設(shè)置有用于減少由火花塞產(chǎn)生的尾流的空氣偏轉(zhuǎn)設(shè)備的渦輪機燃燒室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪機燃燒室領(lǐng)域，所述燃燒室特別旨在裝備飛機。
[0002]本發(fā)明特別涉及配備有用于火花塞的端口的此燃燒室的環(huán)形壁的冷卻。
【背景技術(shù)】
[0003]圖1圖示已知類型的渦輪機I的典型例子，例如飛機雙轉(zhuǎn)子渦輪風扇引擎。
[0004]渦輪機I沿著由箭頭所表示的也對應于在渦輪風扇的氣流的一般方向的推力方向依次地包括低壓壓氣機4、高壓壓氣機6、環(huán)形燃燒室8、高壓渦輪1和低壓渦輪11。
[0005]以眾所周知的方式，燃燒室8安裝在高壓壓氣機6的下游和高壓渦輪10的上游，所述高壓壓氣機6向該室提供受壓氣體，所述高壓渦輪10用于在來自燃燒室的氣體推力的作用下旋轉(zhuǎn)高壓壓氣機6。
[0006]圖2以放大的比例圖示燃燒室8及其附近環(huán)境。
[0007]燃燒室8包括兩個壁，分別為沿著徑向的內(nèi)同軸環(huán)形壁12和沿著徑向的外同軸環(huán)形壁13，他們圍繞燃燒室的縱向軸線14延伸。
[0008]這兩個環(huán)形壁12和13固定在該室的內(nèi)殼體15和外殼體16的下游，并通過室環(huán)形端壁18在它們的上游端部處相互連接。
[0009]室環(huán)形端壁18包括圍繞燃燒室的軸線14均勻地分布的環(huán)形行的端口，與每個均具有燃料排放軸線24的環(huán)形行的燃料噴射器關(guān)聯(lián)的噴射系統(tǒng)20安裝在所述燃燒室中。
[0010]每個噴射系統(tǒng)20均包括端口，所述端口用于將來自安裝在渦輪機的高壓壓氣機的出口處的擴散器28的一部分氣流26噴射在燃燒室中。
[0011]此外，燃燒室的環(huán)形壁12和13在它們的上游端部處連接至環(huán)形護罩30，所述環(huán)形護罩30包括與用于穿過噴射器22的噴射系統(tǒng)對齊的端口和供應噴射系統(tǒng)20的氣體。該護罩30的主要功能是為了保護室端壁18以及為了引導氣流26的部分32和34，所述部分32和34沿著燃燒室的內(nèi)環(huán)形壁12和外環(huán)形壁13在下游在兩個各自的內(nèi)旁路空間36和外旁路空間38內(nèi)移動。其后，氣流26的部分32和34分別地被稱為“內(nèi)旁路氣流”和“外旁路氣流” ο內(nèi)旁路空間36和外旁路空間38通過相互連接的上游空間39形成燃燒室8在其中延伸的環(huán)形罩。
[0012]燃燒室的環(huán)形壁12和13中的每個均包括兩個環(huán)形行的氣體入口端口40，42，所述氣體入口端口 40，42用于將每個旁路氣流32，34的部分噴射進燃燒室中。
[0013]這些行的端口中的第一個圍繞通常被稱為“主區(qū)域”的燃燒室的上游區(qū)域44形成，氣體和燃料的混合物的燃燒反應在運行期間在“主區(qū)域”中發(fā)生。為此，該第一行的端口40通常被稱為“主端口”。
[0014]第二行的端口在下游圍繞通常被稱為“稀釋區(qū)域”的室的區(qū)域46形成，燃燒氣體在所述稀釋區(qū)域中被稀釋和冷卻。為此，該第二行的端口 42通常被稱為“稀釋端口”。
[0015]環(huán)形壁12和13還設(shè)置有基本分布在這些壁的整個表面上的多個微孔并旨在在燃燒室內(nèi)沿著這些壁的每個創(chuàng)建冷卻氣體膜。通常具有大約介于0.3mm和0.6mm之間的直徑的這些微孔由于尺寸的原因而沒有在圖2中示出。
[0016]此外，沿著徑向的外環(huán)形壁13包括塞端口 46，所述塞端口 46具有軸線47并配備有引導襯套48，火花塞50在所述引導套48中延伸、安裝在外殼體16上并旨在開動渦輪機時啟動氣體和燃料混合物的燃燒。
[0017]應該注意的是，其后，術(shù)語“燃燒室模塊”指的是至少包括燃燒室8和火花塞50的組件。
[0018]然而，火花塞50和襯套48在外旁路氣流34內(nèi)產(chǎn)生導流52，如圖3中所圖示的那樣。
[0019]在由高壓壓氣機所供應的氣流26(圖2)在沒有回轉(zhuǎn)部件而基本向下游流動的情況下，該尾流52通過相對于塞端口 46的中間軸向平面P居中而向下游發(fā)展。這可以是當高壓壓氣機是軸向類型時的情況，如在圖示例子中的那樣。
[0020]另一方面，在由高壓壓氣機供應的氣流26成螺旋形地向下游流動的情況下，即通過回轉(zhuǎn)部件，尾流52通常相對于塞端口 46的中間軸向平面P沿著傾斜方向向下游發(fā)展。這可以是特別當高壓壓氣機是離心類型時的情況。
[0021]請注意，“軸向平面”指的是穿過燃燒室8的軸線14(圖2)的平面，所述燃燒室與渦輪機的軸線結(jié)合。請注意，平面P對應于圖2的截面。
[0022]還應該注意的是，圖3圖示了微孔53，所述微孔53確保沿著徑向的外環(huán)形壁13的冷卻。為了清楚起見，這些微孔更大地表示，并根據(jù)比實際中的更小的密度來分布。
[0023]在各種情況下，尾流52導致由塞引導襯套48所隱藏的外旁路氣流34的區(qū)域的下壓。
[0024]圖4表示作為沿著圖3的橫向截面S測量的位置d的函數(shù)的該氣流34的總壓力Ptot。其后，對于每個截面S，尾流區(qū)域54(圖3)被限定為截面S得到區(qū)域，在所述區(qū)域中，氣流34的總壓力Ptot低于由沿著該截面S的該總壓力所獲得的最大Ptotmax的99%。尾流52限定為從塞端口 46的上游至下游的連續(xù)的鄰接的尾流區(qū)域54的集合。
[0025]但是，此尾流的出現(xiàn)影響由微孔53所確保的冷卻效率。
[0026]實際上，穿過沿著徑向的外壁13的微孔53的氣流起因于旁路氣流34的中壓力Ptot和在燃燒室8內(nèi)的靜壓力之間的差。該壓差通常為3%的量級。由于此，在尾流52內(nèi)所注意到的量級為1%的總壓降導致微孔內(nèi)流動的損失，該損失可以達到20%或甚至更多。
[0027]上述環(huán)形壁的冷卻效率的此下降導致該壁的使用壽命的縮短，并也導致塞引導襯套的放松的風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]本發(fā)明的目的特別在于針對該問題提供簡單的、經(jīng)濟的和有效的方案。
[0029 ]為此，本發(fā)明針對渦輪機提供燃燒室，所述燃燒室包括:
[0030]-環(huán)形罩，
[0031]-環(huán)形燃燒室，所述環(huán)形燃燒室容置在所述環(huán)形罩中、包括限定所述燃燒室的至少一個環(huán)形壁，該環(huán)形壁包括塞端口和多個微孔，以將冷卻氣體引進用于冷卻所述環(huán)形壁的所述燃燒室中，以及
[0032]-火花塞，所述火花塞在所述環(huán)形罩中延伸并穿過所述塞端口。
[0033]該燃燒室模塊旨在容納來自渦輪機壓氣機并通常從在所述環(huán)形罩內(nèi)的燃燒室的上游流動到下游的氣流，所述氣流的一部分設(shè)計為通過沿著燃燒室的所述環(huán)形壁流動，以及通過浸入因此產(chǎn)生尾流的所述火花塞而繞開該燃燒室。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，所述燃燒室還包括偏轉(zhuǎn)設(shè)備，所述偏轉(zhuǎn)設(shè)備通過靠近所述尾流的中間平面并通過靠近燃燒室的所述環(huán)形壁而從上游延伸至下游，以朝向所述尾流的所述中間平面和朝向燃燒室的所述環(huán)形壁而轉(zhuǎn)移嵌入所述火花塞的部分氣體。
[0035]因此所轉(zhuǎn)移的氣體使氣體的總壓力能夠在由接近于燃燒室的環(huán)形壁的火花塞所導致的尾流內(nèi)增加，并因此使壓力差能夠在所述尾流與燃燒室的內(nèi)部之間增加。
[0036]其結(jié)果是，通過所述環(huán)形壁的微孔的對流轉(zhuǎn)移得到改進，并因此降低了裂縫發(fā)生的風險和金屬損失的風險，因此一般來說，增加了該環(huán)形壁的使用壽命。
[0037]當火花塞利用安裝在塞端口中的襯套來引導穿過燃燒室的側(cè)壁時，本發(fā)明還使襯套脫離的風險能夠降低。
[0038]“襯套”指的是任何類型的裝置，所述裝置可能在幾個零件內(nèi)，使塞子能夠被引導穿過燃燒室的環(huán)形壁，如其后更清楚地顯示的那樣。
[0039]在本發(fā)明的第一優(yōu)先實施例中，所述偏轉(zhuǎn)設(shè)備包括兩個管道，所述管道中的每個均由以下限定:面朝燃燒室的環(huán)形壁布置的第一切向壁;相對于燃燒室的環(huán)形壁布置在相對側(cè)面上的第二切向壁;布置在火花塞的側(cè)面上的第一側(cè)壁；以及相對于火花塞布置在相對側(cè)面上的第二側(cè)壁。
[0040]而且，所述管道中的每個均