[发明专利]用于涡轮机的燃烧室的背部的空气动力学罩

说明书

技术领域

本发明涉及设计为容纳例如具体为飞机涡轮机的涡轮机中环形燃烧室的后端壁的罩。

本发明还涉及包括此种类型罩的燃烧室，以及包括此燃烧室的涡轮机。

本发明还具体涉及设计为安装到涡轮机的燃烧室上的罩，该涡轮机包括位于该燃烧室上游的离心型的压缩机。

背景技术

涡轮机环形燃烧室通常容纳于该涡轮机压缩机下游的一环形外壳中，并由两个大致为旋转对称圆柱形或锥形形状的同轴壁划界，其中这些壁通过配备有包括燃料喷射器头部的支撑装置以及空气入口孔的空气和燃料喷射装置的室后环形端壁大致在它们的上游端互连。

这些燃烧室的同轴壁通常还包括空气入口孔，当它们围绕燃烧室的上游区域安装时有时称作“初级孔”，当它们围绕此室的下游区域安装时称作“稀释孔”，以使空气可在该室中额外喷射。

该室背环形端壁通常通过一环形罩覆盖在上游侧，使得源自压缩机的一部分气流可穿过所述罩的孔，其中该部分设计为在燃烧室位于其中的环形外壳中通过绕过后者而被引导向下游流动，以显著地供应形成在该室的同轴壁中的空气入口孔，其中此气流的另一部分设计为穿过安装在所述后端壁中的空气和燃料喷射装置的空气入口孔而渗透到该燃烧室内，还使得喷射器头部可穿过它们。

该罩覆盖燃烧室的后端壁的目的通常是减小气流绕过燃烧室所受到的载荷损失。为此，所述罩的形状通常大致为C形旋转对称壁，当沿一轴向中间平面半剖看时，其凹度面对下游。

然而，在包括燃烧室下游的离心型压缩机的涡轮机中，源自其压缩机的气流进入上述外壳，穿过一在此外壳的径向外区域中敞开的环形扩散器/引导轮叶组件。其结果是，供给喷射装置的空气入口孔的气流和沿此室的径向内壁绕过燃烧室的气流受到径向朝内的偏转，使其增加了这些气流的载荷损失。

空气和燃料喷射装置内的载荷损失越大，这些装置的性能可越好。这使得希望减小这些装置上游的载荷损失。

另外，申请人观察到，在这些离心压缩机涡轮机中，设计为绕过燃烧室并沿该燃烧室的径向内壁向下游流动，明显地以供应该室的同轴壁的空气入口孔的气流分离的风险增加，接近所述罩，在包含燃烧室的外壳的径向内区域中从其向下游。

并且此气流的分离是不希望的，因为它们会导致燃烧室中的操作不稳定性。

发明内容

本发明的一个目的具体为针对这些问题，提供一种简单、经济和有效的方案，使得至少一些上述问题可以被避免。

为此，本发明提出一种环形罩，其具有一内面，所述内面设计为覆盖安装有离心压缩机的涡轮机的环形燃烧室的后端壁；以及一外面，该外面与上述内面相对，其中所述罩包括设计为使由燃烧室的后端壁支撑的燃料喷射器可穿过它的多个孔。

根据本发明，所述罩包括多个凸起部，所述凸起部从所述罩的外面分别从所述孔的径向内边缘沿径向朝内凸出，使得各所述凸起部限定对应孔的一延伸部，其中此延伸部沿径向向外敞开，以形成空气进气口。

这样的空气进气口使得通过明显减小由空气穿过此孔而引起的载荷损失，空气可穿过将被改进的所述罩的对应孔而供应。

另外，所述罩的凸起部使得沿径向流向内部，并随后沿将被改进的罩流向下游的气流的引导得到改进，特别是使此气流分离的风险减小。

为此，上述凸起部优选延伸到所述罩的径向内端部。

在本发明的优选实施例中，所述罩的各凸起部均具有包括所述罩的中心轴和对应孔的喷射轴的径向对称面。

当喷射器安装在所述孔中时，所述孔的喷射轴自然与喷射器的喷射轴相同。

根据此第一实施例的罩当用于其中源自压缩机的气流无旋转部件的涡轮机中时是尤其有利的。

在本发明的第二实施例中，上述各孔的延伸部具有一突出部，该突出部相对于所述孔的喷射轴沿周向偏移。

在此再一次地，所述孔的喷射轴与安装在所述孔中的喷射器的喷射轴相同。

根据此第二实施例的罩当其用于其中源自压缩机的气流沿从各孔的延伸部的突出部朝向对应于喷射器的喷射轴的方向具有一旋转部件的涡轮机中时是尤其有利的。这使得由关于源自压缩机的气流的这些延伸部所产生的进气口效果得到改善。

另外，在本发明的此第二实施例中，各孔的径向内边缘可平行于切线方向，或再一次相对于切线方向倾斜。

在此后一种情况下，所述孔的径向内边缘的相对于切线方向的倾斜有利地使得此边缘与气流到达方向形成锐角，其中此角优选为直角。这使得由所述延伸部所产生的进气口效果最大。

作为一种变化，所述孔的径向内边缘相对于切线方向的倾斜可使得此边缘相对于气流到达方向形成钝角。