轉(zhuǎn)器的下游端的壁組件的區(qū)段。
[0024]根據(jù)又一個實施例，相對于冷卻流徑在流偏轉(zhuǎn)器的區(qū)域中的高度，冷卻流徑的高度在流偏轉(zhuǎn)器的下游增加。通過增加高度，橫向流可獲得的橫截面增加，以使橫向流的流速減速。
[0025]在沖擊冷卻式壁組件的又一個實施例中，用于將壓縮氣體噴射到橫向流中的額外的壓縮氣體噴射孔在套管中布置在流偏轉(zhuǎn)器的下游區(qū)域中。額外的壓縮氣體可幫助使橫向流在偏轉(zhuǎn)器下游的流速相等，因而避免由于混合損失而引起不必要的壓降。偏轉(zhuǎn)器的下游區(qū)域例如可被限定為沿橫向流的流向從最后的第二沖擊孔的位置延伸到兩倍于流偏轉(zhuǎn)器下游的冷卻流徑高度的位置的區(qū)域。
[0026]為了改進(jìn)對流熱傳遞，可將紊流器布置在流偏轉(zhuǎn)器的上游端和下游端之間的、在由偏轉(zhuǎn)器遮蔽的區(qū)段外部的橫向流的管壁區(qū)段上，即，在相鄰流偏轉(zhuǎn)器的支腿之間的區(qū)域中，相應(yīng)地介于流偏轉(zhuǎn)器的支腿和界定沖擊冷卻式壁組件的冷卻場壁之間。另外或備選地，紊流器可布置在流偏轉(zhuǎn)器下游的管壁區(qū)段上，以提高熱傳遞。紊流器例如可為布置在壁上或者從壁延伸的肋或銷。
[0027]在沖擊冷卻式壁組件的又一個實施例中，流偏轉(zhuǎn)器的支腿的下游端具有多孔區(qū)段。備選地或結(jié)合起來，允許氣體流通過支腿的下游端的平衡孔可布置在偏轉(zhuǎn)器的支腿的下游端中。這種多孔區(qū)段或平衡孔允許壓縮氣體流沿壁的兩側(cè)上的靜壓力差的方向，通過支腿的下游端。這可在流在下游端處結(jié)合之前減小壓差。另外，為了使支腿會聚，即，一個偏轉(zhuǎn)器的支腿在下游端處轉(zhuǎn)向彼此，可避免橫向流在支腿的外部上有流分離，相應(yīng)地可增加下游端相對于橫向流的方向的轉(zhuǎn)向角或會聚角，從而允許橫截面快速改變，因而在源自偏轉(zhuǎn)器內(nèi)部的橫向流可與被導(dǎo)引成圍繞偏轉(zhuǎn)器的橫向流混合之前，減少偏轉(zhuǎn)器支腿沿流向的延伸。
[0028]除了沖擊冷卻式壁組件，本公開的目標(biāo)是包括這種沖擊冷卻式壁組件的燃燒器。另外，本公開的目標(biāo)是包括這種沖擊冷卻式壁組件的燃?xì)鉁u輪。
[0029]另外，本公開的目標(biāo)是用于對在運(yùn)行期間暴露于熱氣的壁進(jìn)行沖擊冷卻的方法。方法包括提供沖擊套管，沖擊套管至少部分地設(shè)置在壓縮氣體穩(wěn)壓室中，并且與壁間隔開距離，在壁和沖擊套管之間形成冷卻流徑。方法進(jìn)一步包括以下步驟:通過第一孔口將壓縮氣體從穩(wěn)壓室噴射到冷卻流徑中，將壓縮氣體沖擊在壁上，以及將壓縮氣體作為橫向流引導(dǎo)向冷卻流徑的下游端處的出口。為了改進(jìn)后面的第二沖擊的冷卻效率，橫向流由于流偏轉(zhuǎn)器而偏轉(zhuǎn)，流偏轉(zhuǎn)器在冷卻流徑中布置在第一孔口下游，遠(yuǎn)離至少一個第二孔口。流偏轉(zhuǎn)器沿橫向流的下游方向從第一孔口和第二孔口之間的位置延伸超過第二孔口，流偏轉(zhuǎn)具有沿著第二孔口的一側(cè)沿橫向流的下游方向延伸的第一支腿，以及沿著第二孔口的另一側(cè)沿橫向流的下游方向延伸的第二支腿。根據(jù)該方法，在壁的第一對流冷卻區(qū)段中未布置噴射的沖擊壓縮氣體。壁的第一對流冷卻區(qū)段是在流偏轉(zhuǎn)器的上游端和下游端之間的、在由偏轉(zhuǎn)器遮蔽的區(qū)段外部的壁區(qū)段。壁在這個區(qū)段中由于橫向流而被對流冷卻。
[0030]根據(jù)方法的另一個實施例，橫向流在進(jìn)入冷卻流徑的第一對流冷卻區(qū)段時加速。[0031 ] 在用于對壁進(jìn)行沖擊冷卻的方法的又一個實施例中，流過第一對流冷卻區(qū)段的橫向流在進(jìn)入沿下游方向從流偏轉(zhuǎn)器的下游端延伸的冷卻流徑的區(qū)段時減速。由于減速，可恢復(fù)動態(tài)壓力，并且可將流速基本調(diào)節(jié)到離開偏轉(zhuǎn)器的流的流速，從而減小混合損失。
【附圖說明】
[0032]在下面借助于優(yōu)選但非窮盡性實施例的示意性附圖來更詳細(xì)地描述本公開及其性質(zhì)和其優(yōu)點。
[0033]參照附圖:
圖1顯示燃?xì)鉁u輪，其具有壓縮機(jī)、燃燒組件和渦輪；
圖2a、2b顯示沖擊冷卻式壁組件；
圖3a、3b顯示沖擊冷卻式壁組件，其具有用以遮蔽用于沖擊冷卻的第二孔口的偏轉(zhuǎn)器;
圖3c顯示沖擊冷卻式壁組件，其具有用以遮蔽用于沖擊冷卻的第二孔口的偏轉(zhuǎn)器；
圖4顯示傳統(tǒng)的受沖擊冷卻的壁和具有偏轉(zhuǎn)器的受沖擊冷卻的壁的長度上得到的熱傳遞系數(shù)的發(fā)展；
圖5a、5b顯示沖擊冷卻式壁組件，其具有用以遮蔽用于沖擊冷卻的第二孔口的偏轉(zhuǎn)器和適合的冷卻流徑高度；
圖6顯示在具有動態(tài)壓力恢復(fù)和無動態(tài)壓力恢復(fù)的情況下的具有偏轉(zhuǎn)器的受沖擊冷卻的壁的長度上的壓降的發(fā)展；
圖7a、7b顯示沖擊冷卻式壁組件，其具有用以遮蔽用于沖擊冷卻的第二孔口的偏轉(zhuǎn)器和額外的冷卻空氣噴射孔；
圖8a、8b顯示具有偏轉(zhuǎn)器的沖擊冷卻式壁組件，偏轉(zhuǎn)器用以遮蔽對偏轉(zhuǎn)器支腿的多孔下游端進(jìn)行沖擊冷卻的第二孔口。
[0034]部件列表 1燃?xì)鉁u輪
2吸入空氣 3壓縮機(jī) 4燃燒器 5渦輪 6軸
7管壁
8燃料
9噴燃器
10套管
11壓縮氣體
12沖擊冷卻式壁組件
13第一孔口
14第二孔口
15冷卻流徑
16、16^16。橫向流
17發(fā)電機(jī)
18軸線
19熱氣流
20壓縮氣體穩(wěn)壓室
21流偏轉(zhuǎn)器
22多孔區(qū)段
23平衡孔
24沖擊流
25紊流器(肋)
26排氣 27冷卻場壁 28下游端 29第一對流區(qū)段 30噴射孔 31第二對流區(qū)段 h流偏轉(zhuǎn)器高度 Η冷卻流徑的高度 X長度
α熱傳遞系數(shù) β會聚角
II隨圖2的沖擊冷卻式壁組件中的位置改變的熱傳遞系數(shù) III隨圖3的沖擊冷卻式壁組件中的位置改變的熱傳遞系數(shù) Δ pm隨圖3的沖擊冷卻式壁組件中的位置改變的動態(tài)壓力損失 Δ pv隨圖5的沖擊冷卻式壁組件中的位置改變的動態(tài)壓力損失 Δ pvm隨圖8的沖擊冷卻式壁組件中的位置改變的動態(tài)壓力損失。
【具體實施方式】
[0035]圖1顯示具有沖擊冷卻式燃燒器4的燃?xì)鉁u輪1。燃?xì)鉁u輪1包括壓縮機(jī)3、燃燒器4和渦輪5。
[0036]吸入空氣2被壓縮機(jī)3壓縮成壓縮氣體11，并且通過通往燃燒器的穩(wěn)壓室20而饋送到燃燒器。燃料8與壓縮氣體在燃燒器4中燃燒，產(chǎn)生熱氣流19。熱氣在渦輪5中膨脹，從而產(chǎn)生機(jī)械功。
[0037]典型地，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)17，發(fā)電機(jī)17聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪1的軸6上。燃?xì)鉁u輪1進(jìn)一步包括用于渦輪5和燃燒器4的冷卻系統(tǒng)，未顯示冷卻系統(tǒng)，因為它不是本公開的主題。
[0038]排氣26離開渦輪5。典型地在后面的水蒸汽循環(huán)中使用余熱，在這里也未顯示水蒸汽循環(huán)。
[0039]圖2a顯示通過沖擊冷卻式壁組件12的剖面，并且圖2b顯示圖2a的沖擊冷卻式壁組件12的俯視圖。如顯示的那樣，沖擊冷卻式壁組件12包括在一側(cè)暴露于熱氣流19的壁7。冷卻套管10包括用于對壁7進(jìn)行沖擊冷卻的孔口 14，冷卻套管10布置在壁7上方的一距離處。壓縮氣體11通過孔口 13從穩(wěn)壓室20中饋送出，并且沖擊在壁7上。在壓縮氣體11沖擊在壁7上之后，壓縮氣體11作為橫向流16在由壁7和套管10形成的冷卻流徑15中流向冷卻流徑15的下游端28。在圖2a的示例中，熱氣流19和橫向流16沿相同方向彼此平行地流