[發(fā)明專利]用于降低的排放的回流環(huán)形燃燒器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210182163.7
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102818292A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: R.杜貝布;V.R.哈斯蒂;T.庫恩;S.詹姆斯;M.斯凱尼
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F23R3/50
• 分類號: F23R3/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術領域

本發(fā)明大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機，尤其地涉及用于提供減少的排放的燃氣渦輪發(fā)動機的富燃-驟冷-貧燃(rich?burn,?quick?quench,?lean?burn;RQL)的回流環(huán)形燃燒器。

背景技術

燃氣渦輪發(fā)動機可用于給飛行器或各種其他類型的交通工具和系統(tǒng)提供動力。這樣的發(fā)動機通常包括：壓縮機，其接收并壓縮諸如空氣的進入氣體；燃燒器，在該燃燒器中，壓縮氣體與燃料混合并燃燒以產(chǎn)生高壓-高速的廢氣；和一個或多個渦輪機，其從離開燃燒器的廢氣提取能量。

存在對減少在燃燒過程期間形成的氣態(tài)污染物的排放、尤其是氮的氧化物(NOx)的越來越強的愿望。減少NOx排放的一種方法是富燃-驟冷-貧燃(RQL)的燃燒概念的實現(xiàn)。構造用于RQL燃燒的燃燒器包括三個串聯(lián)布置的燃燒區(qū)：在燃燒器的前端處的富燃區(qū)；富燃區(qū)下游的冷激區(qū)；和冷激區(qū)下游的貧燃區(qū)。通過精確地控制這些區(qū)域中的每個區(qū)域中的空氣與燃料之間的化學計量比，能使NOx排放減到最少。除減少排放之外，燃燒器設計者還試圖管理燃燒過程的溫度特性，這在RQL燃燒室中尤其困難。高溫可引起熱應力及其他問題。盡管增強的冷卻流可改善冷卻，但這樣的附加的空氣流可與RQL燃燒過程的化學計量比干涉。

因此，合乎需要的是，在具有改善的NOx排放和溫度特性的燃氣渦輪發(fā)動機中提供改善的RQL燃燒器。此外，結合本發(fā)明的附圖及該背景技術，本發(fā)明的其他合乎需要的特征和特性將從本發(fā)明隨后的詳細說明和所附權利要求變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)示例性實施例，提供一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器。燃燒器包括：內(nèi)襯套；外襯套，其包圍內(nèi)襯套；和燃燒室拱頂，其具有聯(lián)接至內(nèi)襯套的第一邊緣和聯(lián)接至外襯套的第二邊緣。燃燒器拱頂與內(nèi)襯套和外襯套形成燃燒室。燃燒室通過內(nèi)襯套與外襯套接收空氣流，并且燃燒器拱頂被構造成使空氣流在燃燒器拱頂處分叉成被引導至內(nèi)襯套的第一流和被引導至外襯套的第二流。

根據(jù)另一示例性實施例，提供一種用于具有發(fā)動機中心線的燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器。燃燒器包括：內(nèi)襯套；外襯套，其包圍內(nèi)襯套；和燃燒器拱頂，其具有聯(lián)接至內(nèi)襯套的第一邊緣和聯(lián)接至外襯套的第二邊緣。燃燒器拱頂與內(nèi)襯套和外襯套形成燃燒室，并且燃燒室限定富燃區(qū)、冷激區(qū)和貧燃區(qū)，以支撐直到內(nèi)襯套和外襯套的空氣流的燃燒。燃燒器還包括：內(nèi)襯套中的第一排進氣孔，其被構造成允許第一組冷激射流進入冷激區(qū)；外襯套中的第二排進氣孔，其被構造成允許第二組冷激射流進入冷激區(qū)，第一排進氣孔相對于第二排進氣孔周向地偏移；內(nèi)襯套中的第三排進氣孔，其被構造成允許第一組稀釋射流進入稀釋區(qū)；和外襯套中的第四排進氣孔，其被構造成允許第二組稀釋射流進入稀釋區(qū)。燃料噴射器聯(lián)接至外襯套，并被構造成相對于發(fā)動機中心線沿切向方向將燃料流噴射到燃燒室中。

附圖說明

以下將結合下列附圖描述本發(fā)明，其中相同的附圖標記表示相同的元件，并且

圖1是根據(jù)示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的剖視圖；

圖2是圖1的發(fā)動機的燃燒器的更詳細的剖視圖；

圖3是根據(jù)示例性實施例的圖2的燃燒器的燃燒器拱頂?shù)木植康容S測圖；

圖4是通過線4-4的圖2的燃燒器的局部剖視圖；

圖5是根據(jù)第一示例性實施例的通過線5-5的圖2的燃燒器的局部剖視圖；

圖6是根據(jù)替代的示例性實施例的通過線5-5的圖2的燃燒器的局部剖視圖；

圖7是圖2的燃燒器的外襯套的內(nèi)表面的局部平面圖；

圖8是圖2的燃燒器的內(nèi)襯套的內(nèi)表面的局部平面圖；以及

圖9是通過線9-9的圖2的燃燒器的局部剖視圖。

具體實施方式

以下的詳細說明本質上僅是示例性的，并且不意圖于限制本發(fā)明或本發(fā)明的應用和使用。此外，無意受在前述背景技術或以下的詳細說明中介紹的任何理論限制。

概括地，在此討論的示例性實施例給燃氣渦輪發(fā)動機提供具有改善的NOx排放和溫度特性的富燃-驟冷-貧燃(RQL)的燃燒器。尤其地，在一個示例性實施例中，燃燒器包括燃燒器拱頂，該燃燒器拱頂構造為使燃燒氣體分叉成朝內(nèi)襯套的第一燃燒流和朝外襯套的第二燃燒流。燃燒器還可包括：燃料噴射器，其將大致切向的燃料流噴射到燃燒室中；冷激進氣孔，其允許一組交錯的穿透力強的冷激射流進入；和一排稀釋進氣孔，其允許一組稀釋射流進入。在此討論的實施例可在包括航天、汽車和發(fā)電的許多工業(yè)和應用方面得到有益的應用。