[发明专利]具有增强冷却的用于涡轮发动机的燃烧器组件

说明书

背景技术

在发电工业中使用的涡轮发动机典型地包括由多个燃烧器围绕的压缩机分段。在每个燃烧器中，来自涡轮的压缩机分段的压缩空气被引入燃烧器衬套的内部。压缩空气与燃料混合，然后点燃燃料-空气混合物。燃烧气体然后离开燃烧器并且进入发动机的涡轮分段。

在典型的燃烧器组件中，燃烧器衬套由流动套筒围绕。定位在流动套筒的内表面与燃烧器衬套的外表面之间的环形空间引导压缩空气流从涡轮的压缩机分段进入燃烧在此处发生的燃烧器衬套的内部。来自涡轮的压缩机分段的压缩空气还围绕流动套筒的外部。冷却孔可形成在流动套筒中，以允许压缩空气从在流动套筒外的位置，通过冷却孔并且进入环形空间。通过冷却孔的压缩空气流冲击燃烧器衬套的外表面。通过冷却孔撞向燃烧器衬套的外表面的该压缩空气流帮助冷却燃烧器衬套。

发明内容

在第一方面中，本发明可在用于涡轮发动机的燃烧器中实施，燃烧器包括燃烧器衬套、安装在燃烧器衬套的上游端处的端盖和围绕燃烧器衬套的外部的流动套筒。压缩空气流过燃烧器衬套的外表面与流动套筒的内表面之间的环形空间。冷却孔穿透流动套筒，冷却孔允许压缩空气从流动套筒的外部流入环形空间。流动套筒包括至少一个直径减小部分，沿流动套筒的至少一个直径减小部分的环形空间的高度比沿流动套筒的其它部分更小。

在第二方面中，本发明可在用于涡轮发动机的燃烧器中实施，燃烧器包括燃烧器衬套、安装在燃烧器衬套的上游端处的端盖和围绕燃烧器衬套的外部的流动套筒。压缩空气流过燃烧器衬套的外表面与流动套筒的内表面之间的环形空间。冷却孔穿透流动套筒，冷却孔允许压缩空气从流动套筒的外部流入环形空间。流动套筒的内表面与燃烧器衬套的外表面之间的环形空间的高度沿流动套筒的长度改变。

附图说明

图1是示出用于涡轮发动机的典型的燃烧器组件的截面图；

图2是示出用于涡轮发动机的另一种典型的燃烧器组件的截面图；

图3是示出包括燃烧器衬套和围绕的流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图；

图4是示出包括燃烧器衬套和围绕的流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图；

图5是示出包括燃烧器衬套和围绕的流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图，其中流动套筒的一部分具有减小的直径；

图6示出包括具有两个直径减小部分的流动套筒的燃烧器组件；

图7是示出包括燃烧器衬套和流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图，流动套筒包括直径减小部分，其中冷却套环定位在直径减小部分的冷却孔中；

图8是示出包括燃烧器衬套和具有直径减小部分的流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图；

图9是示出包括燃烧器衬套和具有直径减小部分的流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图；以及

图10是示出包括燃烧器衬套和具有直径减小部分的流动套筒的燃烧器组件的一部分的截面图。

具体实施方式

图1中示出用于涡轮发动机的典型的燃烧器组件。如其中所示，罩壳100围绕燃烧器组件的外部。来自涡轮的压缩机分段的压缩空气从下方进入罩壳内。

燃烧器组件包括围绕大致圆柱形的燃烧器衬套120的流动套筒112。燃烧器衬套120的下游端输送燃烧产物到过渡件116。过渡件116引导燃烧产物流进入发动机的涡轮分段。冲击套筒114围绕过渡件116的外部。

端盖130定位在燃烧器衬套120的上游端处。多个初级燃料喷嘴140围绕圆柱形端盖130的外部安装。此外，次级燃料喷嘴150定位在端盖130的中心处。燃烧区域200正好定位在初级和次级燃料喷嘴下游。

来自涡轮的压缩机分段的压缩空气进入形成在燃烧器衬套120的外表面与流动套筒110的内表面之间的环形空间。图1中的箭头示出该环形空间中的压缩空气朝向端盖130和燃料喷嘴向下移动燃烧器组件的长度。压缩空气然后在端盖130后面转向180°并且流入燃烧区域200。流过燃料喷嘴的压缩空气与通过燃料喷嘴输送到压缩空气流的燃料进行混合。燃料-空气混合物然后正好在燃料喷嘴下游在燃烧区域200中点燃。燃烧气体然后向下传送燃烧器衬套的长度，如箭头所示，燃烧气体通过在燃烧器衬套120的下游端处的过渡件116并且进入发动机的涡轮分段。