[發明專利]用于影響橫流中的再循環區的方法和裝置

無效

• 申請號: 200910168959.5
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101726003A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: M·芭蒂娜;R·辛格
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23D11/38;F23D14/48;F23D14/70
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;劉華聯

關于政府權益的聲明

本發明是在政府支持下根據由美國能源部資助的合同No.DE-FC26-05NT42643而作出的。美國政府具有本發明中的某些權利。

技術領域

本文所公開的主題通常涉及橫流結構。更具體地說，本主題涉及用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴。

背景技術

當流體的流離開孔而與正在流過孔的流體的相交流相互作用時，在橫流(cross?flow)中產生射流。橫流中的射流對于諸如燃氣渦輪燃燒器、燃料噴射器和煙筒中的污染控制的各種應用而言是主要的。橫流中的射流通常在引入橫流的位置的下游產生再循環區。再循環區典型地具有減小的流速，該減小的流速根據橫流應用中的流的結構而可能造成各種有害效果。

因而，減小、消除或者改變位于橫流中的流的下游的再循環區的裝置將在本領域中大受歡迎。

發明內容

根據本發明的一個方面，橫流裝置包括表面、定位在該表面上的至少一個出口以及位于該表面上的至少一個導向件，其中，該導向件配置成引導流過該表面的相交流，并在該至少一個出口的下游提高從該至少一個出口排出的橫流的速度。

根據本發明的另一方面，燃燒器旋渦噴嘴(swozzle)包括具有表面的旋渦噴嘴葉片、定位在該表面上的橫流出口以及位于該表面上的導向件，其中，該導向件配置成引導流過該表面的相交流，并在該出口的下游提高從該出口排出的橫流的速度。

根據本發明的又一方面，用于組合多個流的方法包括：使第一流體的第一流流過表面；使第二流體的第二流從該表面中的開口排出至第一流中；引導第一流和第二流中的至少一個；以及在排出第二流的位置的下游的區域中提高第二流的速度。

附圖說明

在所附的權利要求中特別指出并明確聲明了被認作發明的主題。通過以下結合附圖所作的詳細描述，將清楚本發明的上述及其它的特征和優點，其中：

圖1描繪了根據本發明的一個實施例的燃燒器旋渦噴嘴的透視圖；

圖2描繪了根據本發明的一個實施例的旋渦噴嘴葉片的透視圖；

圖3描繪了以箭頭3-3看去的圖2的旋渦噴嘴葉片的橫截面圖；以及

圖4描繪了根據本發明的另一實施例的旋渦噴嘴葉片的透視圖。部件列表：

100燃燒器旋渦噴嘴(combustor?swozzle)；110旋渦噴嘴葉片(swozzle?vane)；120前緣；130表面；140橫向射流出口；150第一射流；160第二射流；170燃料室；180導向部；181上游端；182下游端；190下游區域；200平行流線。

具體實施方式

在本文中，參照附圖，通過示范和非限定的方式展示了以下描述的所公開的裝置和方法的實施例的詳細描述。

參照圖1，顯示了具有多個旋渦噴嘴葉片110的燃燒器旋渦噴嘴100，各個旋渦噴嘴葉片110具有前緣120和表面130。表面130具有位于其上的至少一個橫流出口140，在圖中圖示了兩個。在燃氣渦輪中的燃燒過程期間，壓縮氣流的第一流150接近旋渦噴嘴葉片110的前緣120，并流過表面130。燃燒器燃料的第二流160由燃料室170提供，隨后從橫流出口140以相對于第一流150相交的角度而排出。旋渦噴嘴葉片110的輪廓可在橫流出口140的下游處彎曲或不彎曲至高達九十度，以便于使兩個流150、160的組合混合且成為旋渦。隨后燃燒器(未顯示)接收這兩個流150、160的組合。在其中至少一個旋渦噴嘴葉片110的表面130上的是本文中所討論的至少一個導向部180。導向部180配置成引導第一流150，并因而提高橫流出口140的下游處的第二流160的速度。該提高的速度減小了再循環區，從而降低了那里的火焰保持。通過示例并參照旋渦噴嘴葉片110的表面130上的橫流結構來描述本文中所公開的一個實施例，但該實施例可應用于任何其它橫流結構。

參照圖2和圖3，顯示了旋渦噴嘴葉片110，其使第一流150接近前緣120，該前緣將第一流150分裂成兩個流。第一流150的一部分如圖中所示地流過旋渦噴嘴葉片110的表面130，而第一流150的另一部分流過旋渦噴嘴葉片110的相反的表面(未顯示)。第一流150可以由上文中所述的壓縮氣流構成，但可以備選地具有任何類型的相交流的流動和合成特性，這種相交流配置成包圍橫流并與橫流相交。無論相交流150的合成特性如何，其配置成流過位于旋渦噴嘴葉片110的表面130上的橫流出口140。