CN102235671A - 具有流动套管的燃烧器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种燃烧器10，其包括衬套20，从至少两个喷射点供给的流体通过衬套20从首端22流到过渡件23的内部，该至少两个喷射点中的第一个喷射点沿轴向邻近在衬套20和过渡件23之间的流体不可穿透的联接件50，并且限定布置成与通向首端22的第一通道35处于流体连通的孔口60，而该至少两个喷射点中的第二个喷射点沿轴向布置在孔口60和首端22之间，且相对于通过第一通道35的流体流的方向在孔口60的上游，该至少两个喷射点中的第二个喷射点由布置成与通向首端22的第二通道45处于流体连通的开口100形成。
Description
技术领域
本文公开的主题涉及具有流动套管的燃烧器。
背景技术
在涡轮发动机中，并且尤其在燃气涡轮发动机中，诸如气体的燃料和压缩空气被供给到燃烧器，燃料和压缩空气的燃烧在燃烧器中进行。此燃烧所产生的高温流体然后被引导通过过渡件且进入用于产生动力和/或发电的涡轮。一般而言，压缩空气从布置成与压缩机且与燃烧器壳体处于流体连通的气室供给到燃烧器。此压缩空气被迫从气室向上游朝向首端行进，压缩空气在该首端中与其它燃料混合。
通常，压缩空气在其被引导向首端之前用于过渡件的冲击冷却。不论是否是这种情况，压缩空气均被允许进入邻近过渡件的流径。但是当发生这种情况时，必须保持压缩空气的压力，以便发生完全的空气/燃料混合。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种燃烧器，其包括衬套，从至少两个喷射点供给的流体通过该衬套从首端流到过渡件的内部，该至少两个喷射点中的第一个喷射点沿轴向邻近在衬套和过渡件之间的流体不可穿透的联接件，并且限定布置成与通向首端的第一通道处于流体连通的孔口，而该至少两个喷射点中的第二个喷射点沿轴向布置在孔口和首端之间且相对于通过第一通道的流体流的方向在孔口的上游，该至少两个喷射点中的第二个喷射点由布置成与通向首端的第二通道处于流体连通的开口形成。
根据本发明的另一方面，提供了一种燃烧器，其包括衬套，从至少两个喷射点供给的流体通过该衬套从首端流到过渡件的内部，该至少两个喷射点中的第一个喷射点沿轴向邻近在衬套和过渡件之间的流体不可穿透的联接件，并且限定布置成与通向首端的第一通道处于流体连通的孔口，而该至少两个喷射点中的第二个喷射点沿轴向布置在孔口和首端之间且相对于通过第一通道的流体流的方向在孔口的上游，该至少两个喷射点的第二个喷射点由布置成与通向首端的第二通道处于流体连通的开口形成，由此，通过开口进入和流过第二通道的流体会成层，并且因此保持通过孔口进入和流过第一通道的流体的压力。
根据本发明的又一方面，提供了一种燃烧器，其包括：衬套，第一流体通过该衬套从首端流到过渡件的内部；第一套管，其布置在衬套、过渡件和它们的流体不可穿透的联接件的相应部分的周围，以限定第一通道，第一套管联接到过渡件上，并且具有限定在其中的孔口，第二流体通过该孔口朝向首端而喷射到第一通道中；以及第二套管，其布置在第一套管的周围，以限定第二通道，第三流体朝向首端而喷射到该第二通道中，使得第二流体的压力沿着第一通道的长度基本被保持。
根据结合附图获得的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。
附图说明
在说明书的结论部分处的权利要求书中特别地指明和清楚地要求保护了被视为本发明的主题。根据结合附图获得的以下详细描述，本发明的前述和其它特征和优点是显而易见的，其中：
图1是燃烧器的流动套管和燃烧器衬套的侧视图；
图2是图1的流动套管和燃烧器衬套的截面图；以及
图3是图1的流动套管和燃烧器衬套的另一个实施例的截面图。
参照附图，以实例的方式，详细描述阐述了本发明的实施例，以及优点和特征。
部件列表：
10 燃烧器
20 燃烧器衬套
21 第一流体
22 首端
23 过渡件
24 内表面
30 第一流动套管
31 第一套管部分
32 截头圆锥形部分
35 第一通道
40 第二流动套管
41 第二套管部分
42 凸缘
45 第二通道
50 联接件
60 孔口
61 边缘处理部
70 第二流体
80 第三流体
90 区域
100 开口
110 径向孔口
120 内部凸缘
130 隔板
140 冷却通路
150 部分
具体实施方式
根据各方面，提供了一种具有流动套管的燃烧器，该流动套管实现被引导向燃烧器首端的压缩空气的低压降，同时保持燃烧器衬套的对流冷却。特别地，与第二轴向供给一起，通过一系列圆形孔口来提供第一轴向供给，圆形孔口可为任何大小并且可包括边缘处理部，第二轴向供给会提高第一轴向供给的有效性。
参照图1和2，提供了一种燃烧器10，其包括燃烧器衬套20、第一流动套管30和第二流动套管40，诸如高温气体的第一流体21通过燃烧器衬套20从首端22流到过渡件23的内部。过渡件23可被或可不被压缩空气的供应提供的冲击冷却所冷却。第一流动套管30布置在燃烧器衬套20和过渡件23以及流体不可穿透的联接件50的相应部分的周围。流体不可穿透的联接件50可为可密封地置于燃烧器衬套20和过渡件23之间、使得燃烧器衬套20和过渡件23布置成彼此处于流体连通的密封件，例如呼拉圈形密封件或一些其它相似类型的密封剂。
第一流动套管30可密封地联接到过渡件23的外表面上，并且由此在第一流动套管30的内表面和燃烧器衬套20与过渡件23的外表面之间限定第一通道35。第一流动套管30具有限定在其中的孔口60，沿主要轴向方向朝向首端22流动的第二流体70通过该孔口60被喷射到第一通道35中。
第二流动套管40被支承而布置在第一流动套管30的周围，在该第二流动套管40的内表面和第一流动套管30与燃烧器衬套20的外表面之间限定了第二通道45。第三流体80通过第二通道45的开口100喷射到第二通道45中，以限定第三流体80的流。然后第三流体80沿主要轴向方向流向首端22。开口100沿轴向布置在孔口60和首端22之间且相对于通过第一通道35的流体流的方向在孔口60的上游。
第一通道35和第二通道45在邻近首端22的轴向位置处结合，使得第三流体80和第二流体70混合在一起(comingle)，并且以别的方式彼此互相作用。这种流体的互相作用的效果在于，第三流体80的流会与第二流体70的流成层，从而导致第二流体70的压力沿着第一通道35的至少部分长度基本被保持。也就是说，在第二流体70从区域90沿着第一通道35且朝向首端22前进时，避免了或者至少显著降低了第二流体70的压降。可通过修改第三流体80的流来进一步提供对第二流体的压力的保持，修改第三流体80的流可包括加粗或缩窄第一通道35和/或第二通道45，以及/或者将湍流器或其它类似的装置定位在第一通道35和/或第二通道45内。
燃烧器衬套20、第一流动套管30和第二流动套管40在一些轴向位置上可为彼此基本同轴和/或基本平行的，但是不要求这样做，并且存在其中不是这种情况的实施例。另外，燃烧器衬套20、第一流动套管30和第二流动套管40可各自为基本管状的。这样，第一通道35和第二通道45可各自为基本环形的。
第一流动套管30可包括第一套管部分31和截头圆锥形部分32。截头圆锥形部分32密封到或者以别的方式联接到第一套管部分31的边缘上且联接到过渡件23上，而且形成为限定了孔口60。孔口60沿轴向邻近流体不可穿透的联接件50的轴向位置，但是不要求这样做，并且存在其中孔口60自这个轴向位置移置开的实施例。
孔口60可按彼此基本径向对齐的方式沿周向排列在燃烧器衬套20的周围。在一些情况下，可类似地设置孔口60的形状和大小，而在其它情况下，各个孔口60可具有独特的形状和大小。作为实例，孔口60可各自为卵形或圆形的。它们可另外包括边缘处理部61，以干扰第二流体70的流，从而促使其压降进一步降低。
第二流动套管40可包括第二套管部分41和凸缘42。凸缘42从第二套管部分41沿径向向外延伸，并且形成开口100，开口100为在第二通道45的入口处的喇叭口形开口。
参照图3，燃烧器衬套20可形成为限定了径向孔口110，径向孔口110布置成与第一通道35处于流体连通。在这种情况下，内部凸缘120可联接到燃烧器衬套20的内表面上，并且隔板130可联接到内部凸缘120上。内部凸缘120和隔板130两者均可为环形，并且在燃烧器衬套20的中心线周围沿周向延伸。此外，隔板130可相对于燃烧器衬套20而形成，以限定冷却通路140，被引导成沿径向向内流过径向孔口110的第二流体70的部分150朝向过渡件23的内部而喷射到冷却通路140中。
如图3所示，朝向过渡件23的内部而喷射的第二流体70的部分150被引导成置于第一流体21和过渡件23的内表面24之间。这样，与第一流体21的温度相比相对较冷的第二流体70的部分150就用作内表面24和第一流体21之间的阻挡流体层，其可避免或至少显著地减小由于相对高的温度的第一流体21撞击过渡件23而对过渡件23引起的损害。
虽然已经结合仅有限数量的实施例对本发明进行了详细描述，但是应当容易地理解，本发明不限于这种公开的实施例。相反，可对本发明作出修改，以结合之前未描述过但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变型、更改、替换或等效布置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是将理解到，本发明的各方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不应被视为受前述描述的限制，而是仅受所附权利要求书的范围的限制。
Claims (10)
1.一种燃烧器(10)，包括：
衬套(20)，从至少两个喷射点供给的流体通过所述衬套(20)从首端(22)流到过渡件(23)的内部，
所述至少两个喷射点中的第一个喷射点沿轴向邻近在所述衬套和所述过渡件(23)之间的流体不可穿透的联接件(50)，并且限定布置成与通向所述首端(22)的第一通道(35)处于流体连通的孔口(60)，以及
所述至少两个喷射点中的第二个喷射点沿轴向布置在所述孔口(60)和所述首端(22)之间，且相对于通过所述第一通道(35)的流体流的方向在所述孔口(60)的上游，所述至少两个喷射点中的所述第二个喷射点由布置成与通向所述首端(22)的第二通道(45)处于流体连通的开口(100)形成。
2.一种燃烧器(10)，包括：
衬套(20)，从至少两个喷射点供给的流体通过所述衬套(20)从首端(22)流到过渡件(23)的内部，
所述至少两个喷射点中的第一个喷射点沿轴向邻近在所述衬套(20)和所述过渡件(23)之间的流体不可穿透的联接件(50)，并且限定布置成与通向所述首端(22)的第一通道(35)处于流体连通的孔口(60)，以及
所述至少两个喷射点中的第二个喷射点沿轴向布置在所述孔口(60)和所述首端(22)之间，且相对于通过所述第一通道(35)的流体流的方向在所述孔口(60)的上游，所述至少两个喷射点中的所述第二个喷射点由布置成与通向所述首端(22)的第二通道(45)处于流体连通的开口(100)形成，
由此，通过所述开口进入和流过所述第二通道(45)的流体会成层，并且由此保持通过所述孔口(60)进入和流过所述第一通道(35)的流体的压力。
3.一种燃烧器(10)，包括：
衬套(20)，第一流体(21)通过所述衬套(20)从首端(22)流到过渡件(23)的内部；
第一套管(30)，其布置在所述衬套(20)、所述过渡件(23)和它们的流体不可穿透的联接件(50)的相应部分的周围，以限定第一通道(35)，所述第一套管(30)联接到所述过渡件(23)上，并且具有限定在该第一套管(30)中的孔口(60)，第二流体(70)通过所述孔口(60)朝向所述首端(22)而喷射到所述第一通道(35)中；以及
第二套管(40)，其布置在所述第一套管(30)的周围，以限定第二通道(45)，第三流体(80)朝向所述首端(22)而被喷射到所述第二通道(45)中，使得所述第二流体(70)的压力沿着所述第一通道(35)的长度基本被保持。
4.根据权利要求3所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述衬套和所述第一套管与第二套管的部分各自为基本管状，而所述第一通道和第二通道各自为基本环形。
5.根据权利要求3所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述流体不可穿透的联接件包括置于所述衬套(20)和所述过渡件(23)的相应部分之间的密封剂。
6.根据权利要求3所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述孔口(60)沿轴向布置成邻近所述流体不可穿透的联接件(50)。
7.根据权利要求3所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述燃烧器(10)进一步包括布置在所述孔口(60)处的边缘处理部(61)，以干扰所述第二流体的流。
8.根据权利要求3所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述第二套管(40)包括在所述第二通道(45)的入口处的喇叭口形开口。
9.根据权利要求3所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述衬套(20)形成为限定了与所述第一通道(35)处于流体连通的径向孔口(110)，并且包括：
联接到所述衬套的内表面上的凸缘(120)；以及
隔板(130)，其联接到所述凸缘上，并且形成为限定了冷却通路(140)，被引导流过所述径向孔口(110)的所述第二流体(70)的一部分朝向所述过渡件内部(24)而喷射到所述冷却通路(140)中。
10.根据权利要求9所述的燃烧器(10)，其特征在于，朝向所述过渡件内部(24)喷射的所述第二流体(70)的所述部分(150)置于所述第一流体(21)和所述过渡件(23)的内表面之间。
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