[发明专利]用于燃气涡轮发动机的蜗形燃烧器

说明书

本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。燃烧器组件包括限定螺旋卷形俯仰轴线的蜗形壁式机壳，该螺旋卷形俯仰轴线围绕燃气涡轮发动机的中心线轴线至少部分地沿周向设置，其中壁式机壳围绕俯仰轴线限定，并且壁式机壳在其内限定燃烧室。

技术领域

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机燃烧组件。

背景技术

燃气涡轮发动机基于它们在其中操作的设备(例如，固定翼或旋翼飞行器推进器、辅助动力机组、陆用或海用运载器推进器、导弹推进器等)大体上为空间受限的。某些燃气涡轮发动机可比其它燃气涡轮发动机更受空间限制，诸如以限制或消除径向或轴向的突出部或非轴对称特征。

例如，对于小型燃气涡轮发动机(例如，产生近似500轴马力或更小的那些)而言，构件大小和成本的实际考虑成为关于构件(诸如燃料喷射器)的限制。关于衬里的尺寸(诸如燃料通路大小和计量孔口面积)可变得太小而不允许实际的制造公差，并且因此变得易于堵塞、阻塞或其它障碍，这些障碍可降低性能、效率、可操作性，或者增加维护和操作成本，或者导致整个燃烧室和发动机失效。此外，因为燃料喷射器的单位成本不会随着喷射器变小而变得显著降低，多个燃料喷射器设计非合乎需要地成为实现小型燃气涡轮发动机的成本目标的主要限制因素。

对于小型燃气涡轮发动机的已知解决方案为具有单个燃料喷射器的单个罐式燃烧器，单个燃料喷射器足够大以具有实际的制造尺寸和公差。然而，已知的罐式燃烧器从另外的轴对称装置提供燃烧器的径向和/或轴向突出部，因此非合乎需要地增加了发动机的径向和/或轴向尺寸。此外，已知的燃烧器可包括径向和/或轴向突出的管道，需要该管道将空气从环形压缩机出口引导至圆柱形罐式燃烧器。

因此，需要提供改进的燃气涡轮发动机的径向和/或轴向包装的燃气涡轮发动机。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地被阐述，或者可根据描述而显而易见，或者可通过本发明的实践而习得。

本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。燃烧器组件包括限定螺旋卷形俯仰轴线的蜗形壁式机壳，该螺旋卷形俯仰轴线围绕燃气涡轮发动机的中心线轴线至少部分地沿周向设置。壁式机壳围绕俯仰轴线限定，并且在其内限定燃烧室。

在一个实施例中，壁式机壳将燃烧室限定为卷形轮廓，其中由壁式机壳限定的燃烧室的截面面积沿着下游方向减小，以提供沿着俯仰轴线穿过燃烧室的近似恒定轴向速度的下游燃烧气流。

在多个实施例中，俯仰轴线还沿着轴向方向延伸，其中俯仰轴线限定围绕燃气涡轮发动机的中心线轴线的螺旋。在一个实施例中，燃烧器限定俯仰轴线相对于中心线轴线的半径，其大体上沿着沿轴向方向的长度相对于燃烧室的上游端减小，并且壁式机壳限定沿着轴向方向减小的燃烧室的截面面积。

在其它多个实施例中，壁式机壳限定设置在壁式机壳的上游端处的端壁。在一个实施例中，燃烧器组件还包括燃料喷射器组件，其至少部分地穿过壁式机壳的端壁设置。燃料喷射器组件近似沿着俯仰轴线设置。

在又一些另外的多个实施例中，燃烧器组件还包括包绕蜗形壁式机壳的外壳。外壳限定入口开口，其与壁式机壳的上游端处于流体连通。在一个实施例中，外壳限定为围绕燃气涡轮发动机的中心线轴线至少部分地与壁式机壳同向。

本公开的另一方面涉及一种限定中心线轴线的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括燃烧器组件，其包括限定螺旋卷形俯仰轴线的蜗形壁式机壳，该螺旋卷形俯仰轴线围绕燃气涡轮发动机的中心线轴线至少部分地沿周向设置。壁式机壳围绕俯仰轴线限定，并且在其内限定燃烧室。

在一个实施例中，燃烧器组件的蜗形壁式机壳将燃烧室限定为卷形轮廓，其中限定燃烧室的壁式机壳的截面面积沿着下游方向减小，以提供沿着俯仰轴线穿过燃烧室的近似恒定速度的下游燃烧气流。