專利名稱:沖擊冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道的制作方法
本發(fā)明與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)，具體有關(guān)用于冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道的裝置，這種過(guò)渡進(jìn)氣道在先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，把熱燃?xì)鈴囊粋€(gè)燃燒裝置，引入一個(gè)渦輪級(jí)。
大重型燃?xì)鉁u輪機(jī)，在傳統(tǒng)上使用若干平行運(yùn)轉(zhuǎn)的圓柱形燃燒裝置級(jí)，產(chǎn)生增能熱燃?xì)猓氚l(fā)動(dòng)機(jī)的第一渦輪級(jí)。第一渦輪級(jí)接受的最好是環(huán)形的熱燃?xì)?。有一個(gè)過(guò)渡進(jìn)氣道，放在每一燃燒裝置級(jí)和第一渦輪級(jí)之間，把從每一燃燒裝置噴出的燃?xì)饬鲌?chǎng)，從大致的圓柱形，改變?yōu)橐粋€(gè)環(huán)形的一部分。于是，全部過(guò)渡進(jìn)氣道噴出的氣流，產(chǎn)生理想的環(huán)形氣流。
如已周知，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)可能取得的熱力效力，取決于其工作流體的最高溫度，如為燃?xì)廨啓C(jī)，則取決于排出燃燒裝置級(jí)的熱燃?xì)?。熱燃?xì)獾淖罡呷菰S溫度，受到與這種熱燃?xì)饨佑|的金屬部件的工作溫度極限的限制，并取決把這些部件冷卻到熱燃?xì)鉁囟纫韵碌哪芰?。先進(jìn)重型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡進(jìn)氣道的冷卻任務(wù)，也就是本發(fā)明針對(duì)的課題，是有困難的，因?yàn)楝F(xiàn)今已知的冷卻方法，若非能力不足，便是伴隨有無(wú)法負(fù)擔(dān)的代價(jià)。
在一個(gè)傳統(tǒng)的重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，過(guò)渡進(jìn)氣道的全部外表面，接觸壓氣機(jī)排出的相對(duì)低溫的空氣，壓氣機(jī)向燃?xì)鉁u輪提供全部的氣流。從過(guò)渡進(jìn)氣道外表流進(jìn)燃燒裝置的氣流造成消極冷卻。過(guò)渡進(jìn)氣道外表的某些部分受到消極冷卻的相當(dāng)好的降溫，但另外的部分的降溫則很差。并且，過(guò)渡進(jìn)氣道外表面的降溫最差的部分，一般是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度底的區(qū)域，也是熱燃?xì)庠诶锩嬖鰷剌^高的區(qū)域。為了防止過(guò)高金屬溫度造成的損壞，燃燒裝置的最高排氣溫度，必須受到過(guò)渡進(jìn)氣道冷卻最差的區(qū)域的金屬最高容許溫度的限制。為了促進(jìn)提高熱效率，重型燃?xì)鉁u輪燃燒裝置的排氣溫度已有提高，已經(jīng)采用了各種積極冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道的相對(duì)高溫區(qū)域的手段。在一個(gè)先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪機(jī)中，燃燒裝置的排氣溫度，比通常的重型燃?xì)鉁u輪機(jī)的2000度左右的溫度高相當(dāng)多，過(guò)渡進(jìn)氣道的全部表面，必須有積極的冷卻，以保持金屬溫度的容許水平。
冷卻燃燒裝置壁的已知方法，使壓氣機(jī)的排氣從燃燒裝置壁上經(jīng)過(guò)，然后沿其內(nèi)表面引導(dǎo)，形成一個(gè)防御熱燃?xì)庵苯咏佑|的膜。這種安排可以使燃燒裝置壁，在比熱燃?xì)獾拖喈?dāng)多的溫度下工作。這種膜冷卻方法，已經(jīng)用于過(guò)渡進(jìn)氣道的有限面積上，尤其在上述的冷卻差的區(qū)域上。然而這種膜冷卻法的應(yīng)用，受到了可以取得專供冷卻燃燒裝置和過(guò)渡進(jìn)氣道壁使用的空氣的量的限制。這個(gè)量在典型上，只能達(dá)到可供燃燒裝置使用的氣流的總量的三分之一以下。在先進(jìn)的重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，幾乎需要全部可作膜冷卻使用的空氣，冷卻燃燒裝置壁，可用于冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道壁的空氣則非常少。冷卻氣流供應(yīng)的這種限制，是因?yàn)槿紵b置的總氣流的約一半，需要用于進(jìn)行燃料的充分燃燒，氣流的另四分之一需用于沖淡燃燒裝置排出的熱燃?xì)?，把它定形，符合第一渦輪級(jí)為提高效率，延長(zhǎng)元件壽命所需。這個(gè)比例可以根據(jù)具體采用的設(shè)計(jì)方式而略微變化，但有各種實(shí)際障礙，這比例有較大的偏離。
已經(jīng)有另一種用于冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道外部的冷卻技術(shù)，是使用一個(gè)沖擊板，擋板或套管，離開(kāi)過(guò)渡進(jìn)氣道外表面一個(gè)短距離放置。沖擊套管有一個(gè)孔眼的陣列，壓氣機(jī)排出的空氣從里面通過(guò)，產(chǎn)生一個(gè)噴氣陣列，對(duì)過(guò)渡進(jìn)氣道外表面沖撞并冷卻。
美國(guó)專利第3，652，181號(hào)中，揭示了一種過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻技術(shù)，其沖擊套管僅圍繞過(guò)渡進(jìn)氣道的一部分。沖擊過(guò)需要冷卻的表面后的廢沖擊空氣，在過(guò)渡進(jìn)氣道外表面和沖擊套管之間中流過(guò)，到達(dá)過(guò)渡進(jìn)氣道上的孔中。通過(guò)這些孔的空氣和熱燃?xì)饣旌?，并降低正在渦輪葉片基部區(qū)域前面的熱燃?xì)鉁囟?，從而有助降低渦輪葉片這部分的金屬溫度。這方法取決于燃?xì)獾膫鳠崴俣龋徒饘俚淖罡呷菰S溫度，可以使用比膜冷卻使用較少的冷卻空氣，維持容許的金屬溫度，并可以和膜冷卻結(jié)合，進(jìn)一步降低金屬溫度。但是，在過(guò)渡進(jìn)氣道上即使采用沖擊冷卻和膜冷卻結(jié)合，在先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪機(jī)中，需要的冷卻空氣多于可能得到的冷卻空氣。
其他有關(guān)燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒元件沖擊冷卻的揭示，可從美國(guó)專利第4，339，925號(hào)中見(jiàn)到。雖該專利所冷卻的燃?xì)鉁u輪燃燒元件類型，與本發(fā)明所針對(duì)的完全不同，但該專利揭示了沖擊冷卻系統(tǒng)的典型因素。揭示了一個(gè)殼體，上有孔眼陣列，冷卻空氣從里面通過(guò)，向著燃燒裝置在熱燃?xì)馐疑蠜_擊。對(duì)一種實(shí)施方案作了圖示和敘述，其沖擊空氣沿?zé)崛細(xì)馐伊鲃?dòng)，最后參與燃?xì)膺^(guò)程。有一種限流器揭示，幫助空氣從熱燃?xì)鈿ず投嗫字g的空間中噴出。該專利認(rèn)識(shí)到進(jìn)氣孔的數(shù)目和抗體離開(kāi)熱燃?xì)馐业拈g距，代表了一些變數(shù)，可用于按環(huán)境要求，產(chǎn)生冷卻效果。
如美國(guó)專利第3，652，181號(hào)及4，339，925號(hào)所揭示，在已有技術(shù)領(lǐng)域：
中，燃燒元件的沖擊冷卻可以消耗一部分為燃燒過(guò)程分配的氣流，或者和燃燒裝置串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，把用于冷卻一個(gè)燃燒元件的空氣，隨后又用于燃燒過(guò)程。這種對(duì)過(guò)渡進(jìn)氣道串聯(lián)冷卻，就是本發(fā)明所針對(duì)的目標(biāo)。
基于熟悉燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)計(jì)技藝者所共知的原因，把壓氣機(jī)排出的空氣，強(qiáng)壓通過(guò)燃燒裝置上的開(kāi)口，和燃料混合并燃燒時(shí)，隨之產(chǎn)生壓力降或壓力消耗。就是這壓力降可以促進(jìn)燃燒裝置的膜冷卻和空氣流的沖淡，因而給初期從燃料裝置中排出的空氣的溫度圖形定型。根據(jù)典型，這壓力降在壓氣機(jī)排氣壓力的百分之二和四之間，并且為了維持熱效率的原因，要把它盡量壓低。如果壓力降太低，那么燃料和空氣混合不佳，結(jié)果燃燒不完全。假如壓力降太高，那么燃?xì)鉁u輪機(jī)的熱力效率下降。
為了實(shí)現(xiàn)沖擊冷卻，需要有一個(gè)通過(guò)沖擊套管或擋板的壓力降，藉以強(qiáng)壓冷卻空氣，在相當(dāng)高的速度下從孔眼中通過(guò)，以獲得要求的傳熱速度。一般而言，高冷卻速度是從高壓力降取得的。因此，可以看到，在串聯(lián)氣流安排中過(guò)渡進(jìn)氣道采用沖擊冷卻，將會(huì)造成燃燒系統(tǒng)的額外的壓力降，假如不把這壓力降保持在盡可能低的水平上，可能造成的熱效率下降，大于通過(guò)提高燃燒裝置排氣溫度所取得的效率增加。
沖擊冷卻系統(tǒng)的壓力降，基本上產(chǎn)生于兩個(gè)因素。首先是需要有一個(gè)壓力降加速通過(guò)沖擊套管孔的空氣，造成噴流沖擊需要冷卻的表面。次一個(gè)因素較難捉摸，因此在沖擊冷卻的其他的已知應(yīng)用上，大都受到忽視。
假如要求將用過(guò)的沖擊空氣在燃燒裝置中利用，必須將其收集，然后送入燃燒裝置。收集理應(yīng)在沖擊套管和過(guò)渡進(jìn)氣道的外表面之間進(jìn)行，可以理解到，假如在接近燃燒裝置處收集，因?yàn)槭占目諝庠龆?，空氣流速一定不斷增高。壓力降發(fā)生的第二個(gè)因素，是因?yàn)橐蟀褟U沖擊空氣的每一個(gè)增量再加速，達(dá)到已經(jīng)接近燃燒裝置的空氣的速度。
沖擊冷卻系統(tǒng)中的局部傳熱量大小，取決于許多變數(shù)。這些變數(shù)具體包括冷卻空氣的性能，沖擊套管和過(guò)渡進(jìn)氣道之間的距離，孔徑大小，間距和陣列的形式，沖擊空氣噴流速度，以及空氣垂直于噴氣流的流速，諸如收集廢沖擊空氣時(shí)造成的垂直氣流。
可以理解到影響傳熱量大小和沖擊冷卻系統(tǒng)總體的壓力降的變數(shù)是大量的。本發(fā)明針對(duì)的是先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的完全冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道，在其成功設(shè)計(jì)中這些變數(shù)的相互關(guān)系。
由沖擊板上的一個(gè)開(kāi)孔形成的空氣噴流，必須穿過(guò)把沖擊板和待冷卻表面隔離的空間，并且必須有足夠的速度和足夠的量沖撞待冷卻表面，實(shí)現(xiàn)需要的冷卻作用。當(dāng)僅涉及一個(gè)噴流時(shí)，對(duì)噴流沖擊作分析是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。然而當(dāng)使用噴流陣列時(shí)，沖擊空氣的一個(gè)噴流沖擊后離去，被截獲在待冷卻表面和沖擊板之間，勢(shì)必產(chǎn)生一個(gè)橫向氣流，干擾其他噴流的冷卻作用，尤其是那些在沖擊空氣為流出局限空間必須經(jīng)過(guò)的方向上的下游的那些噴流。也就是通過(guò)一個(gè)孔眼和待冷卻表面之間的空間的空氣的橫向流動(dòng)，可能阻止孔眼產(chǎn)生的噴流達(dá)到待冷卻的表面，或者降低可能達(dá)到待冷卻的表面的噴流任何部分的有效性。一個(gè)噴流陣列的實(shí)際冷卻效果是難預(yù)測(cè)的，因而只能按經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)。
橫向流的速度越大，對(duì)空氣噴流的有效性橫向干擾越大。在使用沖擊冷卻進(jìn)氣道時(shí)，全部沖擊空氣必須從過(guò)渡進(jìn)氣道和沖擊板之間向外流，當(dāng)橫向空氣流向出口時(shí)，量和速度有規(guī)則地增加。速度的增高可能部分或完全破壞噴流下游的其他沖擊流的有效性。也許因?yàn)檫@個(gè)原因，先有技術(shù)領(lǐng)域：
中的使用沖擊噴流冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道(或熱燃?xì)馐?的器械，把廢沖擊空氣射過(guò)渡進(jìn)氣道的內(nèi)部。如上文所討論，把可得到的冷卻空氣按這種低效率使用，對(duì)于先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪的設(shè)計(jì)是不合理的。
因此，本發(fā)明的目的，是提出一種過(guò)渡進(jìn)氣道沖擊冷卻系統(tǒng)，可以克服先有技術(shù)領(lǐng)域：
中的缺點(diǎn)。
具體而言，本發(fā)明的目的，是提出一種沖擊冷卻系統(tǒng)，供燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的全部過(guò)渡進(jìn)氣道使用，可以根據(jù)過(guò)渡進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)要求，作特定的冷卻分布。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提出一種過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻系統(tǒng)，其中至少有一個(gè)孔眼尺寸，沖擊冷卻套管上的孔眼間距，和沖擊套管及待冷卻表面之間的間距，有規(guī)則地隨特定的表面冷卻變化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提出一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻系統(tǒng)，為了降低橫向氣流的速度，從而減小沖擊冷卻套管的壓力降，沖擊套管和過(guò)渡進(jìn)氣道之間的間距在沖擊空氣橫向流動(dòng)方向的下游上有規(guī)則地增大。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提出一種先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪機(jī)全部過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻，其孔眼尺寸和孔眼在沖擊冷卻套管上的距離，和沖擊套管及過(guò)渡進(jìn)氣道表面之間的距離有規(guī)則地變化，以減小沖擊冷卻所要求的壓力降，從而增高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提出一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻，其沖擊套管某些部分上的開(kāi)孔，大于其余部分上的開(kāi)孔，從而提供了高質(zhì)量流量的噴流，可以貫穿過(guò)渡進(jìn)氣道和沖擊套管之間較大的間距，和較大的空氣橫向流。在這些大孔之間的間距，最好相對(duì)于小孔之間的間距變化，以按過(guò)渡進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)要求，取得要求的沖擊冷卻強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提出一種沖擊冷卻和氣流分配系統(tǒng)，能夠精確控制沖擊冷卻的壓力降，并可減小燃燒裝置壓力降上游的燃燒裝置氣流壓力降。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明提出了一種先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻，過(guò)渡進(jìn)氣道由沖擊噴流冷卻，噴流由與待冷卻表面有一個(gè)距離的套管上的孔眼形成。套管有一定結(jié)構(gòu)形狀，把廢沖擊空氣向燃燒裝置輸送，使這空氣事后可用于和燃料混合并燃燒，或用于冷卻燃燒裝置。沖擊套管和過(guò)渡進(jìn)氣道表面之間的距離可變化，以控制廢沖擊空氣的橫向流動(dòng)的速度，以降低由于橫向流動(dòng)造成的壓力損耗?？籽鄣慕孛娣e可變化，把沖擊噴流在各種距離和橫向流動(dòng)的速度下投射。一般而言，大孔截面積用于大距離。因?yàn)樵谌紵b置和過(guò)渡進(jìn)氣道的相交處，廢沖擊空氣的量增加到一個(gè)最高數(shù)值，沖擊套管和過(guò)渡進(jìn)氣道之間的距離，在向著燃燒裝置的方向上有規(guī)則地增大?？衫镁嚯x，孔徑和孔間距離變化的組合，改變沖擊冷卻的強(qiáng)度，以補(bǔ)償可變的內(nèi)熱載荷，并且按設(shè)計(jì)要求，在過(guò)渡進(jìn)氣道的表面上，產(chǎn)生需要的溫度分布。對(duì)于上述變化作最佳化選擇，在燃燒系統(tǒng)的前面減少氣流的壓力降，便可按設(shè)計(jì)要求取得需要的冷卻強(qiáng)度。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提出了一種冷卻一個(gè)表面的沖擊冷卻裝置，表面處在一個(gè)壓縮空氣環(huán)境中，裝置中有一個(gè)沖擊板，與該表面離開(kāi)一段距離，沖擊板上有若干孔眼;有裝置產(chǎn)生一個(gè)橫過(guò)沖擊板的壓力降，因此每一個(gè)孔眼產(chǎn)生一個(gè)朝向表面的沖擊噴流，孔眼有一個(gè)截面，孔眼之間有間距;在沖擊板上，至少有一個(gè)該距離，該截面和該間距的變化，以控制表面上的冷卻。
根據(jù)本發(fā)明提出的一個(gè)特點(diǎn)，設(shè)置了一個(gè)冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道一個(gè)表面的沖擊冷卻器，過(guò)渡進(jìn)氣道放在一個(gè)燃燒裝置和一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪級(jí)之間，過(guò)渡進(jìn)氣道放在壓縮空氣增壓室中，其中有一個(gè)沖擊套管，圈圍過(guò)渡進(jìn)氣道并與之有一個(gè)距離，形成二者之間的氣流容積，在沖擊套管上有若干孔眼，這若干孔眼之每一個(gè)，有一個(gè)截面，相鄰的孔眼之間有間距，在氣流容積的渦輪機(jī)端有一個(gè)封閉的端部，氣流容積的燃燒裝置端有一個(gè)出口，有一個(gè)氣流套管圈圍燃燒裝置，在氣流套管的搭蓋出口的一端上，有一個(gè)喇叭形的進(jìn)口部分，作成其間的空氣動(dòng)力聚斂形狀，通過(guò)空氣動(dòng)力聚斂形狀，向燃燒裝置流動(dòng)的氣流，有把出口壓力降低到增壓室壓強(qiáng)以下的作用，因此，橫過(guò)沖擊套管的一個(gè)壓力降，產(chǎn)生從每一個(gè)孔眼噴向過(guò)渡進(jìn)氣道的一股沖擊噴流，并且至少有一個(gè)距離，截面，和間距，在沖擊套管上變化，控制表面上的冷卻。
根據(jù)本發(fā)明所提的另一個(gè)特點(diǎn)，設(shè)有一個(gè)沖擊冷卻器，冷卻由一個(gè)壁形成的一個(gè)被圍閉的表面，這壁和一個(gè)過(guò)渡進(jìn)氣道固定，過(guò)渡進(jìn)氣道由一個(gè)沖擊套管包圍，壁在沖擊套管的一個(gè)開(kāi)口中通過(guò)，過(guò)渡進(jìn)氣管和沖擊套管放在一個(gè)增壓室中，有形成一個(gè)加壓空氣環(huán)境的作用，沖擊冷卻器中有一個(gè)壁中的沖擊插體，有一個(gè)平底與被包圍的表面之間有一個(gè)距離，在平底上有若干孔眼，有產(chǎn)生橫過(guò)沖擊插體的壓力降的裝置，從而每一孔眼產(chǎn)生一個(gè)噴向被包圍表面的沖擊氣流，孔眼有一個(gè)截面，孔眼之間互相有間距，被包圍表面至少有一個(gè)通過(guò)過(guò)渡進(jìn)氣道的膜冷卻孔，排出沖擊插體和被包圍表面之間的廢沖擊冷卻空氣，截面和間距在平底上變化，按需要控制表面上的冷卻。
本發(fā)明的以上所述以及其他的目的，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合附圖閱讀下文便可明了，在附圖中，相同元件用相同標(biāo)圖號(hào)標(biāo)志。
圖1為采用先有技藝領(lǐng)域冷卻法的燃燒裝置和過(guò)渡進(jìn)氣道，圖為有局部剖視的圓筒。
圖2為待冷卻的板和沖擊板的剖視，本文敘述空氣橫向流對(duì)沖擊噴流性能的影響時(shí)，將有所引述。
圖3A為采用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的沖擊冷卻法的燃燒裝置和過(guò)渡進(jìn)氣道，圖為有局部剖視的圓筒。
圖3B為采用本發(fā)明另一實(shí)施方案中的沖擊冷卻法的燃燒裝置和過(guò)渡進(jìn)氣道，圖為有局部剖視的簡(jiǎn)圖。
圖4為圖3之氣流容積出口部分的放大圖。
圖5為沿圖3中Ⅴ-Ⅴ線的一個(gè)剖視。
圖6為沿圖5中Ⅵ-Ⅵ線的一個(gè)剖視。
圖7為沿圖6中Ⅶ-Ⅶ線的一個(gè)剖視。
首先參見(jiàn)圖1，其中用號(hào)10一般表示先有技藝領(lǐng)域中的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部分。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10中有若干燃燒裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線周圍平均分布，圖中僅示一個(gè)燃燒裝置。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的一種型式中，使用了十個(gè)燃燒裝置12。燃料和初級(jí)助燃空氣通過(guò)燃料噴咀14，噴入燃燒裝置12。燃料和空氣由火花塞16點(diǎn)火，在燃燒裝置中燃燒。熱燃燒產(chǎn)品和過(guò)量熱空氣，通過(guò)過(guò)渡進(jìn)氣道18，到達(dá)渦輪級(jí)20進(jìn)氣口。
燃燒裝置12和過(guò)渡進(jìn)氣道18放在一個(gè)增壓室22中，壓縮空氣從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的壓氣機(jī)出口24，向增壓室供給。壓氣機(jī)出口24送出的壓縮空氣，沿燃燒裝置12的表面流動(dòng)，被通過(guò)燃燒裝置表面上的傳統(tǒng)型的孔(圖未示)，引入燃燒裝置12的內(nèi)部。這樣引進(jìn)燃燒裝置12內(nèi)的空氣，在燃料噴咀14的下游，參加燃燒反應(yīng)，或被引導(dǎo)作為沿燃燒裝置12內(nèi)表面的一個(gè)冷卻氣膜。還有一部分壓縮空氣可被用于沖淡熱燃?xì)猓刂迫紵b置12的廢流溫度，并給溫度確定圖形。可以設(shè)置一個(gè)氣流套管26，圍繞燃燒裝置12，以改進(jìn)空氣沿燃燒裝置壁的流動(dòng)。
過(guò)渡進(jìn)氣道18的外表面，而從壓氣機(jī)出口24向燃燒裝置12流動(dòng)的壓縮空氣，作對(duì)流冷卻。有一個(gè)過(guò)渡進(jìn)氣道18的徑向內(nèi)表面28，放在直接從壓氣機(jī)出口24中流出后，改變了方向的壓縮空氣氣流里。具體而言，較靠近過(guò)渡進(jìn)氣道18的燃燒裝置端32的徑向內(nèi)表面28的一個(gè)部分30，有過(guò)渡的冷卻。而較遲渦輪端36徑向內(nèi)表面28的一部分34，則冷卻較差。相形之下，在過(guò)渡進(jìn)氣道18的徑向外表面38上，卻阻止了壓氣機(jī)出口24的壓縮空氣直接流出。
較近燃燒裝置端32的徑向外表面38的一個(gè)部分40，由圍繞過(guò)渡進(jìn)氣道18圓周流動(dòng)的壓縮空氣，在流向燃燒裝置12的中途冷卻。這種冷卻比徑向內(nèi)表面28所經(jīng)受的冷卻效力低相當(dāng)多。較近渦輪端36徑向外表面38的一個(gè)部分42，冷卻最差因?yàn)樵谶@里循環(huán)經(jīng)過(guò)的壓縮空氣非常少。因此，在過(guò)渡進(jìn)氣道18上冷卻的有效程度，從燃燒裝置端32向渦輪端36逐漸下降。部分42上的冷卻問(wèn)題，由于在過(guò)渡進(jìn)氣道18中流動(dòng)的熱燃?xì)庥袕?qiáng)烈的轉(zhuǎn)折，因而更加復(fù)雜。因此，熱燃?xì)獾母叨扔行У膶?duì)流傳熱，在部分42上作用。結(jié)果，部分42便成為過(guò)渡進(jìn)氣道18中的最熱部分，對(duì)可以被從燃燒裝置12引入部分42的熱燃?xì)鉁囟?，形成了有效的限制。除了?duì)最高燃?xì)鉁囟茸飨拗仆?，造成的過(guò)渡進(jìn)氣道18上的溫度不平衡，還可能構(gòu)成有害的熱脹形式，從而可能引致過(guò)渡進(jìn)氣道18的過(guò)早損壞。
假如溫度變化可為過(guò)渡進(jìn)氣道18容許，則上述的圖形也正與理想的圖形相反。也就是過(guò)渡進(jìn)氣道18的近渦輪端36的部分34和42，比近燃燒裝置端32的部分30及40，有較低的堅(jiān)固性，因而有較低的耐高溫能力。至少，堅(jiān)固性的下降，一部分是由于后支架44和部分42的連接。按理想講，部分30和40的溫度，應(yīng)該約等于部分34及42的溫度，并允許比34和42有高相當(dāng)多的溫度。部分34和42的溫度應(yīng)接近相等。
在涉及本發(fā)明的沖擊技術(shù)前，為了有助對(duì)揭示理解，茲作簡(jiǎn)單討論如下參看圖2其中示出板46，其表面有待于用沖擊冷卻進(jìn)行冷卻。一個(gè)沖擊板48，與板46的表面有間距，其上穿鑿若干孔50，52及54。一個(gè)密閉端56跨接板46及沖擊板48，形成腔58。腔58的一個(gè)出口60，形成一個(gè)唯一的開(kāi)口，全部通過(guò)孔50，52及54噴射的空氣，必須從這開(kāi)口排出。
可以認(rèn)識(shí)到橫過(guò)沖擊板48上的壓力降，有產(chǎn)生通過(guò)孔50，52及54的空氣噴流的作用?？?0由于最靠近封閉端56，形成的沖擊噴流沖擊板46?？?0里的空氣在沖擊板46后，必須向出口60流動(dòng)，如氣流箭頭62所示?？?2形成的沖擊噴流里的空氣，必須穿過(guò)孔50噴射的空氣造成的橫向流。假定孔50及52噴入腔58的空氣的量相等，于是在孔50及52的合并氣流中形成的空氣的量，兩倍于孔50單獨(dú)噴射的量。結(jié)果，孔52下游的合并氣流的量和速度，是氣流箭頭62所指，到達(dá)孔52的橫向空氣的量和速度的兩倍?？?4的噴流，必須穿過(guò)這合并量形成的橫向流，才能投射到板46上。通過(guò)孔54下游的空氣的總量有三倍于孔52上游的空氣的速度。由于橫向流的速度，隨著向下游的距離增加而增高，沖擊氣流達(dá)到板46的表面而適當(dāng)冷卻的能力也跟著下降。
現(xiàn)將提述的是圖3A所示的本發(fā)明的實(shí)施方案，這方案可按情況特定冷卻，在過(guò)渡進(jìn)氣道18上產(chǎn)生需要的溫度圖形。有間距圍繞過(guò)渡進(jìn)氣道18的一個(gè)沖擊套管66，形成兩者之間的氣流容積68，在渦輪機(jī)端36處基本密封，而其燃燒裝置32開(kāi)敞。沖擊套管66上穿鑿若干眼70，引導(dǎo)若干沖擊噴流沖擊過(guò)渡進(jìn)氣道18。如在前文已經(jīng)說(shuō)明，由于全部廢沖擊空氣都必需向燃燒裝置32的一個(gè)出口72流動(dòng)。其質(zhì)量流量必須向著出口72有規(guī)則地增高。
限制橫過(guò)沖擊套管的總壓力降，或限制增壓室22里的壓力(壓氣機(jī)排氣壓力)和氣流容積68出口72的壓力之間的差異是很重要的。例如，把這壓力降限制在壓氣機(jī)排氣壓力的百分之二以下也許是理想的。如前文已作解釋，橫過(guò)孔70的壓力降的積累，和把廢沖擊空氣加速到氣流容積68里的橫向流的速度所需要的壓力，造成通過(guò)沖擊套管66的總壓力降。
如所周知，封閉槽道里的氣體流速，和槽道截面積成反比。可以注意到氣流容積68的高度，從渦輪端36到燃燒裝置端32逐漸增高。這和氣流容積68在全部長(zhǎng)度上，有持續(xù)的較低的高度時(shí)空氣所能達(dá)到的速度相比，傾向于降低出口72附近的氣流速度。這樣便可以利用橫向質(zhì)量流速低的渦輪端36附近的氣流容積68的低高度，而仍可限制較近出口72的橫向流的速度。
當(dāng)沖擊套管66和過(guò)渡進(jìn)氣道18有較大的間距時(shí)，便要求沖擊噴流中有較大的質(zhì)量流量，使沖擊噴流沖撞過(guò)渡進(jìn)氣道18時(shí)有足夠速度作冷卻。使出口72附近的孔70的截面，大于渦輪端36附近的截面，便可以取得增高的質(zhì)量流量，而不需增高橫過(guò)沖擊套管66的壓力降。改變孔70的行距，和行中孔與孔之間的孔距，便可以使大孔70的孔陣產(chǎn)生的總氣流密度大于、等于或小于小孔區(qū)域里的孔陣的總氣流密度。所有這些變數(shù)都在圖3中示出。也就是，圍繞渦輪端36附近的沖擊套管66上第一孔行的孔70，比出口72附近最后孔行中的孔70，有小很多的間距。并且，在渦輪端36處的第一二孔行之間的行距，也比出口72附近的最后兩個(gè)孔行之間的行距小很多。在中間部分上，也可以看到有規(guī)則的孔距和行距變化。
以上變數(shù)中任何一個(gè)變數(shù)呈現(xiàn)的表面冷卻靈活性，都有助于按具體應(yīng)用中的要求，進(jìn)行有區(qū)別的冷卻。當(dāng)對(duì)變數(shù)作成對(duì)控制，或作全部控制時(shí)，橫過(guò)沖擊套管66有容許的低壓力降，便可以基本完全控制過(guò)渡進(jìn)氣道的沖擊冷卻。
再參看圖3A，氣流套管26上的孔70′，可以使沒(méi)有從沖擊套管66中通過(guò)的那部分燃燒裝置氣流，在開(kāi)始燃燒前，和廢沖擊氣流合并。對(duì)孔70′的數(shù)目，大小和分布作選擇，使氣流符合要求，并為沖擊套管造成需要的總壓降。在氣流套管26和沖擊套管66之間的密封件73，使兩者之間可以有相當(dāng)大的偏位，而能防止氣流從它們的連接處進(jìn)入。假如進(jìn)入便會(huì)造成兩者之間氣流分流的不平衡。應(yīng)能理解到由于通過(guò)孔70′的氣流，與廢沖擊氣流垂直，所以需要根據(jù)沖擊氣流，通過(guò)每一孔70′行列的氣流，以及氣流套管26和燃燒裝置12之間的環(huán)形氣流區(qū)里的氣流的總和，增加一個(gè)壓力降，把通過(guò)孔70′的氣流加速到一個(gè)新的橫向流速度。
圖3B所示的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，和圖3A所的十分相似。主要的差別在于氣流套管26的結(jié)構(gòu)形狀，和沖擊套管66的出口端32與氣流套管26的喇叭形進(jìn)口部分74之間的接頭。圖4示出這接頭的放大形式，其中的出口72由氣流套管26的一個(gè)喇叭形進(jìn)口部分74圈圍，形成一個(gè)環(huán)形流道78。環(huán)形流道78代替了孔70′(圖3A)，有一個(gè)面積足供需要的氣流通過(guò)，而同時(shí)為沖擊套管66造成需要的總壓力降。因?yàn)閺脑鰤菏?2到環(huán)形流道78出口的壓力降，等于橫過(guò)沖擊套管66的總壓力降，所以從環(huán)形流道78排出的氣流速度，比出口72的氣流速度高很多。由于這兩個(gè)氣流在氣流套管26中逐漸接近，便有一個(gè)有利的動(dòng)量傳遞到?jīng)_擊套管氣流中，在出口72的附近造成一個(gè)低壓區(qū)，對(duì)氣流容積68排出的廢沖擊冷卻空氣，起掃氣作用。這掃氣作用的凈效果，和圖3A所示的實(shí)施方案相比，當(dāng)通過(guò)沖擊套管66的總壓力降相同時(shí)，可以降低增壓室22和氣流套管26內(nèi)部之間的總壓力降。在本實(shí)施方案中，為了在十個(gè)以上的平行運(yùn)轉(zhuǎn)的燃燒裝置中，取得始終如一的分流和壓力降性能，要求對(duì)環(huán)形流道78的尺寸能作精確控制，與傳統(tǒng)的或先進(jìn)的重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)相似。
現(xiàn)參見(jiàn)圖5，后支架44中有一個(gè)基本圓形壁80，基本圍繞過(guò)渡進(jìn)氣道18的全部圓周焊接，在沖擊套管66的圓形開(kāi)口82中通過(guò)，于是形成一個(gè)盲端杯形容積84，上端與增壓室22相通，下端基本封閉。對(duì)于結(jié)構(gòu)的完全揭示和后支架44的作用，已在美國(guó)專利第4，422，288號(hào)載入，本文引述以作參考。應(yīng)該注意到過(guò)渡進(jìn)氣道18在這剖面圖中，朝杯形空間84向外彎曲。下文揭示的對(duì)過(guò)渡進(jìn)氣道18一部分冷卻的技術(shù)，提供了一個(gè)極好的實(shí)例，說(shuō)明了在熱荷載，距離和橫向氣流都有變化的表面上，采用可作相應(yīng)變化的沖擊冷卻的優(yōu)點(diǎn)和靈活性，該過(guò)渡進(jìn)氣道18的部分，被包圍在圓形壁80內(nèi)。
一個(gè)有向上伸的壁90和平底92的沖擊插入體86，緊密安裝在杯形空間84中，平底92和過(guò)渡進(jìn)氣道18的表面有一個(gè)距離。向上伸的壁90最好在上端部有一個(gè)突緣94，作在圓形壁80的內(nèi)表面上安裝用。突緣94最好用焊接等方法，固定在圓形壁80上的。在上伸壁90和圓形壁80之間有一個(gè)環(huán)形空間，使插入體86和壁90在和突緣94連接前，達(dá)到相同的溫度，從而減小這連接處的熱應(yīng)力。在平底92上有若干孔98，使增壓室22中的加壓室形成沖擊噴流，對(duì)過(guò)渡進(jìn)氣道18的在圓形壁80內(nèi)被包圍的表面100冷卻。
由于被包圍的表面100被圓壁80環(huán)繞，廢沖擊空氣從沖擊插入體86和被包圍表面100之間的空間中釋放的方式，必須與前文所述的用于沖擊冷卻技術(shù)的方式有所不同。冷卻被包圍的表面100所需冷卻空氣的量，是空氣供給總量中的一個(gè)可忽略的比例。因此，把廢沖擊空氣通過(guò)膜冷卻孔102，排入過(guò)渡進(jìn)氣道18的內(nèi)部，而毋須以減低氣流利用的效率付出相當(dāng)大的代價(jià)，是屬于可行的。
現(xiàn)再參看圖6及7(位于圖7平底92下面的膜冷卻孔102用虛線表示)，膜冷卻孔102布置成兩條交錯(cuò)的行列104及106，位置在平底92相對(duì)于過(guò)渡進(jìn)氣道18中燃?xì)鈿饬鞯纳嫌芜吘壐浇D6所示最為清晰，膜冷卻孔102在燃?xì)饬髑斑M(jìn)方向上傾斜，因而促進(jìn)了從過(guò)渡進(jìn)氣道18中通過(guò)的空氣，對(duì)過(guò)渡進(jìn)氣道18的內(nèi)表面作膜冷卻。這種膜冷卻可強(qiáng)烈改變膜冷卻孔102下游的局部熱載荷。而且，由于膜冷卻孔102位置鄰近平底92上游邊緣的燃?xì)鈿饬?，因此要求全部從?8進(jìn)入的沖擊冷卻空氣，都流向行列104和106，從而可以如上文所述，產(chǎn)生可以用較接近行104和106的空氣噴流干涉沖擊冷卻的強(qiáng)橫向流。安排被包圍表面100沖擊冷卻的另外一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，在圖5及6的正交剖視圖中，可以看到被包圍表面100中過(guò)渡進(jìn)氣道18的形狀的比較。也就是，在圖5的剖視中，被包圍的表面100的中點(diǎn)，比周邊更靠近平底92，而在圖6的縱向剖視中正相反。因此，令對(duì)被包圍表面100作特定冷卻復(fù)雜化的全部三個(gè)變數(shù)都存在。也就是，被包圍表面100上的局部熱載荷由于膜冷卻而起的變化，沖擊噴流的有效性受到空氣橫向流的影響，并且又受到噴流沖擊被包圍表面100的表面時(shí)，通過(guò)的距離的變化的影響。
現(xiàn)在要具體提到的是圖7?？?8排成九行108-124，每一行和燃?xì)饬鞯穆窂酱怪?。最近每行?14，116，118中點(diǎn)的三個(gè)孔98，有相對(duì)小的直徑。之所以小是對(duì)兩個(gè)因素反應(yīng)的結(jié)果1)這被包圍表面100的區(qū)域，受到了膜冷卻孔102的強(qiáng)烈膜冷卻，2)平底92和被包圍表面100有相對(duì)近的距離，如圖5通過(guò)孔行116的剖面所示。在行114，116及118中的外側(cè)三個(gè)孔98，隨沖擊噴流噴射距離的增加而依次增大(見(jiàn)圖5)。
孔行108及124中有中度大小而間距最短的孔98。這是對(duì)平底92和在這些位置上的被包圍表面100之間的較短距離，并且因?yàn)闆](méi)有上游沖擊噴流產(chǎn)生橫向流，干涉冷卻空氣向被包圍表面100投射等等原因的綜合反應(yīng)。行110及112有尺寸較大、間距較寬的孔98，補(bǔ)償來(lái)自上游沖擊噴流的橫向流，和距離的增加(見(jiàn)圖6)。
根據(jù)上文可以了解，本發(fā)明可以在熱載荷，距離，和空氣橫向流等三個(gè)變數(shù)具存的表面上，在其有關(guān)區(qū)域的獨(dú)立范圍內(nèi)，把沖擊噴流冷卻作特定冷卻。在本發(fā)明的用沖擊套管66冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道18的實(shí)施方案中，特意加大過(guò)渡進(jìn)氣道18和沖擊套管66之間的距離，并且通過(guò)增大孔70的直徑補(bǔ)償距離的加大，以控制空氣橫向流的速度。把大直徑孔70的間距增大，控制空氣的質(zhì)量流量密度。在本發(fā)明的冷卻后支架44中的被包圍表面100的實(shí)施方案中，距離一般由過(guò)渡進(jìn)氣道18的設(shè)計(jì)決定。有變化的距離由適當(dāng)控制孔98的直徑和間距作調(diào)節(jié)。并且廢沖擊空氣的處理問(wèn)題，通過(guò)利用廢沖擊空氣作膜冷卻去解決，并且進(jìn)一步改變孔98的直徑和間距，補(bǔ)償被包圍表面100上的熱載荷變化。
雖然對(duì)本發(fā)明的理想實(shí)施方案已參照附圖作了敘述，但應(yīng)理解本發(fā)明并不以這些具體的實(shí)施方案作限制，凡擅長(zhǎng)本技藝領(lǐng)域者，都可以對(duì)實(shí)施方案作各種變化和修改，而不超出本發(fā)明的范圍或精神，本發(fā)明的范圍和精神按文后的權(quán)利要求
書(shū)中確定。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)一個(gè)表面作冷卻的沖擊冷卻器，該表面放在一個(gè)壓縮空氣環(huán)境中，其特征在于冷卻器中有以下各項(xiàng)一個(gè)和該表面有一個(gè)間距的沖擊板；該沖擊板上的若干孔；一個(gè)裝置產(chǎn)生橫過(guò)該沖擊板的一個(gè)壓力降，從而該若干孔各產(chǎn)生一個(gè)朝向該表面的沖擊噴流；該若干孔各有一個(gè)截面積；該若干孔互相間有一個(gè)間距；至少該距離中之一個(gè)，該截面和該距離在該沖擊板上變化，控制在該表面上的冷卻。
2.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該距離和該截面共同變化。
3.如權(quán)利要求
第2項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該截面隨該距離變化。
4.如權(quán)利要求
第2項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該距離，截面和間距共同變化。
5.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為至少該沖擊噴流之第一個(gè)，產(chǎn)生一個(gè)空氣橫向流，干涉該沖擊噴流中的至少一個(gè)第二噴流的沖擊噴流的沖擊，該沖擊噴流中的該至少一個(gè)第二沖擊噴流的該截面增大，以改善該第二沖擊噴流對(duì)該表面的噴射。
6.如權(quán)利要求
第5項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該沖擊噴流中之至少一個(gè)第二沖擊噴流附近之該距離增大，足以減低該沖擊噴流中之該第二噴流和該表面之間的該橫向空氣流的速度。
7.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該表面是一個(gè)過(guò)渡進(jìn)氣道的一個(gè)表面，該沖擊板是一個(gè)沖擊套管，基本把該過(guò)渡進(jìn)氣道圍繞，產(chǎn)生兩者之間的一個(gè)氣流容積，產(chǎn)生一個(gè)壓力降的該裝置包括下列各項(xiàng)該過(guò)渡進(jìn)氣道和封閉該氣流容積第一端的沖擊套管之間的一個(gè)封閉端;在該氣流容積一個(gè)第二端的一個(gè)出口;一個(gè)裝置，在該出口產(chǎn)生一個(gè)比該壓縮空氣環(huán)境中的壓力低的壓力。
8.如權(quán)利要求
第7項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為從該氣流容積第一端到第二端的距離增大，從而把其間的氣流速度改變。
9.如權(quán)利要求
第8項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為從該第一端到該第二端該截面增大。
10.如權(quán)利要求
第9項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為從第一端到該第二端該間距增大。
11.如權(quán)利要求
第8項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為從該第一端到該第二端該間距增大。
12.如權(quán)利要求
第7項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該產(chǎn)生壓力降的裝置中，有一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)燃燒裝置，一個(gè)圈圍該燃燒裝置的氣流套管，一個(gè)該氣流套管的進(jìn)口部分，該氣流套管搭蓋該出口，形成其間的一個(gè)空氣動(dòng)力聚斂形體，一個(gè)流向該燃燒裝置的助燃空氣流通過(guò)該空氣動(dòng)力聚劍形體，一個(gè)流向該燃燒裝置的助燃空氣流通過(guò)該空氣動(dòng)力聚斂形體，有降低該出口壓力的作用，從而把該氣流容積中的壓力，下降到低于該壓縮空氣環(huán)境中的壓力。
13.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該表面有一個(gè)燃燒裝置的被包圍表面，燃燒裝置由后支架的一個(gè)壁圈圍，該沖擊板有一個(gè)在該壁上的沖擊插入體，該若干孔布置在該沖擊插入體的底部部上，朝向該被包圍表面，該被包圍表面至少有一個(gè)膜冷卻孔穿過(guò)該過(guò)渡進(jìn)氣道，排放廢沖擊冷卻空氣。
14.如權(quán)利要求
第13項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該面積和該間距有變化，以補(bǔ)償該距離的變化，并且補(bǔ)償由于該廢沖擊冷卻空氣在該過(guò)渡進(jìn)氣道中排放時(shí)產(chǎn)生膜冷卻，而引起的被包圍表面上的熱載荷。
15.如權(quán)利要求
第14項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該沖擊板還有一個(gè)圍繞該燃燒裝置的沖擊套管，該壁從該沖擊套管中的一個(gè)開(kāi)口中通過(guò)，該開(kāi)口形成該沖擊套管和該壁之間一個(gè)空間，從而有一個(gè)冷卻空氣流向該壁的一個(gè)部分冷卻。
16.一個(gè)沖擊冷卻器冷卻過(guò)渡進(jìn)氣道在一個(gè)燃燒裝置和一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)渦輪級(jí)之間的一個(gè)表面，該過(guò)渡進(jìn)氣道放在一壓縮空氣增壓室中，其特征在于冷卻器中有以下各項(xiàng)一個(gè)圈圍該燃燒裝置的沖擊套管，和燃燒裝置有一個(gè)間距，形成兩者之間的一個(gè)氣流容積;若干在該沖擊套管上的孔;該若干孔各有一個(gè)面積;該若干孔的相鄰孔間有一個(gè)間距;該氣流容積的渦輪機(jī)端有封閉的端部;在該氣體容積的燃燒裝置端有一個(gè)出口;有一個(gè)氣流套管圍圈該過(guò)渡進(jìn)氣道;在該氣流套管的一端有一個(gè)喇叭形進(jìn)口部分，搭蓋該出口，形成兩者之間的一個(gè)空氣動(dòng)力聚斂形體;一個(gè)通過(guò)該空氣動(dòng)力聚斂形體流向該燃燒裝置的空氣流，有把該出口壓力減低到低于該壓縮空氣增壓室壓力的作用，從而一個(gè)橫過(guò)該沖擊套管的壓力降，產(chǎn)生各該若干孔的沖擊空氣噴流，噴向該過(guò)渡進(jìn)氣道;至少一個(gè)該距離，該面積和該間距在沖擊套管上變化，控制該表面上的冷卻。
17.如權(quán)利要求
第16項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該距離從該渦輪機(jī)渦輪機(jī)端向該燃燒裝置端增大。
18.如權(quán)利要求
第17項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該面積從該渦輪機(jī)端向該燃燒裝置端增大。
19.如權(quán)利要求
第18項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該間距從該渦輪機(jī)端向該燃燒裝置端增大。
20.如權(quán)利要求
第16項(xiàng)中之沖擊冷卻器，特征為該間距，該距離和該面積變化，按特定要求冷卻該過(guò)渡進(jìn)氣道。
21.一種沖擊冷卻器用于冷卻由固定在一個(gè)過(guò)渡進(jìn)氣道上的壁形成的被包圍表面，該過(guò)渡進(jìn)氣道由一個(gè)沖擊套管圈圍，該壁從該沖擊套管的一個(gè)開(kāi)口中通過(guò)，該過(guò)渡進(jìn)氣道和該沖擊套管放在一個(gè)增壓室中，有圈圍一個(gè)加壓空氣環(huán)境的作用，其特征在于冷卻器有以下各項(xiàng)一個(gè)在該壁內(nèi)的沖擊插入體，有一個(gè)平底和該被包圍表面有一間距;若干在該平底上的孔;有裝置產(chǎn)生橫過(guò)該沖擊插入體的壓力降，從而該若干孔各產(chǎn)生一個(gè)沖擊噴流，噴向該被包圍表面;該若干孔各有一個(gè)面積;該若干孔有一個(gè)間距間隔;該被包圍表面至少有一個(gè)膜冷卻孔從該過(guò)渡進(jìn)氣道中通過(guò)，把廢沖擊冷卻空氣從該沖擊插入體和該被包圍表面之間排放;該面積和該間距在該平底上變化，在該被包圍表面上作定型冷卻。
專利摘要
先進(jìn)重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的過(guò)渡進(jìn)氣道由與待冷卻表面有間距的套管上的孔形成的沖擊噴流冷卻。套管把廢沖擊空氣引向燃燒裝置，和燃料隨后混合，燃燒，或?qū)θ紵b置冷卻。套管和過(guò)渡進(jìn)氣道表面之間距離變化，以控制廢空氣橫向流速，減少橫向流造成的壓力分損耗。孔徑隨噴射距離和橫向流速變化。利用距離，孔徑和間距變化的組合改變沖擊冷卻的強(qiáng)度，以補(bǔ)償可變內(nèi)熱載荷，并按設(shè)計(jì)要求在過(guò)渡進(jìn)氣道表面上產(chǎn)生理想溫度分布。
文檔編號(hào)F01D25/08GK86105250SQ86105250
公開(kāi)日1988年2月17日 申請(qǐng)日期1986年8月7日
發(fā)明者小劉易斯·伯克利·戴維斯, 沃爾特·沃爾斯·古德溫, 查爾斯·埃文·斯蒂伯 申請(qǐng)人:通用電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan