[发明专利]包括改善的供气装置的涡轮机燃烧室

说明书

技术领域

本发明涉及用于涡轮机的环形燃烧室，例如，用于飞机涡轮喷气 发动机或涡轮螺旋桨发动机的环形燃烧室。

背景技术

涡轮机通常包括安装在压缩机下游的环形燃烧室。

燃烧室被界定在装配有喷射系统的环形端壁的下游侧，喷射系 统围绕涡轮机轴线均匀地分布并且用于将空气和燃料混合物喷射到 燃烧室中。

压缩机出口畅通至容纳燃烧室的壳件中。压缩机可以是轴向压 缩机且包括与燃烧室喷射系统基本上一致的出口，或者可以是离心式 压缩机且包括畅通至燃烧室壳件径向外侧区域中的环形导流叶片组 件出口。

燃烧室喷射系统包括可以使空气从压缩机进入的周部钻孔以及 对燃料喷射头进行对中和引导的装置。

设计喷射系统来优化燃烧室的性能，从而减少燃料消耗量和所 述燃烧室的出口处的污染物排放量。

通常，如果这些喷射系统内的压力损失大并且供应至这些系统 的空气围绕其相应轴线是均匀的，则喷射系统的性能较好。因此，期 望使这些喷射系统的上游侧的压力损失最小从而限制对供应至燃烧 室的气流有影响的整体压力损失，并同时允许喷射系统内的压力损失 较大。

因为压缩机出口在轴向上距喷射系统一定距离，因此来自压缩 机的气流通常在到达喷射系统时已经经受了高压损失且不均匀地分 布在各个喷射系统周围。

由于离心式压缩机的出口不与燃烧室喷射系统一致且布置在这些 喷射系统的径向外侧，这些问题是尤其敏感的。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种简单、经济和有效的解决方案， 来克服上述缺陷。

具体地说，本发明的目的是在涡轮机中减少来自压缩机中的、 在该压缩机的出口与涡轮机燃烧室的喷射系统的入口之间的气流的 压力损失，尤其是能够在不会显著增加供应至燃烧室的气流的整体压 力损失的情况下提高这些喷射系统内的压力损失。

本发明的另一目的在于使供应至燃烧室喷射系统的空气更均 匀。

本发明披露了通过提供一种环形燃烧室来实现上述目的的手 段，该环形燃烧室装配在涡轮机上且包括：室端壁，所述室端壁布置 在所述燃烧室的上游端；以及多个空气和燃料喷射系统，所述喷射系 统围绕所述燃烧室的轴线沿周向分布且安装在所述室端壁上。所述燃 烧室还包括空气歧管，上述空气歧管与各个喷射系统相结合，所述空 气歧管包括至少一个壁和进气开口，所述至少一个壁安装在所述室端 壁上且向上游方向突出以阻碍围绕所述燃烧室的轴线的周向气流形 成，所述进气开口形成于所述空气歧管的上游端。根据本发明，各个 空气歧管的所述进气开口从相应喷射系统的轴线沿径向向外敞开。

根据本发明的空气歧管可以在每个喷射系统周围直接优化来自 喷射系统的各个轴线的径向外侧区域且供应至这些喷射系统的气流。

空气歧管由此可以减少施加至这些喷射系统上游侧的气流上的 压力损失，且使得这些系统的空气供应更均匀。

其结果是改善了燃烧室的整体性能，更具体地说提高了效率且 减少了燃烧室排放的污染物。

尤其在具有离心式压缩机的涡轮机中产生来自燃烧室喷射系统 的各个轴线的径向外侧区域的气流。从而，将本发明应用于这种类型 的涡轮机时特别有利。

优选地，当在横向平面的投影上观察各个空气歧管的所述进气 开口时，所述开口的在径向上位于上述切向平面外侧的部分的开口面 积大于所述开口的在径向上位于切向平面内侧的部分的开口面积，所 述横向平面与经过相应喷射系统的轴线的切向平面垂直。

该构造可以进一步优化从燃烧室喷射系统的各个轴线的径向外 侧区域进入的空气。

各个空气歧管优选地包括安装在所述室端壁上的两个壁，所述 壁向上游方向突出且布置在相应喷射系统的两侧，所述壁对所述燃烧 室的轴线周围的周向气流形成阻碍。

在本发明的第一实施例中，各空气歧管的两个壁面向所述空气 歧管凹陷且借助各个所述壁的两个相对端彼此连接，从而各个空气歧 管整体呈管状且包括形成所述进气开口的上游端。

这使得围绕各个喷射系统的空气分布更均匀。

有利地，各个空气歧管的上游端形成为使得该上游端的径向内 侧部分相对于所述空气歧管的上游端的径向外侧部分向上游方向偏 移。

各个空气歧管的上游端的该径向内侧部分从而可以形成气流引 导勺形部，该勺形部用于来自喷射系统的径向外侧区域的空气。