[發明專利]渦輪機燃燒室噴注系統的進氣環和使包括所述進氣環的噴注系統中的燃料霧化的方法

有效

• 申請號: 201580065955.8
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN107003003B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 猶安·梅里;阿蘭·雷內·凱爾
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發動機公司
• 主分類號: F23R3/14
• 分類號: F23R3/14;F23R3/30;F23R3/32;F23R3/10;F23R3/28
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 浦彩華;姚開麗

為了改善渦輪機燃燒室(18)所配備有的噴注系統(42)內的氧化空氣的混合，提供了一種進氣環(56)，該進氣環的環形偏轉壁(66)或文丘里管具有內部成型部(68)，該內部成型部設有不連續部(90)，該不連續部致使內部成型部在所述不連續部的下游的半徑增大。還提出了一種使燃料霧化的方法，其中，在環形偏轉壁(66)的內部成型部(68)上流淌的燃料(82)在不連續部(90)處從所述內部成型部分離，以在來自于進氣環(56)的上游的空氣流通空間(62)的空氣流(76)內形成液滴。

技術領域

本發明涉及用于航空器的渦輪機的領域，并且更具體地涉及用于構成渦輪機內的燃燒室中的空氣與燃料噴注系統的一部分的進氣環。

背景技術

本文中所附的圖1示出了用于航空器的已知類型的渦輪機10(例如為雙流渦輪噴氣發動機)，該渦輪機以常規的方式包括風機12，該風機用于抽吸空氣流，該空氣流在風機的下游被分為供應渦輪機的芯部的主流和繞過所述芯部的次級流。渦輪機的芯部以常規的方式包括低壓壓氣機14、高壓壓氣機16、燃燒室18、高壓渦輪20和低壓渦輪22。渦輪機被發動機艙24籠罩，該發動機艙包圍次級流的流動空間26。渦輪機的轉子被安裝成該轉子圍繞渦輪機的縱向軸線28旋轉。

圖2示出了圖1中的渦輪機的燃燒室18。為環形類型的所述燃燒室以傳統的方式包括兩個同軸的環形壁，這兩個同軸的環形壁分別為徑向內壁32和徑向外壁34，并且這兩個同軸的環形壁按照渦輪機中的主氣流的流動方向36沿上游到下游的方向、圍繞燃燒室的對應于渦輪機的軸線28的軸線延伸。這些內環形壁32和外環形壁34在其上游端部處被室環形端壁40連接到彼此，該室環形端壁大致圍繞軸線28徑向地延伸。所述室環形端壁40配備有圍繞軸線28分布的噴注系統42，以使得能夠以沿著噴注軸線44集中的方式噴注空氣與燃料的預混合物。

在運行期間，來源于壓氣機16的空氣流48的一部分46供應噴注系統42，而該空氣流的另一部分50繞過燃燒室，沿下游方向沿著所述室的同軸的壁32和34流動，并且尤其使得能夠供應在所述壁32和34內制成的空氣孔。

圖3為噴注系統42中的一個的軸向半截面視圖。該噴注系統以常規的方式包括燃料噴注器的頭部52、襯套54、進氣環56和碗狀部(bowl)58，該襯套有時被稱為“滑動襯套”，噴注器的頭部52被安裝在該襯套中，該碗狀部有時被稱為“混合碗狀部”。所述元件相對于由燃料噴注器的頭部52限定的噴注軸線44來定心。

進氣環56具有使得其大體圍繞噴注軸線44旋轉的形狀，因此所述軸線形成了進氣環56的旋轉軸線。

進氣環56包括環形分隔壁60，該環形分隔壁將進氣環分為上游空氣流通空間62和下游空氣流通空間64。所述兩個空間常常被稱為“旋流器”。

環形分隔壁60徑向向內地延伸到常常被稱為“文丘里管”的環形偏轉壁66，該環形偏轉壁除了外部成型部72之外具有形狀上為收縮-擴張的內部成型部68、尤其具有頸部70。

翅片74穿過上游空氣流通空間62和下游空氣流通空間64中的每一個，該翅片使得空氣能夠圍繞進氣環的旋轉軸線44旋轉。

在運行期間，供應噴注系統的空氣46的一部分穿過進氣環56的空氣流通空間62和64并且以空氣流76和78的形式沿著環形偏轉壁66的內部成型部68和外部成型部72繼續其路徑。

此外，噴注器的頭部52以相對于噴注軸線44具有角度θ的圓錐形80的形式噴射燃料。

所述燃料的一大部分被沉積并且在環形偏轉壁66的內部成型部68上形成了薄膜82。

燃料被沿下游方向沿著所述內部成型部68流通的空氣流推動而沿下游方向在內部成型部68上流淌。

已到達內部成型部68的下游端部處的燃料與沿著環形偏轉壁66的外部成型部72流通的空氣流78相遇。所述空氣流78包括剪切效應，該剪切效應導致燃料被從環形偏轉壁分離，以形成懸浮在空氣中的液滴。