CN104520647B - 涡轮机燃烧室筒节 - Google Patents

Abstract

在涡轮机燃烧室的筒节(2,3)中的稀释孔(39)被覆盖以板(40)，所述板(40)限定在筒节的内表面上围绕它们的室(49)。穿过该板的通风孔(45)导致围绕稀释孔(39)的筒节的那些部分得到通风，冷却这些部分并防止裂缝形成。

Description

涡轮机燃烧室筒节

技术领域

本发明涉及一种涡轮机燃烧室筒节。

背景技术

本文中的讨论中的筒节限定了火焰筒，因此该火焰筒在其内表面上承受相当大的过热，然而，其外表面由冷气流穿过，所述冷气流来自涡轮机压缩机并且在进入到涡轮之前与在筒节下游的燃烧气体混合。这种筒节由多个类型的孔所横穿，所述孔包括具有将允许一部分的外流进入到火焰筒中以改进可燃混合气成分的相对大直径的稀释孔以及更小的通风孔，所述通风孔更多且分布在筒节的大部分表面区域上，以便也能够使来自外流的空气进入，但是所述通风孔通过沿着下游方向在筒节的内表面上形成冲刷流并因此使边界层比燃烧气体更冷而具有防止筒节过热的作用。

此边界层在大直径孔的下游被不良地改造，中断冲刷流，全部或几乎全部地受到过热影响的筒节的对应部分受到由不同膨胀引起的变形和应力的影响，这可能导致开裂。

发明内容

文件EP-A-1703207描述了本发明可以被嵌入到其上的燃烧室。此外，以上问题在注册号1153232的法国专利申请中提出，所述法国专利申请公开了现有筒节的修改，以紧邻于大直径孔的下游改造边界层并因此解除筒节。然而，本发明提出了进一步的技术方案。

在一般形式中，其涉及一种涡轮机燃烧室筒节，所述筒节包括稀释孔和围绕稀释孔并比所述孔更小且更多的通风孔，其特征在于，其包括延伸过且围绕在所述筒节的外表面上的稀释孔的插件，筒节缺少在定位在插件上的部分处的通风孔，各插件包括用于连接到筒节的边缘以及延伸过各自稀释孔中的一个的孔口，插件由朝向筒节的部分取向的孔所横穿。

所获得的主要作用是，在冲击筒节外表面且在此位置处产生所寻求冷却的流中，在筒节周围出现的高压允许空气经由插件的孔进入，所述孔具有的密度比通过筒节布置且由空气非常快地横穿过的通风孔的密度更大。作为替代，在插入件下方被吸入的空气在到达筒节的外表面后朝向稀释孔在所述外表面上流动，此流动时间导致更大地消除了热量。当空气进入到稀释孔时，驱动所述稀释孔的相对低的速度可以使得其可相对容易地恢复下游切线方向，这将有助于修复在筒节的内表面上的边界层并将进一步加强通风。

根据要求，插件可以与筒节平行或沿着筒节的轴向方向相对于其倾斜。插入件的孔有利地垂直于筒节，但是它们还可能倾斜地定位；所有的这些适应均将在各设计中决定。

有利地，插件更多地沿着筒节的下游方向延伸，而不是从稀释孔的中心沿着其他方向延伸，因为受到强烈过热影响的筒节部分具体地在这些孔的下游。然而，插件可以沿着筒节的此下游方向经受回缩，因为边界层根据相同的形状被改造，绕过稀释孔。

如果各插件包括围绕各自孔口并朝向各自掺混通道延伸的内边缘，则将获得进一步有利的特征，使得可引导经由插件孔口被稀释孔直接地吸入的空气以及由插入件孔吸入且吹到筒节上然后围绕此内边缘吹动的空气两者。

如果内边缘被封闭在位于各自稀释孔中的连接扇区之间，则将获得令人满意的粘结，流动扇区由内边缘限定在所述各自稀释孔中和连接扇区之间。为了有助于继续在稀释孔的下游侧上的流动，更有利地，稀释孔和内边缘具有沿着筒节的轴向偏移的中心，使得流动扇区具有在内边缘下游的主表面区域。

本发明的一个方面是一种包括这种筒节的涡轮机燃烧室。

附图说明

现在，本发明参考一下附图来进行描述：

-图1是涡轮机燃烧室及其筒节的全视图；以及

-图2和3更具体地公开了本发明。

具体实施方式

图1示意性地表示了可展示本发明的涡轮机燃烧室。应该注意的是，这些燃烧室围绕涡轮机的轴线是环形的，使得图1仅仅是沿着轴线的半截面。整流片1包括均大致圆锥形的且相互同心的外筒节2和内筒节3、以及加入筒节2和3的环形室后表面4。形成火焰筒16的燃烧室的内体积由筒节2、3和室后表面4所限定，并经由开口5在相对于室后表面4的侧面上张开。该燃烧室由限定流动流10的外壳体6和内壳体7所围绕，所述流动流10由整流片1分离成绕过整流片且沿着整流片流动的两个外流部分8和9。流动流10的空气来自于一喷嘴11，该喷嘴11位于设在筒节2和3的后整流片13和14(在本说明书中，“后”和“前”指的是气流的方向)之间的开口的相对处。燃料喷射器15延伸穿过外壳体6、开口12和室后表面4到达火焰筒16。塞17也横穿过外壳体6到达燃料喷射器15的前部，以及也横穿过外筒节1以与火焰筒16同一水平。因此，大部分气流跟随流8和9，即使一部分经由开口12进入到整流片13和14下方。

筒节2和3由许多孔所横穿，所述孔包括分布在一个圆或较少数量的圆上的许多小通风孔38和数量少些的较大直径的稀释孔39。这些孔的共同作用是使来自流8和9的空气可以较低的压力进入到火焰筒16中，用于各种目的。

本发明可以在筒节2和3两者中的一个上使用。

现在，相对于图2和3做出评论。插入件40布置在筒节2或3的外表面上并围绕稀释孔39。它们各自包括延伸过筒节2或3的主部分41、围绕主部分41且连接到筒节2或3的外边缘42、在各稀释孔39的前部延伸但具有较小半径的孔口43、围绕孔口43且延伸到稀释孔39的大部分深度的内边缘44以及穿过主部分41且在面朝筒节2或3的部分的前部张开的孔45，其缺少在那的通风孔38。这样，插入件40限定几乎在各稀释孔39的筒节2或3的前部关闭的室49。在图3中可以看到，插入件40具有稍微呈三角形的大致形状，其在逐渐变窄的同时更多地沿着流的下游方向延伸，以尽量对应于其中裂缝可能出现的筒节2或3的区域。稀释孔39配备有朝向所述孔的中心突出的连接扇区46，接触并关闭内边缘44。此内边缘44和连接扇区46限定横穿插入件40的孔45的空气流扇区，在这里，所述空气流扇区包括相对于筒节2或3的轴向的两个对称的侧扇区47以及下游扇区48。应注意到，内边缘44和稀释孔39的中心01和02沿着轴向偏移，使得扇区47或48具有不规则的形状，且下游扇区48更宽，加强经由此下游扇区48的来自室49的流，并且进一步改造在稀释孔39下游的边界通风层。

以下是由插入件40提供的特定流。在高压下来自流动流8或9的空气被经由插入件45的孔吹入到室49中，并冷却围绕各稀释孔39的筒节2或3，特别是经由其外表面的其下游的部分。随后，此空气经由流动扇区47和48，特别是通过流动扇区47和48流入到火焰筒16中。一旦到达火焰筒16，其流可迅速地返回到在燃烧室下游的轴向方向，在稀释孔38下游的筒节2或3的上述区域中再形成边界层，并帮助保护所述边界层。

插入件40的主部分41可选择性地与相对于筒节2或3的部分平行，孔45可选择性地垂直于此部分。该主部分41尤其可倾斜，同时它们自身沿着筒节2或3的轴向、沿着轮廓41’设定，以通过建立较大的障碍物而更好地拦截气流。

Claims (10)

1.一种涡轮机燃烧室筒节，其包括稀释孔(39)和围绕所述稀释孔(39)并且比所述稀释孔更小且更多的通风孔(38)，其特征在于，其包括延罩盖且围绕在所述筒节(2，3)外表面上的所述稀释孔(39)的插件(40)，所述筒节在位于所述插件上方的那些部分处缺少通风孔(38)，所述插件各自包括用于连接到所述筒节的边缘(42)以及延伸过各所述稀释孔中的一个的孔口(43)，所述插件由指向该筒节的所述那些部分的孔所横穿。

2.根据权利要求1所述的筒节，其特征在于，所述插件(40)的主部分(41)与所述筒节平行。

3.根据权利要求1所述的筒节，其特征在于，所述插件的主部分(41)沿着所述筒节的轴向相对于所述筒节倾斜。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的筒节，其特征在于，所述插件的孔垂直于所述筒节。

5.根据权利要求1至3中任何一项所述的筒节，其特征在于，所述插件比从所述稀释孔的中心沿其他方向更多地沿着所述筒节的下游方向延伸。

6.根据权利要求5所述的筒节，其特征在于，所述插件沿着所述筒节的下游方向缩回。

7.根据权利要求1至3中任何一项所述的筒节，其特征在于，所述插件各自包括一围绕所述各孔口(43)并朝向各稀释通道延伸的内边缘(44)。

8.根据权利要求7所述的筒节，其特征在于，所述内边缘在连接扇区(46)之间被封闭，所述连接扇区(46)在各稀释孔(39)中突出，流动扇区(47)由所述内边缘和所述连接扇区限定在各所述稀释孔中。

9.根据权利要求8所述的筒节，其特征在于，所述稀释孔(39)和所述内边缘(44)具有沿着所述筒节的轴向偏移的中心(01，02)，以使所述流动扇区具有在所述内边缘下游的主表面区域。

10.一种涡轮机燃烧室，其包括根据前述权利要求中任何一项所述的筒节。