[發(fā)明專利]燃料靈活的三方向旋轉(zhuǎn)旋流器和其使用方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810003048.2
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN101220953A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·M·埃爾卡迪;A·T·埃武萊特
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D11/40
• 分類號: F23D11/40;F23D11/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝;楊松齡

1.一種空氣燃料混合器，包括：環(huán)狀護蓋，其具有沿軸向方向延伸的軸線、沿徑向方向延伸的徑向軸線、上游和下游端部；

中心體，其沿著環(huán)狀護蓋的軸向軸線延伸；

內(nèi)旋流器，其具有設(shè)置在中心體外表面周圍的內(nèi)周向端部，所述內(nèi)旋流器設(shè)置在環(huán)狀護蓋的上游端；

燃料增壓室，其具有由軸向延伸并在它們之間具有間隙的內(nèi)、外護蓋構(gòu)成的環(huán)形空間，燃料入口，設(shè)置在燃料增壓室的下游部分處位于內(nèi)、外護蓋之間的間隙內(nèi)的燃料增壓室旋流器、周向設(shè)置在內(nèi)旋流器外周向端部分周圍的內(nèi)護蓋；

外旋流器，其具有設(shè)置在燃料增壓室的外護蓋周圍的內(nèi)周向端部分，所述內(nèi)、外旋流器被構(gòu)型為使在環(huán)形護蓋的上游端部進入環(huán)狀護蓋的第一氧化劑流的第一和第二部分分別獨立旋轉(zhuǎn)；以及

燃料護蓋；其設(shè)置在環(huán)狀護蓋的上游端部，并在徑向方向上遠(yuǎn)離第二旋流器和周向地設(shè)置在環(huán)狀護蓋的周圍，所述燃料護蓋與外旋流器內(nèi)的多個燃料注入口流動連通。

2.如權(quán)利要求1所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述的燃料空氣混合器被構(gòu)型為使空氣與燃料混合，所述燃料選自由高能燃料、低能燃料和它們的組合所構(gòu)成的組。

3.如權(quán)利要求2所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述燃料增壓室被構(gòu)型為通過燃料增壓室旋流器將用于注入的低能燃料傳送到燃料空氣混合器內(nèi)。

4.如權(quán)利要求3所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述燃料護蓋被構(gòu)型為通過所述多個外旋流器內(nèi)的燃料注入口將高能燃料傳送到燃料空氣混合器內(nèi)。

5.如權(quán)利要求4所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述低能燃料為氫氣和氮氣的50/50比例混合的混合物，或者所述高能燃料為天然氣，并且燃料增壓室旋流器的有效面積比外旋流器內(nèi)的用于注入天然氣的多個燃料注入口的有效面積約大6.43到8.57倍，以便火焰溫度在2000到3000(或者從1093℃到1649℃)的范圍內(nèi)。

6.如權(quán)利要求4所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述低能燃料為氫氣和氮氣的60/40比例混合的混合物，或者所述高能燃料為天然氣，并且燃料增壓室旋流器的有效面積比外旋流器內(nèi)的用于注入天然氣的多個燃料注入口的有效面積約大4.2到5.6倍，以便火焰溫度在2000到3000(或者從1093℃到1649℃)的范圍內(nèi)。

7.如權(quán)利要求4所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述低能燃料為合成氣或者所述高能燃料為天然氣，并且燃料增壓室旋流器的有效面積比外旋流器內(nèi)的用于注入天然氣的多個燃料注入口的有效面積約大10.82到14.43倍，以便火焰溫度在2000到3000(或者從1093℃到1649℃)的范圍內(nèi)。

8.如權(quán)利要求4所述的燃料空氣混合器，其特征在于：所述高能燃料為純氫氣，并且用于注入所述純氫氣的外旋流器內(nèi)的多個燃料注入口的有效面積比當(dāng)高能燃料為天然氣時的相同有效面積約大1.6到2.14倍。

9.一種在燃燒系統(tǒng)內(nèi)使高能燃料或低能燃料與氧化劑預(yù)混的方法，包括：

通過空氣混合器上的氧化劑入口抽吸環(huán)狀護蓋內(nèi)第一股氧化劑；

使外旋流器內(nèi)第一股氧化劑的第一部分在第一方向上旋轉(zhuǎn)；

使內(nèi)旋流器內(nèi)的第一股氧化劑的第二部分在第二方向上旋轉(zhuǎn)，該第二方向與所述第一方向相對；以及

將高能燃料從燃料護蓋注入到燃料空氣混合器內(nèi)，所述燃料護蓋與外旋流器內(nèi)的燃料入口噴嘴流動連通，所述燃料護蓋一般與第一和第二旋流器位于相同的軸向位置；或者

將低能燃料從燃料增壓室注入到燃料空氣混合器內(nèi)，所述燃料增壓室包括由軸向延伸的內(nèi)、外護蓋所構(gòu)成的環(huán)狀空間，所述內(nèi)、外護蓋之間具有間隙，燃料入口設(shè)置在燃料增壓室的上游部分，并且燃料增壓室旋流器設(shè)置在燃料增壓室下游處的內(nèi)、外護蓋之間的間隙內(nèi)，所述燃料增壓室的內(nèi)護蓋周向設(shè)置在內(nèi)旋流器的外周向端部的周圍。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括：

抽吸環(huán)狀護蓋內(nèi)的第二氣流，以及

使第二氣流在徑向旋流器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述徑向旋流器設(shè)置在燃料護蓋和內(nèi)、外旋流器的軸向位置的上游，所述第二氣流被從環(huán)狀護蓋外的區(qū)域內(nèi)抽吸，并且所述第二氣流的旋轉(zhuǎn)能夠控制環(huán)狀護蓋出口處環(huán)狀護蓋的壁附近的燃料濃度。