[發(fā)明專利]用于燃燒器的徑向入口導(dǎo)葉

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010236511.5
• 申請(qǐng)日: 2010-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102022728A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左柏芳;D·西蒙斯;W·約克;W·S·齊明斯基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F23D14/00
• 分類號(hào): F23D14/00;F23D14/70
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)大體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及在燃燒器中使用徑向入口導(dǎo)葉或旋流器以便對(duì)燃燒器噴嘴提供更加均勻的空氣流分布。

背景技術(shù)

在燃?xì)鉁u輪中，操作效率隨著燃燒氣流的溫度的升高而提高。但是，更高的氣流溫度可產(chǎn)生更高的氮氧化物(NO_x)水平，這是受到美國(guó)聯(lián)邦法令和國(guó)家法令兩者管轄且受國(guó)外類似法令管轄的排放。因此在高效的溫度范圍中操作燃?xì)鉁u輪同時(shí)還確保NO_x的輸出和其它類型的排放保持在管制水平以下之間存在平衡作用。

最近的燃燒概念涉及在燃燒器中使用具有許多小通道的若干個(gè)噴嘴，這與具有更大的通道的若干噴嘴相反。具有小通道的這些噴嘴以短的流駐留時(shí)間提供迅速的燃料/空氣混合。該噴嘴還結(jié)合使用燃料和/或空氣進(jìn)行的有效的冷卻提供強(qiáng)大的壁傳熱。因此，這些小噴嘴或其它類型的燃燒噴嘴可具有降低排放以及還允許使用高反應(yīng)性類型的合成氣和其它燃料(尤其是高氫燃料)的能力。但是，噴嘴的該設(shè)計(jì)可能需要利用更多燃燒器帽空間，以便在許多小噴嘴之中恰當(dāng)?shù)胤峙淇諝狻?/p>

為了使排放和逆燃的可能性最小化，可能合乎需要的是越過(guò)噴嘴具有盡可能均勻的空氣流分布。目前的燃燒器設(shè)計(jì)可在其中具有噴嘴-噴嘴(之間)或甚至是通道-通道(之間)的空氣流變化。最外面的噴嘴或管道由于空氣接近噴嘴時(shí)的局部流動(dòng)分離的原因而可接收較少的空氣流。這種分離可影響噴嘴的可操作性，因?yàn)榫哂休^少空氣流的噴嘴可經(jīng)受火焰保持或逆燃。分離還可影響燃燒產(chǎn)生的排放，例如氮氧化物(NO_x)和一氧化碳(CO)。不均勻的空氣流分布的程度還可隨負(fù)載或總的空氣質(zhì)量流率而變化。在具有短襯套或沒(méi)有襯套的燃燒器的情況下，帽表面可彎曲，以便使噴嘴流略微向內(nèi)。但是，這種設(shè)計(jì)可在外徑區(qū)附近需要比目前可提供的空氣更多的空氣。

因此有在燃燒器和燃燒器帽附近提供更加均勻的空氣流分布的期望。優(yōu)選地，這種均勻的空氣流將提供降低的排放以及改進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能兩者，特別是通過(guò)使用高反應(yīng)性合成氣、氫燃料和類似類型的燃料。

發(fā)明內(nèi)容

因此本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N燃燒器。該燃燒器可包括通過(guò)其中的內(nèi)流徑、與該內(nèi)流徑連通的若干個(gè)噴嘴，以及定位在內(nèi)流徑周圍以在其中產(chǎn)生旋動(dòng)流的入口導(dǎo)葉系統(tǒng)。

本申請(qǐng)進(jìn)一步提供了一種燃燒器。該燃燒器可包括通過(guò)其中的內(nèi)流徑、與該內(nèi)流徑連通的預(yù)混合直噴噴嘴，以及定位在內(nèi)流徑周圍以在其中產(chǎn)生旋動(dòng)流的若干個(gè)入口導(dǎo)葉。

本申請(qǐng)進(jìn)一步提供了一種燃燒器。該燃燒器可包括通過(guò)其中的內(nèi)流徑、帽部件、定位在該帽部件內(nèi)且與該內(nèi)流徑連通的若干個(gè)噴嘴，以及定位在內(nèi)流徑周圍的若干個(gè)入口導(dǎo)葉。入口導(dǎo)葉可自流道的下部部分延伸，以產(chǎn)生部分地旋動(dòng)的流，且入口導(dǎo)葉可在流道的窗口附近終止，以便產(chǎn)生部分地非旋動(dòng)的流，從而使得整個(gè)旋動(dòng)流可越過(guò)噴嘴具有基本均勻的分布。

在結(jié)合若干附圖和所附的權(quán)利要求書審閱以下詳細(xì)描述之后，本申請(qǐng)的這些和其它特征與改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是可與如本文所描述的燃燒器一起使用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)面截面圖。

圖2是圖1的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的具有若干個(gè)成束的多管噴射噴嘴的燃燒器罐的側(cè)面截面圖。

圖3是具有如本文所描述的入口導(dǎo)葉系統(tǒng)的燃燒器的側(cè)面截面圖。

圖4是具有圖3的入口導(dǎo)葉系統(tǒng)的燃燒器的側(cè)面截面圖。

圖5是具有圖3的入口導(dǎo)葉系統(tǒng)的燃燒器的平面圖。

部件列表：

10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

12壓縮機(jī)

14燃燒器

15燃燒器罐

16渦輪

18端蓋

20帽部件

22內(nèi)流徑

23預(yù)混合直噴噴嘴

24小管道噴嘴

25燃料路徑

26燃燒襯套

28流動(dòng)套管

30外流徑

32燃燒室

34外徑區(qū)

36中心區(qū)

100燃燒器

110燃燒器罐

120入口導(dǎo)葉系統(tǒng)

130入口導(dǎo)葉

140軸

150下部

160流道

170窗口

180驅(qū)動(dòng)馬達(dá)

190空氣流

200旋動(dòng)流

具體實(shí)施方式