[發明專利]用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴及其操作方法

無效

• 申請號: 201210507097.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103225824A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: M.P.博伊斯弗魯格;S.G.薩德多希;G.A.小本內特;J.T.赫邦
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明的技術領域總體涉及旋轉機械，并且更具體地，涉及渦輪發動機燃料噴嘴組件。

背景技術

至少一些已知的渦輪發動機點燃燃燒器中的燃料-空氣混合物，以產生燃燒氣體，通過熱氣路徑朝向渦輪引導所產生的燃燒氣體。已知的燃燒器組件包括燃料噴嘴，所述燃料噴嘴將燃料引導至燃燒器的燃燒區域。渦輪將燃燒氣流的熱能轉化成用于使渦輪軸旋轉的機械能。渦輪的輸出可以用于為機械(例如，發電機、壓縮機、或泵)提供動力。

這種已知的燃料噴嘴構造成能夠噴射和分配特定的燃料共混物，以產生通過被限定在燃料噴嘴內的已有的噴射開口和射流的預定流速。這種已知的燃料噴嘴靜態地構造并且不包括能夠響應動態狀況的特征，動態狀況例如為變化的燃料熱含量(heat?content)、燃料粘度、和體積流速。如果所有者/操作者期望轉換燃料，那么所有者/操作者將取消渦輪發動機的使用并且以備選噴嘴來替換噴嘴，以適應長期燃料轉換。在一些燃氣渦輪機燃料系統中，燃料流調節裝置(例如，可調節燃料流節流閥)定位在燃料噴嘴的上游處。在一些其它的燃氣渦輪機燃料系統中，安裝多個燃料供給回路。兩種解決方案都有利于適應燃料的立即轉換。然而，這兩個解決方案還增加了安裝和操作相關燃料系統的成本。

發明內容

在一個方面中，提供一種用于與渦輪發動機一起使用的燃料噴嘴組件。該燃料噴嘴組件包括至少一個燃料管道，該至少一個燃料管道連接至至少一個燃料源。該燃料噴嘴組件還包括至少一個旋流器，該至少一個旋流器包括至少一個壁，該至少一個壁具有多孔部分。該至少一個壁連接至至少一個燃料管道。所述多孔部分由這樣的材料形成：該材料所具有的孔隙度(porosity)有利于燃料流過其中。至少一個燃料流動路徑由此被限定成通過所述至少一個壁的所述多孔部分。

在進一步的方面中，提供一種操作渦輪發動機的方法。該渦輪發動機包括至少一個燃料管道，該至少一個燃料管道連接至至少一個燃料噴嘴，該至少一個燃料噴嘴包括至少一個旋流器，該至少一個旋流器具有至少一個多孔部分。所述多孔部分覆蓋所述至少一個燃料管道開口的至少一部分。多孔部分由這樣的材料形成：該材料所具有的孔隙度有利于燃料流過其中。該方法包括將燃料從至少一個燃料源引導至所述至少一個燃料管道。該方法還包括引導燃料通過所述至少一個多孔部分進入燃燒器中。

在另一個方面中，提供一種燃氣渦輪發動機。該燃氣渦輪發動機包括至少一個燃燒器和至少一個燃料噴嘴組件，該至少一個燃料噴嘴組件連接至至少一個燃燒器。該至少一個燃料噴嘴組件包括至少一個燃料管道，該至少一個燃料管道連接至至少一個燃料源。該至少一個燃料噴嘴組件還包括至少一個旋流器，該至少一個旋流器包括至少一個壁，該至少一個壁具有多孔部分。所述多孔部分由這樣的材料形成：該材料所具有的孔隙度有利于燃料流過其中。該至少一個壁連接至所述至少一個燃料管道，由此將至少一個燃料流動路徑限定成通過所述至少一個壁的所述多孔部分。

附圖說明

當參照附圖閱讀下文的詳細描述時，本發明的這些和其它的特征、方面以及優點將變得更好理解，其中相似的附圖標記在全部附圖中代表相似的部分，在附圖中：

圖1是示例性燃氣渦輪發動機的示意圖；

圖2是可以與圖1中所示的燃氣渦輪發動機一起使用的燃料噴嘴組件的橫截面圖；

圖3是可以與圖2中所示的燃料噴嘴組件一起使用并且沿線3-3截取的旋流器葉片的放大橫截面圖；

圖4是可以與圖2中所示的燃料噴嘴組件一起使用的圖3中所示的旋流器葉片的放大俯視圖，該旋流器葉片具有示例性多孔材料的部分；以及

圖5是操作圖1中所示的燃氣渦輪發動機的示例性方法的流程圖。

除非通過其它方式指出，本說明書中所提供的附圖意在示出本發明的關鍵的創造性特征。這些關鍵的創造性特征被認為能夠應用于包括本發明的一個或多個實施例的范圍寬廣的系統中。這樣一來，附圖并不意在包括實施本發明所需的本領域普通技術人員已知的所有的傳統特征。

具體實施方式

在下文的說明書和權利要求中，將引用多個術語，所述多個術語將被限定成具有以下意義。

除非上下文通過其它方式明確規定，否則單數形式“一個”和“所述”包括復數引用。

“任選的”或“任選地”的意思是可能發生或者可能不發生隨后描述的事件或情況，并且所述描述包括事件發生的情況以及事件不發生的情況。