用于穿透CMC衬套的构件的密封组件的制作方法

用于穿透cmc衬套的构件的密封组件
1.相关申请的交叉引用本申请是2017年3月3日提交的美国申请序列第15/448938号的部分连续案并请求享有其优先权，其内容通过引用并入本文中。
技术领域
2.本主题大体上涉及燃气涡轮发动机的燃烧组件。更具体地，本主题涉及用于围绕穿透燃气涡轮发动机燃烧组件的燃烧器衬套并且最具体地穿透陶瓷基质复合物燃烧器衬套的构件进行密封的密封组件。


背景技术：

3.燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段，燃烧区段包括限定燃烧室的燃烧器。燃料在燃烧室内与压缩空气混合且燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气流驱动涡轮区段，且然后传送穿过排气区段，例如，至大气。
4.燃烧区段大体上包括环形内衬套、与内衬套径向地间隔开的环形外衬套，以及联接到内衬套和外衬套的上游端或前端上的燃烧器圆顶。燃料喷射器或喷嘴延伸穿过圆顶，且构造成将燃料/空气混合物提供至燃烧室，燃烧室限定在内衬套与外衬套之间。外壳或燃烧器壳周向地包绕外衬套，并且至少部分地在燃烧器壳和外衬套之间限定外仓室或通路。
5.燃烧区段还包括点火系统，其具有安装或联接到外壳的一个或多个点火器组件。点火器组件的点火器部分大体上径向地延伸穿过外壳和外仓室。点火器的点火末梢部分至少部分地延伸穿过限定于外衬套内的开口，并且套圈或其它密封部件围绕点火器在开口附近延伸，以提供密封以防止流体穿过开口泄漏。在燃气涡轮的操作期间，如，在启动或重启期间，点火器可激励成在点火末梢处提供火花，以便对燃烧室内的燃料/空气混合物点火。
6.更常见的是，非传统的高温材料，如陶瓷基质复合物（cmc）材料，正在用于燃气涡轮应用中。与典型的构件（例如，金属构件）相比，由这种材料制造的构件具有更高的温度能力，这可允许改进的构件性能和/或增加的发动机温度。因此，将cmc材料用于燃烧器的内衬套和外衬套可改进衬套的耐久性，并且允许减少冲击冷却或衬套的其它类型的冷却以及增加的燃烧温度，这可改进发动机性能。然而，cmc材料通常具有比例如金属或金属合金低得多的热膨胀系数，使得cmc构件具有比金属构件低得多的热增长率。
7.因此，对于cmc燃烧器衬套，在燃气涡轮操作期间，点火器组件相对于外衬套和/或燃烧室的径向和/或轴向定位可能会改变。例如，外壳和cmc外衬套的热增长率变化可能会导致密封部件在衬套开口附近的位置发生转移，这可能导致不期望的流体穿过开口泄漏，例如从衬套的相对冷侧泄漏到相对热的燃烧室。因此，用于燃气涡轮发动机的改进的点火组件以及用于点火组件的改进的密封系统在涡扇发动机工业中将是有用的。


技术实现要素：

8.本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明学习到。
9.在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃料点火组件的密封系统。燃料点火组件包括点火器管，该点火器管具有位于燃气涡轮发动机的燃烧器附近的末梢部分。密封系统包括套圈，该套圈定位在燃烧器的陶瓷基质复合物（cmc）衬套的外表面上，在限定于cmc衬套中的孔口附近。密封系统还包括套筒，该套筒定位在燃料点火组件的适配器内，使得套筒的内端部分与套圈接触。套筒具有形成由套筒限定的腔的内边界的端壁，并且适配器支承点火器管。密封系统还包括定位在腔内的偏压部件。偏压部件在套管和套筒的端壁之间延伸。套管穿过由适配器限定的适配器开口的外端接收，并具有围绕套管的外周延伸并邻接适配器外端的肩部。偏压部件连续地推动套筒与套圈接触，以密封孔口以防止流体穿过孔口泄漏。
10.在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机的燃烧区段。燃烧区段包括内衬套和与内衬套径向地间隔开的外衬套，外衬套在其中限定孔口；在内衬套和外衬套之间限定的燃烧室；围绕外衬套周向地延伸的燃烧器壳；以及燃料点火组件。外衬套和燃烧器壳在它们之间限定外流动通路，并且燃烧器壳包括与外衬套的孔口基本对准的孔口。该燃料点火组件包括点火器管，该点火器管具有接收在限定于外衬套中的孔口中的末梢部分。燃料点火组件还包括用于相对于燃烧器壳支承点火器管的适配器。适配器限定用于接收点火器管的适配器开口，并且适配器开口具有与外端径向相对的内端。燃料点火组件还包括穿过适配器开口的外端接收的套管。套管具有围绕套管的外周延伸的肩部，并且肩部邻接适配器的外端。另外，燃料点火组件包括套圈，该套圈定位在外衬套的外表面上，在外衬套中的孔口附近；套筒，其定位在适配器内，使得套筒的内端部分与套圈接触，该套筒具有形成由套筒限定的腔的内边界的端壁；以及定位在腔内的偏压部件，该偏压部件在套管和套筒的端壁之间延伸。偏压部件连续地推动套筒与套圈接触，以密封孔口以防止流体穿过孔口泄漏。
11.本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求书变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。
12.技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的燃料点火组件的密封系统，所述燃料点火组件包括点火器管，所述点火器管具有位于所述燃气涡轮发动机的燃烧器附近的末梢部分，所述密封系统包括：定位在所述燃烧器的陶瓷基质复合物（cmc）衬套的外表面上的套圈，所述套圈位于限定于所述cmc衬套中的孔口附近；支承所述点火器管的适配器；套管，其具有围绕所述套管的外周延伸的套管肩部，所述套管肩部邻接所述适配器的外端，所述套管限定穿过其中的开口并且包括向内延伸到所述开口中的突起，所述套管穿过由所述适配器限定的适配器开口的外端接收；套筒，其定位在所述适配器内，使得所述套筒的内端部分与所述套圈接触，所述套筒具有形成由所述套筒限定的腔的内边界的端壁；以及
定位在所述腔内的偏压部件，所述偏压部件在所述套管和所述套筒的端壁之间延伸，其中所述点火器管包括点火器管肩部，所述点火器管肩部邻接所述突起，并且其中所述偏压部件连续地推动所述套筒与所述套圈接触，以密封所述孔口以防止流体穿过所述孔口泄漏。
13.技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，至少一个垫片定位在所述点火器管肩部与所述套管的突起之间。
14.技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述点火器管肩部和所述套管的突起各自限定在径向位置处，以控制所述点火器管的末梢部分相对于燃烧器的外衬套的位置。
15.技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，至少一个垫片定位在所述套管肩部与所述适配器的外端之间。
16.技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，板在所述套管的内表面与所述偏压部件的外端之间延伸。
17.技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述适配器限定径向止挡件，所述径向止挡件限制所述套筒在所述适配器内的径向移动。
18.技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述套筒限定围绕所述套筒的外端部分的套环，并且其中当所述套筒处于最大径向向内位置时，所述套环邻接所述径向止挡件。
19.技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述适配器限定凸缘以相对于所述燃烧器壳支承所述适配器，并且其中密封件在所述燃烧器壳与所述凸缘之间延伸。
20.技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述套筒的内端部分的外表面的至少一部分是球形或弓形的。
21.技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述套圈限定其中接收所述套筒的内端部分的凹穴，并且其中所述凹穴的内表面的形状与所述套筒的内端部分的外表面互补。
22.技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述燃烧器壳由金属或金属合金形成，使得所述燃烧器壳和所述外衬套具有不同的热膨胀系数。
23.技术方案12. 根据任意前述技术方案所述的密封系统，其中，所述偏压部件是螺旋弹簧。
24.技术方案13. 一种燃气涡轮发动机的燃烧区段，包括：内衬套和与所述内衬套径向地间隔开的外衬套，所述外衬套在其中限定孔口；限定在所述内衬套与所述外衬套之间的燃烧室；围绕所述外衬套周向地延伸的燃烧器壳，所述外衬套和所述燃烧器壳在它们之间限定外流动通路，所述燃烧器壳包括与所述外衬套的孔口基本上对准的孔口；以及燃料点火组件，其包括：点火器管，其具有接收在限定于所述外衬套中的孔口中的末梢部分；用于相对于所述燃烧器壳支承所述点火器管的适配器，所述适配器限定用于接收所述点火器管的适配器开口，所述适配器开口具有与外端径向相对的内端；
穿过所述适配器开口的外端接收的套管，所述套管具有围绕所述套管的外周延伸的套管肩部，所述套管肩部邻接所述适配器的外端；套圈，其在所述外衬套中的孔口附近定位在所述外衬套的外表面上；套筒，其定位在所述适配器内，使得所述套筒的内端部分与所述套圈接触，所述套筒具有形成由所述套筒限定的腔的内边界的端壁；以及定位在所述腔内的偏压部件，所述偏压部件在所述套管和所述套筒的端壁之间延伸，其中所述点火器管肩部的位置可径向地调整，以控制所述末梢部分相对于限定于所述外衬套中的孔口的位置，以及其中所述偏压部件连续地推动所述套筒与所述套圈接触，以密封所述孔口以防止流体穿过所述孔口泄漏。
25.技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，其中，所述套管限定穿过其中的开口，并且包括向内延伸到所述开口中的突起，并且其中所述点火器管包括邻接所述突起的点火器管肩部。
26.技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，其中，至少一个垫片定位在所述点火器管肩部与所述套管的突起之间。
27.技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，其中，至少一个垫片定位在所述套管的肩部与所述适配器的外端之间。
28.技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，其中，板在所述套管的内表面与所述偏压部件的外端之间延伸。
29.技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，还包括定位在所述外衬套与所述燃烧器壳之间的隔热罩。
30.技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，其中，至少所述外衬套由陶瓷基质复合物材料形成。
31.技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的燃烧区段，其中，所述套筒的内端部分的外表面的至少一部分是球形或弓形的，其中所述套圈限定其中接收所述套筒的内端部分的凹穴，并且其中所述凹穴的内表面的形状与所述套筒的内端部分的外表面互补。
附图说明
32.包括针对本领域的普通技术人员的其最佳模式的本发明的完整且充分的公开在参照附图的说明书中阐明，在附图中：图1提供了根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图。
33.图2提供了根据本主题的各种实施例的如图1中所示的燃气涡轮发动机的燃烧区段的一部分的截面侧视图。
34.图3是如图2中所示的燃烧区段的一部分的放大截面视图，包括根据本主题的示例性实施例的燃料点火组件。
35.图4是根据本主题的至少一个实施例的燃烧区段的一部分的放大截面视图，该部分包括如图3中所示的燃料点火组件的一部分。
具体实施方式
36.现在将详细参照本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。该详细描述使用了数字和字母标记来表示附图中的特征。附图和说明书中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文使用的用语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，且“下游”是指流体流至的方向。
37.现在参考附图，其中相同的数字表示所有附图的相同元件，图1为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为本文称为“涡扇发动机10”的高旁通涡扇喷气发动机10。如图1中所示，涡扇发动机10限定轴向方向a（平行于为了参照而提供的纵向中心线12延伸）和径向方向r。大体上，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。
38.绘出的示例性核心涡轮发动机16大体上包括基本上管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围成串流关系的包括增压或低压（lp）压缩机22和高压（hp）压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压（hp）涡轮28和低压（lp）涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。高压（hp）轴或转轴34将hp涡轮28传动地连接到hp压缩机24。低压（lp）轴或转轴36将lp涡轮30传动地连接到lp压缩机22。
39.对于所示实施例，风扇区段14包括风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向r向外延伸。风扇叶片40和盘42可由lp轴36围绕纵轴线12一起旋转。在一些实施例中，可包括具有多个齿轮的动力变速箱，以将lp轴36的转速逐步降低到更高效的风扇转速。
40.仍参考图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前机舱48覆盖，前机舱为空气动力轮廓，以促进空气流穿过多个风扇叶片40。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其周向地包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应认识到，机舱50可构造成由多个周向地间隔开的出口导叶52相对于核心涡轮发动机16支承。此外，机舱50的下游区段54可在核心涡轮发动机16的外部上方延伸，以便限定其间的旁通空气流通路56。
41.在涡扇发动机10的操作期间，一定体积的空气58经由机舱50和/或风扇区段14的相关联的入口60进入涡扇10中。当该体积的空气58经过风扇叶片40时，如由箭头62指出的空气58的第一部分引导或传送到旁通空气流通路56中，且如由箭头64指出的空气58的第二部分引导或传送到lp压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常称为旁通比。空气的第二部分64的压力然后随着其传送穿过高压（hp）压缩机24且进入燃烧区段26中而增大，在该处其与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体66。
42.燃烧气体66传送穿过hp涡轮28，在该处，来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分经由联接至外壳18的hp涡轮定子导叶68和联接至hp轴或转轴34的hp涡轮转子叶片70的连续级提取，因此引起hp轴或转轴34旋转，从而支持hp压缩机24的操作。燃烧气体66然后传送穿过lp涡轮30，在该处，热能和动能的第二部分从燃烧气体66经由联接至外壳18的lp涡轮定子导叶72和联接至lp轴或转轴36的lp涡轮转子叶片74的连续级提取，因此引起lp轴或转轴36旋转，从而支持lp压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
43.燃烧气体66随后传送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32来提供推进
推力。同时，空气的第一部分62的压力随着空气的第一部分62在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前传送穿过旁通空气流通路56而基本上增大，也提供了推进推力。hp涡轮28、lp涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，以将燃烧气体66传送穿过核心涡轮发动机16。
44.在一些实施例中，涡扇发动机10的构件，具体是热气体路径78内的构件，可包括陶瓷基质复合物（cmc）材料，该材料是具有高温能力的非金属材料。用于此类构件的示例性cmc材料可包括碳化硅（sic）、硅、二氧化硅或氧化铝基质材料及其组合。陶瓷纤维可嵌入基质内，如，包括单丝如蓝宝石或碳化硅（例如，textron的scs-6）的氧化稳定增强纤维，以及包括碳化硅（例如，nippon carbon的nicalon
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、ube industries的tyranno
®
和dow corning的sylramic
®
）、硅酸铝（例如，nextel的440和480），以及短切晶须和纤维（例如，nextel的440和saffil
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），以及可选陶瓷颗粒（例如，si、al、zr、y的氧化物和它们的组合），以及无机填料（例如，叶腊石、钙硅石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱土）的粗砂和纱。例如，在某些实施例中，可包括陶瓷耐火材料涂层的纤维束形成为增强带，如单向增强带。多个带可一起层叠（例如，作为层片）以形成预制构件。在形成预制件之前或在形成预制件之后，纤维束可用浆料复合物浸渍。然后预制件可经历热处理，如固化或烧尽，以在预制件中产生高焦炭残留物，以及随后化学处理，如用硅熔融渗透，以达到由具有期望的化学成分的cmc材料形成的构件。在其它实施例中，cmc材料可形成为例如碳纤维布而不是带。
45.更具体地，一种用于形成cmc构件（诸如，如下所述的燃烧器的cmc外衬套）的方法，首先可包括：层叠多个cmc材料层片以形成具有期望的形状或轮廓的cmc预制件。将认识到，形成预制件的多个cmc层片可层叠在层叠工具、模具、心轴或用于支承层片和/或用于限定期望形状的另一种合适的装置上。cmc预制件的期望形状可为所得cmc构件（如环形cmc外衬套）的期望形状或轮廓。
46.在将多个层片层叠以形成预制件之后，可在高压釜中对预制件进行处理，例如压实和固化。在处理之后，预制件形成未加工状态的cmc构件，例如未加工状态的cmc外衬套。未加工状态的cmc构件是单件构件，即，固化预制件的多个层片连结层片以产生由未加工状态的cmc材料的连续件形成的cmc构件。然后，未加工状态的构件可经历焙烧（或烧尽）和致密化以产生致密的cmc构件。例如，未加工状态的构件可放入炉中，以烧尽在形成cmc层片时所用的任何心轴形成材料和/或溶剂，并分解溶剂中的粘合剂，并然后与硅一起放入炉中，以将层片的陶瓷基质前体转化成cmc构件的基质的陶瓷材料。硅熔化并渗入由于在烧尽/焙烧期间粘合剂分解而与基质产生的任何多孔性；硅对cmc构件的熔融渗透使cmc构件致密化。然而，可使用任何已知的致密化技术来执行致密化，包括但不限于silcomp、熔融渗透（mi）、化学气相渗透（cvi）、聚合物渗透和热解（pip），以及氧化物/氧化过程。在一个实施例中，致密化和焙烧可在真空炉或具有建立的气氛的惰性气氛中在高于1200℃的温度下进行，以允许硅或另一适合的材料或多种材料熔融渗透入构件。可选地，在焙烧和致密化之后，如果需要并按照需要，可对cmc构件进行精加工，和/或用一种或多种涂层涂覆，如环境屏障涂层（ebc）或热障涂层（tbc）。
47.仅通过举例的方式提供形成cmc构件（如cmc外衬套）的前述方法。例如，可使用其它已知的方法或技术来压实和/或固化cmc层片，以及致密化未加工状态的cmc构件。备选地，可使用这些或其它已知过程的任何组合。
48.如上所述，包含cmc材料的构件可在热气体路径78内使用，如在发动机10的燃烧区段和/或涡轮区段内使用。然而，cmc构件也可用在其它区段，如压缩机和/或风扇区段。如下面更详细描述的特定示例，燃烧区段26的燃烧器的外衬套可由cmc材料形成，例如，以提供燃烧器的更大的温度能力，以更好地保护涡轮壳免受燃烧气体温度的影响，和/或减少供应到外衬套的冷却流体的量。
49.图2是燃烧区段26的一部分的截面侧视图。如图2中所示，燃烧器区段26大体包括环形类型燃烧器80，其具有环形内衬套82、环形外衬套84和在内衬套82的上游端88和外衬套84的上游端90之间延伸的圆顶端86。内衬套82与外衬套84径向地间隔开，并且在它们之间限定大体上环形的燃烧室92。如前所述，外衬套84优选地由cmc材料形成；内衬套82也可由cmc材料形成。
50.内衬套82和外衬套84封装在燃烧器或外壳94内，即，燃烧器壳94围绕外衬套84周向地延伸。隔热罩96抵靠燃烧器壳94的内表面94a定位，例如，以帮助防止燃烧区26内的热气体的温度造成燃烧器壳94中的蠕变。隔热罩96由任何合适的材料形成；在一个实施例中，隔热罩96由其中形成有蜂窝图案的高温金属形成。此外，外流动通路98可限定在燃烧器壳94与外衬套84之间。内衬套82和外衬套84从圆顶端86朝向涡轮喷嘴100延伸。此外，燃料喷射器或喷嘴102至少部分地延伸穿过圆顶端86，并向燃烧室92提供燃料-空气混合物104。
51.在各种实施例中，如图2中所示，燃烧区段26包括燃料点火系统200，以用于对燃烧室92内的燃料空气混合物102点火。燃料点火系统200大体上包括至少一个燃料点火器组件202，其电气地/电子地联接到控制器或点火源204。点火组件202可连接到燃烧器壳94的外表面94b。燃料点火组件202包括密封系统206，该密封系统例如防止来自外流动通路98的流体（即，外衬套84的冷侧）流入燃烧室92（即，外衬套84的热侧）中。
52.图3提供了根据本主题的示例性实施例的包括如图2中所示的燃料点火组件202的燃烧区段26的一部分的放大截面视图。在图3中所示的示例性实施例中，燃料点火组件202包括点火器管208，该点火器管大体上径向地延伸穿过由燃烧器壳94限定的孔口106。点火器管208的点火末梢或末梢部分210至少部分地延伸穿过限定在外衬套84内的孔口108，使得末梢部分210位于燃烧器80附近，如图2中所示。在特定实施例中，末梢部分210可相对于孔口108并且相对于点火器管208的纵向中心线cl同心地对准。如图3中所示，外衬套孔口108可尺寸设置成（即可具有足够的截面面积）允许点火器末梢部分210在孔口108内进行一些轴向和/或周向移动。
53.在图3中所示的示例性实施例中，燃料点火组件202包括有助于支承点火器管208的外壳体或适配器212，以及定位在如本文参照燃烧器壳94进一步所述的适配器212内的燃料点火组件202的其它构件。适配器212具有内部214和外部216。开口218延伸穿过适配器212；开口218的内端218a限定在内部214中，并且开口218的外端218b限定在外部216中，使得外端218b与内端218a径向相对。开口218的尺寸和/或形状可设置成用于接收燃料点火组件202的一个或多个构件，每个构件包绕点火器管208，如下面更详细地描述的。例如，开口218可为大体上圆柱形的或具有任何其它合适的形状。如图3中所示，点火器管208的一部分可延伸穿过开口218并从开口218径向向外延伸。此外，适配器212径向地延伸穿过燃烧器壳94中的孔口106，并且包括凸缘213，该凸缘相对于燃烧器壳94支承适配器212。而且，适配器212可构造成联接至燃烧器壳94。例如，适配器212可使用一个或多个螺栓、螺钉或其它合适
的附接或紧固机构在适配器凸缘213处联接至燃烧器壳94。密封件220定位在适配器凸缘213和燃烧器壳94之间，以帮助防止流体穿过孔口106泄漏。将认识到，密封件220可为适用于燃气涡轮发动机10的燃烧区段26中的高温高压密封件。此外，适配器内部214穿过隔热罩96中的孔口110并朝向外衬套84延伸。
54.仍然参考图3，燃料点火组件202还包括支承点火器管208的套管222。更具体地，套管222的内端222a通过适配器218中的开口218的外端218b接收。套管222包括在套管内端222a和外端222b之间的肩部224。肩部224围绕套管的外周延伸；肩部224抵靠或邻接适配器212的外部216，使得套管222的外端222b从适配器外部216径向地向外延伸。如图3中所示，一个或多个垫片226可定位在肩部224和适配器外部216之间，例如以控制点火器末梢部分210的径向位置。
55.类似于穿过适配器212的开口218，开口228延伸穿过套管222，并且其尺寸和/或形状可设置成用于接收点火器管208。开口228可为大体上圆柱形的或具有任何其它合适的形状。突起230延伸到穿过套管222的开口228中，并且点火器管208的肩部232搁置在突起230上。因而，套管222的大体上平行于点火器管208的中心线cl的移动也足以使点火器管208移动。例如，用更厚或更薄的垫片代替垫片226，使用一个以上的垫片226，或完全移除垫片226，会将套管222相对于适配器212且从而燃烧器壳94和外衬套84重新定位，这同样将点火器管208相对于适配器212、燃烧器壳94和外衬套84重新定位。因此，套管222的位置大体上可沿径向方向r调整（即，套管位置大体上可径向调整），且因此，通过允许末梢部分210的大体径向调整，有助于控制点火器末梢部分210的位置。
56.此外，将理解，点火器管肩部232可形成为点火器管208的一部分，或可固定地附接到点火器管208。例如，肩部232可由固定地附接到点火器管208的外壳体、螺母、垫圈等形成。在一些实施例中，可在点火器管肩部232和突起230之间包括一个或多个垫片226，其可如本文所述地具有可变的厚度，以相对于套管222和适配器212重新定位点火器管208，这相对于燃烧器壳94和外衬套84重新定位点火器管208及其末梢210。在其它实施例中，肩部232可更厚或更薄，或另外沿中心线cl延伸更长或更短的距离，以改变点火器管208相对于套管222、适配器212、燃烧器壳94和外衬套84的位置。因此，点火器管208的位置大体上可沿径向方向r调整（即，点火器管位置大体上可径向调整），这可通过允许末梢部分210进行大体径向调整来帮助控制点火器末梢部分210的位置。
57.点火器末梢部分210的定位或位置也可以其它方式控制和/或调整。例如，在图3中定位在套管内表面222c和偏压部件236的外端236b之间并且在下面更详细地论述的较厚或较薄的板238，在套管222与偏压部件236之间使用多个板238，或板238的省略可用于径向地改变点火器管208的位置，并从而改变点火器末梢部分210的位置。在其它实施例中，较厚或较薄的密封件220、在适配器212和燃烧器壳94之间使用多个密封件220，或省略密封件220，可用来改变点火器管208且因此点火器末梢部分210的位置。点火组件202中的其它径向变化，如突起230在套管222内的径向位置、适配器212的径向高度（套管肩部224搁置于其上）和/或用于改变点火器管208的径向位置的两种或更多种方式的组合，也可用于控制和/或调整点火器末梢部分210的定位或位置。
58.继续图3，大致环形的套筒234定位在适配器212内。更确切地，套筒234在适配器212中的开口218内延伸，并且套筒234的内端部分234a延伸穿过开口218的内端218a并朝向
外衬套84。套筒234的外端部分234b在适配器开口218内定位在套管内端222a附近。如图3中所示，套筒234可自由沿适配器开口218移动，但是适配器212可限定唇缘或径向止挡件219以限制套筒234的径向向内移动。即，套筒234围绕其外端部分234b限定套环233，当套筒234处于最大径向向内位置时，套环卡在径向止挡件219上或邻接径向止挡件219。径向止挡件219可限定在套筒234内，使得当适配器212与燃烧器壳组装在一起时，径向止挡件从燃烧器壳94径向地向外或在其上方。
59.偏压部件236，如弹簧等，定位在套筒234内，并围绕点火器管208的一部分周向地延伸。偏压部件236设置在套筒234的端壁234c与套管222的内表面222c之间。端壁234c形成由套筒234限定的腔235的内边界，并且偏压部件236定位在腔235内，使得偏压部件236在端壁234c和套管222之间延伸。在一个实施例中，偏压部件236可为螺旋弹簧，并且在另一实施例中，偏压部件236可为波形弹簧。包绕偏压部件236的套筒234有助于防止例如在发动机10的操作条件下偏压部件236的粘结或弯曲。
60.此外，在一些实施例中，板238在套管内表面222c与偏压部件236的外端236b之间延伸，使得偏压部件236接触板238而不是套管222的内表面222c。因此，板238保护套管222免受要不然由于偏压部件的接触将发生的磨损。将认识到，板238优选地具有足够的截面面积，以防止偏压部件236的任何部分接触套管222。此外，除了控制点火器末梢部分210的位置之外，一个或多个垫片226可用于控制偏压部件236的工作高度或长度，这可影响由偏压部件抵靠端壁234c提供的负载。
61.偏压部件236大体上相对于套筒234（即，端壁234c）提供径向地向内的力，以便相对于定位在外衬套孔口108附近的套圈240偏压或连续地推动套筒内端部分234a，并从而相对于套圈240安置内端部分234a。如下面更详细地描述的，套圈240围绕点火器管208和外衬套孔口108提供密封，以例如防止流体从外流动通路98泄漏到热气体路径78中，即从外衬套84的冷侧到热侧。通过相对于套圈240偏压或推动套筒234，尽管套圈240和外衬套84之间的相对轴向和周向移动以及外衬套84与燃烧器壳94之间的相对径向移动，偏压部件236仍有助于维持由套圈提供的密封。
62.图4是如图3中所示的燃烧区段26的一部分的放大截面图，并且至少部分地包括外衬套64的一部分、点火器管208的末梢部分210、套筒234的内端部分234a和套圈240。在图4中所示的示例性实施例中，套圈240与外衬套84中的开口108大体同心地对准，但是如上所述，套圈240可相对于开口108轴向地和/或周向地移动。例如，在燃气涡轮发动机10的操作期间，套圈240和/或外衬套84可相对于套圈和外衬套中的另一个轴向地和/或周向地移动。套圈240可具有一定形状和/或尺寸，该形状和/或尺寸适合于确保套圈240的围绕套圈240延伸的套环240a仍包绕开口108，尽管套圈240和外衬套84之间的任何相对轴向和/或周向移动。
63.如图4中进一步所示，套圈240限定凹穴242，并且套筒234的内端部分234a形成和/或形状设置为安装在该凹穴242内。套圈240可包括用于将套筒内端部分234a锁定或保持在凹穴242内的唇缘244或其它类似特征或装置。例如，在其它实施例中，套圈240可限定一个或多个突片244，以将套筒内端部分234a保持在凹穴242内。在特定实施例中，套筒内端部分234a的外表面234d的至少一部分可形状设置或形成为与凹穴242的内表面242a互补。例如，在一个实施例中，套筒外表面234d的一部分和凹穴内表面242a的一部分可为球形和/或弓
形的，以在它们之间形成球窝型接头，因此在燃气涡轮发动机10的操作期间，允许外衬套84和套圈240之间以及外衬套84和燃烧器壳94之间的相对移动。即，在发动机操作期间，外衬套84可相对于燃烧器壳94径向地和/或轴向地移动；该相对移动可由一定数目的因素引起，包括外衬套84与燃烧器壳94之间的变化的热增长率，和/或燃气涡轮发动机10上的重力，如，在发动机10附接到其上的飞行器的起飞、着陆或总体操纵。此外，例如由于燃烧动力学以及外衬套84与燃烧器壳94之间的相对移动的前述原因，套圈240可相对于外衬套84轴向地和/或周向地移动。通过将套筒内端部分234a锁定或保持在套圈凹穴242中，可保持套筒234与套圈240之间的接触，因为当套筒234相对于外衬套84移动时，以及当外衬套84相对于燃烧器壳94移动时，套筒234将与套圈240一起径向地、轴向地和/或周向地行进。结果，可保持套圈240与点火器管208和外衬套孔口108之间的密封，以便防止在套圈240与点火器管208之间以及在套圈240与孔口108之间的流体泄漏。
64.此外，套筒234将大体一致的负载从偏压部件236传递到套圈240，例如，偏压部件236压靠套筒端壁234c，这继而将负载以大体一致的方式从偏压部件236传递到套筒内端部分234a，并从而传递到套圈240。因而，偏压部件236有助于确保套筒234与套圈240之间的大体一致接触，这有助于确保套圈240与外衬套84以及套圈240与点火器管208之间的良好密封。此外，偏压部件236的尺寸设置成和/或选择成在任何发动机循环温度或燃烧动力学条件下经由套筒234向套圈240提供足够的负载。更具体地，在发动机10的操作期间，偏压部件236可暴露于相对较高的温度，例如超过约1300℉。因此，必须选择适当的偏压部件236以在包括这样的相对高温的温度范围内向套圈240施加足够的负载。另外，发动机10的燃烧动力学可包括燃烧器80内的振动，这也可引起外衬套84振动。因而，必须选择适当的偏压部件236以对套圈240施加足够的负载，以使套圈即使在外衬套84振动或移动时也保持与外衬套84接触。此外，套筒234和套圈240中的每一个优选地是轻质构件，例如，由轻质材料形成或尽可能地整齐地形成，以帮助减小移动部件的动力学负载。轻质构件可为例如那些将燃烧器动力学保持在可接受范围内并且因此不会将燃烧器动力学推到可接受范围之外的构件。
65.此外，如前所述，在特定实施例中，外衬套84由cmc材料形成，并因此可称为cmc外衬套84。然而，燃烧器壳94可由不同的材料形成，如金属或金属合金。因此，cmc外衬套84和燃烧器壳94可具有不同的热膨胀系数或不同的热增长率，并且在其中燃烧器壳94由金属或金属合金材料形成的实施例中，燃烧器壳94可热膨胀比cmc外衬套84更快或在比cmc外衬套84更大的速率下热膨胀。由于不同的热增长率，燃烧器壳94可相对于外衬套84径向地移动。
66.如上所述且如图3中所示，燃烧器壳94支承适配器212，套筒234和偏压部件236接收在适配器中，并且适配器支承点火器管208和套管222。因而，燃烧器壳94的径向移动引起适配器212的径向移动，并因此引起点火器管208和套管222的径向移动。因此，尽管适配器212、点火器管208和套管222的任何径向移动，偏压部件236也必须供应足够的负载以保持套筒234的内端部分234a与套圈240接触，且因此保留了套圈240、外衬套84和点火器管208之间的密封。
67.如本文所述且如图3和4中所示的实施例提供了优于已知或现有的火花点火系统和用于此系统的密封特征的各种改进和/或技术优点。例如，当外衬套84相对于燃烧器壳94移动时以及当套圈240相对于外衬套84移动时，即，跨过各种静负载和动态负载并且尽管构件之间的不同热增长速率，偏压部件236保持套筒234的内端部分234a与套圈240接触。在外
衬套84的冷侧和热侧之间维持适当的密封可例如改进发动机性能等。
68.另外或作为备选，套筒234有助于防止由于相对较高的温度和/或由于cmc外衬套84与燃烧器壳94之间的径向和/或轴向增长差异而引起的偏压部件236的粘结或弯曲。另外或作为备选，使用一个或多个垫片226使偏压部件236和套筒234的公差堆叠问题最小化，并且有助于消除相对于偏压部件236的粘结问题。从本文描述的实施例还可实现其它改进和/或技术优点。
69.本书面描述使用了示例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括并非不同于权利要求书的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质差别的等同结构元件，则期望此类其它示例在权利要求书的范围内。