[发明专利]用于在涡轮发动机中使用的燃烧器

说明书

一种用于涡轮发动机的燃烧器(100)包括内燃烧衬套(104)和外燃烧衬套(106)，内燃烧衬套和外燃烧衬套一起至少部分地限定内部(108)。内部包括燃烧室(110)和主部分(112)。燃烧器还包括入口燃烧衬套(116)，入口燃烧衬套至少部分地限定内部的燃烧室并且包括入口组件(118)。入口组件包括沿着轴向方向(A)布置的至少两个腔空气管(128)，各个腔空气管在入口与出口之间延伸，各个腔空气管的出口与燃烧室成空气流连通以用于向燃烧室提供空气流(120)。

联邦政府资助的研究

本发明是在美国空军部的编号为FA8650-15-D-2501的合同下利用政府支持作出的。政府可对本发明享有某些权利。

技术领域

本公开大体上涉及涡轮发动机，并且更具体地涉及用于在涡轮发动机中使用的切向径向流入燃烧器组件。

背景技术

诸如燃气涡轮的旋转机器通常用于生成用于飞行器的推力。例如，燃气涡轮具有典型地以串行流顺序包括空气进气口、压缩机区段、燃烧器、涡轮区段和气体出口的气体路径。压缩机区段和涡轮区段包括联接在壳体内的至少一排沿周向隔开的旋转叶片。压缩机区段大体上向燃烧器提供压缩空气，在燃烧器中，压缩空气与燃料混合并燃烧以生成燃烧气体。燃烧气体流过涡轮区段以向涡轮区段提供动力。涡轮区段可继而向压缩机区段且可选地向推进器(诸如风扇或螺旋桨)提供动力。

在至少一些已知的燃气涡轮中，第一组导叶联接在压缩机区段的出口与燃烧器的入口之间。第一组导叶促进减少从压缩机排放的空气流的涡旋(即，移除整体涡旋(bulkswirl))，使得沿基本上轴向的方向朝向燃烧器引导空气流。另外，在这样的燃气涡轮的情况下，第二组导叶可联接在燃烧器的出口与涡轮区段的入口之间。第二组导叶促进增加从燃烧器排放的燃烧气体流的涡旋(即，重新引入整体涡旋)，使得满足针对涡轮区段的入口的流动角度需求。然而，利用第一组导叶和第二组导叶来重新引导空气流和燃烧气体流可增加燃气涡轮的操作低效性。因此，构造成提高涡轮发动机的效率的燃烧器将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本发明而认识到。

在本公开的一个实施例中，提供了一种用于在涡轮发动机中使用的燃烧器。燃烧器限定轴向方向、径向方向和周向方向。燃烧器包括内燃烧衬套和外燃烧衬套。内燃烧器衬套和外燃烧器衬套一起至少部分地限定内部。内部包括燃烧室和主部分，主部分定位成在燃烧室的下游并且至少部分地从燃烧室沿着径向方向向内。燃烧器还包括入口燃烧衬套，该入口燃烧衬套至少部分地限定内部的燃烧室并且包括入口组件。入口组件包括沿着轴向方向布置的至少两个腔空气管，各个腔空气管在入口与出口之间延伸，各个腔空气管的出口与燃烧室成空气流连通以用于向燃烧室提供空气流。

在某些示例性实施例中，入口燃烧衬套的入口组件进一步包括沿着轴向方向布置的至少四个腔空气管，其中至少四个腔空气管包括第一腔空气管、第二腔空气管、第三腔空气管和第四腔空气管。

例如，在这些示例性实施例中的某些实施例中，第一腔空气管和第二腔空气管限定的沿着轴向方向的间距基本上等于由第三腔空气管和第四腔空气管限定的沿着轴向方向的间距，并且第二腔空气管和第三腔空气管限定的沿着轴向方向的间距大于第一腔空气管和第二腔空气管的沿着轴向方向的间距。

另外，在这些示例性实施例中的某些实施例中，入口组件的腔空气管中的各个限定彼此基本上一致的直径。备选地，在这些实施例中的某些实施例中，第一腔空气管和第二腔空气管限定彼此基本上一致的直径，第三腔空气管和第四腔空气管也限定彼此基本上一致的直径，并且第一腔空气管和第二腔空气管的直径与第三腔空气管和第四腔空气管的直径不同。

例如，在这些示例性实施例中的其它实施例中，入口组件进一步包括通过入口燃烧衬套并与燃烧室成流体连通的燃料喷射器，其中燃料喷射器沿着轴向方向在第二腔空气管与第三腔空气管之间基本上均匀地隔开。