用于燃气涡轮的燃烧器的点火器外壳

技术领域

本公开涉及一种用于燃气涡轮的燃烧器的点火器外壳。

背景技术

一些燃气涡轮发动机通常包括燃烧器，该燃烧器包括外壳体，外壳体围绕限定燃烧室的衬里。燃烧器还可以包括将燃料-空气混合物喷射到燃烧室中的多个涡流杯。燃烧器还可以包括一个或多个点火器(即火花塞)，其连接到外壳体并且延伸穿过衬里中的开口，以提供用于点燃燃烧室内的燃料-空气混合物的火花。

附图说明

本公开的特征和优点将从以下对如附图所示的各种示例性实施例的描述中显而易见，其中相似的附图标记通常表示相同、功能相似和/或结构相似的元件。

图1是根据本公开的一个方面的示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机的示意性局部横截面侧视图。

图2是根据本公开的一个方面的示例性燃烧器的局部横截面侧视图。

图3是根据本公开的一个方面的在图2的细节视图100处截取的点火器组件的局部横截面图。

图4是根据本公开的一个方面的在图3的平面4-4处截取的点火器组件的横截面图。

图5是根据本公开的一个方面的在图4的视图5-5处截取的点火器外壳的从后向前看的视图。

图6是根据本公开的另一方面的图4所示的布置的替代布置的横截面图。

图7是根据本公开的一个方面的在图6的视图7-7处截取的点火器外壳的从后向前看的视图。

图8是根据本公开的另一方面的类似于图3的点火器组件的替代点火器组件的局部横截面图。

图9是根据本公开的一个方面的在图8的平面9-9处截取的替代点火器组件的横截面图。

图10是根据本公开的另一方面的类似于图3的点火器组件的替代点火器组件的局部横截面图。

图11是根据本公开的一个方面的在图10的平面11-11处截取的替代点火器组件的横截面图。

图12是根据本公开的另一方面的替代点火器组件的局部横截面图。

图13是根据本公开的一个方面的在图12的平面13-13处截取的替代点火器组件的横截面图。

图14是根据本公开的一个方面的图13所描绘的点火器索环布置的替代点火器索环布置的横截面图。

图15是根据本公开的一个方面的在图14的平面15-15处截取的圆筒形壁的后视图，其中点火器被移除。

图16是根据本公开的一个方面的图14的替代点火器布置的横截面图。

具体实施方式

本公开的特征、优点和实施例通过对以下详细描述、附图和权利要求的考虑来阐述或显而易见。此外，应当理解，以下详细描述是示例性的并且旨在提供进一步的解释，而不限制所要求保护的本公开的范围。

下面详细讨论各种实施例。尽管讨论了特定实施例，但这仅是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其他部件和配置。

如本文所用，术语“第一”或“第二”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。

术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。

一些燃气涡轮发动机通常包括燃烧器，该燃烧器包括外壳体，外壳体围绕限定燃烧室的衬里。燃烧器还可以包括将燃料-空气混合物喷射到燃烧室中的多个涡流杯。燃烧器还可以包括一个或多个点火器(即火花塞)，其延伸穿过衬里中的开口以提供用于点燃燃烧室内的燃料-空气混合物的火花。当燃料-空气混合物被点燃和燃烧时，热燃烧气体在燃烧室内形成并且热燃烧气体流过燃烧室到达燃烧室的下游端处的涡轮喷嘴。热燃烧气体冲击点火器的尖端并且还冲击衬里中的开口。随着时间的流逝，热燃烧气体会导致点火器尖端的劣化，并且还会导致在点火器开口处的，特别是在点火器开口的下游侧的衬里损坏。

本公开提供了一种用于减少由点火器尖端上以及点火器开口处的衬里上的热燃烧气体引起的应力的技术。更具体地，本公开提供了一种点火器外壳，该点火器被插入点火器外壳中，其中该外壳本身包含在该点火器外壳的壁内的冷却通道。点火器外壳的壁内的冷却通道可以设置在点火器外壳的下游侧并且在衬里中的点火器开口的下游侧提供冷却空气的出口流。点火器外壳还可以包括在点火器外壳的上游侧的封闭的冷却腔，其中封闭的冷却腔与冷却通道流体连通。结果，冷却空气可以在上游侧在点火器外壳内循环，从而向点火器外壳的上游侧提供冲击冷却。因此，本公开的各个方面向衬里中的点火器开口的下游侧提供冷却空气流，从而减少由热燃烧气体引起的衬里上的应力并提高衬里的可靠性。

现在参考附图，图1是示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机10(本文称为“发动机10”)的示意性局部横截面侧视图，其可结合本公开的各种实施例。尽管下文参考涡轮风扇发动机进一步描述，但本发明也适用于一般的涡轮机械，包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴燃气涡轮发动机，包括船用涡轮发动机、工业涡轮发动机和辅助动力单元。如图1所示，发动机10具有从发动机10的上游端98延伸穿过其到发动机10的下游端99的轴向中心线轴线12，以供参考。通常，发动机10可以包括风扇组件14和布置在风扇组件14下游的核心发动机16。

核心发动机16通常可以包括限定环形入口20的外壳体18。外壳体18以串联流动关系包围或至少部分形成核心发动机15，该核心发动机具有：压缩机区段(22/24)，其包括低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧器26；涡轮区段(28/30)，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；和喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)转子轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36也可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以通过减速齿轮40连接到风扇轴38，例如在间接驱动或齿轮驱动配置中。

如图1所示，风扇组件14包括多个风扇叶片42，这些风扇叶片联接到风扇轴38并从风扇轴38径向向外延伸。环形风扇壳体或机舱44周向地围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。机舱44可以通过多个周向间隔的出口导向轮叶或支柱46相对于核心发动机16被支撑。此外，机舱44的至少一部分可以在核心发动机16的外部部分上延伸，以在其间限定旁通气流通道48。

图2是如图1所示的核心发动机16的示例性燃烧器26的局部横截面侧视图。如图2所示，燃烧器26通常可以包括具有内衬里52和外衬里54的燃烧器衬里50，以及圆顶组件56，它们共同限定燃烧室62。虽然图2描绘了具有内衬里和外衬里的环形燃烧器，但是本公开可以在其他类型的燃烧器中实施，例如罐式燃烧器或罐环形燃烧器。在图2中，内衬里52和外衬里54都可以围绕燃烧器中心线轴线112周向延伸，燃烧器中心线轴线112可以对应于发动机轴向中心线轴线12(图1)。内衬里52和外衬里54连接到罩60，压力气室66限定在罩60、内衬里52、外衬里54和圆顶组件56之间。燃烧器26还包括混合器组件58，其连接到燃料喷嘴组件70。虽然图2描绘了单个混合器组件58和单个燃料喷嘴组件70，但是多个混合器组件58和相应的燃料喷嘴组件70可以包括在燃烧器26中，其中每个相应的混合器组件58和燃料喷嘴组件70围绕燃烧器中心线轴线112周向地间隔穿过圆顶组件56。

如图2所示，内衬里52包围在内壳体65内，外衬里54包围在外壳体64内。外流动通道88被限定在外衬里54和外壳体64之间，内流动通道90被限定在内衬里52和内壳体65之间。外壳体64和内壳体65都可以围绕燃烧器中心线轴线112周向地延伸。内衬里52和外衬里54可以从圆顶组件56延伸到HP涡轮28(图1)的入口处的涡轮喷嘴68，因此至少部分地限定了燃烧器衬里50和HP涡轮28之间的热气路径。燃烧室62可以更具体地限定初级燃烧区74，在该初级燃烧区74处发生燃料-氧化剂混合物72的初始化学反应以产生燃烧气体86，和/或在燃烧气体86在燃烧室62内进一步向下游流动并进入HP涡轮28和LP涡轮30(图1)的入口处的涡轮喷嘴68之前可以发生燃烧气体86的再循环的位置。

在发动机10的操作期间，如图1和图2共同所示，如箭头73示意性地指示的一定体积的空气通过机舱44和/或风扇组件14的相关联的机舱入口76从上游端98进入发动机10。当空气73穿过风扇叶片42时，一部分空气73作为旁通气流78被引导或导向到旁通气流通道48中，而另一部分空气73作为压缩机入口空气80被引导或导向到环形入口20中和LP压缩机22中。压缩机入口空气80在其流过LP压缩机22和HP压缩机24流向燃烧器26时被逐渐压缩。如图2所示，压缩空气82流入扩散器腔84并加压扩散腔84。如箭头82(a)示意性地指示的压缩空气82的第一部分从扩散器腔84流入压力气室66，在该压力气室66中，它通过混合器组件58与燃料喷嘴组件70提供的燃料混合，以产生通过混合器组件58喷射到燃烧室62中的燃料-氧化剂混合物72物72。燃料-氧化剂混合物72通过点火器组件75被点燃并燃烧，以在燃烧室62的初级燃烧区74内产生燃烧气体86。

通常，LP压缩机22和HP压缩机24向扩散器腔84提供比燃烧所需更多的压缩空气82。因此，压缩空气82的第二部分，如箭头82(b)示意性地指示的，可用于除燃烧之外的各种目的。例如，如图2所示，压缩空气82(b)可以被导向到外流动通道88中，并且压缩空气82(b)的另一部分可以被导向到内流动通道90中。另外地或者作为替代，压缩空气82(b)的至少一部分可出于其他目的从扩散器腔84导出，例如为HP涡轮28或LP涡轮30中的至少一个提供冷却空气。

返回共同参考图1和2，在燃烧室62中产生的燃烧气体86流过涡轮喷嘴68并进入HP涡轮28，从而导致HP转子轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。如图1所示，燃烧气体86然后被导向通过LP涡轮30，从而导致LP转子轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇轴38的旋转。燃烧气体86然后通过核心发动机16的喷射排气喷嘴区段32被排出，以在下游端99处提供推进力。

图3是根据本公开的一个方面的在图2的细节视图100处截取的示例性点火器组件的局部横截面图。在图3中，外衬里54被示出为包括外壳部分55和隔热板部分57的两件式衬里，在外壳部分55和隔热板部分57之间具有挡板腔59。在穿过外衬里54的点火器开口124处在外壳部分55和隔热板部分57之间可以设置索环61。外衬里54不限于两件式衬里，也可以实施为单件式衬里。如图3所示，点火器组件75包括点火器外壳102和设置在点火器外壳102内的点火器104。点火器外壳102可以被配置为通过例如适配器106联接到外壳体64。例如，点火器外壳102可以包括外螺纹部分108，该外螺纹部分与适配器106螺纹接合，以便将点火器外壳102联接到适配器106。适配器106又可以通过例如通过螺栓110螺栓连接到外壳体64而联接到外壳体64。因此，点火器外壳102被配置为通过适配器106联接到外壳体64。点火器104可以通过例如点火器外壳102的内螺纹部分126联接到点火器外壳102。绝缘层128可以设置在点火器104和点火器外壳102之间。垫片114可以设置在点火器外壳102的肩部116和适配器106的肩部118之间。点火器外壳102在联接到外壳体64时延伸穿过外流动通道88并且延伸穿过穿过外衬里54的点火器开口124，其中在点火器外壳102和点火器开口124之间设置有预定间隙125。垫片114可以设置成调节点火器外壳102的内端120相对于外衬里54的热表面侧122(其中图3中的热表面侧122是形成外衬里54的一部分的隔热板部分57的热表面侧)的对齐，使得内端120布置成靠近外衬里54的热表面侧122。在此，靠近可以是指与热表面侧122齐平，或可以指在与热表面侧122齐平的给定范围内。作为一个示例，当在标准大气条件(例如，68°F和1个大气压)下组装时，内端120可以通过垫片114进行填隙，以使其布置在热表面侧122的正负十毫米的范围内。当然，也可以实施为其他范围，并且本公开不限于上述范围。

图4是根据本公开的一个方面的在图3的平面4-4处截取的点火器组件的横截面图。共同参考图3和4，点火器外壳102包括限定周边130的外壳壁132。在图4中，可以看到外壳壁132限定了圆形周边133，并且外壳壁132包括圆筒形外壳壁135，该圆筒形外壳壁135具有沿圆筒形外壳壁135的中心线轴线136延伸穿过其中的轴向开口134。点火器104设置在轴向开口134内。虽然图4中描绘了周边130为圆形周边133，并且外壳壁132被描绘为圆筒形外壳壁135，但是可以实施其他周边形状和外壳壁形状来代替圆形周边和圆筒形外壳壁。中心线轴线136限定了点火器外壳102的轴向方向138，而正交于中心线轴线136延伸的流动轴线140限定了上游方向142和下游方向144，并且延伸穿过中心线轴线136并且正交于流动轴线140延伸的横向轴线146限定了第一横向方向148和第二横向方向150。流动轴线140通常平行于外流动通道88内的压缩空气82(b)流。外壳壁132包括中心线轴线136上游的第一侧152(例如，上游侧)和中心线轴线146下游的与第一侧相对的第二侧154(例如，下游侧)。

外壳壁132包括在外壳壁132的第二(下游)侧154的至少一个气流入口通道156。如图4所示，至少一个气流入口通道156包括多个气流入口通道156，这些气流入口通道156布置在外流动通道88内，从而如下文所述，在外流动通道88内流动的压缩空气82(b)的一部分可以流入至少一个气流入口通道156。简单地参考图5，图5是在图4的视图5-5处截取的从后向前看的视图，可以看到至少一个气流入口通道156包括延伸穿过外壳壁132的圆形入口通道158。气流入口通道156中的每一个的直径160和要包括在外壳壁132中的气流入口通道156的数量可基于要通过点火器外壳102提供的所需冷却气流的量。虽然图5描绘了入口通道156为圆形入口通道158，但是可以为入口通道156实施其他形状并且入口通道156不限于圆形形状。

返回参考图3和4，外壳壁132还包括在外壳壁132内在第二(下游)侧154的至少一个冷却通道162。在图4中，可以看到至少一个冷却通道162包括单个冷却通道162，但是如下文将描述的，可以替代地包括多个冷却通道162。至少一个冷却通道162从至少一个气流入口通道156沿点火器外壳102的长度164延伸并穿过点火器外壳102的内端120，使得至少一个冷却通道162与至少一个气流入口通道156和燃烧室62流体连通。图4的至少一个冷却通道162被示出为在外壳壁132的第二(下游)侧154相对于外壳壁132的中心线轴线136在周向方向168上延伸的开槽冷却通道166。开槽冷却通道166被认为是这样被开槽的：它是具有在图4的横截面图中看到的槽宽度和槽长度的开口，其中槽宽度可以相对于流动轴线140获取，槽长度可以围绕中心线轴线136相对于槽宽度的中心点获取，作为径向长度(或弧长)。图4描绘了开槽冷却通道166，其具有在外壳壁132的第二(下游)侧154相对于横向轴线146和流动轴线140的下游方向144延伸一百八十度的长度。然而，开槽冷却通道166可以在外壳壁132的第二(下游)侧154延伸小于一百八十度，例如延伸一百二十度(例如，从流动轴线140的下游方向144朝向横向轴线146的第一横向方向148延伸六十度，并且从流动轴线140的下游方向144朝向横向轴线146的第二横向方向150延伸六十度)。替代地，开槽冷却通道166可以延伸超过一百八十度(例如，从流动轴线140的下游方向144朝向横向轴线146的第一横向方向148延伸一百二十度，并且从流动轴线140的下游方向144朝向横向轴线146的第二横向方向150延伸一百二十度)。

在操作中，如上面关于图1和2所描述的，扩散器腔84内的压缩空气82的一部分，用箭头82(b)示意性地示出，流入外流动通道88。在图3和4中，外流动通道88内的压缩空气82(b)的一部分穿过至少一个气流入口通道156，然后进入至少一个冷却通道162。冷却气流82(c)在点火器外壳102的内端120处从至少一个冷却通道162流动，以在外衬里54的热表面侧122处向点火器开口124的下游侧170提供冷却。

图6是根据本公开的另一方面的图4所示的布置的替代布置的横截面图。在图6的方面，可以看到点火器外壳102包括多个冷却通道172，而不是单个冷却通道162。多个冷却通道172中的每一个可以与冷却通道162类似之处在于它们可以是沿圆筒形外壳壁135的第二(下游)侧154的长度164延伸的开槽冷却通道。图6中的多个冷却通道172可以包括在周向方向168上至少部分地在流动轴线140的下游方向144和横向轴线146的第一横向方向148之间延伸的第一开槽冷却通道174，以及在周向方向168上至少部分地在流动轴线140的下游方向144和横向轴线146的第二横向方向150之间延伸的第二开槽冷却通道176。类似地，图6的方面可以包括在周向方向168上至少部分地在流动轴线140的下游方向144和横向轴线146的第一横向方向148之间延伸的第三开槽冷却通道178，以及在周向方向168上至少部分地在流动轴线140的下游方向144和横向轴线146的第二横向方向150之间延伸的第四开槽冷却通道180。附加地，在图6中，可以看到多个冷却通道172中的每一个都包括相应的气流入口通道156。参考图7，图7是在图6的视图7-7处截取的点火器外壳102的从后向前看的视图，可以看到气流入口通道156中的每一个是具有槽高度184和槽宽度186的开槽入口通道182。类似于圆形入口通道158的直径160(图5)，槽高度184和槽宽度186的尺寸可基于通过开槽冷却通道172提供的所需气流的量而定。虽然图6描绘了四个开槽冷却通道172，但是可以替代地包括多于四个开槽冷却通道172。此外，可以包括少于四个开槽冷却通道172。例如，第一开槽冷却通道174和第三开槽冷却通道178可以形成为限定单个开槽冷却通道，并且第二开槽冷却通道176和第四开槽冷却通道180也可以形成为限定单个开槽冷却通道。

图8根据本公开的另一方面的类似于图3的点火器组件的替代点火器组件的局部横截面图。图9是根据本公开的一个方面的在图8的平面9-9处截取的替代点火器组件的横截面图。共同参考图8和9，点火器外壳102的第二(下游)侧154与图3和4类似之处在于第二(下游)侧154包括气流入口通道156和冷却通道162，其中气流入口通道156被限定为圆形入口通道158(图5)并且冷却通道162被限定为开槽冷却通道166。然而，在图8和9的方面，圆筒形外壳壁135的第一(上游)侧152包括至少一个上游腔188。上游腔188可以类似于开槽冷却通道166，并且本身可以是开槽上游腔190。至少一个上游腔188与开槽冷却通道166流体连通。即，上游腔188可以接收来自开槽冷却通道166的气流并且可以提供返回气流到开槽冷却通道166。

开槽上游腔190在外壳壁132内在周向方向168上延伸，并且如图8和9所示，在第一横向方向148和第二横向方向150之间延伸。此外，开槽上游腔190沿外壳壁132的轴向长度192在轴向方向138上从开槽上游腔190的第一端194延伸到开槽上游腔190的第二端196。开槽上游腔190的第一端194和开槽上游腔190的第二端196限定在外壳壁132内，从而限定封闭上游腔。在此，术语“封闭腔”可以指开槽上游腔可以接收来自开槽冷却通道166的冷却空气流并且可以将返回冷却空气流提供到开槽冷却通道166，但是开槽上游腔190在第一端194处轴向封闭并且在第二端196处封闭，使得开槽上游腔190内的冷却空气流不通过点火器外壳102的内端120提供。第一端194可以靠近内端120设置。在此，在该实施例中，靠近是指第一端194不与内端120齐平，而是在点火器外壳102的内端120的二十五毫米到五十毫米的范围内。当然，第一端194可以设置在内端120的其他范围内，并且本公开不限于上述范围。

图10是根据本公开的另一方面的类似于图3的点火器组件的替代点火器组件的局部横截面图。图11是根据本公开的一个方面的在图10的平面11-11处截取的替代点火器组件的横截面图。共同参考图10和11，点火器外壳102类似于图3和4的点火器外壳，并且对于这些附图的点火器外壳102的描述适用于图10和11的点火器外壳102。然而，在图10和11中，包括了点火器104的附加细节。可以看到点火器104包括电极198，该电极198延伸穿过布置在点火器外壳102内的轴部分200。电极198可以被电极和轴部分200之间的绝缘体(未示出)包围，并且可以联接到点火源(未示出)以向电极198提供电荷。轴部分200具有第一端204，该第一端204布置成靠近点火器外壳102的内端120。对于该特定实施例，靠近可以指与内端120齐平，或在与点火器外壳102的内端120齐平的给定范围内(例如，正负十毫米)。轴部分200还包括位于其内的中空封闭绝缘腔202。中空封闭绝缘腔202是没有气流入口或出口的封闭腔，并且被布置为用于点火器电极198的绝缘体。中空封闭绝缘腔202围绕轴部分200的中心线轴线206周向延伸。中空封闭绝缘腔202具有轴向长度208，该轴向长度相对于轴部分200的中心线轴线206在轴向方向138上从中空封闭绝缘腔202的第一端210延伸到中空封闭绝缘腔202的第二端212。中空封闭绝缘腔202的第一端210可布置成靠近轴部分200的第一端204，或在给定的范围内。中空封闭绝缘腔202的第二端212可以布置成使得当点火器104设置在点火器外壳102内且点火器104的第一端204靠近点火器外壳102的内端120时，第二端212布置成靠近点火器外壳102的至少一个气流入口通道156。替代地，中空封闭绝缘腔202的第二端212可以沿着中心线轴线206朝向外壳体64向外延伸超过气流入口通道156。

图12是根据本公开的另一方面的替代点火器组件的局部横截面图。图13是根据本公开的一个方面的在图12的平面13-13处截取的替代点火器组件的横截面图。在图12和13的方面，点火器组件75不包括点火器外壳102，而是包括点火器安装适配器214，点火器104安装在点火器安装适配器上，并且点火器索环216设置为通过外衬里54的点火器开口124，其中，点火器104延伸穿过点火器索环216。点火器安装适配器214可以通过外螺纹部分218联接到适配器106，类似于参照图3描述的点火器外壳102与适配器106的联接。点火器104可以通过点火器安装适配器214的内螺纹部分220联接到点火器安装适配器214，类似于图3的点火器104联接到点火器外壳102。

点火器索环216包括冷表面侧222和热表面侧224。类似于图3的开槽冷却通道166，冷却通道226布置在点火器索环216的下游侧228并且从冷表面侧222延伸穿过点火器索环216到热表面侧224。冷却通道226围绕点火器索环216的中心线轴线234在周向方向168上延伸。点火器索环216包括延伸穿过其中的点火器开口230，并且点火器104延伸穿过点火器开口230。垫片114的实施类似于图3的方面，以便调整点火器104的内端232相对于点火器索环216的热表面侧224的对齐，使得内端232布置成靠近热表面侧224。在该实施例中，靠近是指与热表面224齐平，或在与热表面侧224齐平的正负十毫米的范围内。当然，也可以采用其他范围代替，并且本实施例不限于上述范围。因此，利用图12和13的布置，冷却通道226使冷却气流82(c)流流过其中，从而在外衬里54的热表面侧122为点火器开口124的下游侧170提供冷却。

图14是根据本公开的一个方面的图13所描绘的点火器索环布置的替代点火器索环布置的横截面图。在图14的布置中，点火器索环216包括点火器开口230，其是围绕点火器索环216的中心线轴线234周向延伸并且从点火器索环216的冷表面侧222(图12)延伸到点火器索环216的热表面侧224(图12)的圆筒形壁236。在点火器索环216的下游侧228，圆筒形壁236包括多个凹槽238，这些凹槽238在相应的凹槽238之间限定多个涡流轮叶240。即，形成在相应的凹槽238之间的脊形成涡流轮叶240。图15是在图14的平面15-15处截取的圆筒形壁236的后视图，其中点火器104被移除。如图15所示，多个凹槽238中的每一个，以及多个涡流轮叶240从点火器索环216的冷表面侧222延伸到热表面侧224。涡流轮叶240可以相对于点火器索环216的中心线轴线234以涡流轮叶角度241布置。虽然图15中描绘的涡流轮叶240和凹槽238看起来是线性的，但是凹槽238和涡流轮叶240可以是弯曲的或螺旋形的，以便形成类似于膛线凹槽。因此，在外流动通道88(图2)中流动的压缩空气82(b)(图14)的一部分可以通过点火器开口230(图14)提供，并且可以通过涡流轮叶204将涡流引入通过点火器开口230的冷却气流82(c)中。

图16是根据本公开的另一方面的另一替代点火器索环布置的横截面图。在图16中，可以看到点火器索环216的圆筒形壁236不包括多个凹槽238和多个涡流轮叶240。取而代之，涡流轮叶设置在点火器104的轴部分200中。如图16所示，在轴部分200的下游侧246，轴部分200的外表面248包括多个凹槽242，这些凹槽242限定了多个涡流轮叶244。涡流轮叶244中的每一个可以类似于涡流轮叶240(图15)以涡流轮叶角度241布置。附加地，凹槽242和涡流轮叶244可以沿着轴部分200的轴向长度从点火器104的内端232(图12)延伸并超过点火器索环216的冷表面侧222进入外流动通道88，因此，轴部分200中的涡流轮叶244可以将涡流引入通过点火器开口230的冷却气流82(c)的流中。

虽然前面的描述大体上涉及燃气涡轮发动机，但是燃气涡轮发动机可以在各种环境中实施。例如，发动机可以在飞行器中实施，但也可以在非飞行器应用中实施，例如发电站、海洋应用或油和天然气生产应用。因此，本公开不限于在飞行器中使用。

本公开的前述方面在点火器开口的下游侧提供冷却空气流以冷却衬里的热表面侧。结果，可以提高衬里的耐用性。

本公开的进一步方面由以下条项的主题提供。

一种用于燃气涡轮的燃烧器，所述燃烧器包括：燃烧器衬里，所述燃烧器衬里限定燃烧室；外壳体，所述外壳体围绕所述燃烧器衬里并且在其间限定外流动通道；点火器外壳，所述点火器外壳延伸穿过穿过所述燃烧器衬里的点火器开口并且延伸穿过所述外流动通道，所述点火器外壳具有内端，所述内端布置在邻近所述燃烧室的所述燃烧器衬里的热表面侧；和点火器，所述点火器设置在所述点火器外壳内，其中，所述点火器外壳包括限定所述点火器外壳的周边的外壳壁，所述外壳壁具有上游侧和与所述上游侧相对的下游侧，并且所述外壳壁包括(a)至少一个气流入口通道，所述至少一个气流入口通道在所述外壳壁的所述下游侧并且布置在所述外流动通道内，以及(b)至少一个冷却通道，所述至少一个冷却通道在所述外壳壁内在所述下游侧，所述至少一个冷却通道从所述至少一个气流入口通道沿着所述点火器外壳的长度延伸并且穿过所述点火器外壳的所述内端，所述至少一个冷却气流通道与所述至少一个气流入口通道流体连通。

根据前述条项所述的燃烧器，进一步包括设置在所述点火器外壳和所述点火器之间的绝缘层。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述至少一个冷却通道布置成在所述点火器开口的下游侧向所述燃烧器衬里的热表面侧提供冷却空气流。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述点火器外壳联接到所述外壳体，并且所述点火器外壳延伸穿过穿过所述燃烧器衬里的所述点火器开口，其间具有预定间隙。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述点火器外壳的所述周边限定圆形周边，并且所述点火器外壳包括圆筒形外壳壁，所述圆筒形外壳壁具有沿着所述圆筒形外壳壁的中心线轴线延伸穿过其中的轴向开口，所述点火器设置在所述轴向开口内。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述至少一个气流入口通道包括多个入口通道，所述多个入口通道穿过所述外壳壁并且在所述外流动通道和所述至少一个冷却通道之间提供流体连通。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述至少一个冷却通道包括至少一个开槽冷却通道，所述至少一个开槽冷却通道在所述外壳壁内相对于所述外壳壁的所述中心线轴线在下游侧在周向方向上延伸。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述中心线轴线限定轴向方向，所述外壳壁的流动轴线正交于所述中心线轴线延伸并且限定上游方向和下游方向，并且所述外壳壁的横向轴线延伸穿过所述中心线轴线并且正交于所述流动轴线延伸并且限定第一横向方向和第二横向方向，所述至少一个开槽冷却通道在所述横向轴线的所述第一横向方向和所述横向轴线的所述第二横向方向之间延伸。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述至少一个开槽冷却通道包括第一开槽冷却通道和第二开槽冷却通道，所述第一开槽冷却通道在所述下游方向和所述第一横向方向之间在周向方向上延伸，所述第二开槽冷却通道在所述下游方向和所述第二横向方向之间延伸。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述外壳壁进一步包括在所述外壳壁的所述上游侧的至少一个上游腔，所述至少一个上游腔与所述至少一个开槽冷却通道流体连通。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述至少一个上游腔是在所述周向方向上延伸的开槽上游腔，并且在所述第一横向方向和所述第二横向方向之间延伸。

根据前述条项中任一项所述的燃烧器，其中，所述至少一个上游腔沿着所述外壳壁的轴向长度在所述轴向方向上从所述至少一个上游腔的第一端延伸到所述至少一个上游腔的第二端，所述至少一个上游腔的所述第一端和所述至少一个上游腔的所述第二端限定在所述外壳壁内。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述点火器包括布置在所述点火器外壳内的轴部分，所述轴部分具有第一端，所述第一端布置成靠近所述点火器外壳的所述内端，并且所述轴部分包括位于其内的中空封闭绝缘腔。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述中空封闭绝缘腔围绕所述轴部分的中心线轴线周向地延伸，并且具有相对于所述轴部分的所述中心线轴线在轴向方向上从所述中空封闭绝缘腔的第一端延伸到所述中空封闭绝缘腔的第二端的轴向长度。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述中空封闭绝缘腔的所述第一端布置成靠近所述轴部分的所述第一端，并且所述中空封闭绝缘腔的所述第二端布置成使得当所述点火器设置在所述点火器外壳内并且所述轴部分的所述第一端靠近所述点火器外壳的所述内端时，所述第二端布置成靠近所述点火器外壳的所述至少一个气流入口通道。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述燃烧器衬里包括围绕燃烧器中心线轴线周向地延伸的外衬里和围绕所述燃烧器中心线轴线周向地延伸的内衬里，所述燃烧室限定在所述外衬里和所述内衬里之间，并且所述外壳体围绕所述外衬里并且限定在所述外壳体和所述外衬里之间的所述外流动通道，并且所述点火器外壳延伸穿过所述外衬里并且延伸穿过所述外流动通道。

根据前述条项中的任一项所述的燃烧器，其中，所述外衬里包括外壳和隔热板，所述隔热板与所述外壳连接以在其间限定挡板腔，并且所述燃烧器衬里的所述热表面侧包括所述隔热板的热表面侧。

一种燃气涡轮，包括：压缩机区段；和燃烧器，所述压缩机区段向所述燃烧器提供压缩空气流，所述燃烧器包括：燃烧器衬里，所述燃烧器衬里限定燃烧室；至少一个涡流器组件，所述至少一个涡流器组件向所述燃烧室提供压缩空气流和燃料，作为燃料-空气混合物；外壳体，所述外壳体围绕所述燃烧器衬里并且在其间限定外流动通道，所述压缩空气流的至少一部分被导向通过所述外流动通道；点火器外壳，所述点火器外壳延伸穿过穿过所述燃烧器衬里的点火器开口并且延伸穿过所述外流动通道，所述点火器外壳具有内端，所述内端布置在邻近所述燃烧室的所述燃烧器衬里的热表面侧；和点火器，所述点火器设置在所述点火器外壳内以点燃所述燃料-空气混合物，其中，所述点火器外壳包括限定所述点火器外壳的周边的外壳壁，所述外壳壁具有上游侧和与所述上游侧相对的下游侧，并且所述外壳壁包括(a)至少一个气流入口通道，所述至少一个气流入口通道在所述外壳壁的所述下游侧并且布置在所述外流动通道内，以及(b)至少一个冷却通道，所述至少一个冷却通道在所述外壳壁内在所述下游侧，所述至少一个冷却通道从所述至少一个气流入口通道沿着所述点火器外壳的长度延伸并且穿过所述点火器外壳的所述内端，所述至少一个冷却气流通道与所述至少一个气流入口通道流体连通。

根据前述条项的燃气涡轮，其中，所述点火器操作以点燃所述燃烧室内的所述燃料-空气混合物，并且所述点火器外壳中的所述至少一个冷却通道从穿过其中的所述外流动通道提供压缩空气流，以在所述燃烧器衬里的所述热表面侧向穿过所述燃烧器衬里的所述点火器开口的下游侧提供冷却气流。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述点火器外壳包括圆筒形外壳壁，所述至少一个冷却通道包括至少一个开槽冷却通道，所述至少一个开槽冷却通道在所述圆筒形外壳壁内在所述下游侧在周向方向上延伸，所述圆筒形外壳壁进一步包括在所述外壳壁的所述上游侧的至少一个上游腔，所述至少一个上游腔与所述至少一个开槽冷却通道流体连通并且向所述点火器外壳的上游侧提供冲击冷却。

根据前述条项的燃气涡轮，进一步包括设置在所述点火器外壳和所述点火器之间的绝缘层。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述至少一个冷却通道布置成在所述点火器开口的下游侧向所述燃烧器衬里的热表面侧提供冷却空气流。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述点火器外壳被配置为联接到所述外壳体，并且所述点火器外壳延伸穿过穿过所述燃烧器衬里的所述点火器开口，其间具有预定间隙。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述点火器外壳的所述周边限定圆形周边，并且所述点火器外壳包括圆筒形外壳壁，所述圆筒形外壳壁具有沿着所述圆筒形外壳壁的中心线轴线延伸穿过其中的轴向开口，所述点火器设置在所述轴向开口内。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述至少一个气流入口通道包括多个入口通道，所述多个入口通道穿过所述圆筒形外壳壁并且在所述外流动通道和所述至少一个冷却通道之间提供流体连通。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述至少一个冷却通道包括至少一个开槽冷却通道，所述至少一个开槽冷却通道在所述外壳壁内相对于所述外壳壁的所述中心线轴线在第二侧在周向方向上延伸。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述中心线轴线限定轴向方向，所述圆筒形外壳壁的流动轴线正交于所述中心线轴线延伸并且限定上游方向和下游方向，并且所述圆筒形外壳壁的横向轴线延伸穿过所述中心线轴线并且正交于所述流动轴线延伸并且限定第一横向方向和第二横向方向，所述至少一个开槽冷却通道在所述横向轴线的所述第一横向方向和所述横向轴线的所述第二横向方向之间延伸。

根据前述条项中任一项所述的燃气涡轮，其中，所述至少一个开槽冷却通道包括第一开槽冷却通道和第二开槽冷却通道，所述第一开槽冷却通道在所述下游方向和所述第一横向方向之间在周向方向上延伸，所述第二开槽冷却通道在所述下游方向和所述第二横向方向之间延伸。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述圆筒形外壳壁进一步包括在所述外壳壁的所述第一侧的至少一个上游腔，所述至少一个上游腔与所述至少一个开槽冷却通道流体连通。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述至少一个上游腔是在所述周向方向上延伸的开槽上游腔，并且在所述第一横向方向和所述第二横向方向之间延伸。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述至少一个上游腔沿着所述圆筒形外壳壁的轴向长度在所述轴向方向上从所述至少一个上游腔的第一端延伸到所述至少一个上游腔的第二端，所述至少一个上游腔的所述第一端和所述至少一个上游腔的所述第二端限定在所述圆筒形外壳壁内。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述点火器包括布置在所述点火器外壳内的轴部分，所述轴部分具有第一端，所述第一端布置成靠近所述点火器外壳的所述内端，并且所述轴部分包括位于其内的中空封闭绝缘腔。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述中空封闭绝缘腔围绕所述轴部分的中心线轴线周向地延伸，并且具有相对于所述轴部分的所述中心线轴线在轴向方向上从所述中空封闭绝缘腔的第一端延伸到所述中空封闭绝缘腔的第二端的轴向长度。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述中空封闭绝缘腔的所述第一端布置成靠近所述轴部分的所述第一端，并且所述中空封闭绝缘腔的所述第二端布置成使得当所述点火器设置在所述点火器外壳内并且所述轴部分的所述第一端靠近所述点火器外壳的所述内端时，所述第二端布置成靠近所述点火器外壳的所述至少一个气流入口通道。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述燃烧器衬里包括围绕燃烧器中心线轴线周向地延伸的外衬里和围绕所述燃烧器中心线轴线周向地延伸的内衬里，所述燃烧室限定在所述外衬里和所述内衬里之间，并且所述外壳体围绕所述外衬里并且限定在所述外壳体和所述外衬里之间的所述外流动通道，并且所述点火器外壳延伸穿过所述外衬里并且延伸穿过所述外流动通道。

根据前述条项中的任一项所述的燃气涡轮，其中，所述外衬里包括外壳和隔热板，所述隔热板与所述外壳连接以在其间限定挡板腔，并且所述燃烧器衬里的所述热表面侧包括所述隔热板的热表面侧。

尽管前述描述针对本公开的一些示例性实施例，但是其他变化和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且可以在不背离本公开的精神或范围的情况下进行。此外，结合本公开的一个实施例描述的特征可以结合其他实施例使用，即使上面没有明确说明。