[發明專利]包括具有渦流發生器的混合管元件的渦輪機

有效

• 申請號: 201110314231.6
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102563700A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: J·D·貝里;吳春陽;左柏芳
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本文公開的主題涉及渦輪機領域，且更具體地，涉及包括具有渦流發生器的混合管元件的渦輪機。

背景技術

通常，燃氣渦輪發動機燃燒釋放熱能的燃料/空氣混合物以形成高溫氣體流。高溫氣體流經由熱氣體通路被引導至渦輪部。渦輪部將來自高溫氣體流的熱能轉換成使軸旋轉的機械能。渦輪部可用在各種應用中，諸如用于向泵或電力發電機提供動力。

在燃氣渦輪機中，發動機效率隨著燃燒氣體流溫度升高而升高。不幸的是，更高的氣流溫度產生更高水平的氮氧化物(NOx)，這是一種受聯邦和州規章限制的排放物。因此，在高效范圍內操作燃氣渦輪部同時還確保NOx的輸出保持低于授權水平之間存在謹慎的平衡作用。獲得低NOx的一種方法是確保燃料和空氣在燃燒之前的良好混合。

發明內容

根據本發明的一個方面，渦輪機包括壓縮機部、可操作地連接至該壓縮機部的燃燒器、安裝在燃燒器上的端蓋以及可操作地連接至燃燒器的噴射噴嘴組件。噴射噴嘴組件包括多個混合管元件。該多個混合管元件的每一個均包括導管，該導管具有第一流體入口、布置在該第一流體入口下游的第二流體入口、布置在該第一和第二流體入口下游的排放端以及布置在第一和第二流體入口之間的渦流發生器。渦流發生器構造并設置成在導管內產生多個渦流，從而將通過該多個混合管元件的每一個的第一和第二流體進行混合。

根據本發明的另一方面，混合管元件包括導管，該導管具有第一流體入口、布置在該第一流體入口下游的第二流體入口、布置在該第一和第二流體入口下游的排放端以及布置在第一和第二流體入口之間的渦流發生器。渦流發生器構造并設置成在導管內產生多個渦流，從而將通過該混合管元件的第一和第二流體進行混合。

根據本發明的又另一個方面，一種混合渦輪機噴射噴嘴組件中的第一和第二流體的方法包括使第一流體進入布置在該噴射噴嘴組件中的混合管元件的第一流體入口，將第二流體引入混合管元件的第二流體入口。第二流體入口布置在第一流體入口的下游。第一流體的一部分被引入布置在第一和第二流體入口之間的渦流發生器，在混合管元件中生成多個渦流以混合第一和第二流體。

由結合附圖所做的以下描述，這些和其它優點及特征將變得更加明顯。

附圖說明

被認為是本發明的主題在本說明書所附的權利要求書中被特別指出并明確要求保護。由結合附圖所做的以下詳細描述，本發明的前述及其它特征和優點將變得明顯，其中：

圖1是根據一個示例性實施例包括設有渦流發生器的混合管元件的渦輪機的橫截面示意圖；

圖2是根據一個示例性實施例包括多個噴射噴嘴組件的燃燒器的部分橫截面視圖；

圖3是根據一個示例性實施例包括多個混合管元件的圖2的噴射噴嘴組件的部分橫截面視圖；

圖4是圖3的多個混合管元件的其中一個中的第一流體入口、第二流體入口和渦流發生器的詳細視圖；

圖5是圖4的混合管元件的部分透視圖，圖示了根據示例性實施例的一個方面的第一流體入口和渦流發生器；

圖6是圖5中圖示的渦流發生器所產生的雙渦流的圖形化表示；

圖7是混合管元件的部分透視圖，圖示了根據示例性實施例的另一個方面的渦流發生器；

圖8是混合管元件的部分透視圖，圖示了根據示例性實施例的又另一個方面的渦流發生器；

圖9是混合管元件的平面視圖，該混合管元件具有根據示例性實施例的再另一個方面的渦流發生器；

圖10是圖9的混合管元件的立面視圖；以及

圖11是具有根據示例性實施例的又再另一個方面的渦流發生器的混合管元件的平面視圖。

詳細描述通過參考附圖的示例解釋了本發明的實施例以及優點和特征。

零部件列表

2渦輪機

4壓縮機部分

6渦輪部分

8燃燒器組件

10端蓋

20，21，22噴射噴嘴組件

30燃燒室

33第一級(6)

40擴散器

43壓縮機部排放氣室

47燃燒器殼體

50燃燒器內部

54環形燃燒室冷卻通道

59過渡件

64內壁(59)

65外壁(59)

66開口(65)

68環形通道

72引導腔

82外罩殼

84第一流體氣室

86第二流體輸送管

88入口(86)

90出口