[发明专利]用于燃气涡轮发动机中的流控制的系统和方法

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及燃烧系统，并且更特定地，涉及燃气涡轮发动机内的流量控制。

背景技术

各种燃烧系统包括燃烧室，在其中，燃料和空气燃烧而生成热气体。例如，燃气涡轮发动机可包括一个或更多燃烧室，所述一个或更多燃烧室被构造成接收来自压缩机的压缩空气，将燃料注入压缩空气中，以及生成热燃烧气体以驱动涡轮发动机。每个燃烧室可包括一个或更多燃料喷嘴、燃烧衬套内的燃烧区、围绕燃烧衬套的流动套管以及气体过渡导管。来自压缩机的压缩空气通过燃烧衬套和流动套管之间的间隙流到燃烧区。在间隙中可以设置结构件以容纳各种部件，例如联焰管、火焰检测器等。遗憾的是，当压缩空气经过这样的结构件时，可能形成流扰动，从而降低燃气涡轮发动机的性能。

发明内容

以下概括了在范围方面与最初要求保护的本发明相称的某些实施例。这些实施例并不意图限制要求保护的本发明的范围，而是，这些实施例仅仅意图提供本发明的可能形式的简要总结。实际上，本发明可以涵盖可能与下述实施例相似或不同的各种形式。

在第一实施例中，一种系统包括燃气涡轮机燃烧器，其包括设置在燃烧区周围的燃烧衬套、设置在燃烧衬套周围的流动套管、在燃烧衬套和流动套管之间的空气通道以及在燃烧衬套和流动套管之间延伸的结构件。结构件阻碍通过空气通道的空气流路径。燃气涡轮机燃烧器还包括空气动力学尾流消减器，该空气动力学尾流消减器被构造成使围绕结构件的空气流改变方向，以减小结构件下游的尾流区。

在第二实施例中，一种系统包括空气动力学涡轮尾流消减器，其被构造成减少阻碍燃气涡轮发动机的气体流的结构件的下游的尾流区中的尾流。空气动力学涡轮尾流消减器包括被构造成至少部分地包围结构件的流控制表面。此外，空气动力学涡轮尾流消减器设置在燃料注入器的上游。

在第三实施例中，一种方法包括减少结构件下游的尾流区中的尾流，该结构件阻碍燃气涡轮机燃烧器的燃烧衬套和流动套管之间的空气流。减少尾流包括将空气流分成第一流和第二流，以及将第一流和第二流以空气动力学方式结合到尾流区中。

附图说明

当参考附图阅读下面的具体描述时，本发明的这些和其它的特征、方面及优点将变得更好理解，在所有图中类似的标记表示类似的部分，在附图中：

图1是具有燃烧器的涡轮系统的实施例的框图；

图2是如图1所示的涡轮系统的实施例的剖面侧视图，还显示了燃烧器的细节；

图3是如图2所示的燃烧器的实施例在线3-3内截取的局部横截面侧视图，显示了空气动力学尾流消减器；

图4是空气动力学尾流消减器和多个燃料注入器的实施例沿图3的线4-4截取的剖面横截面顶视图；

图5是空气动力学尾流消减器的实施例沿图3的线5-5截取的横截面顶视图；

图6是空气动力学尾流消减器的实施例沿图3的线5-5截取的横截面顶视图；

图7是空气动力学尾流消减器的实施例沿图3的线5-5截取的横截面顶视图；

图8是空气动力学尾流消减器的实施例沿图3的线5-5截取的横截面顶视图；

图9是空气动力学尾流消减器的实施例沿图3的线5-5截取的横截面顶视图；

图10是空气动力学尾流消减器的实施例在组装之前的横截面顶视图；

图11是图10的空气动力学尾流消减器的实施例在组装之后的横截面顶视图；

图12是空气动力学尾流消减器的实施例的透视图；

图13是如图2所示的燃烧器的实施例在线3-3内截取的局部横截面侧视图，显示了空气动力学尾流消减器；

图14是空气动力学尾流消减器的实施例沿图13的线14-14截取的横截面顶视图；

图15是空气动力学尾流消减器的实施例沿图13的线14-14截取的横截面顶视图；以及

图16是空气动力学尾流消减器的实施例沿图13的线14-14截取的横截面顶视图。

要素列表：

10       涡轮系统

11       燃气涡轮发动机

12       燃料喷嘴

14       燃料源

16       燃烧器

18       涡轮

20       排气出口

22       轴

24       压缩机

26       空气入口

28       负荷

34       端盖

36       头端