CN101842636B - 用于燃气涡轮发动机的燃烧室 - Google Patents
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Abstract
一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室，包括：燃烧器头部；燃烧腔，所述燃烧腔设置在所述燃烧器头部的下游；旋流器装置，所述旋流器装置用于在所述燃烧腔中产生空气的旋流流动；以及燃料喷嘴，所述燃料喷嘴设置在所述燃烧器头部中，用于将燃料供给到所述燃烧腔。所述燃料喷嘴设置在所述燃烧器头部中，使得燃料相对于所述燃烧室的纵向轴线从所述燃烧器头部的下游面以＞±0°的第一角度离开，所述第一角度位于穿过所述纵向轴线的第一平面中。所述燃料相对于所述第一平面从所述下游面以＞±0°的第二角度离开，所述第二角度位于与所述第一平面垂直的第二平面中。
Description
技术领域
本发明涉及用于燃气涡轮发动机的燃烧室。
背景技术
在燃气轮机技术中，通常需要提高在这些发动机中采用的燃料-空气混合物的燃烧效率。还期望能够不过分依赖于置于发动机上的负荷获得燃料和空气之间的良好混合。
已经发明出各种方法来改进燃料-空气混合过程。在授于受让人United Technologies Corporation(联合技术公司)的第4,991,398号美国专利中公开了一种这样的方法。图1(a)和1(b)示出在该专利中所描述的技术的基本原理。环形燃烧室10在其圆顶端12处设置有许多燃料喷嘴14。喷嘴14在圆周上间隔成两行-第一径向内行16和第二径向外行18，相对于燃烧室的纵向轴线20。一行的喷嘴与另一行的喷嘴相交错，从而建立如图1(a)中的G所示的三角形构造。每个喷嘴具有其自己的旋流器装置，并且每种情况中旋流方向由箭头24示出。燃烧空气在轴向中间位置22被引入到燃烧室中。
在图1(b)中可以看出，从行18中的喷嘴发出的燃料喷雾26(名义上以锥形体的形式)与从行16中的喷嘴发出的燃料喷雾28交错，结果是两种流动相互增强。由于这种增强，燃料趋于在整个燃烧室中更均匀地分布，并且燃料-空气混合更加剧烈。实际上，剧烈的燃烧在非常靠近于圆顶的距离Cl内开始，在燃烧变弱之前剧烈燃烧的轴向范围增加到距离E1。这能够使燃烧室的长度制作得更短，从而节省空间和重量。
在授于Alstom Gas Turbines Ltd的US 6,360,525中阐述了刚才描述的布置的发展。在该专利中(参见图2(a)和2(b))，环形燃烧室30的喷嘴布置与US 4,991,398中的类似，但这里燃烧室的圆顶端32由两个径向相邻的部分即部分32a和32b形成，这两个部分在燃烧室的中点36处彼此以角度34布置。两行喷嘴38设置在相应的部分32a、32b中，并且因为这些部分相对于纵向轴线36的法向倾斜，所以从喷嘴发出的喷雾锥形体40、42以交错的方式朝向彼此径向倾斜。离开喷嘴的喷雾锥形体的纵向中心线41、43在轴点44处彼此交叉，从而在整个环形燃烧室上形成圆周。
该两股流朝向彼此径向的这种相互倾斜在所述流之间形成比图1布置中的情形更强的混合作用。继而，这提高了主燃烧区中的燃烧的均匀性。此外，减小了图1(b)中的距离Cl，从而能够使燃烧室沿轴向方向进一步缩短。
发明内容
根据本发明，提供一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室，包括：燃烧器头部；燃烧腔，所述燃烧腔设置在所述燃烧器头部的下游；旋流器装置，所述旋流器装置用于在所述燃烧腔中产生空气的旋流流动；以及燃料喷嘴，所述燃料喷嘴设置在所述燃烧器头部中，用于将燃料供给到所述燃烧腔；所述燃料喷嘴设置在所述燃烧器头部中，以便使燃料相对于所述燃烧室的纵向轴线从所述燃烧器头部的下游面以＞±0°的第一角度离开，所述第一角度位于穿过所述纵向轴线的第一平面中；并且以便使所述燃料相对于所述第一平面从所述下游面以＞±0°的第二角度离开，所述第二角度位于与所述第一平面垂直的第二平面中。
所述喷嘴可以被构造成使得进入所述燃烧室的燃料产生大体锥形体喷雾，所述燃料锥形体的表面与所述下游面间的角度＞0°。
所述燃烧室可以是罐式燃烧室，所述燃料喷嘴可以被设置为与所述燃烧室的纵向轴线径向偏移。
所述第一角度可以使得燃料圆锥体朝向所述燃烧室的纵向轴线倾斜。
可以有多个燃料喷嘴。
所述燃烧室可以是环形燃烧室，其包括在圆周上以间隔的方式设置的多个燃料喷嘴。所述燃料喷嘴中的至少一个可以是包括燃料管、旋流器和预成雾器元件的预成雾器装置，所述燃料管、所述旋流器和所述预成雾器元件均以所述第一角度和所述第二角度设置。所述燃料喷嘴中的至少一个可以是包括旋流器和燃料管的压力-旋流喷射器装置，所述旋流器和所述燃料管均以所述第一角度和所述第二角度设置。所述燃料喷嘴中的至少一个可以是包括两个或更多个同轴设置的旋流器和成雾元件的鼓风式喷射器装置，所述旋流器和所述成雾元件均以所述第一角度和所述第二角度设置。
一个或多个其他燃料喷嘴可以轴向设置在所述燃料喷嘴的下游，所述燃料喷嘴被设置为使得将燃料的流动朝向相应的其他燃料喷嘴引导。
所述燃烧室还可以包括一个或多个其他燃料喷嘴，所述一个或多个其他燃料喷嘴在所述燃烧器头部中设置成在所述燃料喷嘴的径向向内或径向向外，所述燃料喷嘴被设置为使得将燃料的流动朝向相应的其他燃料喷嘴引导。
在本发明的各个实施例中，所述燃料喷嘴可以是引燃燃料喷嘴。
附图说明
现在将利用附图仅通过举例方式来描述本发明的实施例，其中：
图1(a)和图1(b)分别是已知的环形燃烧室的径向截面和局部纵向截面；
图2(a)和图2(b)分别是另一已知的环形燃烧室的局部纵向截面和局部径向部分；
图3(a)和图3(b)分别是已知的罐式燃烧室的纵向截面和在该燃烧室中所采用的径向旋流器的径向截面；
图4(a)是图3(a)和图3(b)的燃烧室的简化的纵向截面，而图4(b)是根据本发明第一实施例的燃烧室的纵向截面；
图5(a)-图5(d)是图4(a)和图4(b)的燃烧室中的四种不同喷射器构造的立体图和平面图；
图6(a)和图6(b)是根据第一实施例的燃烧室的两种不同构造的计算机模拟的结果，而图6(c)和图6(d)分别是图6(a)和图6(b)的简化示图；
图7(a)和图7(b)分别是根据本发明第二实施例的燃烧室的立体图和纵向截面；
图8(a)是根据第二实施例的燃烧室的变形的纵向截面，而图8(b)-图8(d)示出该燃烧室的各种部件；
图9(a)-图9(c)是根据本发明第三实施例的环形燃烧室的三种变形的局部纵向截面；
图10(a)-图10(d)是示出图9(a)-图9(c)的燃烧室的四种不同喷射器构造的局部径向截面，图10(e)是示出以在图10(a)-图10(d)中说明的方式来构造喷射器的效果的局部径向截面；
图11是可以在根据本发明的燃烧室中采用的压力-旋流式喷射器的轴向截面；
图12(a)和图12(b)分别是可以在根据本发明的燃烧室中采用的鼓风式喷射器的纵向截面和径向截面；
图13和图14是根据本发明的分别包括轴向和径向分级喷射器的环形燃烧室的局部纵向截面；
图15(a)和图15(b)分别是采用倾斜的喷射器的筒形燃烧室的纵向截面和径向截面。
具体实施方式
现在转向图3(a)，这是在授予作为受让人的Alstom Gas TurbinesLtd的美国专利US 6,532,726中描述的罐式燃烧室的纵向截面。图3(b)是在该燃烧室中所采用的径向旋流器的径向截面。燃烧室包括燃烧器头部50和燃烧腔52。燃烧腔52在连接到燃烧器头部的下游面56之前缩小成预燃室54。径向旋流器58设置在燃烧器面56和预燃室54之间，多个引燃燃料喷嘴60和主燃料喷嘴62以周向间隔的方式布置在燃烧器头部中。在使用中，经由引燃燃料喷嘴60来提供液态燃料，该燃料与进入旋流器的通道64的压缩空气混合。混合物由点火器66点燃。一旦发动机负荷已增至给定水平，则经由主燃料喷嘴62供给主燃料。然后调节该主燃料，以提供大约95％的总发动机燃料需求。在图3(a)中将点燃的火焰示为火焰前端F和邻近于燃烧器面56的火焰前面FF。
在本发明的第一实施例中，本发明保持仅使用图3(a)和图3(b)示出的引燃喷嘴中的一个，并以在图4(a)和图4(b)中示出的方式来改变其构造。图4(a)和图4(b)是图3(a)的简化示图，其中，示出径向旋流器58和预燃室/燃烧室组合54/52，但未示出燃烧器头部50。从引燃喷嘴60出来的是引燃燃料70的锥形喷雾。该喷雾被喷射到燃烧器的回流空气区的底部，由虚线72示出。回流区是燃烧室的、燃烧产物失去其动量并通过由旋流器的旋流作用形成的低压区而被吸入到燃烧室的径向中心部的区域。应当注意，相对于燃烧器的纵向轴线74，引燃燃料喷嘴60被设置为偏离中心。这对于控制喷嘴温度是有利的。然而，在图4(a)所示的与图3的布置对应的设计中，喷雾的偏离中心性质会导致大部分的喷雾偏离主燃烧反应发生的回流区。其缺点在于，所产生的未被反应的燃料喷雾微滴以未燃的碳氢化合物形式离开燃烧室。
本发明提供的方案是重新构造喷嘴60，以便朝向燃烧器和燃烧室的纵向轴线74引导锥形喷雾。为了实现该目的，使形成喷嘴的一部分的管76成一角度，如在图4(b)中所示。或者仅使相邻于燃烧器面的管的端部成角度，在这种情况下，管的其余部分可以顺着垂直于燃烧器面的路径(参见管部分76′)，或者使整个管成一角度(参见虚线部分76″)。
在图5(a)-图5(d)中示出了可以由喷雾锥形体呈现的可能定向的示例。在图5(a)中示出图4(a)的未倾斜的喷雾锥形体，而在图5(b)中示出图4(b)的倾斜的喷雾锥形体。在图5(a)中，锥形体的主轴线沿着x-y坐标系的y轴，而燃烧器面沿着x-y坐标系的x轴。另一方面，在图5(b)中，锥形体的主轴线相对于y轴成角度α，从而朝向回流区的中心引导来自喷嘴的喷雾。
除了使喷嘴朝向燃烧室的纵向轴线倾斜以外，还使喷嘴经受在与x-y坐标系所处的平面垂直的平面即燃烧器面的平面上旋转。这在图5(c)和图5(d)中示出。在图5(c)中，旋转锥形体，使得其在与从旋流器发出的空气的旋流方向相同的方向与x轴成角度β，然而在图5(d)中，角度β是沿着相反的方向，即与旋流方向相反。下面，与旋流方向一致的锥形体旋转将被称作“正斜旋(swash)”，而与旋流方向相反的旋转将被称作“负斜旋”。顺便提一下，尽管图5(c)和图5(d)中的角度α大于图5(b)中的角度，但是图5(c)和图5(d)中的角度α也可以比其小或与其相同。
在图6(a)和图6(b)中示出了这种“倾斜”和“斜旋”技术的效果，其是计算机模拟的结果。该模拟包括燃烧器面56和喷嘴60(后者仅可以在图6(a)中看到)，可以看到离开喷嘴的燃料卷入由旋流器产生的旋流作用。颜色较轻的旋流线表示液态燃料微滴，其少于用颜色较重的旋流线表示的液态燃料微滴。可以看出，较重的(即，较大的)微滴受到旋流作用较小影响，因此趋于保持在燃烧器轴线周围的区域，而较轻的微滴被更偏离地抛甩。图6(c)和图6(d)分别对应于图6(a)和图6(b)，但是是简化的方式，其中，仅示出了燃料-空气混合物的外形。在图6(a)和图6(c)中，斜旋角是正的，而在图6(b)和图6(d)中，斜旋角是负的。可以清楚地看出，在图6(b)和图6(d)中，与在图6(a)和图6(c)中相比，燃料微滴与来流空气有更显著的混合。然而，在两种情形下，在预燃室中燃料分散都得到改善。因为在中心回流区和主燃烧室圆顶扩展区中，燃料的浓度的可变性减小，所以这提高了燃烧过程的效率。此外，在燃烧室圆顶回流区中，燃烧过程在圆周上更加均匀，进而使得燃烧室寿命延长。
正斜旋和负斜旋在燃烧室性能方面带来不同的优点。如已经描述的，与负斜旋相比，正斜旋将产生更弱的燃料分散。然而，这对于传统的或没有预混合的燃烧室设计来说会是有利的，因为更弱的分散将确保会存在高燃料浓度的位置。这继而会使火焰稳定(anchor)。可以证明这是有益的应用是航空发动机气轮机燃烧室应用，其中，可能发生大量的注水情形(例如，航空器在大雨中飞行)。在这种情况下，仍可以实现火焰的稳定度。另一方面，负斜旋对于低排放燃烧室设计来说是有益的。这是因为燃烧室气流中燃料喷雾的高剪切和分裂将提高燃料与空气的混合过程，并使高燃料浓度的位置最少化。高浓度的燃料能够引起化学计量(理论配比)的燃烧，这继而产生大量的NOx废气。
暂时返回图5(b)，在该示图中示出角度γ，其是锥形体的表面与燃烧器面之间的角度。优选的是，该角度不等于0°，因为0°角度将导致大量的燃料与燃烧室表面形成接触，这是不期望的，因为这种燃料不会有助于燃烧，并且还趋于在燃烧器面上形成碳或“焦炭”沉积物。
虽然第一实施例中的喷嘴是结合引燃燃料的供给来描述的，但它们同样可以是用于供给主燃料的喷嘴。
现在将参照图7(a)和图7(b)描述本发明的第二实施例。图7(a)是第一实施例的改进，其中，代替仅采用一个喷嘴，两个或更多个喷嘴彼此结合使用。在图7(a)的示例中，围绕燃烧器面有大约等距间隔的三个这样的喷嘴。每个喷嘴朝向燃烧器/燃烧室布置的中心线(纵向轴线)倾斜相同的倾斜角度，但同时，这些喷嘴都被旋转相同的斜旋角度。这在图7(b)中的简化纵向截面中示出，其中，从燃烧器面倾斜上升的箭头表示燃料朝向燃烧室的中心区域流动。顺便提一下，图7(b)还可以被视为两喷嘴系统，在这种情况下，喷嘴将通常间隔180°。
图7(a)和图7(b)中的喷嘴是在燃烧器头部中沿着在图3(a)和图3(b)的已知燃烧室布置中示出的燃烧器头部的线形成的普通喷嘴。即，它们不与它们自己的旋流器或者例如压力喷射机构相关联。
本发明的该实施例还可以应用于具有数量多于三个的喷嘴的燃烧室。例如，具有多达12个喷嘴的燃烧室并不罕见。当应用于本发明时，这些喷嘴将如在图7(a)中所示，即，围绕燃烧器表面大约等距地间隔，并具有大约相同的倾斜角度和斜旋角度。
在图7的布置及其包括更多喷嘴的变形中，喷嘴可以一起投入使用，或者一个接一个地顺序地或成组地使用。例如，当顺序使用时，它们可以提供根据发动机负荷而被控制的引燃和/或主燃料喷射的分级组合。当全部一起同时用作为主燃料或引燃燃料喷嘴时，来自喷嘴的喷射将相互作用，从而在燃烧腔的径向中心区域中在来自旋流器的空气和液态燃料之间产生改善的混合作用。
在图8(a)-图8(d)中示出应用于罐式燃烧室的本发明的另一变形。图8(a)表示包括串联连接的燃烧器基部71、旋流器73和燃烧腔75的罐式燃烧室。在图8(b)中示出了燃烧器基部71本身。尽管用阴影线示出，但基部不是完全实心的，而是包括用于供给主燃料和引燃燃料的通道等。容纳在燃烧器基部的是喷嘴单元77，在图8(c)以立体图将其示出。
液态燃料穿过喷嘴单元77的导杆，并从形成在附接于所述导杆的喷嘴面中的各个喷嘴79喷出(参见图8(d))。与图7的布置类似，这些喷嘴倾斜成至少一倾斜角度，这可以从在图8(d)中示出的喷雾锥形体的定向看出。相邻喷雾锥形体的相互作用和离开旋流器73的旋流空气的结合产生较小的旋涡，如图8(d)中的箭头所示。这在燃烧腔的径向范围上提供了更多的局部混合区域，进而使得燃烧腔的下游端处的混合更加均匀。这里应当指出，尽管一些喷雾锥形体看起来引导朝向燃烧室壁，但实际上很少喷雾到达该壁，因为其卷入相邻的面向内的喷嘴的喷雾中。
尽管在图8(d)中未示出，但可以在该布置中采用斜旋以及倾斜，从而享有在前面描述的布置中使用斜旋所带来的一些优点。在这种情况下，面向外的喷嘴的斜旋角度和面向内的喷嘴的斜旋角度可通过实验或通过计算机模拟或通过这两者来选择，从而总体上提供期望的混合特性。为了获得斜旋，需要在图4和图5所示的第一实施例的方式之后，采用与其相应旋流器轴线偏离的喷嘴。倾斜角度和斜旋角度将与在图5中示出的对应(其中，将斜旋角度指定为角度β)。
代替同时使用在图8(d)中示出的全部喷嘴，如上所示，可以将它们分级，如结合图7说明的。另外，图7和图8的布置(以及图7的变形)中的各个喷嘴或喷嘴组的倾斜角度和/或斜旋角度可以改变，以产生特定的混合效果。再者，各个角度可以容易地通过实验和/或计算机模拟来确定。
本发明的第三实施例以其三个变形的方式示出在图9(a)-图9(c)中。图9(a)-图9(c)示出环形燃烧室80的纵向截面，其中，一系列喷射器布置在燃烧室的圆顶周围。图10(a)-图10(d)以其径向截面的方式示出了环面的一部分，在各个情况下，该部分仅包括两个喷射器。
图9(a)使用预成雾器装置作为喷射器，其中，每个喷射器由容纳在旋流器84内的喷嘴82构成。预成雾器装置86在旋流器下游侧上相邻于旋流器。旋流器和预成雾器装置在形状上均为环形。在使用中，燃料被喷射到由预成雾器装置86的内表面所限定的柱形空间中。从喷嘴82出来的锥形体燃料喷雾撞击预成雾器装置的内表面，并以改变的锥形体形状继续进入到燃烧室自身内。流动自旋流器84的空气被引导到燃料流中，并与其混合，同时有助于在预成雾装置的唇缘88处产生二次雾化。
整个喷射器布置，包括喷嘴82、旋流器84和预成雾装置86，以一定角度向圆顶壁倾斜，如图所示。这种倾斜还与平行于燃烧室环面的纵向轴线的线形成角度δ。纵向轴线由线92表示，线92与穿过环面截面的径向中点的线90平行(距离没有按比例画出)。因此，燃料-空气混合物被引导朝向燃烧室的一部分，这将提供改善的燃烧。更具体地说，示为角度δ的倾斜在燃料从喷嘴82和预成雾器86被喷射到燃烧室中时影响围绕该区域的回流区。这继而能够提供改进的稳定性或调节整个燃烧室系统中的任何燃烧室驱动的动力学(包括声学振动)。还指出，来自喷嘴82和预成雾器86的喷雾能够在外燃烧腔壁和内燃烧腔壁之间径向偏心喷射，而不是基本上沿中心喷射，如图所示。
喷射器组件82-88的倾斜对应于在图10(a)中示出的正倾斜构造。在这种构造中，燃料锥形体98的主轴线96穿过燃烧室环面的中心，即上述的燃烧室的纵向轴线92。必要时，为了改善燃烧过程，倾斜角度可以是负的，如在图10(b)中所示。再一次，主轴线96将穿过纵向轴线92。其中，如在上一段落中提及的，燃料喷射点在环形燃烧腔的内壁和外壁之间是径向偏心的，可以慎重地选择倾斜角度，从而以第一实施例的方式(图4)引导喷雾锥形体更多地朝向两个燃烧腔壁之间的径向中心线。
除了使用倾斜以外，可以采用先前结合第一实施例描述的斜旋。这在图10(c)和图10(d)中示出，其中，可以看出，喷雾锥形体源自与相应旋流器的纵向轴线99偏离的点(离开喷嘴的点)，与第一实施例的方式(图4和图5)相同。在图10(c)中，正倾斜与正斜旋组合(角度ε1)，而在图10(d)中，正倾斜与负斜旋(角度ε2)组合，斜旋角度相对于未斜旋的主轴线96。
在图10(e)中示出在正斜旋(图10(c))的情况下的喷雾轮廓。图10(e)是与图10(c)对应的从相反侧观看的端视图。因此，喷嘴本身被示出为项93，而喷雾轮廓被示出为项95。由虚线示出的分布是适用于未倾斜的且未斜旋的喷嘴的分布，而由实线示出的分布是应用于倾斜的且斜旋的喷嘴。分布的偏斜是非常显然的，并且会有益，因其能够调整离开燃烧室的轮廓，即，在燃烧室的输出端在燃烧室的整个径向范围上观测到的燃料-空气混合特性。
在该实施例中正斜旋和负斜旋的优点与先前结合第一实施例说明的优点相同，并且也适用于第二实施例。
在图9(b)和图9(c)中示出图9(a)的布置的两个变形。在图9(b)中，预成雾器类型的喷射器由所谓的压力-旋流喷射器布置97代替。在图11中示出压力-旋流喷射器的示例。获自以Yoshida、Shouhei等的名义提交的US 2006/0042254的这种压力-旋流喷射器包括液态燃料喷嘴100和燃烧器102。燃烧器102包括旋流器104、空气喷嘴106、另一个旋流器108和导向环110。液态燃料喷嘴100包括与旋流室114连通的喷嘴尖112、喷嘴盖116、喷嘴支柱118和出口120。图9(b)中的燃烧腔80的圆顶端在图11中示为区域122。在US 2006/0042254中描述了该特定燃烧器的操作，通过引用将其并入本文，并且将不再详细赘述，仅作以下说明：空气喷嘴106将穿过其的空气朝向液态燃料喷嘴100的轴线引导，以在出口120周围形成空间，液态燃料通过出口120从喷嘴100注入到燃烧腔122中。这能够抑制液态燃料喷嘴出口的周围表面上的碳沉积，而不管燃烧室的操作条件如何。
与图9(a)的情形一样，喷射器97的整体相对于燃烧室80倾斜，并且必要时相对于燃烧室80斜旋。
第二变形采用鼓风式喷射器布置，其在图9(c)中整体代表性地示为项130。图12(a)和图12(b)给出这种喷射器布置的示例，并从授予Brundish，K.D.等的US 6,662,565获得。该喷射器包括喷嘴130，后者具有内部旋流器132、内部燃料成雾器134、空气成雾器136、外部旋流器138、外部燃料成雾器140和最外面的旋流器142。燃料供给通道144和146分别向内部燃料成雾器和外部燃料成雾器供给燃料。在使用中，穿过旋流器的空气与燃料相互作用，以使后者雾化，并将两个分开的空气-燃料流提供到安装有喷射器的燃烧室中。在所示的示例中，两个流是主流和引燃流。其他设计是可用的，这些设计实现这些流中的一者或另一者。
与图9(a)和图9(b)的布置一样，在图9(c)中示出的变形可以采用斜旋以及倾斜。另外，燃料喷嘴均可以是相同的类型或不同的类型。
倾斜的使用和根据需要斜旋的使用能够扩展到轴向分级的或径向分级的环形燃烧室。图13和图14示出了这些环形燃烧室的示例。在图13中，包括随主燃料库152一起的次燃料库150，主燃料库152可以采用在图9(a)-图9(c)中示出的任何变形形式，并位于圆顶端156处。通过以示出的方式使主喷射器152朝向燃烧室的径向外壁倾斜，可以改善次燃料库150的点燃，而不需要复杂的交叉点燃管或特殊的点燃器。与图9的实施例一样，为了改善燃烧，也可以与倾斜一起采用斜旋。
图14示出环形燃烧室，其中，两行喷射器154、158径向间隔地设置在燃烧室的圆顶部156上。喷射器154和158可以交错，如在图1中所示，或者它们可以彼此直接相对设置。无论使用哪一种构造，一行的喷射器朝向另一行的喷射器倾斜。这同样有助于改善喷射器库之间的交叉点燃，如在图11的情形。
在图13和图14的布置中，喷射器库152、154和156是倾斜的，如图所示，而不需要使燃烧室的圆顶端156类似地倾斜。因此，这些布置与在图9(a)-图9(c)中示出的布置类似。另外，与图9(a)-图9(c)类似，额外的喷射器库可以均为相同的类型或不同的类型。
倾斜也可以与筒形燃烧室的喷射器一起使用。在图15(a)中示出这种燃烧室的简化示图。图15(b)是相同的燃烧室的端视图。可以看到发出燃料锥形体的喷射器160、162以两个同中心的行构造-包括喷射器160的外行和包括喷射器162的内行。一行的喷射器相对于另一行的喷射器错开，从而促进产生回流区(参见箭头164)。还使喷射器倾斜，由此改善喷射器之间的交叉点燃。与先前的实施例一样，还可以使喷嘴160、164旋转一定斜旋角度，倘若喷嘴与其相应的旋流器的纵向轴线偏离。
Claims (10)
1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室，包括：
燃烧器头部；
燃烧腔，所述燃烧腔设置在所述燃烧器头部的下游；
旋流器装置，所述旋流器装置用于在所述燃烧腔中产生空气的旋流流动，以及
多个燃料喷嘴，所述多个燃料喷嘴设置在所述燃烧器头部中，用于将燃料供给到所述燃烧腔；
所述多个燃料喷嘴中的每一个设置在所述燃烧器头部中，使得燃料相对于所述燃烧室的纵向轴线从所述燃烧器头部的下游面以＞0°的第一角度离开，所述第一角度位于穿过所述纵向轴线的第一平面中；并使得所述燃料相对于所述第一平面从所述下游面以＞0°的第二角度离开，所述第二角度位于与所述第一平面垂直的第二平面中，而且
其中所述多个燃料喷嘴中各个燃料喷嘴或所述多个燃料喷嘴中各组燃料喷嘴的所述第一角度和/或所述第二角度不同。
2.如权利要求1所述的燃烧室，其中，所述多个燃料喷嘴中的每一个被构造成使得进入所述燃烧室的燃料产生大体锥形体喷雾，所述燃料锥形体的表面与所述下游面之间的第三角度＞0°。
3.如权利要求2所述的燃烧室，其中，所述燃烧室是罐式燃烧室，并且所述燃料喷嘴中的每一个被设置为与所述燃烧室的纵向轴线径向偏移。
4.如权利要求3所述的燃烧室，其中，所述第一角度使得所述燃料锥形体朝向所述燃烧室的纵向轴线倾斜。
5.如权利要求2所述的燃烧室，其中，所述燃烧室是环形燃烧室，所述环形燃烧室包括在圆周上以相间隔的方式设置的所述多个燃料喷嘴。
6.如权利要求5所述的燃烧室，其中，所述多个燃料喷嘴中的至少一个是包括燃料管、旋流器和预成雾器元件的预成雾器装置，所述燃料管、所述旋流器和所述预成雾器元件均以所述第一角度和所述第二角度设置。
7.如权利要求5或权利要求6所述的燃烧室，其中，所述多个燃料喷嘴中的至少一个是包括旋流器和燃料管的压力-旋流喷射器装置，所述旋流器和所述燃料管均以所述第一角度和所述第二角度设置。
8.如权利要求5-6中的任一项权利要求所述的燃烧室，其中，所述多个燃料喷嘴中的至少一个是包括两个或更多个同轴设置的旋流器和成雾元件的鼓风式喷射器装置，所述旋流器和所述成雾元件均以所述第一角度和所述第二角度设置。
9.如权利要求5-6中的任一项权利要求所述的燃烧室，其中，还包括轴向设置在所述燃料喷嘴的下游的一个或多个其他燃料喷嘴，所述燃料喷嘴被设置为以将燃料的流动朝向相应的所述其他燃料喷嘴引导。
10.如权利要求5-6中的任一项权利要求所述的燃烧室，其中，还包括一个或多个其他燃料喷嘴，所述一个或多个其他燃料喷嘴在所述燃烧器头部中设置成在所述燃料喷嘴的径向向内或径向向外，所述燃料喷嘴被设置为以将燃料的流动朝向相应的所述其他燃料喷嘴引导。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130206 Termination date: 20161008 |
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