[其他]具有內(nèi)氣膜冷卻的沖擊式冷卻燃氣輪機燃燒室無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 85107191 | 申請日： | 1985-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN85107191A | 公開（公告）日： | 1986-09-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 愛德華·威尼·托伯里;羅納德·約瑟夫·庫茨納 | 申請（專利權(quán)）人： | 西屋電氣公司 |
| 主分類號： | F02C7/18 | 分類號： | F02C7/18 |
| 代理公司： | 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部 | 代理人： | 包冠乾 |
| 地址： | 美國賓夕法*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 內(nèi)氣膜 冷卻 沖擊 燃氣輪機 燃燒室 | ||
本發(fā)明是關(guān)于燃氣輪機的燃燒室，更具體地說是介紹一種其壁面兼有沖擊式冷卻和氣膜冷卻的燃燒室的結(jié)構(gòu)。
燃氣輪機燃燒室采用外部對流換熱和內(nèi)部氣膜冷卻相結(jié)合的方法，使其壁面溫度保持或低于設(shè)計值。在本申請受讓人現(xiàn)有的投入大批生產(chǎn)的設(shè)計中，燃燒室的外部冷卻是由外機匣中的空氣，在進入燃燒室作為噴咀氣流，主氣流和稀釋氣流以及作為氣膜冷卻氣流之前，流過燃燒室壁的外表面時進行的。因此平均換熱系數(shù)比較小，例如小于100 BTU/hr·ft2·°F（568W/m2·°K），在某些局部地區(qū)甚至還要小。在采用氣膜冷卻時，大部分熱量被帶走，它使換熱系數(shù)至少是前面所提到的平均值的三倍。
本發(fā)明的目的在于，在保持高水平的氣膜內(nèi)冷卻的同時，通過增強外部冷卻來進一步改善燃燒室壁的冷卻。按照本發(fā)明，燃氣輪機燃燒室由一圓筒形側(cè)壁所構(gòu)成。該側(cè)壁由一系列圓筒形側(cè)壁段順序套疊而成，在它們之中設(shè)有中間隔圈。側(cè)壁段的上游端置于中間隔圈的外部，與該側(cè)壁段上游相鄰的側(cè)壁段的下游端置于中間隔圈的內(nèi)部。由此在側(cè)壁段的下游端部分形成了一個環(huán)形的冷卻空氣進氣縫隙。側(cè)壁段的下游端部分有一個從中間隔圈下游端伸向下游方向的唇邊。燃燒室有一個圓柱形的外套，它圍繞著上游的一個側(cè)壁段以及其下游的大部分側(cè)壁段。在外套上至少為每一個側(cè)壁段設(shè)置了一排沿周向緊密排列的圓形噴射孔，并至少有一排孔的軸向位置緊鄰其相應(yīng)的環(huán)形冷卻氣流進氣縫隙的進口，以便對該側(cè)壁段上遠離其上游所相鄰的環(huán)形進氣縫隙的較熱部分提供沖擊氣流冷卻。沖擊冷卻發(fā)生在沖擊氣流流過環(huán)形進氣縫隙之前。
簡單地說，圓柱形外套圍繞側(cè)壁頭部，而側(cè)壁是由一系列側(cè)壁段順序套疊而成。在外套上至少為每一個側(cè)壁段設(shè)置了一排沿周向緊密排列的圓形噴射孔，并至少有一排孔的軸向位置緊鄰于側(cè)壁段搭接處所形成的環(huán)形冷卻氣流進氣縫隙進口，以便對側(cè)壁段上遠離其上游所相鄰的環(huán)形進氣縫隙的較熱部分提供沖擊氣流冷卻。這一沖擊式冷卻發(fā)生在空氣通過環(huán)形進氣縫隙流入燃燒室之前。
現(xiàn)參看下圖以實例詳細對本發(fā)明加以論述。
圖1，帶有外套的燃燒室壁的局部剖視圖，
圖2，具有局部剖視的外觀圖，表示噴射口與徑向進入燃燒室側(cè)壁內(nèi)部的空氣進氣口之間的關(guān)系。
圖3，側(cè)壁段連接處的局部放大視圖。
圖1表示了一個燃燒室的特征，它包括進氣帽10和一系列側(cè)壁段12，14，16，18，20和22，它們在一起構(gòu)成了圓柱形燃燒室的側(cè)壁。如圖中所示，側(cè)壁段基本上是以套疊的方式安裝的，其中每一側(cè)壁段的上游端，如14a套疊到與其上游端相鄰的位于內(nèi)徑處的側(cè)壁段12的下游端，如12b。在相鄰二個側(cè)壁段14a和12b的套疊處，插入一個中間隔圈24，它一般可以做成波紋帶的形式。因為此帶上的波峰和波谷是沿軸向延伸的，所以形成了進氣的縫隙26。通過縫隙的氣流流動方向在圖3中以箭頭標(biāo)出。由圖3很明顯看出，以及如在本專利申請的最佳方案指出的，中間隔圈24的位置比側(cè)壁段14的14a部分更靠向上游。側(cè)壁段12的下游端12b具有一個唇邊12c，它的位置比中間隔圈24的下游端更靠向下游區(qū)。
燃油通過未在圖中示出的裝置供入燃燒室上游區(qū)28（圖1），并和從主氣流進口30和32供入燃燒室內(nèi)部的空氣相混合。熱混合氣流向圖1中箭頭所示的下游方向與通過孔34進入燃燒室更下游的稀釋空氣混合。
燃燒所需要的主氣流流量原則上要按具體的燃燒條件決定。其它二部分進入燃燒室的空氣是冷卻空氣和稀釋空氣。燃燒室的冷卻程度可以選取為所希望的最佳狀態(tài)，使冷卻空氣需要量小，而稀釋空氣的需要量增加。
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