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用于 涡轮 发动机的流体 喷嘴组件

阅读：535发布：2020-05-08

专利汇可以提供用于涡轮发动机的流体喷嘴组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种燃气涡轮发动机，其包括具有涡轮转子叶片级的涡轮。所述燃气涡轮发动机另外包括界定冷却空气通道的燃烧区段，所述冷却空气通道用于将冷却空气流提供到所述涡轮转子叶片级。所述燃气涡轮发动机另外包括具有流体喷嘴的流体喷嘴组件，所述流体喷嘴定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位。所述流体喷嘴界定开口且能够操作以引导冷却空气流通过所述开口以增加或减少提供到所述涡轮转子叶片级的冷却空气的量，从而例如提高所述燃气涡轮发动机的效率。，下面是用于涡轮发动机的流体喷嘴组件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种燃气涡轮发动机，包括：
涡轮，其包括涡轮转子叶片级；
燃烧区段，其界定用于将冷却空气流提供到所述涡轮转子叶片级的冷却空气通道；以及
流体喷嘴组件，其包括定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道中或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位的流体喷嘴，所述流体喷嘴界定开口且能够操作以引导冷却空气流通过所述开口。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述流体喷嘴进一步界定多个内部喷嘴槽道，且其中所述内部喷嘴槽道中的每一个界定围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口。
3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述流体喷嘴进一步界定至少十个内部喷嘴槽道，每个内部喷嘴槽道具有围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口。
4.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：由所述流体喷嘴界定的所述开口界定空气流方向，且其中所述多个内部喷嘴槽道中的每一个界定基本上垂直于由所述流体喷嘴界定的所述开口的所述空气流方向的空气流方向。
5.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件和与所述管槽组件空气流动连通的阀门，其中所述阀门能够在打开位置与闭合位置之间移动，且其中所述流体喷嘴被配置用于当所述阀门处于所述打开位置时将加压空气流提供到所述多个内部喷嘴槽道、通过所述相应内部喷嘴出口以引导冷却空气流通过所述开口。
6.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述燃烧区段包括外部壳体，其中所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件，且其中所述管槽组件的至少部分延伸到所述外部壳体外侧。
7.根据权利要求6所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述燃气涡轮发动机界定径向方向，其中所述流体喷嘴组件进一步包括用于调整空气流通过所述管槽组件的阀门，且其中所述阀门沿着所述径向方向定位于所述外部壳体外侧。
8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述管槽组件空气流动连通的过滤器，且其中所述过滤器沿着所述径向方向定位于所述外部壳体外侧。
9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述燃气涡轮发动机界定径向方向，其中所述燃烧区段进一步界定燃烧腔室和导流器，且其中所述冷却空气通道为由所述导流器界定的基本上环形的通道，所述导流器沿着所述燃气涡轮发动机的所述径向方向定位于所述燃烧腔室的内侧。
10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：所述燃气涡轮发动机进一步包括界定压缩机出口的压缩机，其中所述燃烧区段进一步界定燃烧腔室和前部腔室，其中所述前部腔室定位于所述燃烧腔室的上游且与所述压缩机出口空气流动连通，其中所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件，其中所述管槽组件界定入口，且其中所述入口与所述压缩机出口的径向外部位置处的所述前部腔室空气流动连通。
11.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于：进一步包括：
多个流体喷嘴组件，每个流体喷嘴组件包括定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道中或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位的流体喷嘴，且界定开口。
12.一种用于燃气涡轮发动机的流体喷嘴组件，所述燃气涡轮发动机包括：涡轮区段，其包括涡轮转子叶片级；和燃烧区段，其界定用于将冷却空气流提供到所述涡轮转子叶片级的冷却空气通道，所述流体喷嘴组件包括：
流体喷嘴，其被配置成定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道中或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位，所述流体喷嘴界定开口和多个内部喷嘴槽道，每个内部喷嘴槽道界定围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口，以用于在某些操作期间引导冷却空气流通过所述开口。
13.根据权利要求12所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述流体喷嘴进一步界定至少十个内部喷嘴槽道，每个内部喷嘴槽道具有围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口。
14.根据权利要求12所述的流体喷嘴组件，其特征在于：由所述流体喷嘴界定的所述开口界定空气流方向，且其中所述多个内部喷嘴槽道中的每一个界定基本上垂直于由所述流体喷嘴界定的所述开口的所述空气流方向的空气流方向。
15.根据权利要求12所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件和与所述管槽组件空气流动连通的阀门。
16.根据权利要求15所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述阀门能够在打开位置与闭合位置之间移动，且其中所述流体喷嘴被配置用于当所述阀门处于所述打开位置时将加压空气流提供到所述多个内部喷嘴槽道且通过所述相应内部喷嘴出口以引导冷却空气流通过所述开口。
17.根据权利要求15所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述阀门被配置成沿着所述燃气涡轮发动机的径向方向定位于所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的外部壳体外侧。
18.根据权利要求17所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述管槽组件空气流动连通的过滤器，且其中所述过滤器被配置成沿着所述燃气涡轮发动机的所述径向方向定位于所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的所述外部壳体外侧。
19.根据权利要求12所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述流体喷嘴组件包括多个流体喷嘴组件，每个流体喷嘴组件包括流体喷嘴，所述流体喷嘴被配置成定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道中或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位，且界定开口。
20.根据权利要求12所述的流体喷嘴组件，其特征在于：所述流体喷嘴组件包括至少三个流体喷嘴组件，所述流体喷嘴组件在安装于所述燃气涡轮发动机中时被配置成沿着所述燃气涡轮发动机的周向方向而间隔开。

说明书全文

用于涡轮 发动机的流体 喷嘴组件

技术领域

[0001] 本主题大体上涉及一种用于燃气涡轮发动机的流体喷嘴组件。

背景技术

[0002] 燃气涡轮发动机大体上包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括呈串流次序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合，且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被传送到涡轮区段。流动通过涡轮区段的燃烧气体驱动涡轮区段且接着被传送通过排气区段，例如到大气。

[0003] 在燃气涡轮发动机的操作期间，例如涡轮区段内的某些组件可相对不断地暴露于来自燃烧气体的升高温度。为使这些组件中的至少某些组件的温度维持在所要温度阈值之下，可将冷却空气流提供到组件。通常提供冷却空气流，而不考虑燃气涡轮发动机的操作模式。

[0004] 然而，取决于燃气涡轮发动机的操作模式，涡轮区段的组件可或可不需要提供到其的所有冷却空气流。向这些组件提供过量的冷却空气流可能降低燃气涡轮发动机的总效率。因此，用于管理在操作期间提供到燃气涡轮发动机的涡轮区段内一个或多个组件的冷却空气流的量的系统将有用。发明内容

[0005] 本发明的方面和优势将部分在以下描述中阐述，或可从描述显而易见，或可通过本发明的实践得知。

[0006] 在本发明的一个示范性实施例中，提供燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括：涡轮，其具有涡轮转子叶片级；燃烧区段，其界定用于将冷却空气流提供到涡轮转子叶片级的冷却空气通道；和流体喷嘴组件。流体喷嘴组件包括定位于燃烧区段的冷却空气通道的上游或紧靠着燃烧区段的冷却空气通道的上游而定位的流体喷嘴。流体喷嘴界定开口且可经操作以引导冷却空气流通过开口。

[0007] 在本发明的另一示范性实施例中，提供用于燃气涡轮发动机的流体喷嘴组件。燃气涡轮发动机包括：涡轮区段，其具有涡轮转子叶片级；和燃烧区段，其界定用于将冷却空气流提供到涡轮转子叶片级的冷却空气通道。流体喷嘴组件包括被配置成定位于燃烧区段的冷却空气通道的上游或紧靠着燃烧区段的冷却空气通道的上游而定位的流体喷嘴。流体喷嘴界定开口和多个内部喷嘴槽道。每个内部喷嘴槽道界定围绕开口而定位的内部喷嘴出口，以用于在某些操作期间引导冷却空气流通过开口。

[0008] 技术方案1.一种燃气涡轮发动机，包括：

[0009] 涡轮，其包括涡轮转子叶片级；

[0010] 燃烧区段，其界定用于将冷却空气流提供到所述涡轮转子叶片级的冷却空气通道；以及

[0011] 流体喷嘴组件，其包括定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位的流体喷嘴，所述流体喷嘴界定开口且能够操作以引导冷却空气流通过所述开口。

[0012] 技术方案2.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中：所述流体喷嘴进一步界定多个内部喷嘴槽道，且其中所述内部喷嘴槽道中的每一个界定围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口。

[0013] 技术方案3.根据技术方案2所述的燃气涡轮发动机，其中：所述流体喷嘴进一步界定至少十个内部喷嘴槽道，每个内部喷嘴槽道具有围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口。

[0014] 技术方案4.根据技术方案2所述的燃气涡轮发动机，其中：由所述流体喷嘴界定的所述开口界定空气流方向，且其中所述多个内部喷嘴槽道中的每一个界定基本上垂直于由所述流体喷嘴界定的所述开口的所述空气流方向的空气流方向。

[0015] 技术方案5.根据技术方案2所述的燃气涡轮发动机，其中：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件和与所述管槽组件空气流动连通的阀门，其中所述阀门能够在打开位置与闭合位置之间移动，且其中所述流体喷嘴被配置用于当所述阀门处于所述打开位置时将加压空气流提供到所述多个内部喷嘴槽道、通过所述相应内部喷嘴出口以引导冷却空气流通过所述开口。

[0016] 技术方案6.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中：所述燃烧区段包括外部壳体，其中所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件，且其中所述管槽组件的至少部分延伸到所述外部壳体外侧。

[0017] 技术方案7.根据技术方案6所述的燃气涡轮发动机，其中：所述燃气涡轮发动机界定径向方向，其中所述流体喷嘴组件进一步包括用于调整空气流通过所述管槽组件的阀门，且其中所述阀门沿着所述径向方向定位于所述外部壳体外侧。

[0018] 技术方案8.根据技术方案7所述的燃气涡轮发动机，其中：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述管槽组件空气流动连通的过滤器，且其中所述过滤器沿着所述径向方向定位于所述外部壳体外侧。

[0019] 技术方案9.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中：所述燃气涡轮发动机界定径向方向，其中所述燃烧区段进一步界定燃烧腔室和导流器，且其中所述冷却空气通道为由所述导流器界定的基本上环形的通道，所述导流器沿着所述燃气涡轮发动机的所述径向方向定位于所述燃烧腔室的内侧。

[0020] 技术方案10.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中：所述燃气涡轮发动机进一步包括界定压缩机出口的压缩机，其中所述燃烧区段进一步界定燃烧腔室和前部腔室，其中所述前部腔室定位于所述燃烧腔室的上游且与所述压缩机出口空气流动连通，其中所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件，其中所述管槽组件界定入口，且其中所述入口与所述压缩机出口的径向外部位置处的所述前部腔室空气流动连通。

[0021] 技术方案11.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中：进一步包括：

[0022] 多个流体喷嘴组件，每个流体喷嘴组件包括定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位的流体喷嘴，且界定开口。

[0023] 技术方案12.一种用于燃气涡轮发动机的流体喷嘴组件，所述燃气涡轮发动机包括：涡轮区段，其包括涡轮转子叶片级；和燃烧区段，其界定用于将冷却空气流提供到所述涡轮转子叶片级的冷却空气通道，所述流体喷嘴组件包括：

[0024] 流体喷嘴，其被配置成定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位，所述流体喷嘴界定开ㄇ和多个内部喷嘴槽道，每个内部喷嘴槽道界定围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口，以用于在某些操作期间引导冷却空气流通过所述开口。

[0025] 技术方案13.根据技术方案12所述的流体喷嘴组件，其中：所述流体喷嘴进一步界定至少十个内部喷嘴槽道，每个内部喷嘴槽道具有围绕所述开口而定位的内部喷嘴出口。

[0026] 技术方案14.根据技术方案12所述的流体喷嘴组件，其中：由所述流体喷嘴界定的所述开口界定空气流方向，且其中所述多个内部喷嘴槽道中的每一个界定基本上垂直于由所述流体喷嘴界定的所述开口的所述空气流方向的空气流方向。

[0027] 技术方案15.根据技术方案12所述的流体喷嘴组件，其中：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述流体喷嘴空气流动连通的管槽组件和与所述管槽组件空气流动连通的阀门。

[0028] 技术方案16.根据技术方案15所述的流体喷嘴组件，其中：所述阀门能够在打开位置与闭合位置之间移动，且其中所述流体喷嘴被配置用于当所述阀门处于所述打开位置时将加压空气流提供到所述多个内部喷嘴槽道且通过所述相应内部喷嘴出口以引导冷却空气流通过所述开口。

[0029] 技术方案17.根据技术方案15所述的流体喷嘴组件，其中：所述阀门被配置成沿着所述燃气涡轮发动机的径向方向定位于所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的外部壳体外侧。

[0030] 技术方案18.根据技术方案17所述的流体喷嘴组件，其中：所述流体喷嘴组件进一步包括与所述管槽组件空气流动连通的过滤器，且其中所述过滤器被配置成沿着所述燃气涡轮发动机的所述径向方向定位于所述燃气涡轮发动机的所述燃烧区段的所述外部壳体外侧。

[0031] 技术方案19.根据技术方案12所述的流体喷嘴组件，其中：所述流体喷嘴组件包括多个流体喷嘴组件，每个流体喷嘴组件包括流体喷嘴，所述流体喷嘴被配置成定位于所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游或紧靠着所述燃烧区段的所述冷却空气通道的上游而定位，且界定开口。

[0032] 技术方案20.根据技术方案12所述的流体喷嘴组件，其中：所述流体喷嘴组件包括至少三个流体喷嘴组件，所述流体喷嘴组件在安装于所述燃气涡轮发动机中时被配置成沿着所述燃气涡轮发动机的周向方向而间隔开。

[0033] 参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优势将变得更好理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，且与描述一起用以解释本发明的原理。

附图说明

[0034] 本发明的完整和启发性公开，包括其对于所属领域的技术人员来说的最佳模式，在参考附图的说明书中被阐述，在所述附图中：

[0035] 图1是根据本主题的各种实施例的示范性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。

[0036] 图2是图1的示范性燃气涡轮发动机的燃烧区段的示意性横截面视图。

[0037] 图3是图2中所描绘的示范性燃烧区段的部分的剖面透视图。

[0038] 图4是根据本发明的示范性实施例的流体喷嘴组件的流体喷嘴的透视图。

[0039] 图5是沿着示范性流体喷嘴的宽度截取的图4中所描绘的示范性流体喷嘴的特写横截面视图。

[0040] 图6是沿着示范性流体喷嘴的长度截取的图4中所描绘的示范性流体喷嘴的特写横截面视图。

[0041] 图7是沿着根据本发明的示范性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段的轴向方向截取的示意图。

具体实施方式

[0042] 现将详细参考本发明的当前实施例，在附图中说明所述当前实施例的一个或多个实例。详细描述中使用数字和字母标记来指代图式中的特征。已在图式和描述中使用相同或类似的标记来指代本发明的相同或类似部分。如本文中所使用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一个组件与另一组件，而并不意图表示个别部件的位置或重要性。术语“前部”和“后部”是指在燃气涡轮发动机内的相对位置，其中前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。举例来说，“上游”是指流体从其流出的方向，而“下游”是指流体流向的方向。

[0043] 现在参考附图，其中贯穿附图相同的数字指示相同的元件，图1是根据本发明的示范性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。更具体地说，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为高旁通涡轮风扇喷气发动机10，其在本文中被称为“涡扇发动机10”。如图1中所示，涡扇发动机10界定轴向方向A(平行于出于参考目的而提供的纵向中心线12延伸)、径向方向R和周向方向C(即，围绕轴向方向A延伸的方向；参见图6)。通常，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。

[0044] 所描绘的示范性核心涡轮发动机16大体包括基本上管状的外部壳体18，所述外部壳体18界定环形入口20。外部壳体18以串流关系包覆：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34以驱动方式将HP涡轮28连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36以驱动方式将LP涡轮30连接到LP压缩机22。

[0045] 对于所描绘的实施例，风扇区段14包括可变桨距(pitch)风扇38，所述可变桨距风扇具有以间隔开的方式连接到盘42的多个风扇叶片40。如所描绘的，风扇叶片40大体上沿着径向方向R从盘42向外延伸。每个风扇叶片40能够围绕桨距轴线P相对于盘42旋转，原因是风扇叶片40可操作地连接到合适的致动构件44，所述致动构件被配置成例如联合地共同改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和致动构件44能够通过跨越动力齿轮箱46的LP轴36围绕纵向轴线12一起旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以用于将LP轴36的旋转速度逐步降低到更高效的旋转风扇速度。

[0046] 仍参考图1的示范性实施例，盘42由可旋转的前部罩48覆盖，前部罩48具有空气动力学轮廓以促使空气流通过多个风扇叶片40。另外，示范性风扇区段14包括环形风扇壳体或外部罩50，所述环形风扇壳体或外部罩50周向环绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少部分。应了解，相对于核心涡轮发动机16，罩50由多个周向间隔开的出口导向轮叶52支撑。此外，罩50的下游区段54在核心涡轮发动机16的外部部分上方延伸，以便在其间界定旁通空气流通道56。

[0047] 在涡扇发动机10的操作期间，一定体积的空气58通过罩50和/或风扇区段14的相关联入口60进入涡扇10。当所述体积的空气58横穿风扇叶片40时，如由箭头62指示的空气58的第一部分被引导或传送到旁通气流通道56中，且如由箭头64指示的空气58的第二部分被引导或传送到LP压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常被称为旁通比。接着在其被传送通过高压(HP)压缩机24且进入燃烧区段26时，空气的第二部分64的压力增加，在燃烧区段26处，空气与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体66。

[0048] 燃烧气体66被传送通过HP涡轮28，其中通过连接到外部壳体18的HP涡轮定子轮叶68和连接到HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片70的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和/或动能的部分，因此致使HP轴或转轴34旋转，由此支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66接着被传送通过LP涡轮30，其中通过连接到外部壳体18的LP涡轮定子轮叶72和连接到LP轴或转轴
36的LP涡轮转子叶片74的顺序级来从燃烧气体66提取热能和动能的第二部分，因此致使LP轴或转轴36旋转，由此支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

[0049] 燃烧气体66随后被传送通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32以提供推进力。同时，当空气的第一部分62在从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排放之前被传送通过旁通气流通道56时，空气的第一部分62的压力基本上增大，从而也提供推进力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地界定热气体路径78，以用于将燃烧气体66传送通过核心涡轮发动机16。

[0050] 然而，应了解，图1中仅仅借助于实例描绘了示范性涡扇发动机10，且在其它示范性实施例中，涡扇发动机10可具有任何其它合适的配置。举例来说，在其它示范性实施例中，涡扇发动机10可代替地被配置成直接驱动涡扇发动机10(即，可不包括动力齿轮箱46)，可包括固定桨距风扇等。此外，在其它示范性实施例中，本发明的方面可代替地与例如涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机等任何其它合适的航空燃气涡轮发动机一起利用。在又一其它示范性实施例中，本发明的方面可代替地与例如航改发动机(例如，用于航海用途)或工业燃气涡轮发动机(例如，用于发电)等非航空燃气涡轮发动机一起利用。

[0051] 现参看图2，提供关于根据本发明的示范性实施例的包括燃烧器组件100的图1的示范性燃烧区段26的特写横截面视图。如所展示，燃烧区段26大体上包括沿着径向方向R彼此间隔开的外部燃烧器壳体102和内部燃烧器壳体104。内部燃烧器壳体104和外部燃烧器壳体102中的每一个通常可沿着涡扇发动机10的周向方向C延伸。在内部燃烧器壳体104与外部燃烧器壳体102之间，燃烧区段26界定前部腔室106且包括燃烧器组件100。前部腔室106通常位于燃烧器组件100的前部和其上游，如下文更详细地描述。

[0052] 此外，燃烧区段26与压缩机区段空气流动连通。更具体地说，压缩机区段界定压缩机出口108，或实际上，压缩机区段的压缩机扩散器110界定压缩机出口108。燃烧区段26的前部腔室106与压缩机出口108空气流动连通，使得前部腔室106通过压缩机出口108接收来自压缩机区段的压缩机排出空气115流。

[0053] 另外，燃烧器组件100大体上包括大体上沿着轴向方向A在前部端114与后部端116之间延伸的内部衬垫112，以及同样大体上沿着轴向方向A在前部端120与后部端122之间延伸的外部衬垫118。内部衬垫112和外部衬垫118一起至少部分地界定其间的燃烧腔室126。另外，内部衬垫112和外部衬垫118各自附接到环形圆顶124。更具体地说环形圆顶124附接到内部衬垫112的前部端114且到外部衬垫118的前部端120。圆顶124可一体地形成(或替代地可由以任何合适方式附接的多个组件形成)且可大体上沿着周向方向C延伸以界定环形形状。

[0054] 燃烧器组件100进一步包括沿着周向方向C间隔开的且至少部分地定位于环形圆顶124内的多个燃料空气混合器128。更具体地说，多个燃料空气混合器128至少部分地延伸到或通过界定于环形圆顶124中的开口130。在前部腔室106中接收的压缩机排出空气115流的部分从压缩机区段流动到燃料空气混合器128中或流动穿过燃料空气混合器128，其中将空气与燃料混合且点燃以在燃烧腔室126内产生燃烧气体66。相应地，前部腔室106位于燃烧腔室126的上游。

[0055] 值得注意的是，环形圆顶124被配置成辅助将此压缩空气流从压缩机区段提供到燃料空气混合器128中或通过燃料空气混合器128。举例来说，环形圆顶124包括前部端处的外部风帽件(cowl)132和内部风件帽134。外部风帽件132和内部风帽件134可辅助将压缩空气流从压缩机区段26导引到燃料空气混合器128中的一个或多个中或导引通过燃料空气混合器128中的一个或多个。

[0056] 如上文所论述，燃烧气体66从燃烧腔室126流动到涡扇发动机10的涡轮区段中且通过涡扇发动机10的涡轮区段，其中通过涡轮定子轮叶和涡轮转子叶片的顺序级提取来自燃烧气体66热能和/或动能的部分。举例来说，图2中描绘涡扇发动机10的HP涡轮28的涡轮转子叶片70的第一级136，所述第一级136中的每一个附接到HP涡轮28的第一级转子138。在涡扇发动机10的操作期间，在HP涡轮28的涡轮转子叶片70的第一级136上方流动的燃烧气体66可加热此组件。为了将此组件的温度维持在所要温度阈值之下，涡扇发动机10包括用于将冷却空气流提供到涡轮区段内的某些组件的冷却系统，对于所描绘的实施例，所述组件包括HP涡轮28的涡轮转子叶片70的第一级136。

[0057] 更具体地说，所描绘的示范性燃烧区段26界定冷却空气通道140，以用于将冷却空气流提供到HP涡轮28的涡轮转子叶片70的第一级136。对于所描绘的实施例，燃烧区段26进一步包括冷却空气导流器142(即，对于所描绘的实施例，用于使空气变向以匹配转子138中孔144的速度和方向的切向导流器，参见下文)，而冷却空气通道140为由冷却空气导流器142界定的基本上环形通道。另外，对于所描绘的实施例，冷却空气导流器142沿着涡扇发动机10的径向方向R定位于燃烧腔室126内侧，且附接到燃烧区段26的内部燃烧器壳体104或与燃烧区段26的内部燃烧器壳体104一体地形成。

[0058] 在涡扇发动机10的操作期间，可通过冷却空气导流器142将在前部腔室106中接收的压缩机排出空气115的部分从压缩机区段的出口108提供到界定于HP涡轮28的第一级转子138中的开口144。第一级转子138中的开口144可流体地连接到一个或多个冷却空气通道(未展示)，以用于将冷却空气流提供到涡轮转子叶片70的第一级136。此配置可辅助将涡轮转子叶片70的第一级136维持在此组件的温度阈值之下。应了解，然而，在其它示范性实施例中，冷却空气导流器142可代替地被配置成将冷却空气流提供到涡轮转子叶片的任何其它级(参见图1)，或替代地，到涡扇发动机10的其它组件。

[0059] 取决于涡扇发动机10的操作情况，可能需要更多或更少冷却空气流以用于涡轮转子叶片70的第一级136，或用于涡轮区段内的其它组件。举例来说，取决于例如涡轮入口温度、压缩机出口温度、涡扇发动机10的操作模式、涡扇发动机10的动力输出等，可能需要更多或更少冷却空气流以将包括例如涡轮转子叶片70的第一级136的某些组件维持在所要温度阈值之下。因此，所描绘的示范性涡扇发动机10进一步包括用于调整空气流的量的流体喷嘴组件150，所述空气流被提供通过由冷却空气导流器142界定的冷却空气通道140。流体喷嘴组件150包括定位于燃烧区段26的冷却空气通道140的上游或紧靠着燃烧区段26的冷却空气通道140的上游而定位的流体喷嘴152。流体喷嘴152界定开口154且可经操作以引导冷却空气流通过开口154。应了解，如本文中所使用，关于冷却空气通道140的术语“紧靠着……的上游”是指定位于冷却空气通道140的上游，使得通过流体喷嘴152的开口154的基本上所有空气流流动穿过冷却空气通道140。

[0060] 现还将参考图3，提供图2的示范性燃烧区段26的部分的剖面透视图。更具体地说，图3提供外部燃烧器壳体102和内部燃烧器壳体104，以及图2的示范性流体喷嘴组件150的剖面透视图。如所展示，示范性流体喷嘴组件150进一步包括与流体喷嘴152空气流动连通的管槽组件156。管槽组件156包括延伸通过由燃烧区段26界定、在燃烧腔室126的上游位置处的前部腔室106且到外部燃烧器壳体102的部分。另外，管槽组件156包括在外部燃烧器壳体102外侧延伸的至少部分。值得注意的是，如本文中所使用，关于外部燃烧器壳体102的术语“外侧”是指相对于前部腔室106的外部燃烧器壳体102的径向外部位置。

[0061] 更具体地说，对于所描绘的实施例，外部燃烧器壳体102界定第一通道158和第二通道160。另外，管槽组件156包括第一部分162和第二部分164。管槽组件156的第一部分162从流体喷嘴152延伸到外部燃烧器壳体102的第一通道158，第一部分162包括将管槽组件156的第一部分162连接到围绕第一通道158的外部燃烧器壳体102的第一支架166。管槽组件156的第二部分164在外部燃烧器壳体102外侧从外部燃烧器壳体102的第一通道158延伸到外部燃烧器壳体102的第二通道160。管槽组件156的第二部分164进一步包括第二支架
168和第三支架170，所述第二支架168和第三支架170用于相应地将管槽组件156的第二部分164连接到分别围绕外部燃烧器壳体102的第一开口158和第二开口160的外部燃烧器壳体102。然而，值得注意的是，在其它示范性实施例中，管槽组件156可代替地连续延伸通过第一通道158和第二通道160中的一个或两个。

[0062] 另外，流体喷嘴组件150的管槽组件156界定用于接收相对高压力空气流的入口172。对于所描绘的示范性实施例，管槽组件156的入口172由第二通道160处的管槽组件156的第二部分164界定，所述第二部分164通过外部燃烧器壳体102到燃烧区段26的前部腔室
106。因此，对于所描绘的示范性实施例，管槽组件156的入口172沿着涡扇发动机10的径向方向R与在压缩机区段的压缩机出口108的外部位置处的燃烧区段26的前部腔室106空气流动连通。此配置可允许提供到流体喷嘴组件150的管槽组件156的相对高压力空气流。

[0063] 仍参看图2和图3，所描绘的示范性流体喷嘴组件150进一步包括用于调整空气流通过管槽组件156的阀门174和与管槽组件156空气流动连通以用于从通过管槽组件156的空气流移除任何灰尘或颗粒的至少部分的空气过滤器176。对于所描绘的实施例，阀门174和过滤器176中的每一个定位成沿着径向方向R在外部燃烧器壳体102外侧位置处与管槽组件156的第二部分164空气流动连通。此配置可使检测和/或维持流体喷嘴组件150更容易，这是因为最可能或最频繁需要维修、更换或其它维护的组件(即，阀门174和空气过滤器176)更方便地位于外部燃烧器壳体102外侧。

[0064] 此外，如下文将更详细地描述，阀门174可至少在打开位置与闭合位置之间移动。当在打开位置中时，阀门174允许加压空气184(即，压缩机排出空气115的部分；参见图4到图6)流动通过管槽组件156到流体喷嘴152，从而允许流体喷嘴152引导冷却空气流通过流体喷嘴152的开口154。然而，相比之下，当阀门174处于闭合位置时，阀门174阻止加压空气流动通过管槽组件156到流体喷嘴152，从而阻止流体喷嘴152引导冷却空气流通过流体喷嘴152的开口154(在此操作模式中，流体喷嘴152有效地阻隔空气流的部分通过冷却空气管槽140)。

[0065] 更具体地说，现将参考图4到图6。图4提供流体喷嘴组件150的示范性流体喷嘴152的透视图；图5提供跨示范性流体喷嘴152的宽度的流体喷嘴组件150的示范性流体喷嘴152的横截面视图；且图6提供沿着示范性流体喷嘴152的长度的流体喷嘴组件150的示范性流体喷嘴152的横截面视图。如所展示，对于所描绘的实施例，流体喷嘴152界定相对细长开口154，来自前部腔室106的冷却空气可流动通过所述相对细长开口154到由压缩机区段的冷却空气导流器142界定的冷却空气通道140。流体喷嘴152还界定通过开口154的空气流方向
178(即，冷却空气流动通过开口154的方向)，如可在图2中所见。

[0066] 此外，尤其参看图5和图6，流体喷嘴152界定多个内部喷嘴槽道179，每个内部喷嘴槽道179界定围绕流体喷嘴152的开口154而定位的相应内部喷嘴出口180。多个内部喷嘴槽道179中的每一个和相应内部喷嘴出口180围绕开口154位于垂直于通过流体喷嘴152的开口154的空气流方向178的平面中。所描绘的示范性流体喷嘴152包括围绕开口154而定位的至少十(10)个内部喷嘴槽道179。更具体地说，所描绘的示范性流体喷嘴152包括围绕开ㄇ154而定位的至少约二十(20)个内部喷嘴槽道179，例如围绕开口154而定位的至少约三十(30)个内部喷嘴槽道179，例如围绕开口154而定位的至少约四十(40)个内部喷嘴槽道179。
应了解，如本文中所使用，例如“约”或“基本上”的近似术语是指在百分之十(10％)的裕度内。

[0067] 仍尤其参看图5和图6，由流体喷嘴152界定的内部喷嘴槽道179中的每一个界定空气流方向182(即，冷却空气流动通过内部喷嘴槽道179的方向)。对于所描绘的实施例，内部喷嘴槽道179中的每一个的空气流方向182基本上垂直于由流体喷嘴152界定的开口154的空气流方向178。然而，应了解，在其它示范性实施例中，内部喷嘴槽道179中的每一个可代替地界定任何其它合适的空气流方向182，从而允许流体喷嘴组件150如本文中所描述起作用。

[0068] 如上文所论述，当流体喷嘴组件150的阀门174处于打开位置时，阀门174被配置成允许压缩空气184(即，压缩机排出空气115的部分)流动通过管槽组件156的入口172，通过管槽组件156，且到达流体喷嘴152(同样参见图2)。由流体喷嘴152接收的压缩空气184可接着通过界定于流体喷嘴152中的周向通道186散布到内部喷嘴槽道179中的每一个且散布出相应内部喷嘴出口180。压缩空气184流动通过内部喷嘴槽道179中的每一个和相应内部喷嘴出口180有效地形成沿着流体喷嘴152的开口154的长度的边界层(参见图6)。由压缩空气184形成的边界层可引导额外量的冷却空气流通过流体喷嘴152的开口154。值得注意的是，相应内部喷嘴槽道179的内部喷嘴出口180中的每一个围绕开口154的前部/上游端处的开口154而定位以形成沿着开口154的长度的边界层。举例来说，对于所描绘的实施例，内部喷嘴出口180中的每一个位于开口154的长度(即，沿着空气流方向178的长度；参见图6)的前部百分之二十(20％)处。因此，流体喷嘴组件150的流体喷嘴152被配置成当流体喷嘴组件
150的阀门174处于打开位置时引导冷却空气流通过流体喷嘴152的开口154。

[0069] 值得注意的是，相比之下，当流体喷嘴组件150的阀门174处于闭合位置时，阻止压缩空气流动通过管槽组件156到流体喷嘴152，使得流体喷嘴152不引导任何冷却空气流通过开口154。代替地，流体喷嘴152用以阻隔且减少通过由燃烧区段26的冷却空气导流器142界定的冷却空气通道140的冷却空气流的量。以此方式，可通过将流体喷嘴组件150的阀门174在打开位置与闭合位置之间移动和/或移动到其间的一个或多个位置来调节所提供的、通过冷却空气通道140的冷却空气的量，该冷却空气通道140由燃烧区段26的冷却空气导流器142界定。

[0070] 另外，在某些示范性实施例中，涡扇发动机10可另外包括多个流体喷嘴组件150。举例来说，现简单参看图7，提供沿着燃气涡轮发动机的轴向方向截取的燃烧区段26的示意图。图7的燃气涡轮发动机的燃烧区段26可以与上文参看图2和图3所描述的涡扇发动机10的示范性燃烧区段26基本上相同的方式配置。因此，相同或相似数字可指代相同或相似部分。

[0071] 如所描绘，对于图7的示范性实施例，燃气涡轮发动机包括多个流体喷嘴组件150，每个流体喷嘴组件150包括定位于燃气涡轮发动机的燃烧区段26的冷却空气通道140的上游或紧靠着燃气涡轮发动机的燃烧区段26的冷却空气通道140的上游而定位的流体喷嘴152。另外，多个流体喷嘴组件150的每个流体喷嘴152界定开口154且可经操作以在至少某些操作期间引导冷却空气流通过开口154。此外，流体喷嘴组件150中的每一个包括管槽组件156，所述管槽组件156与相应流体喷嘴152空气流动连通，且具有在外部燃烧器壳体102的外部大体上径向延伸的部分。流体喷嘴组件150中的每一个的阀门174和过滤器176还位于外部燃烧器壳体102的径向外部。然而，值得注意的是，在其它示范性实施例中，多个流体喷嘴组件150可共享管槽组件和/或阀、滤波器等。

[0072] 应了解，包括根据本发明的一个或多个示范性实施例的一个或多个流体喷嘴组件150可实现更高效燃气涡轮发动机。更具体地说，包括根据本发明的一个或多个示范性实施例的一个或多个流体喷嘴组件150可允许例如基于燃气涡轮发动机的操作情况，例如燃气涡轮发动机的此类组件的温度或预期温度，控制提供到涡轮转子叶片的一个或多个级的冷却空气流的量。通过仅提供必需量的冷却空气流，可通过保存冷却空气来提高燃气涡轮发动机的效率。

[0073] 本书面描述用实例来公开包括最佳模式的本发明，且还使所属领域的技术人员能实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书界定，且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果这种其它实例具有与所附权利要求书的字面语言相同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效结构元件，那么这种其它实例既定在权利要求书的范围内。

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