[發明專利]具有燃料預混器的燃燒器組件

有效

• 申請號: 201310224464.6
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103471136B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: M.K.博巴;A.R.可汗
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/38
• 分類號: F23R3/38;F23R3/02
• 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

本說明書中所公開的主題涉及用于燃氣渦輪機系統的燃燒器組件，并且更具體地涉及用于這種燃燒器組件的燃料預混器。

背景技術

來自燃氣渦輪機系統燃燒過程的排氣排放物是考慮因素并且受到強制限制。某些類型的燃氣渦輪發動機被設計成用于低排氣排放物操作，并且更具體地用于低NO_X（氮氧化物）操作、減小的燃燒動力學、以及充分的自動點火和火焰保持裕度。低NO_X燃燒器通常包括至少一個燃料預混器，以用于在壓縮空氣和燃料通過所述至少一個燃料預混器時混合壓縮空氣和燃料。壓縮空氣和燃料的有效混合部分地包括以在傳輸至燃燒室之前促進均勻的空氣-燃料混合的方式調節流動。應當在不損害燃氣渦輪機系統的總體效率的情況下實現這種有效混合。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種具有燃料預混器的燃燒器組件，該燃料預混器包括用于在其中混合空氣流和燃料的管道。還包括中心體部，中心體部在管道內共軸地定位以用于從燃料源接收燃料并且被構造成將燃料分配至管道內的至少一個軸向部位。還包括平面葉片部段，平面葉片部段與空氣流和燃料連通，以提供燃料的第一噴射并且對空氣流產生流動調節作用。還包括旋流器葉片部段，旋流器葉片部段布置在平面葉片部段的下游，其中旋流器葉片部段被構造成提供燃料的第二噴射以及燃料與空氣流的混合。

優選的，所述平面葉片部段（46）包括多個相對平面的葉片，其中所述相對平面的葉片中的每一個都沿所述管道（28）的縱向方向定位。

優選的，所述多個相對平面的葉片（46）中的每一個都可操作地連接至所述中心體部（38）并且從所述中心體部（38）沿徑向向外延伸，其中燃料分配通過所述多個相對平面的葉片并且在多個徑向部位處被噴射至所述管道（28）的流動路徑（44）以用于與空氣流（24）混合。

優選的，所述旋流器葉片部段（50）包括多個旋流器葉片，其中所述多個旋流器葉片中的每一個的至少一部分布置成與所述管道（28）的縱向方向成一定角度。

優選的，所述多個旋流器葉片（50）中的每一個都可操作地連接至所述中心體部（38）并且從所述中心體部（38）沿徑向向外延伸，其中燃料分配通過所述多個旋流器葉片并且在多個徑向部位處被噴射至所述管道（28）的流動路徑（44）以用于與空氣流（24）混合。

優選的，所述平面葉片部段（46）包括多個相對平面的葉片，并且所述旋流器葉片部段（50）包括多個旋流器葉片，其中所述多個旋流器葉片中的每一個都包括旋流器葉片前緣（60）。

優選的，所述多個相對平面的葉片（46）與所述多個旋流器葉片（50）的旋流器葉片前緣在直線平面（58）中對準。

優選的，所述多個旋流器葉片（50）的所述旋流器葉片前緣（60）相對于所述多個相對平面的葉片（46）的直線平面（58）偏置，由此在所述平面葉片部段與所述旋流器葉片部段之間形成交錯形式。

優選的，從壓縮機（12）接收空氣流（24），其中所述燃料源（26）是燃料歧管。

優選的，燃料通過所述平面葉片部段（46）和所述旋流器葉片部段（50）分配至所述管道（28）的流動路徑（44），其中燃料的第一部分分配通過所述平面葉片部段并且燃料的剩余部分分配通過所述旋流器葉片部段。

根據本發明的另一個方面，提供一種具有燃料預混器的燃燒器組件，該燃料預混器包括管道，管道具有第一端部以用于從布置在燃燒器組件上游的壓縮機接收空氣流，其中空氣流沿管道的縱向方向傳輸通過管道。還包括中心體部，中心體部布置在管道內且沿管道的縱向方向布置，并且被構造成從鄰近管道的第一端部的至少一個燃料歧管接收燃料。還包括平面葉片部段，平面葉片部段包括多個相對平面的葉片，多個相對平面的葉片沿周向彼此間隔開并且沿管道的縱向方向布置且布置在管道內的第一軸向部位處，其中平面葉片部段與空氣流和燃料連通。還包括旋流器葉片部段，旋流器葉片部段包括多個旋流器葉片，多個旋流器葉片沿周向彼此間隔開并且布置在管道內的第二軸向部位處，其中第二軸向部位位于第一軸向部位的下游。

優選的，所述多個相對平面的葉片（46）中的每一個都可操作地連接至所述中心體部（38）并且從所述中心體部（38）沿徑向向外延伸，其中燃料分配通過所述多個相對平面的葉片并且在多個徑向部位處噴射至所述管道（28）的流動路徑（44）以用于與空氣流（24）混合。