燃气涡轮发动机的驻涡燃烧器及其操作方法与流程

本公开大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用在燃气涡轮发动机中的驻涡燃烧器。

背景技术：

航空燃气涡轮发动机通常用来为飞行器产生推力。其它燃气涡轮发动机用在各种海洋和工业应用中。无论应用如何，燃气涡轮发动机具有气体路径，其通常包括以串流次序的空气入口、压缩机区段、燃烧器、涡轮区段和气体出口。压缩机区段和涡轮区段包括联接在外壳内的至少一排周向间隔开的旋转叶片。压缩机区段通常将压缩空气提供给燃烧器，在燃烧器中，该压缩空气与燃料混合并燃烧以产生燃烧气体。燃烧气体流动穿过涡轮区段从而对涡轮区段进行驱动。涡轮区段又可以给压缩机区段及可选地为例如风扇或推进器的喷气式发动机提供动力。

先进的燃气涡轮发动机技术需求正推动其中的燃烧器在长度上更短，在更宽的操作范围上具有更高的性能水平，并产生较低的废气污染物排放水平。为尝试达到这些目标，已经开发了驻涡燃烧器。如本文中使用的术语“驻涡燃烧器(trappedvortexcombustor)”通常指在主燃烧室上游具有一个或多个区段(例如，内和/或外驻涡室)的燃烧器，主燃烧室被配置成至少部分地预混合和预汽化加压空气的旋涡中的燃料。

驻涡室可径向定位在主燃烧室外，允许降低燃烧室的总体长度。然而，用于降低燃烧室的总体长度的另外的开发将是有用的。

技术实现要素：

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实施而得知。

在本公开的一个实施例中，提供一种用在燃气涡轮发动机中的驻涡燃烧器。所述驻涡燃烧器限定径向方向、轴向方向和周向方向。所述驻涡燃烧器包括限定前端的外涡流室壁和穹顶，所述穹顶在所述外涡流室壁的前端处附接到所述外涡流室壁或者与所述外涡流室壁一体形成。所述穹顶和外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室。所述穹顶包括限定气流方向的通风道(airchute)。所述驻涡燃烧器的径向方向和轴向方向限定通过所述通风道延伸的参考平面，所述通风道的气流方向限定与所述参考平面的大于零的角度。

在某些示范性实施例中，由所述主通风道的气流方向与所述参考平面限定的角度大于大约五度并小于大约五十度。

在某些示范性实施例中，所述通风道是所述穹顶的主通风道。

例如，在某些示范性实施例中，所述穹顶还包括沿所述驻涡燃烧器的周向方向间隔开的多个主通风道，其中，所述燃烧室被配置成在操作中接收总量气流，并且其中，所述总量气流的至少大约百分之十五通过所述多个主通风道提供。

例如，在某些示范性实施例中，所述总量气流的大约百分之二十到大约百分之八十五通过所述多个主通风道提供。

在某些示范性实施例中，所述主通风道包括定位在其中的至少一个轮叶。

在某些示范性实施例中，所述主通风道包括定位在其中的至少一个主体分离器。

在某些示范性实施例中，所述通风道限定高度和宽度，其中，所述高度大于所述宽度。

在某些示范性实施例中，所述通风道是所述穹顶的密封斜槽(sealchute)。

在某些示范性实施例中，所述通风道是所述穹顶的主通风道，其中，所述穹顶还包括密封斜槽，其中，所述密封斜槽限定在所述参考平面内的气流方向，其中，所述穹顶限定在所述参考平面内通过所述密封斜槽延伸的参考线，并且其中，所述气流方向限定与所述穹顶的参考线的角度小于九十度并大于大约四十五度。

例如，在某些示范性实施例中，所述驻涡燃烧器还包括：外过渡壁，所述外过渡壁附接到所述外涡流室壁并与所述外涡流室壁一体形成；以及外燃烧室衬套，所述外燃烧室衬套附接到所述外过渡壁或者与所述外过渡壁一体形成，其中，所述外过渡壁和所述外燃烧室衬套一起形成拐角，并且其中，所述密封斜槽的气流方向与所述拐角相交。

在某些示范性实施例中，所述驻涡燃烧器还包括外过渡壁，所述外过渡壁附接到所述外涡流室壁并与所述外涡流室壁一体形成；其中，所述穹顶、所述外涡流室壁或所述外过渡壁的至少一个限定燃料喷嘴开口。对于这种实施例，所述驻涡燃烧器还可包括燃料喷嘴，所述燃料喷嘴定位在所述燃料喷嘴开口中或者通过其延伸，所述燃料喷嘴限定平均燃料喷射方向，并且其中，所述平均燃料喷射方向限定与所述参考平面的角度大于零度并小于大约四十五度。

例如，在某些示范性实施例中，由所述平均燃料喷射方向和所述参考平面限定的角度大于大约十度并小于大约四十度。

在某些示范性实施例中，所述通风道沿所述径向方向定位在所述外涡流室内。

例如，在某些示范性实施例中，所述驻涡燃烧器还可包括内涡流室壁，所述内涡流室壁包括前端并部分地限定所述燃烧室，其中，所述穹顶在所述内涡流室壁的前端处附接到所述内涡流室壁或者与所述内涡流室壁一体形成，并且其中，所述燃烧室还包括内涡流室。

例如，在某些示范性实施例中，所述通风道是主通风道，并且其中，所述主通风道沿所述径向方向定位在所述内涡流室外。

在本公开的一个示范性方面中，提供了一种用于操作燃气涡轮发动机的驻涡燃烧器的方法。所述驻涡燃烧器包括外涡流室壁和穹顶，所述穹顶附接到所述外涡流室壁或者与所述外涡流室壁一体形成。所述穹顶和所述外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室。所述穹顶还包括主通风道。所述方法包括：将总量气流提供至所述燃烧室，其中，将总量气流提供至所述燃烧室包括沿气流方向通过所述主通风道将主气流提供至所述燃烧室，所述气流方向限定与参考平面的角度大于零度并小于大约四十五度，所述参考平面由所述燃气涡轮发动机的径向方向和轴向方向限定。

在某些示范性方面，所述穹顶还包括沿所述燃气涡轮发动机的周向方向间隔开的多个主通风道，并且其中，通过所述主通风道将所述主气流提供至所述燃烧室包括通过沿所述周向方向间隔开的多个主通风道将所述主气流提供至所述燃烧室，并且其中，所述主气流为提供至所述燃烧室的总量气流的至少大约百分之十五。

例如，在某些示范性方面，所述主气流为提供至所述燃烧室的总量气流的大约百分之二十到大约百分之八十五。

在本申请的另一示范性实施例中，提供一种燃气涡轮发动机。所述燃气涡轮发动机限定径向方向、轴向方向和周向方向。所述燃气涡轮发动机包括：压缩机区段；涡轮区段；以及燃烧区段，所述燃烧区段位于所述压缩机区段下游、所述涡轮区段上游。所述压缩机区段包括驻涡燃烧器。所述驻涡燃烧器包括限定前端的外涡流室壁和穹顶，所述穹顶在所述外涡流室壁的前端处附接到所述外涡流室壁或者与所述外涡流室壁一体形成。所述穹顶和所述外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室，所述穹顶包括限定气流方向的通风道，所述径向方向和轴向方向限定通过所述通风道延伸的参考平面，所述通风道的气流方向限定与所述参考平面的大于零的角度。

在某些示范性实施例中，由所述通风道的气流方向与所述参考平面限定的角度大于大约十度并小于大约四十五度。

在某些示范性实施例中，所述穹顶还包括沿所述驻涡燃烧器的周向方向间隔开的多个通风道，其中，所述燃烧室被配置成在操作中接收总量气流，并且其中，所述总量气流的至少大约百分之十五通过所述多个通风道提供。

具体地，本申请技术方案1提供了一种用在燃气涡轮发动机中的驻涡燃烧器，所述驻涡燃烧器限定径向方向、轴向方向和周向方向，所述驻涡燃烧器包括限定前端的外涡流室壁；以及穹顶，所述穹顶在所述外涡流室壁的前端处附接到所述外涡流室壁或者与所述外涡流室壁一体形成，所述穹顶和外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室，所述穹顶包括限定气流方向的通风道，所述驻涡燃烧器的径向方向和轴向方向限定通过所述通风道延伸的参考平面，所述通风道的气流方向限定与所述参考平面的大于零的角度。

本申请技术方案2根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其中，由所述通风道的气流方向与所述参考平面限定的角度大于大约五度并小于大约五十度。

本申请技术方案3根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其中，所述通风道是所述穹顶的主通风道。

本申请技术方案4根据技术方案3所述的驻涡燃烧器，其中，所述穹顶还包括沿所述驻涡燃烧器的周向方向间隔开的多个主通风道，其中，所述燃烧室被配置成在操作中接收总量气流，并且其中，所述总量气流的至少大约百分之十五通过所述多个主通风道提供。

本申请技术方案5根据技术方案4所述的驻涡燃烧器，其中，所述总量气流的大约百分之二十到大约百分之八十五通过所述多个主通风道提供。

本申请技术方案6根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其中，所述通风道限定高度和宽度，其中，所述高度大于所述宽度。

本申请技术方案7根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其中，所述通风道是所述穹顶的密封斜槽。

本申请技术方案8根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其中，所述通风道是所述穹顶的主通风道，其中，所述穹顶还包括密封斜槽，其中，所述密封斜槽限定在所述参考平面内的气流方向，其中，所述穹顶限定在所述参考平面内通过所述密封斜槽延伸的参考线，并且其中，所述气流方向限定与所述穹顶的参考线的角度小于九十度并大于大约四十五度。

本申请技术方案9根据技术方案8所述的驻涡燃烧器，其还包括外过渡壁，所述外过渡壁附接到所述外涡流室壁或与所述外涡流室壁一体形成；以及外燃烧室衬套，所述外燃烧室衬套附接到所述外过渡壁或者与所述外过渡壁一体形成，其中，所述外过渡壁和所述外燃烧室衬套一起形成拐角，并且其中，所述密封斜槽的气流方向与所述拐角相交。

本申请技术方案10根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其还包括外过渡壁，所述外过渡壁附接到所述外涡流室壁或与所述外涡流室壁一体形成；其中，所述穹顶、所述外涡流室壁或所述外过渡壁的至少一个限定燃料喷嘴开口；以及燃料喷嘴，所述燃料喷嘴定位在所述燃料喷嘴开口中或通过其延伸，所述燃料喷嘴限定平均燃料喷射方向，并且其中，所述平均燃料喷射方向限定与所述参考平面的角度大于零度并小于大约四十五度。

本申请技术方案11根据技术方案10所述的驻涡燃烧器，其中，由所述平均燃料喷射方向和所述参考平面限定的角度大于大约十度并小于大约四十度。

本申请技术方案12根据技术方案1所述的驻涡燃烧器，其中，所述通风道沿所述径向方向定位在所述外涡流室内。

本申请技术方案13根据技术方案12所述的驻涡燃烧器，其还包括内涡流室壁，所述内涡流室壁包括前端并部分地限定所述燃烧室，其中，所述穹顶在所述内涡流室壁的前端处附接到所述内涡流室壁或者与所述内涡流室壁一体形成，并且其中，所述燃烧室还包括内涡流室。

本申请技术方案14根据技术方案13所述的驻涡燃烧器，其中，所述通风道是主通风道，并且其中，所述主通风道沿所述径向方向定位在所述内涡流室外。

本申请技术方案15还公开了一种用于操作燃气涡轮发动机的驻涡燃烧器的方法，所述驻涡燃烧器包括外涡流室壁和穹顶，所述穹顶附接到所述外涡流室壁或者与所述外涡流室壁一体形成，所述穹顶和所述外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室，所述穹顶还包括主通风道，所述方法包括将总量气流提供至所述燃烧室，其中，将总量气流提供至所述燃烧室包括沿气流方向通过所述主通风道将主气流提供至所述燃烧室，所述气流方向限定与参考平面的角度大于零度并小于大约四十五度，所述参考平面由所述燃气涡轮发动机的径向方向和轴向方向限定。

本申请技术方案16根据技术方案15所述的方法，其中，所述穹顶还包括沿所述燃气涡轮发动机的周向方向间隔开的多个主通风道，并且其中，通过所述主通风道将所述主气流提供至所述燃烧室包括通过沿所述周向方向间隔开的多个主通风道将所述主气流提供至所述燃烧室，并且其中，所述主气流为提供至所述燃烧室的总量气流的至少大约百分之十五。

本申请技术方案17根据技术方案16所述的方法，其中，所述主气流为提供至所述燃烧室的总量气流的大约百分之二十到大约百分之八十五。

本申请技术方案18还公开了一种限定轴向方向、径向方向和周向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括压缩机区段；涡轮区段；以及燃烧区段，所述燃烧区段定位在所述压缩机区段下游、所述涡轮区段上游，所述压缩机区段包括驻涡燃烧器，所述驻涡燃烧器包括：限定前端的外涡流室壁；以及穹顶，所述穹顶在所述外涡流室壁的前端处附接到所述外涡流室壁或者与所述外涡流室壁一体形成，所述穹顶和所述外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室，所述穹顶包括限定气流方向的通风道，所述径向方向和轴向方向限定通过所述通风道延伸的参考平面，所述通风道的气流方向限定与所述参考平面的大于零的角度。

本申请技术方案19根据技术方案18所述的燃气涡轮发动机，其中，由所述通风道的气流方向与所述参考平面限定的角度大于大约十度并小于大约四十五度。

本申请技术方案20根据技术方案18所述的燃气涡轮发动机，其中，所述穹顶还包括沿所述驻涡燃烧器的周向方向间隔开的多个通风道，其中，所述燃烧室被配置成在操作中接收总量气流，并且其中，所述总量气流的至少大约百分之十五通过所述多个通风道提供。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例，且连同所述描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

本说明书中针对所属领域的技术人员来阐述本发明的完整和启发性公开内容，包括其最佳模式，本说明书参考了附图，在附图中：

图1是根据本公开的示范性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。

图2是根据本公开的示范性实施例的燃烧器组件的侧面示意横截面图。

图3是根据本公开的示范性实施例可以并入到图2的燃烧器组件中的主通风道的俯视横截面示意图。

图4是图2的示范性燃烧器组件的示意性前端视图。

图5是根据本公开的示范性实施例可以并入到图2的燃烧器组件中的燃料喷嘴的俯视横截面示意图。

图6是图2的示范性燃烧器组件的一区段的前端的透视图。

图7是根据本公开的另一示范性实施例的斜槽的透视图。

图8是根据本公开的示范性实施例斜槽内的气流构件的横截面图。

图9是根据本公开的又一示范性实施例的斜槽的透视图。

图10是根据本公开的另一示范性实施例的斜槽内的气流构件的横截面图。

图11是根据本公开的另一示范性实施例包括多个气流斜槽的燃烧器组件的前端的透视图。

图12是根据本公开的另一示范性实施例的燃烧器组件的侧面示意性横截面图。

图13是根据本公开的一个示范性方面用于操作燃烧器组件的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细参考本发明的当前实施例，其中的一个或多个实例示于附图中。详细描述中使用数字和字母标号来指代图中的特征。图中和描述中使用相同或类似的标示来指代本发明的相同或类似部分。

如本文中所使用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以区分一个部件与另一部件，而并非意欲表示个别部件的位置或重要性。

术语“前”和“后”指代燃气涡轮发动机或运载工具内的相对位置，且指代所述燃气涡轮发动机或运载工具的正常操作姿态。例如，相对于燃气涡轮发动机，前是指更接近发动机入口的位置，而后是指更接近发动机喷嘴或排气口的位置。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流的相对方向。举例来说，“上游”是指流体从其流出的方向，而“下游”是指流体流到的方向。

术语“联接”，“固定”，“附接到”等是指直接联接，固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接，固定或附接，除非在本文中另有说明。

除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一”以及“所述”包括复数参考物。

如在整个说明书和权利要求书中所用的近似语言用于修饰任何定量表示，这些定量表示可容许变化而不会导致其相关的基本功能变化。因此，由例如“约”、“大约”和“大体上”等词语修饰的值并不限于所指定的确切值。在至少一些情况下，估计性措辞可对应于用于测量值的仪器的精确度，或对应于用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精确度。例如，近似语言可指处于10％的裕度内。

此处以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制会进行组合和/或互换，除非上下文或措辞另外指示，否则认定此类范围包括其中含有的所有子范围。举例来说，本文公开的所有范围包括端点，且所述端点可独立地彼此组合。

现参看图式，其中相同的标记贯穿各图指示相同的元件，图1是根据本公开的示范性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。更确切地说，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为高涵道涡扇喷气发动机10，其在本文中被称为“涡扇发动机10”。如图1所示，涡扇发动机10界定轴向方向a(平行于用于参考而提供的纵向中心线12延伸)、径向方向r和圆周方向(即，围绕轴向方向a延伸的方向；未示出)。通常，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。

所描绘的示范性核心涡轮发动机16通常包括限定环形入口20的大体上管状外壳体18。外壳体18以串联流关系包覆：压缩机区段，其包括增压器或低压(lp)压缩机22和高压(hp)压缩机24；燃烧区段26；涡轮机区段，其包括高压(hp)涡轮机28和低压(lp)涡轮机30；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(hp)轴或转轴34将hp涡轮机28传动地连接到hp压缩机24。低压(lp)轴或转轴36将lp涡轮机30传动地连接到lp压缩机22。

对于所描绘的实施例，风扇部段14包括变距风扇38，所述变距风扇38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇轮叶40。如所描绘的，风扇轮叶40大体上沿着径向方向r从盘42向外延伸。每个风扇轮叶40能够围绕间距轴线p相对于盘42旋转，原因是风扇轮叶40可操作地联接到合适的致动构件44，所述致动构件44被构造成联合地共同改变风扇轮叶40的间距。风扇叶片40、盘42和致动构件44能够通过跨越动力齿轮箱46的lp轴36围绕纵向轴线12一起旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以用于将lp轴36的旋转速度逐步降低到更高效的旋转风扇速度。

仍参考图1的示范性实施例，盘42由可旋转的前部机舱48覆盖，前部机舱48具有空气动力学轮廓以促使空气流通过多个风扇叶片40。另外，示范性风扇区段14包括环形风扇壳体或外部舱体50，其沿圆周包围风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。由多个沿圆周间隔开的出口导叶52相对于核心涡轮发动机16支撑机舱50。此外，机舱50的下游区段54在核心涡轮发动机16的外部部分上方延伸，以便在其间限定旁路空气流通道56。

在涡扇发动机10的操作期间，一定体积的空气58通过机舱50的相关联入口60和/或风扇部段14进入涡扇10。当所述体积的空气58横穿风扇轮叶40时，如由箭头62指示的空气58的第一部分被引导或传送到旁通气流通道56中，且如由箭头64指示的空气58的第二部分被引导或传送到lp压缩机22中。空气的第一部分62和空气的第二部分64之间的比率通常称为旁路比。在空气的第二部分64被导引通过高压(hp)压缩机24并进入燃烧区段26时，空气的第二部分64的压力接着增加，在燃烧区段26处，空气与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。值得注意的是，如在下面更详细地描述的，燃烧区段26包括驻涡燃烧器，其用于将压缩空气与燃料混合，并产生燃烧气体66。

燃烧气体66被导引通过hp涡轮机28，在hp涡轮机28处经由连接到外壳体18的hp涡轮定子轮叶68和连接到hp轴或转轴34的hp涡轮转子叶片70的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分，因此使hp轴或转轴34旋转，进而支持hp压缩机24的操作。燃烧气体66接着被导引通过lp涡轮机30，在lp涡轮机30处经由连接到外壳体18的lp涡轮定子轮叶72和连接到lp轴或转轴36的lp涡轮转子叶片74的顺序级提取来自燃烧气体66的热能和动能的第二部分，因此使lp轴或转轴36旋转，进而支持lp压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

燃烧气体66随后被导引通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32以提供推进力。同时，当空气的第一部分62在从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导引通过旁路气流通道56时，空气的第一部分62的压力显著增大，从而也提供推进力。hp涡轮机28、lp涡轮机30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，以用于将燃烧气体66导引通过核心涡轮发动机16。

然而，应了解，图1中仅以举例方式描绘了示范性涡扇发动机10，并且在其它示范性实施例中，涡扇发动机10可以具有任何其它合适的配置。举例来说，在其它示范性实施例中，涡扇发动机10可代替地被配置成例如直接驱动涡扇发动机、固定桨距涡扇发动机等。另外或者替代性地，涡扇发动机10可以被配置成涡轮螺旋桨发动机、涡喷发动机、涡轴发动机、冲压发动机、辅助动力装置发动机等。另外或者替代性地，在其它实施例中，图1的涡扇发动机10可改为被配置成航改燃气涡轮发动机，例如用于航海应用，或者配置成工业燃气涡轮发动机，例如用于发电。

现在参考图2，提供了根据本公开的示范性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧区段26的近距离横截面图。图2中描绘的燃烧区段26在某些示范性实施例中可以是如上文参照图1描述的示范性燃烧区段26。然而，在其它示范性实施例中，图2的燃烧区段26可以并入到任何其它适合的燃气涡轮发动机中，例如，任何适合的涡轮螺旋桨发动机、涡喷发动机、涡轴发动机、冲压发动机、辅助动力装置发动机、航改燃气涡轮发动机、工业燃气涡轮发动机等。

要认识到，燃烧区段26大体上包括燃烧器100，燃烧器100限定轴向方向a(和轴向中心线102)、径向方向r和周向方向c(即关于轴向方向a延伸的方向；参见图3)。值得注意的是，在某些示范性实施例中，由燃烧器100限定的轴向方向a、径向方向r和周向方向c可以与燃烧器100所安装(见图1)于的燃气涡轮发动机限定的轴向方向a、径向方向r和周向方向c对准，而且，轴向中心线102可以与燃烧器100所安装(见图1)于的燃气涡轮发动机的纵向中心线12对准。

图2中描绘的示范性燃烧器100大体上被配置成并且在本文中称作驻涡燃烧器100。驻涡燃烧器100大体上包括穹顶104和外涡流室壁106。外涡流室壁106在前端110和后端112之间延伸并限定前端110和后端112，穹顶104在外涡流室壁106的前端110处附接到外涡流室壁106或者与外涡流室壁106一体形成。穹顶104和外涡流室壁106一起至少部分地限定燃烧室114，燃烧室114包括外驻涡室118和主流动室120。如所描绘的，外驻涡室118沿径向方向r径向定位在主流动室120外。

驻涡燃烧器100还包括外过渡壁122(要认识到，其形成外驻涡室118的后壁，因此可另外或替代性称作“涡流室后壁”)。外过渡壁122在外涡流室壁106的后端112附接到外涡流室壁106或者与外涡流室壁106一体形成，并大体上沿径向方向r向内延伸，以进一步限定外驻涡室118。而且，驻涡燃烧器100包括外燃烧室衬套126和内燃烧室衬套128。外燃烧室衬套126附接到外过渡壁122或者与外过渡壁122一体形成，并大体上在其后方延伸。如在下面更详细地讨论的，外过渡壁122和外燃烧室衬套126一起形成拐角130。另外，对于所描述的实施例，内燃烧室衬套128附接到穹顶104或者与穹顶104一体形成，并大体上在其后方延伸。对于所描述的实施例，主流动室120大体限定于外燃烧室衬套126和内燃烧室衬套128之间。要认识到，如本文中使用的术语“拐角”，例如拐角130指形成此拐角的两个壁会合的区域。更具体讲，当拐角是圆形拐角时，例如，拐角130，拐角包括开始弯曲形成拐角的壁的整个部分。

而且，要认识到，内燃烧室衬套128和外燃烧室衬套126至少部分限定燃烧室中心线132。燃烧室中心线132沿主流动室120的径向中心点延伸。

还如图2中描绘的，对于所示的实施例，穹顶104另外包括主通风道134。主通风道134被配置成在驻涡燃烧器100的操作中将大量的气流提供至燃烧室114。另外，主通风道134被配置成以涡流角142(以下限定)提供此气流以将大涡流引入到通过燃烧室114的气流。更具体讲，现在还参考图3，沿径向方向r提供主通风道134的横截面图，要认识到，穹顶104的主通风道134包括斜槽壁136，并限定气流方向138。对于所描述的实施例，主通风道134的气流方向138沿斜槽壁136的中心线延伸，并描绘通过主通风道134进入燃烧室114的气流进入燃烧室114的方向。

如指出的，主通风道134以涡流角142引入气流。更具体讲，驻涡燃烧器100限定参考平面144，或者更具体讲，驻涡燃烧器100的径向方向r和轴向方向a限定参考平面144。参考平面144通过所描绘的示范性主通风道134延伸。要认识到，图2的视图为参考平面144的视图。对于所描述的实施例，主通风道134的气流方向138限定与参考平面144的大于零(0)的角，即涡流角142。更具体讲，对于所描述的实施例，由主通风道134的气流方向138和参考平面144限定的涡流角142大于大约五度并小于或等于大约五十度，例如大于大约十度并小于或等于大约四十五度，例如大于大约十五度，例如大于大约二十度，例如大于大约二十五度。要认识到，以此涡流角142通过主通风道134引入气流会将大涡流引入到通过燃烧室114的主流动室120的气流，这对于驻涡燃烧器100的特定轴向长度具有提高此气流的总行进长度的好处，允许驻涡燃烧器100有更短的总轴向长度。例如，通过燃烧室114的主流动室120的气流可能需要行进最小距离，以便给此气流提供足够量的驻留时间供燃烧。将大涡流引入到主流动室120可允许气流通过主流动室120沿轴向方向a的总体更短的燃烧器行进期望距离。

现在还参照图4，提供沿轴向方向a从驻涡燃烧器100的前端后方的位置的视图，要认识到，驻涡燃烧器100还包括沿驻涡燃烧器100的周向方向c间隔开的多个主通风道134。要认识到，尽管所描述的实施例示出沿周向方向c间隔开的八个主通风道134，但在其它实施例中，驻涡燃烧器100可包括任何其它适合数目的主通风道134，例如，至少四个、至少十个、至少二十个或者更多。在其它实施例中，驻涡燃烧器100可包括高达五十或一百个主通风道134。

还要认识到，在操作中，燃烧室114被配置成接收总量气流。多个主通风道134被配置成在操作中提供此总量气流的相对大的一部分。例如，在某些实施例中，多个主通风道134可以被配置成将至少大约百分之十五的总量气流提供至燃烧室114。例如，在某些示范性实施例中，通过多个主通风道134提供大约百分之二十到大约百分之八十五之间的总量气流，例如大约百分之二十五到百分之七十五之间，例如，大约百分之三十到百分之六十之间的总量气流。

值得注意的是，燃烧器100还可限定多个稀释孔147(以虚线描绘)，以将额外的气流提供至燃烧室114。尽管示意性描绘为被限定在穹顶104的径向内端，但在其它实施例中，这些稀释孔147可另外或替代性地被限定在内燃烧室衬套128内(例如，邻近穹顶104；在图2中以虚线示出)，限定在外燃烧室衬套126内(例如，邻近拐角130；在图2中以虚线示出)；或者限定在任何其它适合的位置处的任何其它壁中。

应当认识到，对于所描绘的示范性实施例，通过相对于针对燃烧室114的任何其它孔或开口(例如，包括冷却空气孔145，稀释空气孔147(以虚线描绘)等)适当地确定主通风道134的大小，多个主通风道134可以“配置成提供”总气流的百分比。

再参照图2，要认识到，对于所描述的实施例，穹顶104还包括密封斜槽146。类似于主通风道134，密封斜槽146限定气流方向148。然而，对于所描述的实施例，由密封斜槽146限定的气流方向148为在参考平面144内延伸的方向(即不限定涡流角，即限定与参考平面144近似等于零的角)。然而，相反，对于所描述的实施例，密封斜槽146径向地定位在外涡流室118内，并径向向外定位。例如，由密封斜槽146限定的气流方向148限定与燃烧室114的腔室中心线132(为了清楚，以与中心线132平行延伸的参考线132’描绘)的角度150大于零(0)度并小于大约四十五度。例如，在至少某些实施例中，由密封斜槽146的气流方向148与燃烧室114的腔室中心线132限定的角度150可以大于大约五度，例如大于大约十度，例如大于大约十五度，例如大于大约二十度，例如大于大约三十度。

而且，要认识到，示范性穹顶104限定通过密封斜槽146在参考平面144(即在图2中描绘的平面，还见图3)内延伸的参考线149。密封斜槽146的气流方向148限定与参考线149的角度151小于九十度并大于大约四十五度，例如小于大约八十五度，例如小于大约八十度，例如小于大约七十五度。

更具体讲，如之前提到的，外过渡壁122和外燃烧室衬套一起形成拐角130。在密封斜槽146的气流方向148和参考线149之间限定的角度151以及在密封斜槽146的气流方向148和腔室中心线132之间限定的角度150使得密封斜槽146的气流方向148与拐角130相交。以此方式，密封斜槽146可用来在驻涡燃烧器100的操作期间“密封”燃烧室114的外部分(即驻涡室118)，允许在燃烧室114内有更完全的燃烧。

再次简要地参照图4，要认识到，驻涡燃烧器100还包括沿驻涡燃烧器100的周向方向c间隔开的多个密封斜槽146。如同主通风道134一样，尽管所示的实施例包括八个密封斜槽146，但在其它实施例中，驻涡燃烧器100可具有任何其它适合数目的密封斜槽146。多个密封斜槽146可各自限定气流方向148，多个密封斜槽146的每一个的气流方向148限定与腔室中心线132的角度150和/或与参考线149的角度151，导致气流方向148与由外过渡壁122和外燃烧室衬套126形成的拐角130相交。而且，多个密封斜槽146的每一个可一起提供比由多个主通风道134提供的气流量更少的气流量。例如，在驻涡燃烧器100的操作期间，多个密封斜槽146可将总量气流的至少大约百分之十提供至燃烧室114。例如，在某些示范性实施例中，通过多个密封斜槽146可提供大约百分之十五到大约百分之五十的总量气流，例如通过多个密封斜槽146可提供大约百分之二十到百分之四十的总量气流。

然而，要认识到，在其它实施例中，以与上面描述的一个或多个示范性主通风道134相同的方式(例如，相同的幅度)，密封斜槽146的气流方向148还可限定与参考平面144的涡流角。例如，在某些示范性实施例中，可以与在图3中描绘的主通风道134基本相同的方式(至少关于其相对于参考平面144的定向)分别构造密封斜槽146。对于这种示范性实施例(即当密封斜槽146以大于零的涡流角引入气流时)，驻涡燃烧室100可以上面描述的涡流角142，以等于零的角度142通过主通风道134引入气流，或者替代性地可以不包括主通风道134。

现在再具体参照图2，要认识到，除了以涡流角142引入主气流以将大涡流引入到通过燃烧室114的气流之外，主通风道134还可以被配置成以相对于例如燃烧室中心线132的径向向内的方向引导气流。例如，主通风道134的气流方向138可限定与穹顶104的参考线149的角度139小于九十度并大于大约四十五度。例如，角度139可以在八十五度和五十度之间，例如在七十五度和六十度之间。

而且，仍参照图2，驻涡燃烧器100还包括燃料喷嘴组件152。燃料喷嘴组件152大体上包括被配置成在操作中将燃料提供至外驻涡室118的多个燃料喷嘴154。尽管所描绘的示范性实施例包括八个燃料喷嘴154，但是在其它实施例中，驻涡燃烧器100可具有任何其它适合数目的燃料喷嘴154，例如，在四个和大约二十五个之间，或者更多，或者更少。另外，穹顶104大体上限定被配置成接收相应的多个燃料喷嘴154的多个燃料喷嘴开口155，每个燃料喷嘴154至少部分地定位在穹顶104的相应燃料喷嘴开口155中或者通过其延伸。要认识到，在操作中，每个燃料喷嘴154被配置成将燃料喷射到外驻涡室118中。更具体讲，每个燃料喷嘴154限定平均燃料喷射方向156(即在操作中，燃料喷嘴154喷射燃料的方向)。

现在简要参考图5，沿径向方向r提供燃料喷嘴154的横截面视图，要认识到，由燃料喷嘴154限定的平均燃料喷射方向156还限定涡流角158。更具体讲，由燃料喷嘴154限定的平均燃料喷射方向156限定与参考平面144的大于零(0)度并小于大约四十五度的角度，即涡流角158。例如，在所示的实施例中，由平均燃烧喷射方向156和参考平面144限定的涡流角158大于大约十度并小于大约四十五度，例如大于大约十五度，例如大于大约二十度，例如大于大约三十度。要认识到，在至少某些实施例中，燃料喷嘴组件152的每个燃料喷嘴154可限定基本上相似的涡流角158(即与通过其延伸的相应的参考平面)。以这种方式定向燃料喷嘴组件152的喷嘴154可帮助在驻涡燃烧器100的燃烧室114内生成大涡流。

然而应当领会，在其它示范性实施例中，燃料喷嘴154可以替代地具有任何其它配置。例如，在其它实施例中，燃料喷嘴154可限定平均燃料喷射方向156，其限定与参考平面144的角度158等于零度。还要认识到，尽管在例如图2和图5中描绘了包括通过穹顶104中的开口155延伸的多个燃料喷嘴154的燃料喷嘴组件152，但在其它实施例中，燃料喷嘴组件152可以另外或替代性地包括通过例如由外涡流室壁106(例如，虚线描绘的开口155’)和/或外过渡壁122(例如也以虚线描绘的开口155”)限定的一个或多个开口延伸的燃料喷嘴，或者另外被配置成通过上述的一个或多个开口喷射燃料。对于这些实施例中的每一个，平均燃烧喷射方向156可限定与参考平面144的上述角度158中的任何一个，以例如以涡流角或者以直接角引入此燃料。

现在参照图6，提供上面描述的示范性驻涡燃烧器100的区段的前端的透视图。如所描绘，对于图6的实施例，要认识到，密封斜槽146和主通风道134各自沿径向方向r定位在燃烧室114的外涡流室118内。此外，主通风道134沿径向方向r定位在密封斜槽146内。此外，对于所描绘的实施例，主通风道134限定高度160和宽度162。在大体上沿驻涡燃烧器100的周向方向c的方向上限定宽度162。对于所描述的实施例，高度160大于宽度162，例如，是宽度162的至少大约1.5倍。类似地，对于所描述的实施例，密封斜槽146限定高度161和宽度163，宽度163还是在大致沿驻涡燃烧器100的周向方向c的方向上限定。然而，作为比较，对于所描述的实施例，密封斜槽146的宽度163大于高度161，例如，至少大约是高度160的两倍。

而且，对于所描绘的实施例，密封斜槽146是完全开放的斜槽，而主通风道134包括在其中延伸的气流构件164。更具体讲，对于图6的实施例，气流构件164被配置为沿主通风道134的整个高度160在主通风道134的宽度162中间的位置处延伸的翼型件。

然而，要认识到，在其它示范性实施例中，密封斜槽146和/或主通风道134可具有任何其它适合的构造。例如，在其它实施例中，密封斜槽146和/或主通风道134可改为具有任何其它适合的高度160,161与宽度162,163的比，气流构件164构造等。

而且，现在简要参照图7到图11，描绘了斜槽的各种其它构造，其可以是主通风道134和/或密封斜槽146中的一个或多个(因此，斜槽标记为“134,146”，高度标记为“160,161”，宽度标记为“162,163”)。例如，图7描绘了斜槽，其具有比高度160,161更大的宽度162,163，并包括沿高度160,161延伸的气流构件164。然而，对于图7的实施例，气流构件164不是翼型件，而是被配置为主体分离器168。更具体讲，还参考图8，提供图7的示范性主体分离器168的横截面图，要认识到，主体分离器168的下游端170相对钝化，以促进在主体分离器168的下游端170上气流的混合。还如图7中描绘的，通风道包括堆叠构造，其中，多个通风道可沿径向方向r设置以及沿周向方向c设置。

然而，要认识到，在某些示范性实施例中，内斜槽(即沿径向方向r向内)沿径向方向r可以不与外斜槽(即沿径向方向r向外)对准，如图7的实施例的情况。例如，在某些示范性实施例中，内斜槽可与外斜槽偏置(offset)，使得每个内斜槽沿周向方向c定位在相邻的外斜槽之间。值得注意的是，图7中的内斜槽和外斜槽可以都是主通风道134，或者替代性地，内斜槽可以是主通风道134，外斜槽可以是密封斜槽146。

此外，现在参考图9，描绘根据本公开的另一示范性实施例的斜槽。图9的示范性斜槽还限定比高度160,161更大的宽度162,163，且包括沿高度160,161延伸的多个气流构件164。还简要参照图10，提供气流构件164中的一个的横截面图，要认识到，对于所示的实施例，分别以翼型件构造来构造多个气流构件164。而且，再参照图9，要认识到，斜槽并不在直方向上延伸，而是沿其长度限定弧度(即大体上沿轴向方向a)。对于此构造，斜槽的气流方向(例如当斜槽被配置为密封斜槽146时的气流方向148，或者当斜槽被配置为主通风道134时的气流方向138)可以指气流离开斜槽的有效方向。

而且，现在仍参照图11，要认识到，在其它实施例中，斜槽可限定更高的高度160,161和宽度162,163。例如，对于图11的实施例，斜槽被配置成高度160,161为宽度162,163的至少大约四倍直至宽度162,163的大约十倍的细长长宽比的斜槽。要认识到，为了简洁，图11的示范性斜槽被描绘为没有斜槽壁。值得注意的是，当根据图11的示范性斜槽构造主通风道134时，穹顶104可包括沿周向方向c间隔开的相对大量的主通风道134，以便在期望的方向提供期望量的气流。

要认识到，在某些实施例中，可以根据本文中描述的任何一个上述斜槽构造密封斜槽146。类似地，在其它示范性实施例中，也可以根据本文中描述的一个或多个上面的斜槽构造驻涡燃烧器100的主通风道134。例如，要认识到，在某些示范性实施例中，主通风道134可以不包括其中的任何气流构件，且可包括通过主通风道侧壁136(见图2)的曲率/方向的涡流。

此外，应当认识到，在另外其它示范性实施例中，驻涡燃烧器100可以具有另外的任何其它合适的构造。例如，在其它示范性实施例中，驻涡燃烧器100可以不包括任何密封斜槽146，或者替代性地，可以不包括任何主通风道134(例如，当密封斜槽146以大于零的涡流角引入气流时)。另外或者替代性地，驻涡燃烧器100的穹顶104可包括具有任何适合的构造的一个或多个稀释空气孔147或斜槽，具有任何适合的构造的冷却空气孔145，具有任何适合的构造的燃料喷嘴组件等。

此外，现在参考图12，提供根据本公开的另一示范性实施例的涡驻涡燃烧器100的侧面示意性横截面图。可基本上以与上文参照图2描述的示范性驻涡燃烧器100相同的方式构造图12的示范性驻涡燃烧器100。因此，相同或相似数字可指代相同或相似部分。

如所描绘，驻涡燃烧器100大体上包括外涡流室壁106、外过渡壁122和外燃烧室衬套126。另外，对于所示的实施例，驻涡燃烧器100包括内涡流室壁172、内过渡壁174和内燃烧室衬套128。而且，驻涡燃烧器100包括穹顶104，穹顶104附接到外涡流室壁106的前端110，还附接到内涡流室壁172的前端176。外过渡壁122联接到外涡流室壁106和外燃烧室衬套126之间，并在外涡流室壁106和外燃烧室衬套126之间延伸，内过渡壁174联接到内涡流室壁172和内燃烧室衬套128之间，并在内涡流室壁172和内燃烧室衬套128之间延伸。因此，对于所描述的实施例，外涡流室壁106、穹顶104、内涡流室壁172、外燃烧室衬套126和内燃烧室衬套128一起至少部分地限定燃烧室114。

然而，值得注意的是，对于图12的实施例，除了限定燃烧室114的外驻涡室118的外涡流室壁106和穹顶104之外，内涡流室壁172和穹顶104限定燃烧室114的内驻涡室178。对于此示范性实施例，穹顶104还包括外密封斜槽146，其限定与由外过渡壁122和外燃烧室衬套126形成的拐角130相交的气流方向148；以及内密封斜槽180，其限定与由内过渡壁174和内燃烧室衬套128形成的拐角184相交的气流方向182。而且，图12的示范性驻涡燃烧器100包括主通风道134，主通风道134限定具有涡流角142的气流方向138。更具体讲，主通风道134的气流方向138限定与由所描绘的(例如见图3)驻涡燃烧器100的径向方向r和轴向方向a限定的参考平面144的大于零(0)度的角。对于所示的实施例，主通风道134定位在外驻涡室118内(沿径向方向r)、内驻涡室178外(沿径向方向r)。

现在参看图13，提供了用于操作燃气涡轮发动机的驻涡燃烧器的方法300的流程图。可以与在上文参照图1到图12描述的一个或多个示范性驻涡燃烧器相同的或相似的方式构造驻涡燃烧器。因此，例如，驻涡燃烧器可包括外涡流室壁和穹顶，所述穹顶附接到外涡流室壁或者与外涡流室壁一体形成。所述穹顶和所述外涡流室壁至少部分地限定具有外驻涡室的燃烧室。另外，穹顶包括主通风道。

方法300大体上包括在(302)处，将总量气流提供至燃烧室。在(302)处提供的总量气流可通过各种来源提供，包括例如冷却空气孔、稀释空气孔、密封斜槽等。例如，对于所描述的实施例，在(302)处将总量气流提供至燃烧室包括沿气流方向通过通风道将气流提供至燃烧室。更具体讲，对于所描述的方面，在(302)处将总量气流提供至燃烧室包括在(304)处沿气流方向通过主通风道将主气流提供至燃烧室。气流方向限定与参考平面的角度大于零度并小于大约四十五度。参考平面由包括驻涡燃烧器的燃气涡轮发动机的径向方向和轴向方向限定。

而且，对于所描述的示范性方面，穹顶还包括沿包括驻涡燃烧器的燃气涡轮发动机的周向方向间隔开的多个主通风道。值得注意的是，燃气涡轮发动机的轴向方向、径向方向和周向方向可与驻涡燃烧器的轴向方向、径向方向和周向方向对准。对于此示范性方面，在(304)处通过主通风道将主气流提供至燃烧室还可包括在(306)处通过沿周向方向间隔开的多个主通风道将主气流提供至燃烧室。对于此示范性方面，主气流可以是在(302)处提供至燃烧室的总量气流的至少大约百分之十五。例如，在至少某些示范性方面，主气流可以是在(302)处提供至燃烧室的总量气流的大约百分之二十到大约百分之八十五。

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