[发明专利]具有涡流生成湍流器的燃烧器稀释

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器。燃烧器具有包括涡流湍流生成器的燃烧器衬套。涡流湍流生成器具有延伸通过其中的流动通道和设置在壁上的多个涡流生成湍流器，流动通道由围绕流动通道的外围的壁限定，多个涡流生成湍流器中的每一个包括从壁的表面延伸到流动通道中的突起部分，并且生成从燃烧器衬套的冷表面侧通过流动通道到燃烧器衬套的热表面侧的氧化剂的涡流湍流。

技术领域

本公开涉及燃气涡轮发动机的燃烧室中的燃烧气体的稀释。更具体地，本公开涉及燃烧室衬套中的稀释涡流湍流生成器，以生成进入燃烧室的稀释气体湍流从而增加湍流和与燃烧气体的混合。

背景技术

在传统的燃气涡轮发动机中，已知将稀释空气流提供到初级燃烧区下游的燃烧室中。传统上，环形燃烧器可包括内衬和外衬，在它们之间形成燃烧室。内燃烧衬套和外燃烧衬套可包括通过衬套的稀释孔，其将空气流从围绕环形燃烧器的通道提供到燃烧室中。已知一些应用使用圆形孔，而已知其他应用使用不同形状的稀释孔来向燃烧室提供稀释空气流。已知其他应用使用通过衬套的轴向对准的成角度稀释孔。成角度稀释孔通常在从上游到下游的流动方向上对准，以便向燃烧室提供稀释空气流。一些其他应用可以包括孔的内部分上的喇叭形出口，以在孔出口附近提供更大的稀释空气扩散。还有其他应用可以在稀释孔周围使用凸起的入口或支架。支架通常垂直于衬套的表面对准，以便提供直接进入燃烧室的稀释空气流。通过传统燃烧器中的稀释孔的空气流通常垂直于衬套的表面，并且通常靠近衬套的表面。靠近衬套的表面的传统稀释空气流有助于冷却衬套。

发明内容

为了解决传统技术中的问题，本发明人已经设计了用于在通过稀释孔的气流中引起湍流的技术。根据一个方面，本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器。燃烧器具有：燃烧器衬套，其具有冷表面侧和热表面侧；燃烧室，其布置在燃烧器衬套的热表面侧上；以及涡流湍流生成器，其布置在燃烧器衬套上。涡流湍流生成器包括湍流生成器流动通道，其从燃烧器衬套的冷表面侧延伸通过燃烧器衬套到燃烧器衬套的热表面侧。湍流生成器流动通道由围绕湍流生成器流动通道的外围的湍流生成器壁限定，并且多个涡流生成湍流器设置在湍流生成器壁上。多个涡流生成湍流器中的每一个包括从湍流生成器壁的表面延伸到湍流生成器流动通道中的突起部分，并且生成从燃烧器衬套的冷表面侧通过湍流生成器流动通道到燃烧器衬套的热表面侧的氧化剂的涡流湍流。

本公开的另一方面涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的稀释涡流湍流生成器。稀释涡流湍流生成器可以是例如要安装在燃烧器衬套中的插入件的形式。因此，稀释涡流湍流生成器可以包括：基体，其具有冷表面侧和热表面侧；湍流生成器流动通道，其从冷表面侧延伸通过基体到热表面侧，其中湍流生成器流动通道由围绕湍流生成器流动通道的外围的湍流生成器壁限定。多个涡流生成湍流器设置在湍流生成器壁上，多个涡流生成湍流器中的每一个包括从湍流生成器壁的表面延伸到湍流生成器流动通道中的突起部分，并且生成从基体的冷表面侧通过湍流生成器流动通道到基体的热表面侧的氧化剂的涡流湍流。

通过考虑以下详细描述、附图和权利要求，本公开的附加特征、优点和实施例被阐述或显而易见。此外，应当理解，上述概述和以下详细描述都是示例性的并且旨在提供进一步的解释，而不限制所要求保护的本公开的范围。

附图说明

通过以下更具体地对如附图中所示的各种示例性实施例的描述，前述和其他特征以及优点将变得显而易见，附图中相似的附图标记通常表示相同、功能类似和/或结构类似的元件。

图1是根据本公开的实施例的示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机的示意局部截面侧视图。

图2是根据本公开的实施例的示例性燃烧区段的横截面侧视图。

图3是根据本公开的实施例的涡流湍流生成器的横截面视图。

图4是根据本公开的实施例的涡流湍流生成器的立体截面图。

图5A描绘了根据本公开的实施例的湍流器的示例实施例。

图5B描绘了根据本公开的实施例的湍流器的示例实施例。