[发明专利]涡轮机空气流动调节器

说明书

技术领域

本文所公开的主题大体而言涉及涡轮发动机，且更具体而言，涉及用于改进空气室内的空气分配的空气流动调节系统。

背景技术

燃料-空气混合影响各种各样的发动机—诸如涡轮发动机—中的发动机性能和排放。举例而言，燃气涡轮发动机可采用一个或多个燃料喷嘴来引入空气与燃料以便于燃烧器中的燃料-空气混合。喷嘴可位于涡轮机的头端部分中且可构造成以便引入空气流，以便与燃料输入混合。遗憾的是，空气流可能不会在多个喷嘴之间均一地分配，导致燃料与空气的不一致的混合。另外，在单喷嘴实施例中，由于涡轮机燃烧器头端内的几何结构，空气流在喷嘴内可能是不均一的。这样，燃料喷嘴内的不均一或不均匀的流可导致与燃料不充分地混合，从而降低涡轮发动机的性能和效率。因此，由于进入各个喷嘴内以及在多个喷嘴之间的不均一的空气流，进入头端内的空气流可造成增加的排放且降低性能。

发明内容

在下文中概述在范围上与最初主张的发明相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制所主张的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可涵盖可类似于或不同于下文所阐述的实施例的各种各样的形式。

在第一实施例中，一种系统包括涡轮发动机。涡轮发动机包括燃烧器。燃烧器包括燃烧室。燃烧器还包括空气室。燃烧器还包括在燃烧室与空气室之间的分隔件。此外，燃烧器包括延伸穿过分隔件的燃料喷嘴。燃料喷嘴具有在空气室中的空气入口和在燃烧室中的出口。燃烧器还包括沿着进入空气室内的空气供应路径设置于空气室中的空气流动调节器。空气流动调节器包括穿孔转向导叶，该转向导叶构造成使来自空气供应路径的空气流向内朝向空气室的中央区域转向。

在第二实施例中，一种系统包括空气流动调节器，该空气流动调节器构造成安装于与涡轮机燃烧器的燃烧室分开的空气室中。空气流动调节器包括穿孔环形壁，穿孔环形壁构造成以便相对于涡轮机燃烧器的轴线沿轴向方向和径向方向两者引导空气流。此外，空气流动调节器构造成以便将空气流均匀地供应到一个或多个燃料喷嘴的空气入口内。

在第三实施例中，一种系统包括涡轮机燃烧器。该涡轮机燃烧器包括燃烧室。该涡轮机燃烧器还包括相对于燃烧产物的流动在燃烧室上游的头端。该头端包括设置于头端中的燃料喷嘴。该燃料喷嘴包括相对于涡轮机燃烧器的纵向轴线在第一轴向位置上的空气入口。该头端还包括设置于头端中的空气流动调节器。空气流动调节器相对于纵向轴线设置于第二轴向位置处。第一轴向位置与第二轴向位置不同。

附图说明

当参看附图来阅读下文的具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将会变得更好理解，在附图中，同样的标号在所有图中代表同样的部件，其中：

图1是具有空气流动调节器的涡轮机系统的一个实施例的方块图；

图2是如图1所示的涡轮机系统的一个实施例的截面侧视图，其中燃烧器具有一个或多个燃料喷嘴；

图3是如图2所示具有一个或多个燃料喷嘴的燃烧器的一个实施例的截面侧视图，其可定位成以便从头端区域抽取压缩空气；

图4是在图3的线4-4内的头端区域的一个实施例的截面侧视图，其示出压缩空气流入头端区域内；

图5是在图3的线4-4内的头端区域的一个实施例的另一截面侧视图，其示出了压缩空气流入头端区域内；

图6是沿着图5的线6-6的头端区域的一个示范性实施例的截面顶视图，其示出了压缩空气在燃料喷嘴之间的径向均匀分配；

图7是沿着图6的线7-7所得到的燃料喷嘴之一的一个示范性实施例的局部截面侧视图，其示出压缩空气的轴向均匀分配；

图8是可用于头端区域中的空气流动调节器和分隔件的一个示范性实施例的透视图；

图9A是与图3和图4相符的空气流动调节器的穿孔转向导叶的局部截面轮廓；

图9B是图9A的穿孔转向导叶的局部截面轮廓，其中穿孔转向导叶的前缘并不连接到头端区域的外壁上；

图9C是与图5和图8相符的空气流动调节器的穿孔转向导叶的局部截面轮廓；

图9D是图9C的穿孔转向导叶的局部截面轮廓，其中穿孔转向导叶的前缘并不连接到头端区域的外壁上；

图9E是空气流动调节器的L形穿孔转向导叶的局部截面轮廓；

图9F是空气流动调节器的钩形穿孔转向导叶的局部截面轮廓；

图9G是空气流动调节器的弯曲穿孔转向导叶的局部截面轮廓；

图9H是空气流动调节器的另一弯曲穿孔转向导叶的局部截面轮廓；以及

图10是穿孔转向导叶的一个示范性实施例的一部分的透视图。