CN108119914B - 涡流生成装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种涡流生成装置，其包括在前缘与后缘之间延伸的本体。在穿过翼展方向截取的轮廓截面中，本体展示出翼形形状的几何形状。各个翼形形状的轮廓截面具有从前缘延伸至后缘的弧线，弧线中的至少两条展示出不同的弯曲角，使得本体展示出沿翼展范围的至少两个不同的流偏转角。本体还包括在相应弧线的第一侧在前缘与后缘之间延伸的第一表面，以及在相应弧线的相对的第二侧在前缘与后缘之间延伸的第二表面。后缘从第一翼展端延伸至第二翼展端，且在从下游观点看时，后缘包括其在第一表面的一侧为凸形且在第二表面的一侧为凹形的第一区段，且包括其在第一表面的一侧为凹形且在第二表面的一侧为凸形的第二区段。

Description

涡流生成装置

技术领域

本公开涉及一种如权利要求1中所述的涡流生成装置。其还涉及一种包括开始提到的类型的涡流生成装置的燃气涡轮发动机。

背景技术

连续燃烧的应用在燃气涡轮技术中已经变得日益流行。在连续燃烧中，氧化剂(比如空气)与燃料混合，燃料燃烧，且离开第一燃烧级。热的仍富氧的烟道气体引导至第二燃烧级。在第一燃烧级与第二燃烧级之间，来自第一燃烧级的烟道气体可部分地膨胀，例如，如EP 718470中所述，或不膨胀，例如，如US 2014/0123665中所述。燃料混合至热的仍富氧的烟道气体，且自发燃烧。连续燃烧存在的优点在于优异的部分负载性能和调节比，即，以连续燃烧操作的发动机能够在较大负载范围内稳定地操作，同时仍允许对污染物形成的控制。然而，实现这些优点的先决条件是第二燃烧级中的烟道气体和喷射燃料的快速且可靠的混合，使得燃料在其自发燃烧之前与烟道气体均匀地混合，且例如避免逆燃问题。

例如，US 2012/0272659公开了一种具有大体上翼形形状的燃料喷射器装置，其中翼型件后缘在平行于主流动方向看时具有波状的几何形状。所述波状空气动力截面沿流向方向从前缘到后缘形成。在后缘处，具有跨过主流动方向的相对的速度分量的流相遇且混合，且形成从后缘向下游传播的涡流。所述涡流具有基本上在波状后缘的拐点处的旋转中心。燃料通过布置在后缘处的排放器件排入氧化剂流，且由于涡流，燃料与氧化剂很强地混合。US 2014/012665教导了具有燃烧器中的整体结合的燃料喷射器件的此类涡流生成装置的应用。

上文引用的本领域中公开的涡流生成和燃料喷射器装置需要复杂的内部几何形状，其展示出涡流生成装置的本体的多重旋绕的后缘区段。这需要特别且复杂的制造和组装方法。此外，涡流生成引起的总压力损失对总体发动机效率有影响。

发明内容

本公开的目的在于公开一种开始提到的类型的涡流生成装置。在更具体的方面，涡流生成装置应当适合用作燃料喷射器装置，特别是在连续燃烧系统中。在另外的方面，将公开一种涡流生成装置，其提供本领域内的总体性能改善，例如，在压力损失总和、燃料混合能力、制造和组装复杂性以及成本方面的总体性能改善。在一个特定方面，涡流生成装置应当适合作为燃料喷射器装置，其相比于现有技术能够在减小的压力损失下允许足够短的混合路径内的足够快且均匀的燃料/氧化剂混合。在还有另外的方面，涡流生成装置应当适合作为燃料喷射器装置，其允许升高后缘处的波状凸叶的高度，而没有总压力损失的不可接受的升高。

这通过权利要求1中所述的主题达成。

不论明确提出与否，公开的主题的另外的效果和优点都将由于下文提供的公开内容变得清楚。

因此，公开了包括本体的涡流生成装置，所述本体包括前缘和后缘。流向方向从前缘延伸至后缘。本体还展示出沿翼展方向延伸的翼展范围。在穿过翼展方向截取的轮廓截面中，本体展示出翼形形状的几何形状，其中各个翼形形状的轮廓截面具有从前缘延伸至后缘的弧线。弧线中的至少两条(即，至少两个轮廓截面的弧线)展示出不同的弯曲角，使得本体展示出沿翼展范围的至少两个不同的流偏转角。本体还包括第一表面和第二表面，第一表面在前缘与后缘之间延伸且包括相应弧线的第一侧的异形轮廓线，第二表面在前缘与后缘之间延伸且包括相应弧线的相对的第二侧的翼形形状的轮廓。第一表面和第二表面在前缘和后缘处彼此接合，且共同地形成本体的表面。后缘从第一翼展端延伸至第二翼展端，且后缘在从下游观点看时包括其在第一表面的一侧为凸形且在第二表面的一侧为凹形的第一区段，且包括其在第一表面的一侧为凹形且在第二表面的一侧为凸形的第二区段。假想的后缘对角线可从后缘的第一翼展端到后缘的第二翼展端直线绘出。当从下游观点看时，假想的后缘对角线在一条对角线交叉点处与后缘交叉刚好一次。另一方面，可以说，在跟随后缘的范围时，后缘包括其沿一个方向(右旋和左旋中的一者)弯曲或弯折的第一区段，以及其沿相反方向(右旋或左旋中的另一者)弯曲或弯折的第二区段。右旋也可称为顺时针，且左旋也可称为反时针。跟随从一个翼展端到另一个翼展端的范围在本公开的背景下将理解为跟随沿后缘从一个翼展端到另一个翼展端的路径。在假想意义上，跟随该路径，将需要在右旋或顺时针弯折处右转，且在左旋或反时针弯折处左转。同样，将必须跟随左旋弯曲区段向左，且跟随右旋弯曲区段向右。

具体而言，该意义仅沿后缘的整个范围从第一翼展端到第二翼展端改变一次。在此方面，在从下游观点看时，后缘包括从后缘的第一翼展端延伸且其中后缘在第一表面的一侧为凸形且在第二表面的一侧为凹形的刚好一个第一区段，且还包括从后缘的第二翼展端延伸且其中后缘在第一表面的一侧为凹形且在第二表面的一侧为凸形的刚好一个第二区段。

技术人员将容易认识到，在此背景下，凸形和凹形可不是只规定成弯曲结构，而是还可表示成角度或转角或弯折的结构。例如，楔状几何形状(例如，两条直线在转角处彼此相交的位置)包括凹侧和凸侧。

前缘可从上游观点看是大体上弯曲或弯折的，且例如可为或包括圆形或部分圆形、部分椭圆形等的区段。然而，前缘是非波状的。即，其为单向弯曲或弯折的，即，所述观察方向上的前缘的所有弯曲或弯折区段是只右旋或只左旋的。然而，在特定实施例中，前缘在从上游观点看时是直的。在任何情况下，从上游观点看时，在从一个翼展端到另一个翼展端的前缘的路线中没有拐点。

将理解的是，上游观点和下游观点将理解为沿标称流入方向从本体偏移，即，沿弧线的前缘切线以及相应地沿平均流出方向。

示出了提出的实施例具有显著地减小围绕涡流生成装置的流的压力损失的潜力，同时仍提供所需的涡流强度来例如实现后缘处排出的燃料和围绕涡流生成装置流动的流体的优异混合效率。此外，避免了多重旋绕的后缘几何形状，这减小了制造和组装的复杂性，且继而降低了成本。

注意，在本公开内容的框架内，定冠词"一个"或"一种"的使用绝不是规定单数，其也并未排除多个提到的部件或特征的存在。因此，将以"至少一个"或"一个或多个"的意义来阅读。

在从下游观点看时，后缘在某些实施例中可对称于对角交叉点。

在某些实施例中，后缘定形成使得至少一个假想后缘等分线存在，其在从下游观点看时，设置成平行于前缘且与后缘的第一翼展端和后缘的第二翼展端等距。在后缘沿翼展范围延伸且从对角交叉点开始到后缘的第一翼展端和第二翼展端中的任一者的路线中，后缘离假想后缘等分线的距离在从下游观点看时，在数学上来说是单调增大的，或换言之，是单调非减小的。即，在跟随后缘从对角交叉点到翼展端中的任一者的路线时，所述距离增大或恒定，但不会减小。

在其它方面，涡流生成装置可设有后缘，其定形成使得假想后缘等分线存在，其在从下游观点看时，设置成与后缘的第一翼展端和后缘的第二翼展端等距，且由此，在翼展端处的后缘，或相应地翼展端处的后缘的切线，在从下游观点看时，平行于假想后缘等分线延伸。所述假想后缘等分线在一些实施例中在从下游观点看时可平行于前缘延伸，或在更特别的实施例中，可与前缘一致。

在某些实施例中，在从下游观点看时，后缘可包括至少一个弯曲的后缘区段。

在下游观点看时，后缘可包括至少一个直后缘节段。

如上文所述，后缘在两个表面的侧部相应的凸形和凹形形状由后缘的弯曲几何形状连续地提供，或由后缘的弯折几何形状不连续地提供。在所述弯折几何形状中，在从下游观点看时，后缘展示出弯折或转角，在该处，后缘的节段在后缘节段的非零角处或相应地其邻接切线处邻接彼此，因此提供了后缘的弯折或转角。

在此方面，可存在的情况在于，弯曲后缘节段邻接彼此，其中其邻接切线不平行于彼此，因此在其接合处形成后缘的弯折或转角。还可存在的情况在于，直后缘节段和弯曲后缘节段邻接彼此，其中弯曲后缘节段和直后缘节段的邻接切线以非零角邻接彼此，因此在其接合处形成后缘的弯折或转角。然而，还可存在的情况在于，直后缘节段和弯曲后缘节段邻接彼此，其中弯曲后缘节段的邻接切线平行于直后缘节段，使得直后缘节段平滑地并入弯曲后缘节段，且因此未形成后缘的弯折或转角。

后缘可包括弯曲以及弯折的区段。

技术人员将容易理解到，转角不一定表示具有零半径的尖转角。为了实用目的，转角或边缘或弯折在实际技术应用中大体上包括相比于总体结构的尺寸具有相对小的曲率半径的圆形节段。最小可能的半径例如可通过应用于初次定形构件的制造方法提供。另一方面，如果构件旨在暴露于热气流，则最小半径可由关于热输入和局部表面/体积比的考虑限制。大体上，可假定，出于空气动力性能的原因，后缘的下游端设置为尽可能实际的尖边缘，即，在从翼型件的第一表面到第二表面的过渡中具有最小曲率半径。所述半径可称为后缘末端半径。此外，还提供了最小后缘厚度。因此，在从下游观点看时，如果所述过渡处的较小曲率半径是最小后缘末端半径的最大两倍，且特别是最大与最小后缘末端半径一样大，则两个后缘节段之间的过渡可相应地认作是转角或弯折。在其它方面，在从下游观点看时，如果所述过渡处的较小曲率半径最大测量到后缘的厚度且特别是最大与后缘的厚度的一半一样大，则两个后缘节段之间的过渡可相应地认作是转角或弯折。此外，在从下游观点看时，如果所述过渡处的较大曲率半径最大是最小后缘末端半径的四倍，且特别是最大与最小后缘末端半径的三倍一样大，则两个后缘节段之间的过渡可相应地认作是转角或弯折。在其它方面，在从下游观点看时，如果所述过渡处的较大曲率半径最大测量到后缘的厚度的两倍且特别是最大与后缘的厚度的1.5倍一样大，则两个后缘节段之间的过渡可相应地认作是转角或弯折。在此方面，较小和较大的曲率半径是指从下游观点看时的转角的外半径和内半径。技术人员还将认识到，相对于内半径和外半径的上述组成要求可累加地应用。

在根据本公开的涡流生成装置的特定实施例中，在从下游观点看时，后缘包括从第一翼展端延伸到第一直后缘节段的内端的第一直后缘节段、从第二翼展端延伸至第二直后缘节段的内端的第二直后缘节段，以及在其内端处邻接第一和第二直后缘节段且与假想后缘对角线交叉的第三直后缘节段。后缘可以说在从下游观点看时展示出了大体上Z形或锯齿形的几何形状。在某些实施例中，第一直后缘和第二直后缘可平行于彼此且/或与假想后缘等分线等距延伸。由于所得的涡流的位置和强度，显示出后缘的转角导致了优异的混合质量。

然而，在另外的特定实施例中，在从下游观点看时，后缘可成弯曲方式在第一翼展端与第二翼展端之间延伸。在特别的情况中，在沿从后缘的第一翼展端到后缘的第二翼展端的路线中，且从下游观点看，后缘包括一个单右旋弯曲的节段和一个单左旋弯曲的节段。拐点设在所述弯曲节段之间。在从本体的下游侧看时，各个弯曲节段在更特别的情况中(但不限于)是圆形和/或椭圆和/或正弦形的节段中的一者，且特别是覆盖小于90°或等于90°的角度。

在另外的非限制性情况中，在从下游观点看时，后缘可展示出波形形状，且在小于或等于波形的半波长上延伸，其中后缘包括拐点。更具体而言，后缘可对称于拐点。

涡流生成装置或相应地其后缘可在某些实施例中定形成使得由任何两个后缘节段或相应地后缘节段的任何切线包围的最小角度在从下游观点看时大于90°。将理解的是，该角度与两个后缘节段邻接彼此所成的角度不同。例如，如果两个节段以零角邻接彼此，换言之，平行于邻接，则"包围的"角度为180°。例如，角度可为93°或93°以上。该实施例示出了预计在涡流生成装置通过铸造制造时的情况中特别有益。由于由任何两个后缘节段或相应地其切线包围的最小角度总是钝角且不会是锐角，故避免了底切，且对于更特别的情况，提供了用于从铸造模具除去构件的合适拔模角。然而，如果选择其它制造方法，诸如增材制造方法，例如，本领域的技术人员称为电子束熔化(EBM)或选择性激光熔化(SLM)的那些，也可制造锐角和相关底切。

如上文明确提出的那样，如本文公开的涡流生成装置可设置为燃料排放装置，其中至少一个燃料供应压室设在本体内，且至少一个燃料排放开口设在后缘处，由此另外地，燃料排放开口与燃料供应压室流体连通。即，燃料排放到涡流中，或多个涡流在后缘处生成，且从涡流生成装置向下游传播。因此，排放的燃料与涡流的流体较强地混合，且均匀的混合物可在燃料排放装置下游的相对短的距离实现。至少一个燃料排放开口可布置在后缘与假想后缘等分线或假想后缘对角线交叉的位置处，和/或在后缘的拐点处。

例如，包括涡流生成装置的燃料排放装置可包括多个的至少两个燃料供应压室。至少一个第一燃料排放开口或第一组燃料排放开口可流体地连接到所述燃料供应压室中的第一个上，且至少一个第二燃料排放开口或第二组燃料排放开口可流体地连接到所述燃料供应压室中的第二个上。将认识到的是，如果提供两个以上的燃料供应压室，则另外的燃料排放开口或成组的燃料排放开口可流体地连接到所述另外的燃料供应压室上。在燃料排放装置设有一个以上的燃料供应压室且各个燃料排放开口选择性地连接到所述燃料供应压室中的一个方面，例如，燃料排放装置可适于排放多种类型的燃料或排放燃料来用于选择性地可选的混合和燃烧模式。例如，连接到第一燃料供应压室的燃料排放开口可设置为液体燃料喷嘴，而连接到第二燃料供应压室上的第二燃料排放开口可设置为气态燃料排放开口。液体燃料排放喷嘴通常以容易由技术人员容易认识到的方式区别于气体燃料排放开口。例如，液体燃料排放喷嘴的直径可较大，且/或喷嘴可为特别的形状或配备有其它器件以便雾化液体燃料。在所述情况中，在更特别的实施例中，液体燃料排放喷嘴可设在后缘的位置处，在该处，假想后缘等分线或假想后缘对角线与后缘交叉，或在后缘的拐点处。气态燃料排放开口可设在和分布在后缘的其它位置处。设置为燃料排放装置的涡流生成装置还可包括压室，例如，用于防护流体和/或雾化流体。雾化流体可用于支持液体燃料排放喷嘴处的液体燃料的雾化。防护流体可大体上用于提供围绕排放燃料的较冷流体的防护，以便延迟燃料的自发燃烧，直到达成燃料与热气体的适当混合。很常见的是，空气用于两个目的，使得防护流体和/或雾化流体可为空气；蒸汽或空气和蒸汽的混合物也可应用。在此范围假定了技术人员熟悉将燃料喷射到热气流中以用于连续燃烧的总体构想，且具有液体燃料雾化。

如上文所述，根据本公开的涡流生成装置不论是否用作燃料排放装置，都可能旨在用于热流体流中，例如，燃气涡轮发动机或另一个燃烧系统的第一燃烧级下游。因此，为了使涡流生成装置适于相应的高热负载，其可设有冷却剂供应压室，以及设置成与冷却剂供应压室流体连通的至少一个冷却管道。至少一个冷却管道可设置成在后缘处或后缘附近排放冷却剂。例如，冷却剂可为空气或蒸汽，或它们的混合物。

在另外的方面，公开了连续燃烧系统，其包括上游燃烧级和下游燃烧级。下游燃烧级设置成与上游燃烧级流体连通，并且适于且构造成从上游燃烧级接收燃烧气体。在某些情况中，例如，如EP 718470中公开的那样，连续燃烧系统可适于在燃烧气体由下游燃烧级接收之前使来自上游燃烧级的燃烧气体部分地膨胀。在其它情况中，例如，如US 2014/0123665中公开的那样，来自上游燃烧系统的燃烧气体可直接地进入下游燃烧系统而没有之前的膨胀。根据本公开的至少一个涡流生成装置设在下游燃烧级上游不远或内侧，且特别是设置为燃料排放装置。将理解的是，取决于绘出的边界，涡流生成装置可认作是下游燃烧系统的一部分或布置在其上游。然而，在任何情况中，在本公开的意义中，其意味着与下游燃烧级功能性地联接。

将认识到的是，如果上文所述类型的多个涡流生成装置并排布置，则它们可布置成具有"同相"或沿翼展方向相互移位(即，"异相")(以类似于EP 3023696中公开的那样)的波状后缘。

在还有另外的方面，公开了一种燃气涡轮发动机，其包括前文提到的连续燃烧系统。

在还有另外的方面，在涡流生成装置或燃料排放装置的本体的平面视图中，后缘的至少一部分是不垂直于总体流向和/或仿形中的至少一者。为了提供一些实例但所述实例不旨在限制，平面视图中的后缘例如可相对于流向方向倾斜，或可突出、弯曲或凹入。换言之，涡流生成装置的本体的弦长可沿翼展范围变化。这可用于使后缘处的外部流的压力适于燃料压力。将认识到的是，燃料在翼展方向上的相对窄的线中在涡流生成装置的本体内流动，且因此燃料压力可沿翼展方向显著降低。在翼展方向内改变涡流生成装置的弦长方面，外气流的压力可适于特定翼展位置处排放的燃料的压力。

将理解的是，上文公开的特征和实施例可彼此组合。将认识到的是，可构想出在本公开内容和提出的主题的范围内的其它实施例，这是本领域的技术人员明白且清楚的。

附图说明

现在借助于附图中所示的选择的示例性实施例来更详细阐释本公开的主题。附图示出了：

图1为上文提到的类型的涡流生成装置的第一示例性实施例；

图2为上文提到的类型的涡流生成装置的第二示例性实施例；

图3为在涡流生成装置下游的图1的实施例的后缘的视图；

图4为在涡流生成装置下游的图2的实施例的后缘的视图；

图5为包括根据本公开的多个涡流生成装置的燃气涡轮发动机的示例性实施例的截面视图；

图6为具有突出的后缘的涡流生成装置的平面视图；

图7为具有凹入的后缘的涡流生成装置的平面视图；

图8为绘出涡流生成装置的平面视图的燃气涡轮发动机的流管道的纵截面，其中后缘沿第一方向倾斜；以及

图9为绘出涡流生成装置的平面视图的燃气涡轮发动机的流管道的纵截面，其中后缘沿第二方向倾斜。

将理解的是，附图是高度示意性的，且对于说明目的不需要的细节可省略以易于理解和阐释。进一步理解的是，附图仅示出了选择的示范性实施例，且未示出的实施例仍完全在本文公开和/或提出的主题的范围内。

具体实施方式

图1示出了如本文公开的涡流生成装置的第一实施例。涡流生成装置1包括本体10。本体10大体上是空气动力形的。本体10包括前缘11和后缘12。本体10沿流向方向l从前缘延伸到后缘，且沿翼展方向s延伸。在本示例性实施例中，前缘11和后缘12沿着或平行于翼展方向延伸。然而，后缘和前缘中的各个可设置成在由流向方向和翼展方向跨越的平面中与翼展方向成角度，使得例如弦长在翼展方向上变化。穿过翼展方向截取的截面展示出翼形形状的几何形状。两个示例性翼形形状的截面在14和15处指出。可以说，本体10沿翼展方向以交错的多个轮廓截面生成。翼形形状的轮廓截面中的各个包括弧线和流偏转角。轮廓截面14的弧线作为实例在13处指出。此外，各个轮廓截面由轮廓线界定。尽管这些元件并未明确示出，但它们对于技术人员是完全清楚的。如图可见，轮廓截面14和15展示出不同的流偏转角。在所示的特定实施例中，轮廓截面14和15相应的弯曲角和流偏转角具有相等的绝对值，而算术符号不同，使得流偏转沿相反方向实现。因此，可以说，本体展示出沿翼展方向s的不同流偏转角。在所示的示例性实施例中，总质量流在本图中向上偏转的份额与在本图中向下偏转的份额至少基本相同。因此，由本体10实现的平均总体流偏转至少基本上是零。要注意的是，这不是强制如此，而是涡流生成装置的本体可提供成以便实现非零平均流偏转，这例如在EP 2522911中公开，特别是参考所述文献中的图4。然而，本公开的教导内容中不重要的是平均流偏转是零或是非零，且因此具有零平均偏转的示例性实施例为了便于图示而选择。在轮廓截面的弧线的第一侧，本体包括第一表面16。可以说，第一表面16包括所有轮廓截面的位于相应弧线的第一侧的所有轮廓线。第二表面17设置成与第一表面16相对，且在本图中不可见。第二表面17包括所有轮廓截面的位于相应弧线的第二侧的所有轮廓线。空气动力形本体10大体上从前缘11延伸至后缘12。前缘11沿翼展方向s延伸。箭头20表示与涡流生成装置1或相应地与本体10的标称入射流动方向。如上文所述，本体10在各个翼展位置处具有弧线，其中朝本体10的下游端，弧线在不同的翼展位置处不同。后缘12从第一后缘翼展端121延伸至第二后缘翼展端122。如从位于后缘12下游的观点绘出后缘12的视图的图3的另一个视图中变得最佳认识到的那样，假想后缘对角线可限定为从第一翼展端121延伸至第二翼展端122的假想直线。后缘对角线131在图1中未示出，但在图3中示出。后缘对角线131和后缘12在从下游观点的视图中，在交叉点151处彼此交叉刚好一次。此外，可在所述视图中从下游观点限定假想后缘等分线141。后缘等分线可限定为与后缘的翼展端121和122两者等距。其还可限定为在交叉点151额外与后缘交叉。在所示实施例中，特定的假想后缘等分线141设置成使得在两个翼展端(其中一个在129处示例性地表示)处的后缘的切线平行于所述特定假想后缘等分线141延伸。此外，在所示的示例性实施例中，假想后缘等分线141在从下游观点看时平行于前缘11延伸，且在所述视图中特别是与前缘11一致。后缘的第一区段123在后缘的第一翼展端121与交叉点151之间延伸。后缘12的第二区段124在后缘的第二翼展端122与交叉点151之间延伸。第一区段123在第一表面16的一侧是凸形的且在第二表面17的一侧是凹形的，而第二区段124在第一表面16的一侧是凹形的且在第二表面17的一侧是凸形的。因此，本体10包括在后缘或下游区域中在假想后缘等分线141的不同侧延伸的两个凸叶，其中一个凸叶朝第一表面16的一侧突出，且另一个朝第二表面17的一侧突出。当从下游观点看时，后缘展示出大体上波状的形状。因此，沿入射流动方向20在本体10上流过的流将沿本体10的下游区域，且相邻的第一后缘区段123在相比于表面17的一侧的压力时导致表面16的一侧的相对较高的压力。另一方面，在第二后缘区段124附近，在相比于表面16的一侧的压力时，其将导致表面17的一侧的相对较高的压力。因此，引起了沿流向方向的压差。大体上波状的后缘上的补偿流继而将以技术人员本来已知的方式在空气动力本体10的后缘处生成涡流。例如，这些涡流可用于将本体10的后缘处排放的燃料混合到沿入射流动方向20流动且围绕本体10流动的气流中。后缘处的燃料排放喷嘴或开口在简化示例性实施例中并未示出，但技术人员例如依靠上文引用的技术而获知。

依靠图1和3将容易认识到，例如跟随后缘从第一翼展端到第二翼展端时，在从下游观点看时，后缘在第一后缘区段123中是右旋弯曲的，且在第二后缘区段124中是左旋弯曲的。存在刚好一个右旋弯曲区段和刚好一个左旋弯曲区段，以及设在其间的一个拐点。另一方面，后缘12沿翼展方向以波形延伸，且在假想等分线141的两侧沿翼展方向成波状，且在交叉点151处与假想等分线141交叉。在所示实施例中，交叉点151与波状后缘12的拐点相同。如将容易认识到的那样，波形形状的后缘12在波的一半波长或更小内延伸，且因此可称为半波长后缘。因此，在翼展端121和122处找出了后缘离假想等分线141的最大距离h。已经示出，依靠提供在最大一半的波状波长上成波状的后缘，相比于后缘在一半以上的波长上成波状的其它实施例，围绕本体的流的总压力损失可显著减小，而没有本体下游一定距离处的混合均匀性的过度变差。还发现，依靠提供在最大一半的波长上成波状的后缘，相比于后缘在一个以上的波状波长上成波状的实施例，后缘的波状幅度或凸叶高度h可增大，而不会增大总压力损失，这继而对本体下游的混合均匀性具有有益效果。

尽管图1的实施例包括弯曲后缘12，但图2示出了具有转角或弯折后缘的实施例。后缘的节段125成直线且平行于从后缘12的第一翼展端121的假想等分线141延伸。后缘12的第二节段126成直线且平行于从后缘12的第二翼展端的假想等分线141延伸。后缘12的中心直节段127邻接且连接外节段125和126。图4绘出了从下游观点看时的图2的实施例的后缘12。如将依靠图2和4的组合视图完全认识到那样，邻接的后缘节段形成后缘的弯折或转角。假想后缘对角线131在后缘的第一翼展端与第二翼展端之间直线延伸且在交叉点151处与后缘12交叉。假想后缘等分线141存在，由此，两个外直线区段125和126在距离h处平行于假想后缘等分线延伸。在其它方面，后缘等分线的定义对应于结合图1和3的实施例给出的后缘等分线。此外，在下游观点的视图中，特定假想后缘等分线141平行延伸，且在某些实施例中与前缘11一致。在跟随后缘等分线从第一翼展端121到第二翼展端122时，可以说，后缘12展示出其右旋弯折的第一方向123，以及其左旋弯折的第二区段124。一方面，可以说在从下游观点看时，后缘12以转角的或多边形的波形延伸，且在波形的最大一半的波长上延伸。在第一区段123中，后缘12在第一表面16的一侧是凸形的且在第二表面17的一侧是凹形的，而在第二区段124中，后缘12在第一表面16的一侧是凹形的且在第二表面17的一侧是凸形的。因此，本体10包括在后缘或下游区域中在假想后缘等分线141的不同侧延伸的两个凸叶，其中一个凸叶朝第一表面16的一侧突出，而另一个朝第二表面17的一侧突出。

在图1和3以及相应地图2和4中所示的两个实施例中，后缘示为对称于对角交叉点151。尽管这是适当构想的实施例，但非对称的其它实施例也容易由技术人员构想出。另一方面，在两个实施例中，在从下游看时，后缘包括仅直线或仅弯曲的节段。弯曲和直线的节段彼此组合的实施例是技术人员已知的，特别参照EP 2725301的公开。然而，根据本公开的教导内容的涡流生成装置的本体将在任何情况下都在后缘的相应翼展端处的交叉点151两侧相应地展示出最大凸叶高度，或后缘离假想等分线的最大距离。换言之，在交叉位置的各侧，后缘离假想等分线的距离并未超过相应的翼展端处的距离h。

此外，参照图3和4，示出了由两个后缘节段包围的角度α。在此方面，弯曲后缘区段在一方面也可认作是由与平行性成极小偏离邻接彼此的极小直线节段构成。图3中的任何两个后缘节段的两条切线128和129之间或两个后缘节段(例如，图4中的后缘节段125和127)之间包围的角度可大于90°，例如，93°或更大。该实施例示出了在涡流生成装置旨在通过铸造制造时的情况中特别有益。由于任何两个后缘节段或相应地其切线之间的最小角度总是钝角且不会是锐角，故避免了底切，且对于更特别的情况，提供了用于从铸造模具除去构件的合适拔模角。然而，如果选择其它制造方法，诸如增材制造方法，例如，本领域的技术人员称为电子束熔化(EBM)或选择性激光熔化(SLM)的那些，也可提供锐角和相关底切。

图5绘出了实施例，其中本文公开的类型的多个涡流生成装置1作为燃料喷射装置应用于连续燃烧的燃气涡轮发动机的后续燃烧级。示出了燃气涡轮发动机的截面的一部分的视图。环形热气管道103设在燃气涡轮发动机的内壳101与外壳102之间。观察方向在上游。热气管道103布置且构造成从在前的燃烧级接收仍富氧的烟道气体，且将流排放到后续的燃烧器中。多个涡流生成装置1沿周向分布在环形热气管道103中。燃料排放器件设在各个涡流生成装置的后缘处。在各个涡流生成装置的后缘处，液体燃料排放喷嘴51设在拐点处，而多个气体燃料排放开口52设在拐点与翼展端之间。技术人员将容易认识到例如防护空气开口可如何布置在后缘处，且涡流生成装置可配备有适合的冷却布置。将注意，以本领域中已知的方式，燃料排放喷嘴51可为组合的液体燃料/气体燃料排放喷嘴，其中液体燃料排放喷嘴同心地提供，其中气态燃料排放开口设在外半径上。防护流体排放开口可设在同心地布置的液体燃料排放喷嘴和气体燃料排放开口的径向外侧。在所述情况中，除喷嘴51的同心气体燃料排放开口外，可以或可不提供专用的气体燃料排放开口52。

将注意，尽管燃料喷射装置的后缘示为"同相"波状，即，全部在环形管道的径向内部中和环形管道的径向外部中具有同等弯曲的节段，但如EP 3023696中公开的那样，它们还可成各种"异相"布置来提供。EP 3023696的相应公开在本文中通过引用公开。

燃料或将在本体10的表面且更具体是后缘12处排放的任何其它流体大体上将通过平行于翼展方向s或参照图5的图示从内壳101沿径向向外或从外壳102沿径向向内延伸的管道提供至本体10的内部。在某些实施例中，那些内部管道可具有相对小的流动截面，使得流过本体10的内部的流体可在涡流生成装置的翼展范围内经历显著的压降。例如，为了实现燃料的均匀分布，而且为了实现涡流生成装置1下游的特定流场，后缘在本体上的平面视图中看时可为仿形的或不垂直于流向方向l中的一者。所述的情况图6至9中示出。

参看图6，示出了涡流生成装置1，其中后缘12突出，使得本体的弦长在翼展端处比翼展端之间的位置处更小。

参看图7，示出了涡流生成装置1，其中后缘凹入，使得本体的弦长在翼展端处比翼展端之间的位置处更大。

图8示出了类似于图5中所示的实施例的截面视图，其中涡流生成装置1的后缘倾斜，使得弦长在外壳102附近比内壳101附近小。

图9示出了类似于图5中所示的实施例的截面视图，其中涡流生成装置1的后缘倾斜，使得弦长在内壳101附近比外壳102附近小。

将认识到，就图6至9中所示的实施例而言，有可能取决于翼展方向位置来调整从前缘11到后缘12围绕涡流生成装置的外部流的压降。

尽管借助于示例性实施例阐释了本公开内容的主题，但将理解的是，这些绝不旨在限制提出的发明的范围。将认识到的是，权利要求覆盖了本文并未明确示出或描述的实施例，且背离执行本公开内容的教导内容的示例性模式中公开的那些的实施例仍将由权利要求覆盖。

参考标号列表

1 涡流生成装置

10 本体

11 前缘

12 后缘

13 弧线

14 轮廓截面

15 轮廓截面

16 本体的表面

17 本体的表面

20 标称入射流动方向

51 液体燃料排放喷嘴

52 气体燃料排放开口

101 内壳

102 外壳

103 热气管道

121 后缘的翼展端

122 后缘的翼展端

123 后缘的区段

124 后缘的区段

125 后缘的节段；直线外节段

126 后缘的节段；直线外节段

127 后缘的节段；直线中心节段

128 后缘节段的切线

129 后缘节段的切线

131 假想后缘对角线

141 假想后缘等分线

151 后缘与假想后缘对角线的交叉点；对角交叉点

a 由两个后缘节段围住的角度，其切线

h 后缘离后缘等分线的距离

l 流向方向

s 翼展方向。

Claims (14)

1.一种包括本体(10)的涡流生成装置(1)，所述本体包括前缘(11)和后缘(12)，流向方向(l)从所述前缘延伸至所述后缘，所述本体还展示出沿翼展方向(s)延伸的翼展范围，

在穿过所述翼展方向截取的轮廓截面(14,15)中，所述本体展示出翼形形状的几何形状，各个翼形形状的轮廓截面具有从所述前缘延伸至所述后缘的弧线(13)，所述弧线中的至少两条展示出不同的弯曲角，使得所述本体展示出沿所述翼展范围的至少两个不同的流偏转角，

所述本体还包括第一表面(16)以及第二表面(17)，所述第一表面(16)在前缘与后缘之间延伸且包括相应弧线的第一侧的翼形形状的轮廓线，所述第二表面(17)在所述前缘与所述后缘之间延伸且包括相应弧线的相对的第二侧的翼形形状的轮廓，且所述第一表面(16)和所述第二表面(17)在所述前缘(11)处和所述后缘(12)处彼此接合，

其中所述后缘从第一翼展端(121)延伸至第二翼展端(122)，且在从下游观点看时，所述后缘包括其在所述第一表面(16)的一侧为凸形且在所述第二表面(17)的一侧为凹形的第一区段(123)，且包括其在所述第一表面(16)的一侧为凹形且在所述第二表面(17)的一侧为凸形的第二区段(124)，

假想后缘对角线(131)从所述后缘的第一翼展端(121)直线延伸至所述后缘的第二翼展端(122)，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)在一个对角交叉点(151)处与所述假想后缘对角线(131)交叉刚好一次，

其中，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)包括以非零角度邻接彼此的至少两个后缘节段(125,126,127)。

2.根据前述权利要求所述的涡流生成装置，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)包括从所述第一翼展端(121)延伸且其中所述后缘在所述第一表面的一侧为凸形的且在所述第二表面的一侧为凹形的刚好一个第一区段(123)，且还包括从所述第二翼展端(122)延伸且其中所述后缘在所述第一表面的一侧为凹形且在所述第二表面的一侧为凸形的刚好一个第二区段(124)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)对称于所述对角交叉点(151)。

4.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，所述后缘定形成使得至少一个假想后缘等分线(141)存在，其在从所述下游观点看时，设置成平行于所述前缘(11)且与所述后缘的第一翼展端(121)和所述后缘的第二翼展端(122)等距，且由此在所述后缘沿翼展范围延伸且从所述对角交叉点(151)开始到所述后缘(12)的第一翼展端(121)和第二翼展端(122)中的任一者的路线中，所述后缘(12)离所述假想后缘等分线(141)的距离(h)在从下游观点看时单调地增大。

5.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，所述后缘定形为使得假想后缘等分线(141)存在，其在从下游观点看时，设置成与所述后缘的第一翼展端(121)和所述后缘的第二翼展端(122)等距，且由此所述翼展端(121,122)处的后缘(12)或相应地所述翼展端处的后缘的任何切线(128)平行于所述假想后缘等分线(141)延伸。

6.根据权利要求5所述的涡流生成装置，其特征在于，所述假想后缘等分线(141)在从所述下游观点看时平行于所述前缘(11)延伸。

7.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)包括至少一个弯曲的后缘节段。

8.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)包括至少一个直后缘节段(125,126,127)。

9.根据权利要求1所述的涡流生成装置，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)包括第一直后缘节段(125)、第二直后缘节段(126)以及第三直后缘节段(127)，所述第一直后缘节段(125)从所述后缘的第一翼展端(121)延伸至所述第一直后缘节段的内端，所述第二直后缘节段(126)从所述后缘的第二翼展端(122)延伸至所述第二直后缘节段的内端，且所述第三直后缘节段(127)在它们的内端处邻接所述第一直后缘节段和所述第二直后缘节段且与所述假想后缘对角线(131)交叉。

10.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，在从所述下游观点看时，所述后缘(12)以弯曲方式在所述后缘的第一翼展端(121)与第二翼展端(122)之间延伸。

11.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，由任何两个后缘节段(125,127)或相应地后缘节段的任何切线(128,129)包围的最小角度(α)在从所述下游观点看时大于90°。

12.根据权利要求1至权利要求2中任一项所述的涡流生成装置，其特征在于，所述涡流生成装置设置为燃料排放装置，其中至少一个燃料供应压室设在所述本体内，且至少一个燃料排放开口(20)设在所述后缘(12)处，由此所述燃料排放开口与燃料供应压室流体连通。

13.一种连续燃烧系统，包括上游燃烧级和下游燃烧级，其中所述下游燃烧级设置成与所述上游燃烧级流体连通，并且适于且构造成从所述上游燃烧级接收燃烧气体，其特征在于，至少一个根据前述权利要求中任一项所述的涡流生成装置设在所述下游燃烧级上游，且设置为燃料排放装置。

14.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机包括根据权利要求13所述的连续燃烧系统。

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