ 118
压缩空气 ...................................... 120
喷嘴 .......................................... 122
泄放空气 ...................................... 124
薄膜冷却孔 .................................... 126
加压流体射流 .................................. 128
主流轴线 ...................................... 130
混合器漩涡流轴线 .............................. 132
侧壁 .......................................... 134
优先区域 ...................................... 136
非优先区域 .................................... 138
第一行 ........................................ 140
第二行 ........................................ 142
第三行 ........................................ 144
薄膜冷却孔 .................................... 146
排放流轴线 .................................... 148
薄膜冷却孔 .................................... 150
表面 .......................................... 152
薄膜冷却孔 .................................... 154。
具体实施方式
在下文的说明书和权利要求中，将引用应当定义为具有下列含义的一些用语。
单数形式“一”、“一个”和“该”包括对复数的引用，除非上下文明确地另有所指。
“任选”或“任选地”意味着随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，并且，本说明书的描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
如在本文中在整个说明书和权利要求书中所使用的近似的语言可以应用于修改能够容许变化的任何数量的表示，而不导致有关的基本功能的改变。因此，通过比如“大约”、“近似地”和“大致”之类的一个用语或多个用语而修改的值，并不限于所指定的精确的值。在至少一些情形中，近似的语言可以对应于用于对值进行测量的仪器的精度。在此，在整个说明书和权利要求书中，范围的限制可被组合和/或互换。这样的范围被识别，并且包括其中所包括的所有的子范围，除非上下文或语言另有指示。
如本文中所使用的，用语“轴向”和“轴向地”是指与涡轮发动机的中心线大致平行地延伸的方向和取向。此外，用语“径向”和“径向地”是指与涡轮发动机的中心线大致垂直地延伸的方向和取向。另外，如本文中所使用的，用语“周向”和“周向地”是指绕涡轮发动机的中心线弧形地延伸的方向和取向。
本公开的实施例涉及燃烧器组件，该燃烧器组件在其环形侧壁具有薄膜冷却孔的布置，该布置有助于减少侧壁上的热条纹的形成。更具体地，薄膜冷却孔布置成一系列的多行，比如第一行、与第一行相邻的第二行以及与第二行相邻的第三行。第一行、第二行以及第三行中的薄膜冷却孔彼此偏移。例如，相关于(as a function of…)通过燃烧器组件而引导的燃气的混合器漩涡流的方向，且更具体地相关于从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流的排放的方向，来选择第二行和第三行中的薄膜冷却孔的布置。选择该布置，使得从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流与第二行中的薄膜冷却孔未对准，以有助于使第一行和第二行中的薄膜冷却孔所提供的薄膜冷却沿环形侧壁的环向方向交错。此外，从第一行中的薄膜冷却孔排放的加压流体射流与第三行中的薄膜冷却孔大致对准。第三行与第一行分开一段距离，其确保第一行和第三行中的薄膜冷却孔所提供的薄膜冷却沿燃烧器组件的轴向方向交错。由此，利用以高效且节约空间的方式布置的薄膜冷却孔，来减少侧壁上的热条纹的形成。
图1是示例性的涡扇发动机10的示意图，涡扇发动机10包括风扇组件12、低压或增压压缩机14、高压压缩机16以及燃烧器组件18。风扇组件12、增压压缩机14、高压压缩机16以及燃烧器组件18流连通地联接。涡扇发动机10还包括高压涡轮20和低压涡轮22，高压涡轮20与燃烧器组件18流连通地联接。风扇组件12包括从转子盘26径向地向外延伸的风扇叶片24的阵列。低压涡轮22通过第一驱动轴28而与风扇组件12和增压压缩机14联接，并且，高压涡轮20通过第二驱动轴30而与高压压缩机16联接。涡扇发动机10具有进气口32和排气端34。涡扇发动机10 进一步包括中心线36，风扇组件12、增压压缩机14、高压压缩机16以及涡轮20和22围绕中心线36旋转。
在运行中，通过进气口32而进入涡扇发动机10的空气通过风扇组件12而被朝向增压压缩机14引导。压缩空气从增压压缩机14朝向高压压缩机16排放。高度地压缩的空气从高压压缩机16 被朝向燃烧器组件18引导，与燃料混合，并且在燃烧器组件18内使混合物燃烧。将燃烧器组件18所生成的高温燃气朝向涡轮组件20和22引导。随后，燃气经由排气端34从涡扇发动机10排放。
图2是可以与涡扇发动机10(在图1中示出)一起使用的燃烧器组件18的示意性横截面图。在示例性的实施例中，燃烧器组件18包括燃烧室衬套100，燃烧室衬套100定位于径向外壳102与径向内壳104之间。如将在下文中更详细地描述的，燃烧室衬套100限定燃烧室106。此外，径向外壳102和径向内壳104围绕燃烧器组件18的中心线108定位，使得径向外通道110限定于径向外壳102与燃烧室衬套100之间，并且，使得径向内通道112限定于径向内壳104与燃烧室衬套100之间。环形圆顶(dome)组件114在燃烧室衬套100之间延伸，并且与燃烧室衬套100联接，并且，燃料喷嘴116延伸穿过径向外壳102，以与圆顶组件114联接。混合器118定位于燃烧室衬套100的上游端，并且从燃料喷嘴116接收燃料，且接收从高压压缩机16(在图1中示出)引导的压缩空气120。通过混合器118而使燃料和空气成漩涡且混合在一起，并且，将由此产生的燃料与空气的混合物排放至燃烧室106中。使燃料与空气的混合物燃烧，并且将燃气流在朝向高压涡轮20(在图1中示出)引导之前通过燃烧室106而引导，且经过喷嘴122。虽然示出为环形类型的燃烧器，但应当理解到，可以在具有包含环管式燃烧器和突张式燃烧器在内的其他燃烧器体系结构的涡轮发动机内提供冷却。
在一个实施例中，将泄放空气流124从增压压缩机14引导，以提供用于热气路径构件的薄膜冷却。如本文中所使用的，“热气路径”是指用于涡扇发动机10内的燃气的流路，并且，“热气路径构件”是指接触热气路径内的燃气的任何构件。例如，热气路径构件包括燃烧室衬套、喷嘴、转子叶片以及护罩中的至少一个，但不限于此。更具体地，在示例性的实施例中，将泄放空气124引导通过径向外壳102而，使得泄放空气124在径向外通道110和径向内通道112内流动。燃烧室衬套100包括多个薄膜冷却孔126，这些薄膜冷却孔126用于将泄放空气124通过薄膜冷却孔126而引导。更具体地，薄膜冷却孔126与径向外通道110和径向内通道112流连通地联接，使得泄放空气124的加压流体射流128从薄膜冷却孔126排放至燃烧室106中，并且，使得将由加压流体射流128形成的保护膜(未示出)形成于燃烧室衬套100之上。由此，泄放空气124有助于保护燃烧室衬套100免受通过燃烧室106引导的燃气的损害。如本文中所使用的，例如，“保护膜”是指形成于相应构件上且由泄放空气气流形成的气体层。
图3是可以用于燃烧器组件18(在图2中示出)中的燃烧室衬套100的局部剖视图，并且，图4是燃烧室衬套100的备选的局部剖视图。在示例性的实施例中，燃烧室衬套100包括环形侧壁134，环形侧壁134限定燃烧室106(在图2中示出)，燃烧室106具有延伸穿过燃烧室106的主流轴线130。主流轴线130大体上与燃烧器组件18的中心线108(在图2中示出)相对应。此外，如上所述，将燃料与空气的混合物排放至燃烧室106中，并且，使燃料与空气的混合物燃烧，并且，将燃气流通过燃烧室106而引导。更具体地，混合器118(在图2中示出)有助于诱发漩涡至燃料与空气的混合物，使得将由此而产生的燃气流沿着混合器漩涡流轴线132被引导通过燃烧室106，混合器漩涡流轴线132相对于主流轴线130倾斜地取向。
在示例性的实施例中，多个薄膜冷却孔126限定于燃烧室衬套100的侧壁134内。燃烧室衬套100包括优先区域136和非优先区域138。优先区域136包括薄膜冷却孔126的比非优先区域138更密集地填充的布置，从而在燃烧室衬套100的最热区域提供附加的薄膜冷却。如将在下文中更详细地描述，优先区域136中的薄膜冷却孔126布置成交替地交错的布局，而非优先区域138中的薄膜冷却孔126以减少非优先区域138中热条纹的形成的方式布置。
在一个实施例中，多个薄膜冷却孔126布置成多行。例如，如图3中所示，多个薄膜冷却孔126布置成至少第一行140的薄膜冷却孔和第二行142的薄膜冷却孔，第二行142的薄膜冷却孔定位成与第一行140相距第一距离。更具体地，第一行140和第二行142定位成彼此直接相邻，并且，相对于主流轴线130横向地延伸。第三行144的薄膜冷却孔定位成与第一行140相距比第一距离更大的第二距离。更具体地，第二行142和第三行144定位成彼此直接相邻，并且，相对于主流轴线130横向地延伸。
在运行中，且如上所述，各薄膜冷却孔126将加压流体射流128排放至燃烧室106中。在示例性的实施例中，多个薄膜冷却孔126如此布置，使得在与燃气流混合时，从第一行140中的薄膜冷却孔146排放的加压流体射流128沿着排放流轴线148导向，排放流轴线148与第二行142中的薄膜冷却孔150未对准。更具体地，沿着混合器漩涡流轴线132而引导通过燃烧室106的燃气流引起加压流体射流128，从而当加压流体射流128与燃烧室衬套100的表面152分离时，改变方向。由此，排放流轴线148用于确定在侧壁134中限定的非优先区域中的多个薄膜冷却孔126的布局，以确保使由相邻的行中的各加压流体射流128提供的薄膜冷却交错，这有助于减少侧壁134上的热条纹的形成。
在一个实施例中，布置于第一行140、第二行142及第三行144的每一行中的多个薄膜冷却孔126以相等的距离彼此隔开。此外，第二行142中的薄膜冷却孔150相对于主流轴线130而以小于该相等的距离的长度L的一半的距离从第一行140中的薄膜冷却孔146偏移。同样地，第三行144中的薄膜冷却孔154相对于主流轴线130而以小于相等的距离的长度L的一半的距离从第二行142中的薄膜冷却孔150偏移。另外，第三行144中的薄膜冷却孔154相对于主流轴线130而从第一行140中的薄膜冷却孔146和第二行中的薄膜冷却孔150偏移，使得第三行144中的薄膜冷却孔154大致与排放流轴线148对准。如上所述，第一行140和第三行144彼此以第二距离分离。由此，选择第二距离，以确保从薄膜冷却孔146排放的加压流体射流128不与从薄膜冷却孔154排放的加压流体射流128组合，从而限定加压流体射流128的交错的配置，以有助于减少热条纹的形成。在备选的实施例中，布置于第一行140、第二行142及第三行144的每一行中的多个薄膜冷却孔126以可变的距离彼此隔开。
在示例性的实施例中，排放流轴线148相对于主流轴线130倾斜地取向。基于从薄膜冷却孔126排放的加压流体射流128的速度、薄膜冷却孔126延伸穿过侧壁134的角度，以及混合器漩涡流轴线132相对于主流轴线130的角度α中的至少一者，来确定排放流轴线相对于主流轴线的角度β。例如，第一行140中的薄膜冷却孔146以这样的速度排放加压流体射流128，使得排放流轴线148相对于主流轴线130成角度，该角度为限定于主流轴线130与混合器漩涡流轴线132之间的角度α的大约一半。
虽然结合第一行140、第二行142以及第三行144的上下文进行了描述，但应当理解到，随后的行中的薄膜冷却孔的布置同样地根据布置于第一行140、第二行142以及第三行144中的薄膜冷却孔的原理而布置。
本文中所描述的系统和方法的示例性技术效果包括如下技术效果中的至少一者：(a)减少使用薄膜冷却的热气路径构件中的热条纹的形成；(b)改进薄膜冷却效率；以及(c)增加热气路径构件的使用寿命。
在上文中详细地描述涡扇发动机及相关构件的示例性实施例。系统不限于本文中所描述的具体实施例，而是，所述系统的构件和/或方法的步骤可以与本文中所描述的其他构件和/或步骤独立地且分开地利用。例如，本文中所描述的构件的配置还可以与其他过程组合使用，而不限于仅利用如本文中所描述的涡扇发动机及相关的方法来实施。而是，能够结合利用薄膜冷却热气路径构件的许多应用，来实现并利用示例性的实施例。
虽然本公开的各种实施例的具体的特征可以在某些附图中示出，而不在其他附图中示出，但这仅仅是为了方便起见。根据本公开的实施例的原理，可以将附图的任何特征与任何其他附图的任何特征组合而引用且/或要求保护。
本书面描述使用示例来公开本公开的实施例，包括最佳方式，并且还允许任何本领域技术人员实施本公开的实施例，包括制作并使用任何装置或系统和执行任何结合的方法。本文中所描述的实施例的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言无差异的结构要素，或者如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等同结构要素，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种用于在燃烧器组件(18)中使用的燃烧室衬套(100)，所述燃烧室衬套(100)包括：
侧壁(134)，限定燃烧室(106)，该燃烧室(106)具有延伸穿过该燃烧室(106)的主流轴线(130)，其中，所述燃烧室(106)配置成将燃气流沿着混合器(118)的漩涡流轴线(132)引导通过该燃烧室(106)，该混合器(118)的漩涡流轴线(132)相对于所述主流轴线(130)倾斜地取向；和
限定于所述侧壁(134)中的多个薄膜冷却孔(126)，所述多个薄膜冷却孔(126)配置成将加压流体射流(128)排放至所述燃烧室(106)中，所述多个薄膜冷却孔(126)布置成至少第一行(140)的薄膜冷却孔和定位成与所述第一行(140)相距第一距离的第二行(142)的薄膜冷却孔，所述多个薄膜冷却孔(126)如此布置，使得在与所述燃气流混合时，从所述第一行(140)中的薄膜冷却孔(146)排放的所述加压流体射流(128)沿着排放流轴线(148)导向，该排放流轴线(148)与所述第二行(142)中的薄膜冷却孔(150)未对准：
其中，所述多个薄膜冷却孔(126)包括第三行(144)的薄膜冷却孔，该第三行(144)的薄膜冷却孔定位成与所述第一行(140)相距比所述第一距离更大的第二距离，其中，所述第三行(144)中的薄膜冷却孔(154)相对于所述主流轴线(130)而从所述第一行(140)中的所述薄膜冷却孔(146)偏移，使得所述第三行(144)中的所述薄膜冷却孔(154)大致与所述排放流轴线(148)对准；
其中，所述第一行(140)中的所述薄膜冷却孔(146)将所述加压流体射流(128)以这样的速度排放，使得所述排放流轴线(148)相对于所述主流轴线(130)成角度，所述角度为限定于所述主流轴线(130)与所述混合器(118)的漩涡流轴线(132)之间的角度的大约一半。
2.根据权利要求1所述的燃烧室衬套(100)，其中，所述第一行(140)和所述第二行(142)相对于所述主流轴线(130)横向地延伸。
3.根据权利要求1所述的燃烧室衬套(100)，其中，布置在所述第一行(140)和所述第二行(142)的每一行中的所述多个薄膜冷却孔(126)彼此以相等的距离隔开。
4.根据权利要求3所述的燃烧室衬套(100)，其中，所述第二行(142)中的所述薄膜冷却孔(150)相对于所述主流轴线(130)而以小于所述相等的距离的长度的一半的距离从所述第一行(140)中的所述薄膜冷却孔(146)偏移。
5.根据权利要求1所述的燃烧室衬套(100)，其中，所述排放流轴线(148)相对于所述主流轴线(130)倾斜地取向。
6.一种燃烧器组件(18)，包括：
燃烧室衬套(100)，包括：
限定燃烧室(106)的侧壁(134)，该燃烧室(106)具有主流轴线(130)，该主流轴线(130)延伸穿过该燃烧室(106)；和
限定于所述侧壁(134)中的多个薄膜冷却孔(126)，所述多个薄膜冷却孔(126)配置成将加压流体射流(128)排放至所述燃烧室(106)中，所述多个薄膜冷却孔(126)布置成至少第一行(140)的薄膜冷却孔和定位成与所述第一行(140)相距第一距离的第二行(142)的薄膜冷却孔；和
混合器(118)，定位于所述燃烧室衬套(100)的上游端，所述混合器(118)配置成将燃气流沿着混合器(118)的漩涡流轴线(132)引导至所述燃烧室(106)中，该混合器(118)的漩涡流轴线(132)相对于所述主流轴线(130)倾斜地取向，其中，所述多个薄膜冷却孔(126)如此布置，使得在与所述燃气流混合时，从所述第一行(140)中的薄膜冷却孔(146)排放的所述加压流体射流(128)沿着排放流轴线(148)导向，该排放流轴线(148)与所述第二行(142)中的薄膜冷却孔(150)未对准。
7.根据权利要求6所述的燃烧器组件(18)，其中，所述第一行(140)和所述第二行(142)相对于所述主流轴线(130)横向地延伸。
8.根据权利要求6所述的燃烧器组件(18)，其中，布置在所述第一行(140)和所述第二行(142)的每一行中的所述多个薄膜冷却孔(126)彼此以相等的距离隔开。
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