[發明專利]用于冷卻渦輪機燃燒器過渡件的系統

有效

• 申請號: 201110147432.1
• 申請日: 2011-05-20
• 公開（公告）號: CN102251857A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: R·J·基拉;D·W·奇拉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C3/04
• 分類號: F02C3/04;F02C7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本文公開的主題涉及燃氣渦輪發動機，且更具體地說涉及一種用于冷卻燃氣渦輪發動機的燃燒器中所使用的過渡件的系統。

背景技術

燃氣渦輪發動機可包括燃燒器，燃燒器具有將燃燒器連接在渦輪上的過渡件。當空氣-燃料混合物在燃燒器內部燃燒時，熱的燃燒氣體提高了過渡件的溫度。典型地，沖擊套筒完全包圍過渡件，并且引導壓縮空氣穿過孔以沖擊過渡件的外表面。雖然沖擊空氣射流冷卻了過渡件，但沖擊冷卻套筒產生了極大的壓降，該壓降降低了燃氣渦輪發動機的效率。此外，沖擊套筒通常將加熱的空氣引入到燃燒器中，其可能增加不期望的廢氣排放。

發明內容

以下概括了與最初要求保護的發明范圍相稱的某些實施例。這些實施例并不意圖限制要求保護的發明的范圍，相反這些實施例僅僅意圖提供本發明的可能形式的概述。實際上，本發明可包含可與下述實施例相似或不同的各種形式。

在第一實施例中，一種系統包括燃氣渦輪發動機，其包括構造成提供壓縮空氣的壓縮機；構造成燃燒燃料及壓縮空氣以產生燃燒氣體的燃燒室；構造成被燃燒氣體驅動的渦輪；具有構造成將燃燒氣體從燃燒室傳送至渦輪的內部的過渡件；和由過渡件的外部偏置的空氣冷卻罩，從而在空氣冷卻罩和過渡件的外部之間限定空氣冷卻通道，其中空氣冷卻罩包括沿著過渡件的外部而設置的多個空氣出口，并且所述多個空氣出口構造成從空氣冷卻通道遠離過渡件的外部而排出氣流。

在第二實施例中，一種系統包括渦輪機燃燒器過渡件，其包括內部和外部，其中內部構造成將燃燒氣體從燃燒室傳送至渦輪，外部包括第一外部部分和第二外部部分，第一外部部分構造成面向來自渦輪壓縮機的壓縮氣流，第二外部部分構造成背離來自渦輪壓縮機的壓縮氣流；以及相對第二外部部分偏置的空氣冷卻罩，從而在空氣冷卻罩和第二外部部分之間限定空氣冷卻通道，其中空氣冷卻罩包括構造成從空氣冷卻通道遠離第二外部部分而排出氣流的多個空氣出口，并且該多個空氣出口構造成在空間上沿著第二外部部分而控制氣流。

在第三實施例中，一種系統包括渦輪機燃燒器護罩，其構造成安裝在偏離渦輪機燃燒器過渡件的外部的位置，從而在渦輪機燃燒器護罩和外部之間限定空氣冷卻通道，其中所述多個空氣出口構造成從空氣冷卻通道遠離渦輪機燃燒器過渡件的外部而排出氣流。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細說明時，將更好地理解本發明的這些以及其它特征、方面和優勢，其中在所有附圖中相似的標號表示相似的部件，其中：

圖1是燃氣渦輪機的一個實施例的方框圖，其具有圍繞燃燒器的過渡件而設置的空氣冷卻罩；

圖2是燃燒器的一個實施例的橫截面圖，其具有圍繞過渡件而設置的空氣冷卻罩；

圖3是沿著圖2的線3-3所取的過渡件和空氣冷卻罩的一個實施例的橫截面圖，其顯示了遍布整個空氣冷卻罩而分布的不同尺寸的通氣口；

圖4是沿著圖2的線3-3所取的過渡件和空氣冷卻罩的一個實施例的橫截面圖，其顯示了空氣冷卻罩中的中心槽；

圖5是沿著圖2的線3-3所取的過渡件和空氣冷卻罩的一個實施例的橫截面圖，其顯示了空氣冷卻罩中的中心通氣口組；

圖6是過渡件和空氣冷卻罩的一個實施例的透視圖，其顯示了遍布整個空氣冷卻罩而分布的不同尺寸的通氣口；

圖7是過渡件和空氣冷卻罩的一個實施例的透視圖，其顯示了空氣冷卻罩中的中心槽；和

圖8是過渡件和空氣冷卻罩的一個實施例的透視圖，其顯示了不均勻地遍布整個空氣冷卻罩而分布的相同尺寸的通氣口。

零部件列表

10?渦輪機系統

12?燃料噴嘴

14?燃料供給

16?燃燒器

18?渦輪

20?排氣出口

22?軸

24?壓縮機

26?進氣口

28?負載

40?擴散器

42?排放氣室

44?蓋板

46?燃燒器襯套

48?流套筒

50?環形通道

52?環形燃燒室

54?入口

56?方向

58??過渡件

60??內部空腔

62??渦輪噴嘴

64??下游端部分

66??環形包殼

68??內表面

70??薄膜冷卻流

74??旁路開口

76??冷卻流