[发明专利]燃气轮机、燃烧室及其旋流器组件

说明书

本发明的一个目的在于提供一种旋流器组件，易于实现安装后对旋流器进行防转。本发明的另一目的在于提供一种燃烧室，其具有前述旋流器组件。本发明的又一目的在于提供一种燃气轮机，其具有前述的燃烧室。为实现前述一个目的的旋流器组件，包括转接件以及多个旋流器。旋流器包括多个第一旋流器以及第二旋流器。第一旋流器具有第一配合部，第二旋流器具有第二配合部。多个第一旋流器、多个第二旋流器沿转接件的环形安装面一一交替分布，至少一个旋流器具有第三配合部，转接件具有第四配合部。第一配合部与第二配合部相配合，第三配合部与第四配合部相配合，以共同配合限制多个第一旋流器以及多个第二旋流器在安装孔内转动。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机、燃烧室及其旋流器组件。

背景技术

在航空发动机燃烧室中的火焰筒头部往往安装一种旋流器结构，以实现对气流进行旋转的目的，经过旋流器的气流被离心力甩开，从而使旋流中心出现低压区，形成回流，降低气流轴向速度，稳定点火和燃烧。此外，旋流器可以将燃油喷嘴喷出的燃油和气流充分预混，可有效提高燃烧效率和降低排放。

旋流器一般与燃油喷嘴一一对应安装于火焰筒头部，旋流器可以对气流进行旋转，因此，旋流器会受到气流的反作用力，为避免旋流器产生旋转、振动等问题，旋流器在火焰筒头部转接段上的安装需要考虑防转和减震。

现有的旋流器安装方式有如下两种常见方式：

方式一，采用压板的方式将旋流器压在头部转阶段的安装平面上，压板通过螺栓孔与火焰筒头部转接段法兰边连接固定。每个旋流器需要内外各一个压板来实现旋流器在可以浮动的前提下避免旋转，此外，为避免旋流器转动，旋流器两边需要设计两个凸耳实现互相搭接防转，该方式为保证安装，凸耳设计往往只能保证一个方向防转。该设计方式缺点在于：旋流器之间只能单向搭接，为保证安装和防转，需要两倍于旋流器数量的压板，这带来了很大一部分额外重量，而减重设计是航空发动机设计的永恒主题。另外，压板通过螺栓拧紧安装，与旋流器压接间隙无法控制，该问题容易导致实验过程中旋流器卡滞或者脱开的问题，旋流器卡滞会影响喷嘴拆装，而脱开会使防转失效，带来振动、旋流失效等问题，严重影响发动机的使用和安全性。

方式二，采用钣金折弯成卡扣形式焊接在头部转接段安装平面上，将旋流器旋转安装在卡扣卡槽内，同样采用单向凸耳避免旋流器随气流转动，另一个方向的防转则通过钣金挡边实现。该方式的缺点在于：钣金尺寸公差往往较大，很难实现旋流器安装间隙的有效控制，会带来额外的泄露，影响发动机效率。此外，钣金卡扣焊接于头部转接段上，焊接精度难以控制，旋流器的自由浮动也容易受到影响；当然，焊接也必然对转接段本体结构产生影响。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种旋流器组件，易于实现安装后对旋流器进行防转。

本发明的另一目的在于提供一种燃烧室，其具有前述旋流器组件。

本发明的又一目的在于提供一种燃气轮机，其具有前述的燃烧室。

为实现前述一个目的的旋流器组件，包括转接件以及多个旋流器，所述转接件用于将旋流器安装于火焰筒头部，具有环形安装面，所述环形安装面上开设有多个安装孔，所述多个旋流器可拆卸地安装于所述多个安装孔中；

所述旋流器包括：

多个第一旋流器，具有第一配合部；以及

多个第二旋流器，具有第二配合部；

其中，所述多个第一旋流器、所述多个第二旋流器沿所述环形安装面一一交替分布，至少一个所述旋流器具有第三配合部，所述转接件具有第四配合部，在装配状态下，所述第一配合部与所述第二配合部相配合，所述第三配合部与所述第四配合部相配合，以共同配合限制所述多个第一旋流器以及所述多个第二旋流器在所述安装孔内转动；

所述旋流器为偶数个，所述第一旋流器与所述第二旋流器在彼此相邻一侧的侧壁上分别设置相互配合的所述第一配合部与所述第二配合部；