[发明专利]单腔捕获涡流燃烧器

说明书

提供用于推进系统的燃烧器组件。燃烧器组件包括大致沿纵向方向延伸的环形内衬。燃烧器组件包括环形外衬，其限定第一壁，第二壁和过渡壁，第一壁在第一半径至少部分地沿纵向方向延伸，第二壁在第二半径至少部分地沿纵向方向延伸，过渡壁在第一壁和第二壁之间，在第一半径和第二半径之间联接第一壁和第二壁。燃烧器组件包括在内衬和外衬的上游端的隔板壁。隔板壁大致在径向方向上延伸并联接内衬和外衬。隔板壁，内衬和外衬限定燃烧室。隔板壁，第一壁和过渡壁限定燃烧室的单个环形腔。隔板壁限定在单个环形腔的径向内侧的主气流开口。隔板壁和/或外衬限定一个或多个辅助气流开口。燃烧器组件包括燃料喷嘴，其限定邻近单个环形腔的燃料喷嘴出口。

联邦政府资助的研究

本发明是在美国政府的合同号FA8650-15-D-2501的政府支持下完成的。政府可拥有本发明的某些权利。

技术领域

本主题大体涉及推进系统燃烧组件。更具体地，本主题涉及捕获涡流燃烧器组件。

背景技术

诸如燃气涡轮发动机的推进系统通常包括燃烧区段，其中压缩空气与燃料混合并被点燃以产生高压，高温燃烧气体，然后燃烧气体向下游流动并膨胀以驱动联接到压缩机区段，风扇区段和/或负载装置的涡轮区段。传统的燃烧区段受到燃烧各种卡路里值的燃料种类的挑战。传统的燃烧区段也受到减少排放，例如一氧化氮，未燃烧的碳氢化合物和烟雾，同时还在更宽范围的燃料/空气比，空气流速和入口压力下保持或改善燃烧稳定性的挑战。更进一步地，传统的燃烧区段受到实现任何或所有这些标准，同时保持或减小纵向和/或径向尺寸和/或部件数量的挑战。

因此，需要一种燃烧区段和推进系统，其可以在更宽范围的燃料/空气比，空气流速和入口压力下改善排放输出并改善燃烧稳定性，同时还减小燃烧区段尺寸。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

本公开涉及用于推进系统的燃烧器组件。燃烧器组件包括大致沿纵向方向延伸的环形内衬。燃烧器组件还包括环形外衬，环形外衬限定第一壁，第二壁和过渡壁，第一壁在第一半径处至少部分地沿着纵向方向延伸，第二壁在第二半径处至少部分地沿着纵向方向延伸，过渡壁在第一壁和第二壁之间，在第一半径和第二半径之间联接第一壁和第二壁。燃烧器组件还包括设置在内衬和外衬的上游端的隔板壁。隔板壁大致在径向方向上延伸并联接内衬和外衬。隔板壁，内衬和外衬一起限定其间的燃烧室。隔板壁，外衬的第一壁和外衬的过渡壁一起限定燃烧室的单个环形腔。隔板壁限定在单个环形腔的径向内侧的主气流开口。隔板壁和/或外衬限定一个或多个辅助气流开口。燃烧器组件还包括燃料喷嘴，燃料喷嘴限定邻近燃烧室的单个环形腔设置的燃料喷嘴出口。

在一个实施例中，燃料喷嘴被设置通过隔板壁并且邻近燃烧室的单个环形腔。

在另一个实施例中，燃料喷嘴被设置通过外衬的第一壁，其中燃料喷嘴出口邻近燃烧室的单个环形腔。

在又一个实施例中，燃料喷嘴被设置通过外衬的过渡壁，其中燃料喷嘴出口邻近燃烧室的单个环形腔。

在各种实施例中，燃烧器组件还包括限定辅助燃料喷嘴出口的辅助燃料喷嘴，辅助燃料喷嘴出口邻近燃烧室并且在单个环形腔的径向内侧。在一个实施例中，辅助燃料喷嘴出口与隔板壁的主气流开口以周向相邻布置设置。

在一个实施例中，至少一个辅助气流开口设置在外衬的第一壁上。

在另一个实施例中，至少一个辅助气流开口设置在外衬的过渡壁上。

在又一个实施例中，至少一个辅助气流开口设置在隔板壁上，邻近燃烧室的单个环形腔。