[发明专利]蜗壳驻涡燃烧器组件

说明书

大体上提供了一种燃烧器组件。燃烧器组件包括环形地围绕燃烧器中心线延伸的蜗壳壁。蜗壳壁至少部分地围绕燃烧器中心线从周向参考线作为螺旋曲线延伸。蜗壳壁在其内限定了燃烧室。环形内壁至少部分地沿纵向从蜗壳壁延伸。环形外壁至少部分地沿纵向从蜗壳壁延伸。内壁和外壁分别沿径向与燃烧器中心线分开。主流动通路限定在内壁与外壁之间来与燃烧室流体连通。

技术领域

本主题大体上涉及燃烧组件。更具体而言，本主题涉及驻涡燃烧器组件(trappedvortex combustor assemblies)。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括燃烧区段，压缩空气在燃烧区段中与燃料混合并点燃来生成高压高温燃烧气体，该气体然后向下游流动并膨胀，以驱动联接到压缩机区段、风扇区段和/或负载装置上的涡轮区段。常规燃烧区段燃烧各种热值的多种燃料是有挑战的。常规燃烧区段减少排放(如，氮氧化物、未燃烃和烟)同时还穿过较宽范围的燃料/空气比、空气流速和入口压力保持或改善燃烧稳定性也是有挑战的。更进一步，常规燃烧区段实现这些标准中的任何或所有，同时保持或减小纵向和/或径向尺寸和/或零件数量是有挑战的。

因此，存在的需要在于一种穿过较宽范围的燃料/空气比、空气流速和入口压力改善排放输出和改善燃烧稳定性同时还减小燃烧区段尺寸的燃烧区段。

发明内容

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的而得知。

大体上提供了一种燃烧器组件。燃烧器组件包括环形地围绕燃烧器中心线延伸的蜗壳壁。蜗壳壁至少部分地围绕燃烧器中心线从周向参考线作为螺旋曲线延伸。蜗壳壁限定其内的燃烧室。环形内壁至少部分地从蜗壳壁沿纵向延伸。环形外壁至少部分地从蜗壳壁沿纵向延伸。内壁和外壁分别沿径向与燃烧器中心线分开。主流动通路限定在内壁与外壁之间来与燃烧室流体连通。

在各种实施例中，燃烧器组件还包括主燃料喷射器。蜗壳壁限定一个或多个燃料开口，主燃料喷射器经由燃料喷射开口至少部分地延伸入燃烧室。在一个实施例中，参考弦从蜗壳壁限定。主燃料喷射器相对于参考弦成锐角至少部分地延伸入燃烧室。在另一个实施例中，主燃料喷射器相对于蜗壳壁和燃烧器中心线成切角至少部分地延伸入燃烧室。

在另外的各种实施例中，蜗壳壁的一部分和外壁的一部分一起限定其间的次级流动通路。蜗壳壁和外壁一起限定燃烧室附近且与其流体连通的一个或多个次级出口开口。在各种实施例中，外壁限定与次级流动通路和次级出口开口流体连通的一个或多个次级入口开口。在一个实施例中，次级流动通路限定从大致次级入口开口到大致次级出口开口的减小的横截面积。在另一个实施例中，燃烧器组件还包括经由次级入口开口至少部分地延伸入次级流动通路中的次级燃料喷射器。

在一个实施例中，蜗壳壁从大致设置在次级出口开口处的第一半径延伸至大致设置在内壁处的第二半径。第一半径大于第二半径。

在另一个实施例中，次级流动通路至少部分地相对于燃烧器中心线环形地延伸。

在又一个实施例中，次级流动通路壁延伸至一起限定次级流动通路的蜗壳壁的部分和外壁的部分。次级流动通路壁限定围绕燃烧器中心线成相邻周向布置的两个或更多个离散次级流动通路。

在各种实施例中，外壁限定主流动通路附近的穿过外壁的三级开口。在一个实施例中，燃烧器组件还包括至少部分地延伸穿过外壁处的三级开口的三级燃料喷射器。在另一个实施例中，三级燃料喷射器至少部分地相对于外壁和燃烧器中心线成切角延伸。

在其它各种实施例中，蜗壳壁限定穿过其中与燃烧室流体连通的一个或多个蜗壳壁开口。在一个实施例中，蜗壳壁限定延伸至蜗壳壁开口的蜗壳壁通路，蜗壳壁通路从压力增压室延伸，压力增压室包绕蜗壳壁、内壁和外壁。在另一个实施例中，第二参考弦从蜗壳壁限定。蜗壳壁限定相对于参考弦成锐角的蜗壳壁通路。