本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及用于將空氣流引入燃燒器的系統(tǒng)，具體而言，涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括燃?xì)鉁u輪燃燒器。該燃?xì)鉁u輪燃燒器包括圍繞燃燒區(qū)域布置的燃燒襯套和圍繞燃燒襯套布置的套筒。燃燒襯套和套筒圍繞襯套周向地限定空氣流通路。該燃?xì)鉁u輪燃燒器還包括多個(gè)軸向噴射器，這些軸向噴射器構(gòu)造成沿軸向?qū)⒖諝饬饕肟諝饬魍穬?nèi)，從而有利于噴射流與來(lái)自燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換。多個(gè)軸向噴射器不對(duì)稱(chēng)地構(gòu)造成圍繞燃?xì)鉁u輪燃燒器的軸線(xiàn)周向地提供空氣流的均勻噴射。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本文公開(kāi)的主題涉及一種燃燒器，且更具體而言，涉及ー種用于將空氣流引入燃燒器的空氣噴射系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)典型地包括具有限定燃燒室的燃燒器襯套的燃燒器。在燃燒室內(nèi)，壓縮空氣與燃料的混合物燃燒而產(chǎn)生熱燃燒氣體。燃燒氣體可經(jīng)燃燒室流向一個(gè)或更多渦輪級(jí)，以生成用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載和/或壓縮機(jī)的功率。典型地，燃燒過(guò)程由于熱燃燒氣體而加熱燃燒器襯套。遺憾的是，用于冷卻燃燒器襯套的現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)可能?chē)@燃燒襯套導(dǎo)入空氣流的不均勻，和因此整個(gè)燃燒器的壓カ不均勻。如所了解的，不均勻的空氣流顯著影響冷卻系統(tǒng)的效力、燃燒器性能和排放。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
下文概述了范圍與原始要求保護(hù)的專(zhuān)利技術(shù)相稱(chēng)的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例并非旨在限制要求保護(hù)的專(zhuān)利技術(shù)的范圍，相反，這些實(shí)施例僅g在提供對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的可能形式的簡(jiǎn)要概述。實(shí)際上，本專(zhuān)利技術(shù)可涵蓋可與下文陳述的實(shí)施例相似或不同的各種形式。根據(jù)第一實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括燃?xì)鉁u輪燃燒器。該燃?xì)鉁u輪燃燒器包括圍繞燃燒區(qū)域布置的燃燒襯套和圍繞燃燒襯套布置的套筒。燃燒襯套和套筒圍繞襯套周向地限定空氣流通路。該燃?xì)鉁u輪燃燒器還包括多個(gè)軸向噴射器，這些軸向噴射器構(gòu)造成沿軸向?qū)⒖諝饬饕肟諝饬魍分校瑥亩欣趪娚淞髋c來(lái)自燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換。多個(gè)軸向噴射器不對(duì)稱(chēng)地構(gòu)造成圍繞燃?xì)鉁u輪燃燒器的軸線(xiàn)周向地提供空氣流的均勻噴射。根據(jù)第二實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括軸向空氣噴射系統(tǒng)。該軸向空氣噴射系統(tǒng)包括多個(gè)軸向噴射器，這些軸向噴射器構(gòu)造成將空氣流引入由圍繞包圍燃?xì)鉁u輪燃燒器的燃燒區(qū)域的燃燒襯套布置的套筒限定的空氣流通路中，從而有利于噴射流與來(lái)自燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換，其中空氣流通路圍繞襯套周向地布置。多個(gè)軸向噴射器不對(duì)稱(chēng)地構(gòu)造成圍繞燃?xì)鉁u輪燃燒器的軸線(xiàn)周向地提供空氣流的均勻噴射。根據(jù)第三實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)和具有旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的渦輪，以及聯(lián)接到壓縮機(jī)和渦輪上的燃燒器。該燃燒器包括圍繞燃燒區(qū)域布置的燃燒襯套和圍繞燃燒襯套布置的套筒，其中燃燒襯套和套筒圍繞襯套周向地限定空氣流通路。該燃燒器還包括多個(gè)軸向噴射器，這些軸向噴射器構(gòu)造成沿軸向?qū)⒖諝饬饕肟諝饬魍穬?nèi)，從而有利于噴射流與來(lái)自燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換，其中多個(gè)軸向噴射器構(gòu)造成擴(kuò)大用于進(jìn)ー步遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)噴射空氣流的有效區(qū)域。附圖說(shuō)明當(dāng)參考附圖閱讀下文的詳細(xì)描述時(shí)，本專(zhuān)利技術(shù)的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，全部附圖中同樣的附圖標(biāo)記始終表示同樣的零件，其中 圖1是具有帶軸向空氣噴射系統(tǒng)的燃燒器的渦輪系統(tǒng)的ー個(gè)實(shí)施例的框 圖2是具有帶軸向空氣噴射系統(tǒng)的燃燒器的圖1的渦輪系統(tǒng)的ー個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖3是圖2的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例在線(xiàn)3-3內(nèi)截取的局部截面圖，示出了軸向空氣噴射系統(tǒng)； 圖4是圖2的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例沿著線(xiàn)4-4截取的截面圖，示出了軸向空氣噴射系統(tǒng)(例如具有不同徑向高度的噴射器)； 圖5是圖2的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例沿著線(xiàn)4-4截取的截面圖，示出了軸向空氣噴射系統(tǒng)(例如具有不同數(shù)量的支柱的噴射器)； 圖6是圖2的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，示出了軸向空氣噴射系統(tǒng)(例如勺狀件)； 圖7是圖6的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例沿著線(xiàn)7-7截取的截面圖；以及 圖8是圖2的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D，示出了不對(duì)稱(chēng)的空氣流通路。部件列表 10渦輪系統(tǒng) 12燃燒器 14燃料 16壓縮空氣 18燃燒氣體 20進(jìn)氣 22進(jìn)氣區(qū)段 24壓縮機(jī) 26渦輪 28軸 30負(fù)載 32排氣區(qū)段 42軸向空氣噴射系統(tǒng) 44端蓋 46頭端 47燃料噴嘴 48燃燒室 49空氣流通路 50燃燒外殼 52燃燒襯套 54套筒 55周向地 57軸線(xiàn) 58旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn) 59軸向60過(guò)渡件62箭頭64渦輪葉片66 葉片76多個(gè)軸向噴射器78端部80 徑向82 開(kāi)ロ84箭頭85空氣流86唇部88 徑向90箭頭92箭頭94噴射器空氣流96空氣流106外側(cè)108內(nèi)側(cè)110徑向高度111空氣流區(qū)域112噴射器114噴射器116噴射器118噴射器120噴射器128支柱130噴射器132噴射器134噴射器136噴射器138噴射器148勺狀件150 表面152勺狀件154勺狀件156箭頭158箭頭159 開(kāi)ロ160箭頭 162空氣流 172軸線(xiàn) 173偏離距離 174徑向高度。具體實(shí)施例方式下文將描述本專(zhuān)利技術(shù)的ー個(gè)或更多個(gè)特定實(shí)施例。為了盡量提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，說(shuō)明書(shū)中可能未描述實(shí)際實(shí)施方案的全部特征。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在任何此類(lèi)實(shí)際實(shí)施方案的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，與任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一祥，必須做出許多針對(duì)實(shí)施方案的決定以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如服從于可能因?qū)嵤┓桨付惖南到y(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束。此外，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，此類(lèi)開(kāi)發(fā)努力可能復(fù)雜且耗時(shí)，但對(duì)于受益于此公開(kāi)內(nèi)容的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)卻將是ー項(xiàng)例行的設(shè)計(jì)、裝配和制造工作。當(dāng)介紹本專(zhuān)利技術(shù)的各種實(shí)施例的元件時(shí)，用詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述的”旨在意味著存在一個(gè)或多個(gè)這樣的元件。用語(yǔ)“包含”、“包括”和“具有”g在作為包括性的且意味著可存在所列元件以外的其它元件。本公開(kāi)內(nèi)容針對(duì)用于改善進(jìn)入燃燒器內(nèi)的空氣流的分配的系統(tǒng)。具體地,本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例包括一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括帶有軸向空氣噴射系統(tǒng)的燃燒器(例如燃?xì)鉁u輪燃燒器)，該軸向空氣噴射系統(tǒng)包括不對(duì)稱(chēng)構(gòu)造，以使空氣流能夠圍繞燃燒器的軸線(xiàn)周向地均勻噴射。該燃燒器包括圍繞燃燒區(qū)域布置的燃燒襯套和圍繞燃燒襯套布置的套筒(例如流動(dòng)套筒)。燃燒襯套和套筒圍繞襯套周向地限定空氣流通路。該軸向空氣噴射系統(tǒng)包括多個(gè)軸向噴射器，以將空氣流引入空氣流通路內(nèi)，由此有利于來(lái)自軸向空氣噴射系統(tǒng)的噴射流與來(lái)自燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換。軸向空氣噴射系統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)構(gòu)造増加了動(dòng)量交換的效力。該系統(tǒng)可包括具有旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且多個(gè)軸向噴射器擴(kuò)大了用于進(jìn)一歩遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的空氣流噴射的有效區(qū)域。在某些實(shí)施例中，至少兩個(gè)軸向噴射器包括不同的徑向高度。例如，多個(gè)軸向噴射器包括進(jìn)ー步遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第一噴射器，該第一噴射器包括比更接近旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第二噴射器大的徑向高度。在一些實(shí)施例中，至少兩個(gè)軸向噴射器包括不同的空氣流區(qū)域。例如，多個(gè)軸向噴射器可包括相等的徑向高度，且進(jìn)一歩遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第一噴射器包括比更接近旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的第二噴射器大的用于將空氣流噴射到空氣流通路內(nèi)的有效區(qū)域。例如，第一噴射器可包括數(shù)量比第二噴射器少的穿過(guò)空氣流區(qū)域的支柱。在其它實(shí)施例中，每個(gè)噴射器都可包括布置在套筒表面上的軸向勺狀件。在更多實(shí)施例中，燃燒襯套和套筒每一個(gè)均可包括互相偏離的軸線(xiàn)，以限定不對(duì)稱(chēng)的空氣流通路。通過(guò)采用所公開(kāi)的實(shí)施例中的軸向空氣噴射系統(tǒng)，空氣可圍繞燃燒襯套周向地以更均勻的方式軸向地噴射，以由于噴射流與交叉流之間優(yōu)化的動(dòng)量交換而使在燃燒期間經(jīng)歷的壓降最小化，同時(shí)提高駐焰(flame holding)裕度(例如降低駐焰的可能性)。更均勻的空氣流還增強(qiáng)了燃燒襯套的冷卻和燃燒器性能，同時(shí)減少了排放。圖1是采用包括多個(gè)軸向噴射器的不對(duì)稱(chēng)軸向空氣噴射系統(tǒng)的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10(例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī))的一個(gè)實(shí)施例的框圖。燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)10包括燃燒燃料14以驅(qū)動(dòng)燃本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種系統(tǒng)，包括：燃?xì)鉁u輪燃燒器，其包括： 圍繞燃燒區(qū)域布置的燃燒襯套； 圍繞所述燃燒襯套布置的套筒，其中所述燃燒襯套和所述套筒圍繞所述襯套周向地限定空氣流通路；以及 多個(gè)軸向噴射器，其構(gòu)造成沿軸向?qū)⒖諝饬饕胨隹諝饬魍穬?nèi)，從而有利于噴射流與來(lái)自所述燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換，其中所述多個(gè)軸向噴射器不對(duì)稱(chēng)地構(gòu)造成圍繞所述燃?xì)鉁u輪燃燒器的軸線(xiàn)周向地提供所述空氣流的均勻噴射。
【技術(shù)特征摘要】
2011.09.22 US 13/240,2861.一種系統(tǒng)，包括 燃?xì)鉁u輪燃燒器，其包括 圍繞燃燒區(qū)域布置的燃燒襯套； 圍繞所述燃燒襯套布置的套筒，其中所述燃燒襯套和所述套筒圍繞所述襯套周向地限定空氣流通路；以及 多個(gè)軸向噴射器，其構(gòu)造成沿軸向?qū)⒖諝饬饕胨隹諝饬魍穬?nèi)，從而有利于噴射流與來(lái)自所述燃燒器的上游部分的交叉流之間的動(dòng)量交換，其中所述多個(gè)軸向噴射器不對(duì)稱(chēng)地構(gòu)造成圍繞所述燃?xì)鉁u輪燃燒器的軸線(xiàn)周向地提供所述空氣流的均勻噴射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括具有旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且所述多個(gè)軸向噴射器構(gòu)造成擴(kuò)大用于進(jìn)一步遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的空氣流噴射的有效區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的所述多個(gè)軸向噴射器的第一噴射器包括比更靠近所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的所述多個(gè)軸向噴射器的第二噴射器大的徑向高度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)軸向噴射器包括相等的徑向高度，并且進(jìn)一步遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的所述多個(gè)軸向噴射器的第一噴射器包括比更靠近所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的所述多個(gè)軸向噴射器的第二噴射器大的用于所述空氣流噴射到所述空氣流通路內(nèi)的有效區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)軸向噴射器中的每個(gè)噴射器都包括空氣流區(qū)域，并且所述第一噴射器具有數(shù)量比所述第二噴射器少的穿過(guò)所述空氣流區(qū)域的支柱。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)軸向噴射器中的至少兩個(gè)軸向噴射器包括不同的徑向高度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)軸向噴射器中的至少兩個(gè)噴射器包括不同的用于將所述空氣流噴射到所述空氣流通路內(nèi)的空氣流區(qū)域。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)軸向噴射器中的每一個(gè)噴射器都包括布置在所述套筒的表面上的軸向勺狀件。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒器襯套包括第一軸線(xiàn)并且所述套筒包括第二軸線(xiàn)，并且所述第一軸線(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)相互偏離，以限定所述空氣流通路中的不對(duì)稱(chēng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括具有所述燃?xì)鉁u輪燃燒器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。11.一種系統(tǒng),包括 軸向空氣噴射系統(tǒng)，包括 多個(gè)軸向噴射器，其構(gòu)造成將空氣流引入由圍繞包圍燃?xì)鉁u輪燃燒器的燃燒區(qū)域的燃燒襯套布置的套筒限定的空氣流通路內(nèi)，從...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：DK托倫托，CA安東尼翁諾，AG戈弗雷，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：通用電氣公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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