[发明专利]过渡喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及过渡喷嘴，更确切地，涉及具有非轴对称的端壁轮廓的过渡喷嘴。

背景技术

典型的燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧室和涡轮机。压缩机压缩入口气体并且包括出口。燃烧室连接到压缩机的出口并且由此接纳压缩的入口气体。随后，燃烧室将压缩的气体与如燃料等可燃性材料混合，并且燃烧此混合物以产生高能和高温流体。这些高能和高温流体被引导到涡轮机中，用于进行动力和电力生产。

通常，燃烧室和涡轮机将与发动机的中心线对准。涡轮机的第一级将因此而提供为具有翼型的喷嘴(即，1级喷嘴)，所述翼型经过定向和配置以在切向上引导高能和高温流体的流动，使得经过切向引导的流体气动地与涡轮机的第一叶片级进行相互作用并且使得涡轮机的第一叶片级旋转。

借助于这样的构造，各个第一涡轮机级显示出强劲的二次流，在所述二次流中，高能和高温流体在横向于主流动方向的方向上流动。也就是说，如果主流方向假定是轴向的，那么二次流就周向或径向地传播。这样会对级效率造成不利影响，并且形成非轴对称的端壁轮廓(EWC)，所述EWC能够有效地减少涡轮机的二次流损失。然而，当前的EWC只适于连接到具有前缘和后缘的常规轮叶和叶片。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种过渡喷嘴，所述过渡喷嘴包含衬管(liner)，燃烧在所述衬管中发生并且燃烧产物通过所述衬管流向涡轮机叶片级。所述衬管包含相对的端壁以及在所述相对的端壁之间延伸的相对的侧壁。所述相对的侧壁经过定向以在切向上引导所述燃烧产物向所述涡轮机叶片级流动。所述相对的端壁以及所述相对的侧壁中的至少一者包含流动轮廓特征以引导所述燃烧产物的流动。

根据本发明的另一方面，提供一种过渡喷嘴，所述过渡喷嘴包含衬管，所述衬管具有：第一部分，燃烧在所述第一部分中发生；以及在所述第一部分下游的第二部分，燃烧产物通过所述第二部分而流向涡轮机叶片级。在所述第二部分处，所述衬管包含相对的端壁以及在所述相对的端壁之间延伸的相对的侧壁。所述相对的侧壁经过定向以在切向上引导所述燃烧产物向所述涡轮机叶片级流动。所述相对的端壁和所述相对的侧壁中的至少一者包含非轴对称的流动轮廓特征以引导所述燃烧产物的流动。

根据本发明的又一方面，提供一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包含：压缩机，所述压缩机具有供压缩流通过的出口；燃烧室级，所述燃烧室级连接到所述出口，所述燃烧室级接纳所述压缩流并且包含燃烧室，在所述燃烧室中，可燃性材料与所述压缩流混合并且一起燃烧以产生排气；以及涡轮机，所述涡轮机连接到所述燃烧室级，所述涡轮机接纳在所述燃烧室中产生的排气以进行动力生产。燃烧室的一部分相对于发动机中心线切向定向，并且包含非轴对称的流动导向特征。

通过以下结合附图进行的说明可以更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。

附图说明

本权利要求书特别指出并明确要求本发明的权利。通过以下结合附图进行的详细说明可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：

图1是燃气涡轮发动机的示意图；

图2是图1的燃气涡轮发动机的一部分的透视图；

图3是根据实施例的流动轮廓特征的轴向图；

图4是根据实施例的流动轮廓特征的径向形势图(topographical view)；

图5是根据实施例的流动轮廓特征的轴向图；以及

图6是根据实施例的流动轮廓特征的轴向图。

具体实施方式部分参考附图来以实例方式介绍本发明的各项实施例以及优点和特征。

元件符号列表：

具体实施方式

参考图1和2，提供燃气涡轮发动机10，并且燃气涡轮发动机10包含压缩机11，压缩机11具有供压缩流通过的出口12；燃烧室级13，燃烧室级13连接到出口12；以及涡轮机14。燃烧室级13通过出口12接纳压缩流，并且包含燃烧室130，在燃烧室130的内部，可燃性材料与从压缩机11输出的压缩流混合并且一起燃烧以产生排气。涡轮机14连接到燃烧室级13，并且接纳在燃烧室130中产生的排气以用于动力和/或电力生产。燃烧室130的部分131相对于发动机中心线15切向定向，并且包含非轴对称的流动轮廓特征16。