[發明專利]用于燃燒器的氣動掛架燃料噴射器系統

無效

• 申請號: 201010254583.2
• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN101995019A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: R·S·班克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F02C3/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳江雄;譚祐祥

技術領域

本發明大體而言涉及燃料噴射系統，且更具體而言，涉及用于燃燒器，例如再熱燃燒器的氣動掛架燃料噴射器系統(aerodynamic?pylon?fuel?injection?system)。?

背景技術

燃氣渦輪系統包括至少一個壓縮機，位于至少一個壓縮機下游和第一渦輪上游的第一燃燒腔室，以及位于第一渦輪下游和第二渦輪上游的第二燃燒腔室(也可被稱作“再熱燃燒器”)。壓縮空氣與燃料的混合物在第一燃燒腔室中點燃以生成工作氣體。工作氣體通過過渡部段流動到第一渦輪。第一渦輪具有朝向下游側增加的截面積。第一渦輪包括多個固定葉片和旋轉槳葉。旋轉槳葉配接到軸桿。隨著工作氣體通過第一渦輪膨脹，工作氣體造成槳葉和因此軸桿旋轉。?

第一渦輪的功率輸出與第一渦輪中工作氣體的溫度成比例。即，工作氣體的溫度越高，渦輪組件的功率輸出就越大。為了確保工作氣體將能量轉移至第二渦輪內的旋轉槳葉，在氣體進入第二渦輪時，工作氣體必須在高工作溫度。但是，隨著工作氣體從第一渦輪流到第二渦輪，工作氣體的溫度降低。因此，由第二渦輪生成的功率輸出遜于最佳情況。如果升高第二渦輪內工作氣體的溫度，可增加自第二渦輪的功率輸出量。工作氣體還在第二燃燒腔室中燃燒以升高第二渦輪中工作氣體的溫度。?

在常規系統中，燃氣渦輪發動機使用第二燃燒器，其中使用多個軸向定向的圓柱形噴射器以噴射氣態燃料與空氣。常規噴射系統具有有限數量的燃料噴射位置或噴嘴，其形成燃料在燃燒腔室中不均勻的分配。因此，可能會發生由于燃料的非均勻混合與非均勻放熱所致的?相關問題，例如燃燒動態(combustion?dynamics)。常規噴射系統也在燃燒腔室內生成顯著壓降。?

存在對用于燃燒器，特別是再熱燃燒器的改進的燃料噴射系統的需要。?

發明內容

根據本發明的示范性實施例，燃燒器系統包括掛架燃料噴射系統，其配接到燃燒腔室且配置成向燃燒腔室噴射燃料。掛架燃料噴射系統包括多個徑向元件，每個徑向元件具有多個第一科恩達型(Coanda?type)燃料噴射槽。向每個徑向元件提供多個橫向元件。每個橫向元件包括多個第二科恩達型燃料噴射槽。?

根據本發明的另一示范性實施例，燃氣渦輪系統包括第一燃燒器，第一燃燒器配接到至少一個壓縮機且配置成接收來自壓縮機的壓縮空氣以及燃料，且燃燒空氣與燃料的混合物以生成第一燃燒氣體。第一渦輪配接到第一燃燒器且配置成使第一燃燒氣體膨脹。第二燃燒器配接到第一渦輪。掛架燃料噴射系統配置成將燃料噴射到第二燃燒器內。?

附圖說明

當參看附圖來閱讀下文的詳細描述時，本發明的這些和其它特點、方面和優點將會變得更加顯而易見，在所有附圖中類似的附圖標記表示類似的部件。?

圖1是根據本發明的示范性實施例的燃氣渦輪系統的圖解表示，其具有提供給再熱燃燒器的掛架燃料噴射系統；?

圖2是根據本發明的示范性實施例的掛架燃料噴射系統的圖解表示；

圖3是根據本發明的示范性實施例的掛架燃料噴射系統的一部分的圖解表示；?

圖4是根據本發明的示范性實施例的掛架燃料噴射系統的一部分?的圖解表示；?

圖5是根據本發明的示范性實施例的掛架燃料噴射系統的一部分的圖解表示；?

圖6是根據本發明的示范性實施例基于科恩達效應形成與科恩達型燃料噴射槽中的輪廓相鄰的燃料層的圖解說明。?

具體實施方式

根據在本文中下文所討論的實施例，公開了一種燃燒器系統。示范性燃燒器系統包括掛架燃料噴射系統，其配接至燃燒腔室且配置成向燃燒腔室噴射燃料。掛架燃料噴射系統包括多個徑向元件，每個徑向元件具有多個第一科恩達型燃料噴射槽。向每個徑向元件提供多個橫向元件。每個橫向元件包括多個第二科恩達型燃料噴射槽。根據本發明的另一示范性實施例，公開了具有示范性掛架燃料噴射系統的燃氣渦輪系統。掛架噴射系統具有更大量的燃料噴射位置，其形成在燃料腔室中燃料的均勻分配。減輕了燃燒腔室內的相關問題，例如燃燒動態、燃料的非均勻混合和壓降。?