[發明專利]過渡噴嘴

有效

• 申請號: 201210397562.5
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN103062795A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: A.施泰因;G.L.賽登
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/00
• 分類號: F23R3/00;F02C3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明涉及過渡噴嘴，更確切地，涉及具有非軸對稱的端壁輪廓的過渡噴嘴。

背景技術

典型的燃氣渦輪發動機包括壓縮機、燃燒室和渦輪機。壓縮機壓縮入口氣體并且包括出口。燃燒室連接到壓縮機的出口并且由此接納壓縮的入口氣體。隨后，燃燒室將壓縮的氣體與如燃料等可燃性材料混合，并且燃燒此混合物以產生高能和高溫流體。這些高能和高溫流體被引導到渦輪機中，用于進行動力和電力生產。

通常，燃燒室和渦輪機將與發動機的中心線對準。渦輪機的第一級將因此而提供為具有翼型的噴嘴(即，1級噴嘴)，所述翼型經過定向和配置以在切向上引導高能和高溫流體的流動，使得經過切向引導的流體氣動地與渦輪機的第一葉片級進行相互作用并且使得渦輪機的第一葉片級旋轉。

借助于這樣的構造，各個第一渦輪機級顯示出強勁的二次流，在所述二次流中，高能和高溫流體在橫向于主流動方向的方向上流動。也就是說，如果主流方向假定是軸向的，那么二次流就周向或徑向地傳播。這樣會對級效率造成不利影響，并且形成非軸對稱的端壁輪廓(EWC)，所述EWC能夠有效地減少渦輪機的二次流損失。然而，當前的EWC只適于連接到具有前緣和后緣的常規輪葉和葉片。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種過渡噴嘴，所述過渡噴嘴包含襯管(liner)，燃燒在所述襯管中發生并且燃燒產物通過所述襯管流向渦輪機葉片級。所述襯管包含相對的端壁以及在所述相對的端壁之間延伸的相對的側壁。所述相對的側壁經過定向以在切向上引導所述燃燒產物向所述渦輪機葉片級流動。所述相對的端壁以及所述相對的側壁中的至少一者包含流動輪廓特征以引導所述燃燒產物的流動。

根據本發明的另一方面，提供一種過渡噴嘴，所述過渡噴嘴包含襯管，所述襯管具有：第一部分，燃燒在所述第一部分中發生；以及在所述第一部分下游的第二部分，燃燒產物通過所述第二部分而流向渦輪機葉片級。在所述第二部分處，所述襯管包含相對的端壁以及在所述相對的端壁之間延伸的相對的側壁。所述相對的側壁經過定向以在切向上引導所述燃燒產物向所述渦輪機葉片級流動。所述相對的端壁和所述相對的側壁中的至少一者包含非軸對稱的流動輪廓特征以引導所述燃燒產物的流動。

根據本發明的又一方面，提供一種燃氣渦輪發動機，所述燃氣渦輪發動機包含：壓縮機，所述壓縮機具有供壓縮流通過的出口；燃燒室級，所述燃燒室級連接到所述出口，所述燃燒室級接納所述壓縮流并且包含燃燒室，在所述燃燒室中，可燃性材料與所述壓縮流混合并且一起燃燒以產生排氣；以及渦輪機，所述渦輪機連接到所述燃燒室級，所述渦輪機接納在所述燃燒室中產生的排氣以進行動力生產。燃燒室的一部分相對于發動機中心線切向定向，并且包含非軸對稱的流動導向特征。

通過以下結合附圖進行的說明可以更加清楚地了解這些和其他優點以及特征。

附圖說明

本權利要求書特別指出并明確要求本發明的權利。通過以下結合附圖進行的詳細說明可以清楚地了解本發明的上述和其他特征以及優點，在附圖中：

圖1是燃氣渦輪發動機的示意圖；

圖2是圖1的燃氣渦輪發動機的一部分的透視圖；

圖3是根據實施例的流動輪廓特征的軸向圖；

圖4是根據實施例的流動輪廓特征的徑向形勢圖(topographical?view)；

圖5是根據實施例的流動輪廓特征的軸向圖；以及

圖6是根據實施例的流動輪廓特征的軸向圖。

具體實施方式部分參考附圖來以實例方式介紹本發明的各項實施例以及優點和特征。

元件符號列表：

具體實施方式

參考圖1和2，提供燃氣渦輪發動機10，并且燃氣渦輪發動機10包含壓縮機11，壓縮機11具有供壓縮流通過的出口12；燃燒室級13，燃燒室級13連接到出口12；以及渦輪機14。燃燒室級13通過出口12接納壓縮流，并且包含燃燒室130，在燃燒室130的內部，可燃性材料與從壓縮機11輸出的壓縮流混合并且一起燃燒以產生排氣。渦輪機14連接到燃燒室級13，并且接納在燃燒室130中產生的排氣以用于動力和/或電力生產。燃燒室130的部分131相對于發動機中心線15切向定向，并且包含非軸對稱的流動輪廓特征16。