[实用新型]涡轮机组燃烧室的环形壁，涡轮机组的燃烧室及具有燃烧室的涡轮机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及涡轮机组燃烧室的通常领域。更特别地，涉及通过一种叫做“多重穿孔”的工艺冷却燃烧室的环形壁。 

背景技术

通常来说，涡轮机的环形燃烧室由环形内壁（也叫内筒）和环形外壁（也叫外筒）组成，它们在上游通过一个横壁连接，形成燃烧室的底部。 

内筒和外筒均有许多不同的孔洞，以便环燃烧室循环的空气可以进入燃烧室。 

因此，在筒壁上钻有被称为“初级”和“稀释”的孔，将空气导入燃烧室。从“初级”孔进入的空气用于形成空气和燃料的混合气体，在燃烧室中燃烧；而从“稀释”孔进入的空气则有助于稀释此空气和燃料的混合气体。 

内筒和外筒承受气体和燃料混合气体燃烧产生的气体高温。 

为保证它们的冷却，在所有的表面上均有穿透筒壁的，被称为多重穿孔的补充孔洞。这种多重穿孔通常有60°的倾斜，使燃烧室外的空气可以进入室内，并沿筒壁形成冷却空气层。 

然而，在实践中，在紧邻每个初始孔和稀释孔下游的内筒和外筒区域，特别是因使用的激光穿孔工艺缺陷造成没有孔洞的情况下，会产生冷却不足并造成裂纹。 

为解决这个问题，US6,145,319专利文献建议在每个初级孔和稀释孔紧邻的下游壁上使用过渡孔洞。这些过渡孔洞的倾斜度大于多重穿孔的孔洞。因为这是一种局部处理，成本昂贵并造成生产周期的延长。 

实用新型内容

本实用新型的目的是通过可确保对与初级和稀释孔洞紧邻的下游区域进行恰当冷却的燃烧室的环形壁，来克服所述缺陷。 

为此，本实用新型提供了一种包括冷侧和热侧的涡轮机燃烧室的环形壁，该环形壁包括： 

多个沿周向排分布的稀释孔，使此环形壁冷侧的空气进入热侧，以保证对空气和燃料混合气体的稀释；且 

多个冷却小孔，使该环形壁冷侧的循环空气进入到热侧从而沿环形壁形成一层冷却气体；这些冷却小孔分布成多个互相轴向间隔的周向排，且每个冷却小孔的几何轴线都是倾斜，朝向燃烧气体流出的轴向方向D，相对于环形壁法线N的倾斜角度度为θ1； 

其特征在于：每个稀释孔均包括轴向长度均为L，宽度在与轴向方向D相交方向上为Li的长方形截面。 

通过这种特殊方式，稀释孔与冷却小孔之间的间距保持为恒量，可避免产生或至少大幅度地减少裂纹。 

最好这些稀释孔的宽度Li可随需要的冷却流体变化且它们包括圆边角。 

更好的是，在环形壁上紧邻这些稀释孔的上游和下游分布多个补充的冷却小孔，且分布成多个互相轴向间隔的周向排，这些补充的冷却小孔的几何轴线分布在与轴向方向D垂直的平面上，相对于环形壁的法线N倾斜角度为θ2，在稀释孔上游的补充的冷却小孔的朝向与下游的朝向相反。 

紧邻稀释孔的上游和下游，在与燃烧气体的流动方向垂直的平面上以倾斜方式分布的补充的冷却小孔，与传统的轴向多重穿孔相比保证了有效的冷却，而且不会在初级区改变气体的流动。传统的轴向多重穿孔的气体层会受稀释孔影响中断。 

一种更好地实现本实用新型的作法是，上述的补充的冷却小孔相对于环形壁法线N的倾斜角度θ2与冷却小孔的θ1一致，这些补充的冷却小孔的直径d2与冷却小孔的d1一致。 

更好的是，这些位于稀释孔上游的多个补充的冷却小孔沿环形周排列一直延伸到初级孔的下游，使环形壁冷侧的循环空气进入到热侧，以形成前述的空气和燃料混合气体。这些初级孔都包括轴向长度同为L，与轴向方向D相交方向上宽度为Li的长方形截面。 

本实用新型同样也适用于燃烧室及带有一个如上述的环形壁的涡轮机组（带有燃烧室）。 

附图说明

本实用新型的其它特点及优势表现在下面的描述中，参考所附理想状态下的本实用新型附图，在图中： 

图1是一个涡轮机组燃烧室在运行环境中的纵截面图； 

图2是按照本实用新型的一种实施方式完成的，图1中燃烧室的一个环形壁的局部毛坯视图； 

图3是图2中一部分环形壁的局部透视图； 

图4为图1的燃烧室的局部横切图。 

具体实施方式

图1表示在其运行环境中的涡轮机组燃烧室10。所述涡轮机组首先包括一个压缩区（图上未显示）。在压缩区中空气压缩后被喷入燃烧室外壳12，然后再喷入安装在壳内的燃烧室10中。压缩空气进入燃烧室并与燃料混合后在燃烧室内燃烧。此燃烧产生的气体通过一个高压阀15被输送到位于燃烧室出口的高压涡轮机14。 

燃烧室为环形。它由内环形壁16和外环形壁18组成，这两个环形壁在上游通过横壁20连接并构成环形燃烧室底部。