[發明專利]具有增強冷卻的用于渦輪發動機的燃燒器組件

無效

• 申請號: 201010553913.8
• 申請日: 2010-11-11
• 公開（公告）號: CN102062399A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: L·B·小戴維斯;R·J·基拉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;曹若

背景技術

在發電工業中使用的渦輪發動機典型地包括由多個燃燒器圍繞的壓縮機分段。在每個燃燒器中，來自渦輪的壓縮機分段的壓縮空氣被引入燃燒器襯套的內部。壓縮空氣與燃料混合，然后點燃燃料-空氣混合物。燃燒氣體然后離開燃燒器并且進入發動機的渦輪分段。

在典型的燃燒器組件中，燃燒器襯套由流動套筒圍繞。定位在流動套筒的內表面與燃燒器襯套的外表面之間的環形空間引導壓縮空氣流從渦輪的壓縮機分段進入燃燒在此處發生的燃燒器襯套的內部。來自渦輪的壓縮機分段的壓縮空氣還圍繞流動套筒的外部。冷卻孔可形成在流動套筒中，以允許壓縮空氣從在流動套筒外的位置，通過冷卻孔并且進入環形空間。通過冷卻孔的壓縮空氣流沖擊燃燒器襯套的外表面。通過冷卻孔撞向燃燒器襯套的外表面的該壓縮空氣流幫助冷卻燃燒器襯套。

發明內容

在第一方面中，本發明可在用于渦輪發動機的燃燒器中實施，燃燒器包括燃燒器襯套、安裝在燃燒器襯套的上游端處的端蓋和圍繞燃燒器襯套的外部的流動套筒。壓縮空氣流過燃燒器襯套的外表面與流動套筒的內表面之間的環形空間。冷卻孔穿透流動套筒，冷卻孔允許壓縮空氣從流動套筒的外部流入環形空間。流動套筒包括至少一個直徑減小部分，沿流動套筒的至少一個直徑減小部分的環形空間的高度比沿流動套筒的其它部分更小。

在第二方面中，本發明可在用于渦輪發動機的燃燒器中實施，燃燒器包括燃燒器襯套、安裝在燃燒器襯套的上游端處的端蓋和圍繞燃燒器襯套的外部的流動套筒。壓縮空氣流過燃燒器襯套的外表面與流動套筒的內表面之間的環形空間。冷卻孔穿透流動套筒，冷卻孔允許壓縮空氣從流動套筒的外部流入環形空間。流動套筒的內表面與燃燒器襯套的外表面之間的環形空間的高度沿流動套筒的長度改變。

附圖說明

圖1是示出用于渦輪發動機的典型的燃燒器組件的截面圖；

圖2是示出用于渦輪發動機的另一種典型的燃燒器組件的截面圖；

圖3是示出包括燃燒器襯套和圍繞的流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖；

圖4是示出包括燃燒器襯套和圍繞的流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖；

圖5是示出包括燃燒器襯套和圍繞的流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖，其中流動套筒的一部分具有減小的直徑；

圖6示出包括具有兩個直徑減小部分的流動套筒的燃燒器組件；

圖7是示出包括燃燒器襯套和流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖，流動套筒包括直徑減小部分，其中冷卻套環定位在直徑減小部分的冷卻孔中；

圖8是示出包括燃燒器襯套和具有直徑減小部分的流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖；

圖9是示出包括燃燒器襯套和具有直徑減小部分的流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖；以及

圖10是示出包括燃燒器襯套和具有直徑減小部分的流動套筒的燃燒器組件的一部分的截面圖。

具體實施方式

圖1中示出用于渦輪發動機的典型的燃燒器組件。如其中所示，罩殼100圍繞燃燒器組件的外部。來自渦輪的壓縮機分段的壓縮空氣從下方進入罩殼內。

燃燒器組件包括圍繞大致圓柱形的燃燒器襯套120的流動套筒112。燃燒器襯套120的下游端輸送燃燒產物到過渡件116。過渡件116引導燃燒產物流進入發動機的渦輪分段。沖擊套筒114圍繞過渡件116的外部。

端蓋130定位在燃燒器襯套120的上游端處。多個初級燃料噴嘴140圍繞圓柱形端蓋130的外部安裝。此外，次級燃料噴嘴150定位在端蓋130的中心處。燃燒區域200正好定位在初級和次級燃料噴嘴下游。

來自渦輪的壓縮機分段的壓縮空氣進入形成在燃燒器襯套120的外表面與流動套筒110的內表面之間的環形空間。圖1中的箭頭示出該環形空間中的壓縮空氣朝向端蓋130和燃料噴嘴向下移動燃燒器組件的長度。壓縮空氣然后在端蓋130后面轉向180°并且流入燃燒區域200。流過燃料噴嘴的壓縮空氣與通過燃料噴嘴輸送到壓縮空氣流的燃料進行混合。燃料-空氣混合物然后正好在燃料噴嘴下游在燃燒區域200中點燃。燃燒氣體然后向下傳送燃燒器襯套的長度，如箭頭所示，燃燒氣體通過在燃燒器襯套120的下游端處的過渡件116并且進入發動機的渦輪分段。