[实用新型]涡轮发动机燃烧室的环形壁，涡轮发动机的燃烧室及涡轮发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及涡轮发动机燃烧室的通常领域。更特别地，本实用新型涉及通过一种叫做“多重穿孔”的工艺冷却的顺流或逆流燃烧室的环形壁。 

背景技术

通常来说，环形涡轮发动机的燃烧室由环形内壁和环形外壁组成，该环形内壁和环形外壁在上游通过形成燃烧室底部的横壁连接。 

该内环形壁和外环形壁均设有许多不同的孔洞，以便环燃烧室的循环空气可以进入燃烧室。 

在这种方式中，在这些环形壁中形成被称为“初级”和“稀释”的洞，将空气输送到燃烧室中。使用“初级”洞的空气用于形成在燃烧室中燃烧的空气和燃料的混合气体；而从“稀释”洞进入的空气则有助于稀释该相同的空气和燃料的混合气体。 

该内环形壁和外环形壁承受空体和燃料混合气体燃烧产生的气体高温。 

为保证它们的冷却，在这些环形壁的所有表面上均有穿透这些环形壁的，补充的称为多重穿孔的孔。这种多重穿孔的孔通常有60°的倾斜，使燃烧室外的空气可以进入室内，并沿壁形成冷却空气层。 

然而，在实践中，已经注意到在紧邻每个初级洞或稀释洞下游的内环形壁和外环形壁的区域，特别是因使用的激光穿孔工艺缺陷造成没有孔的情况下，会产生冷却不足并造成裂纹风险。 

为解决这个问题，专利文献US6,145,319建议在紧邻每个初级洞和稀释洞下游的壁上使用过渡洞。这些过渡洞的倾斜度小于多重穿孔的孔。然而，因为这是一种局部处理，非常遗憾地证明这种技术方案生产壁的成本昂贵，生产周期延长。 

实用新型内容

本实用新型的目的是通过提出一种确保对位于紧邻初级洞和稀释洞下游的区域进行充分冷却的燃烧室的环形壁，来克服所述缺陷。 

为此，本实用新型提供了一种涡轮发动机燃烧室的环形壁，其包括冷侧和热侧，所述环形壁包括： 

·沿周向排分布的多个初级洞，使所述环形壁冷侧的循环空气进入热侧，以产生空气和燃料的混合物； 

·沿周向排分布的多个稀释洞，使所述环形壁冷侧的循环空气进入热侧，以确保空气和燃料混合物的稀释； 

·多个冷却孔，使所述环形壁冷侧的循环空气进入到热侧从而沿所述环形壁形成一层冷却空气；这些冷却孔分布成互相轴向间隔的多个周向排，且每个所述冷却孔的几何轴线在燃烧气体流出的轴向方向D都是倾斜的，相对于所述环形壁的法线N的倾斜角度为θ1； 

其特征在于：它进一步包括一方面设置在紧邻所述初级洞下游，另一方面设置在紧邻所述稀释洞下游的分布成互相轴向间隔的多个周向排的多个补充的冷却孔； 

每个所述补充的冷却孔的几何轴线设置在与所述轴向方向D垂直的平面上，相对于所述环形壁的法线N的倾斜角度为θ2。 

紧邻初级洞和稀释洞下游以及其附近，在与燃烧气体的流动方向垂直的平面上以倾斜方式分布的补充的冷却孔的存在，与传统的轴向多重穿孔相比保证了有效的冷却，而且不会在初级区改变气体的流动。传统的轴向多重穿孔的气体层会受初级洞和稀释洞影响中断。 

优选地，它进一步包括在所述多排补充的冷却孔下游所形成的过渡区水平上，至少两排孔，每个所述孔的几何轴线相对于与所述轴向方向D垂直的平面是倾斜的，所述两排中每排所确定的倾斜角不同。 

根据另一个实施方式，包括冷侧和热侧的环形涡轮发动机燃烧室壁也可以包括： 

·沿周向排分布的多个初级洞或稀释洞，使所述环形壁冷侧的循环空气进入热侧，以分别地产生空气和燃料混合物或确保空气和燃料混合物的稀释；和 

·多个冷却孔，使所述环形壁冷侧的循环空气进入到热侧从而沿所述环形壁形成一层冷却空气；所述冷却孔分布成互相轴向间隔的多个周向排，且每个所述冷却孔的几何轴线在燃烧气体流出的轴向方向D是倾斜的，相对于所述环形壁的法线N的倾斜角度为θ1； 

其特征在于：它进一步包括在紧邻所述初级洞或稀释洞下游设置的和分布成互相轴向间隔的多个周向排的多个补充的冷却孔；每个所述补充的冷却孔的几何轴线 设置在与所述轴向方向D垂直的平面上，相对于所述环形壁的法线N的倾斜角度为θ2；它在所述多排补充的冷却孔下游所形成的过渡区水平上，还进一步包括至少两排孔，每个所述孔的几何轴线相对于与所述轴向方向D垂直的平面是倾斜的，所述两排中每排所确定的倾斜角不同。 

通过平缓流动，这种回旋轴向多重穿孔过渡区降低了在裂纹发生起点的热梯度。由于所得到的更有效的混合物，改善了燃烧室输出的平均温度分布。 

根据本实用新型有利的实施方式，所述补充的冷却孔相对于所述环形壁的法线N的倾斜角度θ2与所述冷却孔的θ1相同。