[發(fā)明專利]渦輪機燃燒室的環(huán)形壁

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280052210.4
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103958970A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬修·弗朗索瓦·雷勞德;伯納德·約瑟夫·吉恩-皮埃爾·卡雷爾;胡伯特·帕斯卡爾·維迪爾
• 申請（專利權(quán)）人: 斯奈克瑪;渦輪梅坎公司
• 主分類號: F23R3/06
• 分類號: F23R3/06
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;桑麗茹

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及渦輪發(fā)動機燃燒室的通常領(lǐng)域。更特別地，本實用新型涉及通過一種叫做“多重穿孔”的工藝冷卻的順流或逆流燃燒室的環(huán)形壁。

背景技術(shù)

通常來說，環(huán)形渦輪發(fā)動機的燃燒室由環(huán)形內(nèi)壁和環(huán)形外壁組成，該環(huán)形內(nèi)壁和環(huán)形外壁在上游通過形成燃燒室底部的橫壁連接。

該內(nèi)環(huán)形壁和外環(huán)形壁均設(shè)有許多不同的孔洞，以便環(huán)燃燒室的循環(huán)空氣可以進入燃燒室。

在這種方式中，在這些環(huán)形壁中形成被稱為“初級”和“稀釋”的洞，將空氣輸送到燃燒室中。使用“初級”洞的空氣用于形成在燃燒室中燃燒的空氣和燃料的混合氣體；而從“稀釋”洞進入的空氣則有助于稀釋該相同的空氣和燃料的混合氣體。

該內(nèi)環(huán)形壁和外環(huán)形壁承受空體和燃料混合氣體燃燒產(chǎn)生的氣體高溫。

為保證它們的冷卻，在這些環(huán)形壁的所有表面上均有穿透這些環(huán)形壁的，補充的稱為多重穿孔的孔。這種多重穿孔的孔通常有60°的傾斜，使燃燒室外的空氣可以進入室內(nèi)，并沿壁形成冷卻空氣層。

然而，在實踐中，已經(jīng)注意到在緊鄰每個初級洞或稀釋洞下游的內(nèi)環(huán)形壁和外環(huán)形壁的區(qū)域，特別是因使用的激光穿孔工藝缺陷造成沒有孔的情況下，會產(chǎn)生冷卻不足并造成裂紋風險。

為解決這個問題，專利文獻US6,145,319建議在緊鄰每個初級洞和稀釋洞下游的壁上使用過渡洞。這些過渡洞的傾斜度小于多重穿孔的孔。然而，因為這是一種局部處理，非常遺憾地證明這種技術(shù)方案生產(chǎn)壁的成本昂貴，生產(chǎn)周期延長。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是通過提出一種確保對位于緊鄰初級洞和稀釋洞下游的區(qū)域進行充分冷卻的燃燒室的環(huán)形壁，來克服所述缺陷。

為此，本實用新型提供了一種渦輪發(fā)動機燃燒室的環(huán)形壁，其包括冷側(cè)和熱側(cè)，所述環(huán)形壁包括：

·沿周向排分布的多個初級洞，使所述環(huán)形壁冷側(cè)的循環(huán)空氣進入熱側(cè)，以產(chǎn)生空氣和燃料的混合物；

·沿周向排分布的多個稀釋洞，使所述環(huán)形壁冷側(cè)的循環(huán)空氣進入熱側(cè)，以確保空氣和燃料混合物的稀釋；

·多個冷卻孔，使所述環(huán)形壁冷側(cè)的循環(huán)空氣進入到熱側(cè)從而沿所述環(huán)形壁形成一層冷卻空氣；這些冷卻孔分布成互相軸向間隔的多個周向排，且每個所述冷卻孔的幾何軸線在燃燒氣體流出的軸向方向D都是傾斜的，相對于所述環(huán)形壁的法線N的傾斜角度為θ1；

其特征在于：它進一步包括一方面設(shè)置在緊鄰所述初級洞下游，另一方面設(shè)置在緊鄰所述稀釋洞下游的分布成互相軸向間隔的多個周向排的多個補充的冷卻孔；

每個所述補充的冷卻孔的幾何軸線設(shè)置在與所述軸向方向D垂直的平面上，相對于所述環(huán)形壁的法線N的傾斜角度為θ2。

緊鄰初級洞和稀釋洞下游以及其附近，在與燃燒氣體的流動方向垂直的平面上以傾斜方式分布的補充的冷卻孔的存在，與傳統(tǒng)的軸向多重穿孔相比保證了有效的冷卻，而且不會在初級區(qū)改變氣體的流動。傳統(tǒng)的軸向多重穿孔的氣體層會受初級洞和稀釋洞影響中斷。

優(yōu)選地，它進一步包括在所述多排補充的冷卻孔下游所形成的過渡區(qū)水平上，至少兩排孔，每個所述孔的幾何軸線相對于與所述軸向方向D垂直的平面是傾斜的，所述兩排中每排所確定的傾斜角不同。

根據(jù)另一個實施方式，包括冷側(cè)和熱側(cè)的環(huán)形渦輪發(fā)動機燃燒室壁也可以包括：

·沿周向排分布的多個初級洞或稀釋洞，使所述環(huán)形壁冷側(cè)的循環(huán)空氣進入熱側(cè)，以分別地產(chǎn)生空氣和燃料混合物或確保空氣和燃料混合物的稀釋；和

·多個冷卻孔，使所述環(huán)形壁冷側(cè)的循環(huán)空氣進入到熱側(cè)從而沿所述環(huán)形壁形成一層冷卻空氣；所述冷卻孔分布成互相軸向間隔的多個周向排，且每個所述冷卻孔的幾何軸線在燃燒氣體流出的軸向方向D是傾斜的，相對于所述環(huán)形壁的法線N的傾斜角度為θ1；

其特征在于：它進一步包括在緊鄰所述初級洞或稀釋洞下游設(shè)置的和分布成互相軸向間隔的多個周向排的多個補充的冷卻孔；每個所述補充的冷卻孔的幾何軸線設(shè)置在與所述軸向方向D垂直的平面上，相對于所述環(huán)形壁的法線N的傾斜角度為θ2；它在所述多排補充的冷卻孔下游所形成的過渡區(qū)水平上，還進一步包括至少兩排孔，每個所述孔的幾何軸線相對于與所述軸向方向D垂直的平面是傾斜的，所述兩排中每排所確定的傾斜角不同。

通過平緩流動，這種回旋軸向多重穿孔過渡區(qū)降低了在裂紋發(fā)生起點的熱梯度。由于所得到的更有效的混合物，改善了燃燒室輸出的平均溫度分布。

根據(jù)本實用新型有利的實施方式，所述補充的冷卻孔相對于所述環(huán)形壁的法線N的傾斜角度θ2與所述冷卻孔的θ1相同。