[发明专利]渐开线驻涡燃烧器组件

说明书

大体上提供一种包括驻涡燃烧器组件的燃气涡轮发动机。燃烧器组件包括围绕燃烧器中心线环形延伸的内衬壁和围绕燃烧器中心线环形延伸的外衬壁。内衬壁和外衬壁一起限定渐开线壁，渐开线壁围绕燃烧器中心线从周向参考线至少部分地延伸为螺旋曲线。渐开线壁限定渐开线燃烧室。内衬壁和外衬壁中的一个或多个各自限定第一稀释开口和成形稀释开口。

技术领域

本主题大体上涉及燃烧组件。更具体地，本主题涉及驻涡燃烧器组件。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括燃烧区段，在燃烧区段中，压缩空气与燃料混合并被点燃以产生高压高温燃烧气体，高压高温燃烧气体然后向下游流动并膨胀以驱动联接至压缩机区段的涡轮区段、风扇区段、和/或负载装置。常规燃烧区段面临着燃烧各种热值的各种燃料的挑战。常规燃烧区段也面临着减少例如一氧化氮、未燃烧的碳氢化合物和烟气的排放物，同时还要在燃料/空气比、空气流动速率和入口压力的更宽范围内维持或改善燃烧稳定性的挑战。更进一步地，常规燃烧区段面临着在维持或减小纵向和/或径向尺寸和/或零件数量的同时达到任何或所有这些标准的挑战。

因此，需要一种燃烧区段，该燃烧区段可以在燃料/空气比、空气流动速率和入口压力的更宽范围内改善排放物输出并改善燃烧稳定性，同时还减小了燃烧区段的尺寸。

发明内容

本发明的各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。

本公开的一方面针对一种驻涡燃烧器组件。该燃烧器组件包括内衬壁和外衬壁，内衬壁围绕燃烧器中心线环形地延伸，外衬壁围绕燃烧器中心线环形地延伸。内衬壁和外衬壁一起限定渐开线壁，渐开线壁围绕燃烧器中心线从周向参考线至少部分地延伸为螺旋曲线。渐开线壁限定渐开线燃烧室。内衬壁和外衬壁中的一个或多个各自限定第一稀释开口和成形稀释开口。

在各种实施例中，第一稀释开口和成形稀释开口以交替周向布置通过渐开线壁。在一个实施例中，第一稀释开口和成形稀释开口被限定成通过内衬壁和外衬壁。在另一个实施例中，通过内衬壁的第一稀释开口跨越燃烧室直接与通过外衬壁的成形稀释口相对。

在还有的各种实施例中，渐开线壁限定通过其中的周向布置的多个开槽开口。在一个实施例中，多个开槽开口设置在第一稀释开口和成形稀释开口的下游。在另一个实施例中，多个开槽开口在第一稀释开口的三个直径长度内，被设置在第一稀释开口和成形稀释开口的下游。在又一个实施例中，多个开槽开口限定通过内衬壁或外衬壁中的一个或多个的基本上人字形图案。

在又一实施例中，多个开槽开口包括周向布置的多个第一开槽开口，和周向布置且设置在第一开槽开口的下游的第二开槽开口。在一个实施例中，第二开槽开口设置在与第一开槽开口偏移近似75度至近似105度之间。在另一个实施例中，第一开槽开口设置在相对于燃烧器组件的轴向参考线偏移近似30度至近似60度之间。

在各种实施例中，第一稀释开口限定基本上圆形的横截面区域。在还有的各种实施例中，成形稀释开口限定基本上U形的横截面区域，基本上V形的横截面区域，或基本上月牙形的横截面区域，或其组合。

在还有的各种实施例中，渐开线壁在成形稀释开口处限定剪切突起，其中剪切突起限定成形稀释开口的形状。在一个实施例中，在渐开线壁处的剪切突起限定基本上三角形的横截面区域。

在一个实施例中，燃烧器组件限定驻涡燃烧器组件。

在另一个实施例中，燃烧器组件限定初级燃烧区和在初级燃烧区下游的次级燃烧区。第一稀释开口和成形稀释开口各自被限定为与次级燃烧区流体连通。