专利名称：用于涡轮机燃烧室安装组件的系统和方法
技术领域：
本发明涉及燃烧系统，确切地说，涉及燃气涡轮发动机内的安装组件。
背景技术：
各种燃烧系统包括燃烧室，在所述燃烧室中燃料和空气燃烧以生成热气。例如，燃气涡轮发动机可包括一个或多个燃烧室，其经配置以接收来自压缩机的已压缩空气，向已压缩空气中注入燃料，并生成热燃烧气体以驱动涡轮发动机。每个燃烧室可包括一个或多个燃料喷嘴、燃烧衬里或衬管内的燃烧区域、环绕燃烧衬里的导流套管，以及燃气过渡连接管道。来自压缩机的已压缩空气通过燃烧衬里和导流套管之间的间隙流向燃烧区域。安装组件可设置于间隙中，以将燃烧衬里安装在导流套管内。不利的是，当已压缩空气通过安装组件时，会产生流扰动，从而降低燃气涡轮发动机的性能
发明内容
·本说明书概述了本发明的最初范围内的某些实施例。这些实施例的目的并不在于限制本发明的范围，而仅在于概述本发明的可能的形式。实际上，本发明可以包括与下述实施例的形式类似或不同的各种形式。在第一实施例中，本发明提供一种系统，包括燃气涡轮机燃烧室，其包括设置于燃烧区域周围的燃烧衬里/衬管、设于所述燃烧衬里周围的导流套管、所述燃烧衬里和所述导流套管之间的空气通道，以及设置于所述空气通道中的气动安装组件(aerodynamicmounting assembly)。所述气动安装组件经配置以将所述燃烧衬里固持在所述导流套管内。所述气动安装组件包括连接到所述导流套管的导流套管架。所述导流套管架包括气动形状的第一部分。所述气动安装组件还包括连接到所述燃烧衬里的衬里挡板。所述衬里挡板包括所述气动形状的第二部分。所述导流套管架和所述衬里挡板彼此连接，以构成所述气动形状。此外，所述气动形状经配置以使气流进入所述气动安装组件下游的尾流区(wakeregion)中。所述第一部分在所述第二部分上游或者下游。所述第一部分包括第一弯曲表面，其从所述气动形状的前缘延伸到后缘，且所述第二部分包括第二弯曲表面，其从所述气动形状的所述前缘延伸到所述后缘。所述气动形状包括翼片形截面。所述系统包括设于所述燃烧衬里和所述导流套管下游的燃料注射器，其中所述燃料注射器阻碍所述气流通过所述气动安装组件下游的所述空气通道，且所述气动安装组件经配置以减小来自所述气动安装组件的所述气流中的尾流。所述导流套管架包括第一连接器，所述衬里挡板包括第二连接器，且所述第一连接器和所述第二连接器在沿所述空气通道的轴向上彼此配合；或者，所述第一连接器和所述第二连接器在沿所述空气通道的周向上彼此配合。所述系统包括具有所述燃气涡轮机燃烧室的燃气涡轮发动机。在第二实施例中，本发明提供一种系统，包括涡轮机燃烧室衬里架，其经配置以使燃烧室衬里与燃气涡轮机燃烧室的燃烧室导流套管连接。所述涡轮机燃烧室衬里架包括具有前缘(leading edge)和后缘(trailing edge)的气动流表面(aerodynamic flowsurface)。所述气动流表面朝所述后缘收拢/集中，且所述气动流表面经配置以减小所述涡轮机燃烧室衬里架下游的尾流区中的尾流。所述涡轮机燃烧室衬里架包括第一安装部分，其经配置以与第二安装部分配合，从而构成所述气动流表面，所述第一安装部分经配置以与所述燃烧室衬里连接，且所述第二安装部分经配置以与所述燃烧室导流套管连接。所述第一安装部分包括所述气动流表面的前缘，而所述第二安装部分包括所述气动流表面的后缘，或者所述第一安装部分包括所述气动流表面的所述后缘，而所述第二安装部分包括所述气动流表面的前缘。所述第一安装部分包括第一连接器，所述第二安装部分包括第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器在沿所述燃气涡轮机燃烧室的轴向上彼此配合，且所述第一连接器和所述第二连接器构成轴向挡板。所述气动流表面包括翼片形截面。所述系统包括具有所述涡轮机燃烧室衬里架的所述燃气涡轮发动机。在第三实施例中，本发明提供一种方法，包括减小涡轮机燃烧室衬里架下游沿燃气涡轮机燃烧室的燃烧衬里和导流套管之间的气流通道的尾流区中的尾流。减小所述尾流包括将所述气流分为第一流和第二流，且将所述第一流和所述第二流气动组合成进入所述尾流区。所述的方法还包括使所述气流分流的步骤包括使所述第一流和所述第二流沿所述涡轮机燃烧室衬里架的翼片形几何结构的相对弯曲表面流动；及将燃料注入所述涡轮机燃烧室衬里架下游的所述燃烧衬里和所述导流套管之间的所述气流通道中。所述涡轮机燃烧室衬里架包括第一安装部分，其经配置以与第二安装部分配合从而构成气动流表面，所述第一安装部分经配置以与所述燃烧衬里连接，且所述第二安装部分经配置以与所述导流套管连接。所述第一安装部分包括第一连接器，所述第二安装部分包括第二连接器，所述第一连接器和所述第二连接器在沿所述燃气涡轮机燃烧室的轴向上彼此配合，且所述第一连接器和所述第二连接器构成轴向挡板。
在参阅附图阅读以下具体说明后，可更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的符号代表所有附图中类似的部分，其中图I是具有燃烧室的涡轮机系统的一项实施例的方框图；图2是图I所示涡轮机系统的一项实施例的侧面剖视图，其中进一步图示了燃烧室的细节；图3是图2所示燃烧室在线3-3内截取的一项实施例的局部截面侧视图，其中图示了气动安装组件；图4是沿图3中的线4-4截取的气动安装组件和多个燃料注射器的一项实施例的截面俯视图；图5是沿图3中的线5-5截取的气动安装组件的一项实施例的截面俯视图；图6是沿图3中的线5-5截取的气动安装组件的一项实施例的截面俯视图；图7是沿图3中的线5-5截取的气动安装组件的一项实施例的截面俯视图8是气动安装组件的一项实施例的透视图；图9是气动安装组件的一项实施例的透视图；图10是气动安装组件的一项实施例的透视图；图11是组装前气动安装组件的一项实施例的截面俯视图；图12是组装后的图11所示气动安装组件的一项实施例的截面俯视图；图13是沿图3中的线5-5截取的气动安装组件的一项实施例的截面俯视图；图14是气动安装组件的一项实施例的局部截面侧视图；图15是沿图14中的线15-15截取的气动安装组件的一项实施例的截面俯视图；
图16是气动安装组件的一项实施例的局部截面侧视图；以及图17是沿图3中的线17-17截取的气动安装组件的一项实施例的截面俯视图。元件符号列表
参考标号部件参考标号部件
10涡轮机系统11燃气涡轮发动机_12燃料喷嘴—14燃料供应16燃烧室18滿轮机
权利要求
1.一种系统，其包括 燃气涡轮机燃烧室(16)，其包括 设于燃烧区域(38)周围的燃烧衬里(42)； 设于所述燃烧衬里(42)周围的导流套管(44)； 位于所述燃烧衬里(42)和所述导流套管(44)之间的空气通道(46);以及 设于所述空气通道(46)中的气动安装组件(66)，其中所述气动安装组件(66)经配置以将所述燃烧衬里(42)固持在所述导流套管(44)内，且所述气动安装组件￠6)包括 连接到所述导流套管(44)的导流套管架(68)，其中所述导流套管架￠8)包括气动形状的第一部分；以及 连接到所述燃烧衬里(42)的衬里挡板(70)，其中所述衬里挡板(70)包括所述气动形状的第二部分，所述导流套管架￠8)和所述衬里挡板(70)彼此连接以构成所述气动形状，且所述气动形状经配置以使气流(82)进入所述气动安装组件￠6)下游的尾流区(67)。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第一部分在所述第二部分上游。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第一部分在所述第二部分下游。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述第一部分包括第一弯曲表面(166)，其从所述气动形状的前缘(72)延伸到后缘(74)，且所述第二部分包括第二弯曲表面(168)，其从所述气动形状的所述前缘(72)延伸到所述后缘(74)。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述气动形状包括翼片形截面。
6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，包括设于所述燃烧衬里(42)和所述导流套管(44)下游的燃料注射器(84)，其中所述燃烧注射器(84)阻碍所述气流(82)通过所述气动安装组件￠6)下游的所述空气通道(46)，且所述气动安装组件￠6)经配置以减小来自所述气动安装组件￠6)的所述气流(82)中的尾流。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述导流套管架(68)包括第一连接器(114)，所述衬里挡板(70)包括第二连接器(116)，且所述第一连接器(114)和所述第二连接器(116)在沿所述空气通道(46)的轴向(122)上彼此配合。
8.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述导流套管架(68)包括第一连接器(114)，所述衬里挡板(70)包括第二连接器(116)，且所述第一连接器(114)和所述第二连接器(116)在沿所述空气通道(46)的周向(124)上彼此配合。
9.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，包括具有所述燃气涡轮机燃烧室(16)的燃气涡轮发动机(11)。
10.一种系统,其包括 涡轮机燃烧室衬里架(66)，其经配置以使燃烧室衬里(42)与燃气涡轮机燃烧室(16)的燃烧室导流套管(44)连接，其中所述涡轮机燃烧室衬里架￠6)包括具有前缘(72)和后缘(74)的气动流表面，所述气动流表面朝所述后缘(74)收拢，且所述气动流表面经配置以减小所述涡轮机燃烧室衬里架(66)下游的尾流区(67)中的尾流。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述涡轮机燃烧室衬里架￠6)包括第一安装部分(70)，其经配置以与第二安装部分￠8)配合，从而构成所述气动流表面，所述第一安装部分(70)经配置以与所述燃烧室衬里(42)连接，且所述第二安装部分￠8)经配置以与所述燃烧室导流套管(44)连接。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一安装部分(70)包括所述气动流表面的前缘(72)，而所述第二安装部分￠8)包括所述气动流表面的后缘(74)，或者所述第一安装部分(70)包括所述气动流表面的所述后缘(74)，而所述第二安装部分￠8)包括所述气动流表面的前缘(72)。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第一安装部分(70)包括第一连接器(114)，所述第二安装部分￠8)包括第二连接器(116)，所述第一连接器(114)和所述第二连接器(116)在沿所述燃气涡轮机燃烧室(16)的轴向(122)上彼此配合，且所述第一连 接器(114)和所述第二连接器(116)构成轴向挡板(126)。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述气动流表面包括翼片形截面。
15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，包括具有所述涡轮机燃烧室衬里架(66)的所述燃气涡轮发动机(11)。
全文摘要
本发明涉及一种用于涡轮机燃烧室安装组件的系统和方法。其中所述系统包括燃气涡轮机燃烧室，所述燃气涡轮机燃烧室包括设于燃烧区域周围的燃烧衬里、设于所述燃烧衬里周围的导流套管、位于所述燃烧衬里和所述导流套管之间的空气通道，和设于所述空气通道中的气动安装组件。所述气动安装组件经配置以将所述燃烧衬里固持在所述导流套管内。所述气动安装组件包括连接到所述导流套管的导流套管架和连接到所述燃烧衬里的衬里挡板。所述导流套管架包括气动形状的第一部分，所述衬里挡板包括所述气动形状的第二部分，所述气动形状经配置以使气流进入所述气动安装组件下游的尾流区中。所述导流套管架和所述衬里挡板彼此连接构成所述气动形状。
文档编号F23R3/16GK102798148SQ20121017907
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者D·W·奇拉, P·B·梅尔顿, R·J·罗尔森 申请人:通用电气公司