[發(fā)明專利]火焰片燃燒器穹頂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380051483.1
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN104685297A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P.J.斯圖塔福德;S.喬根森;T.會(huì);Y.陳;H.里茲卡拉;K.奧梅喬德
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾斯通技術(shù)有限公司
• 主分類號: F23R3/26
• 分類號: F23R3/26;F23R3/54
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);周心志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及設(shè)備和方法來將燃料-空氣混合物引導(dǎo)到燃燒系統(tǒng)中。更具體而言，半球形穹頂定位在燃燒襯套的入口的附近，以便以更有效的方式引導(dǎo)燃料-空氣混合物，以更好地控制進(jìn)入燃燒襯套的燃料-空氣混合物的速度。

背景技術(shù)

為了減少來自燃?xì)鉁u輪的污染排放量，政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)頒布了許多法令，要求減少氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)的量。較低的燃燒排放通?？蓺w因于較高效的燃燒過程，尤其是關(guān)于燃料噴射器位置、空氣流率和混合有效性。

早期的燃燒系統(tǒng)利用擴(kuò)散型噴嘴，其中，燃料通過擴(kuò)散在火焰區(qū)附近與燃料噴嘴外部的空氣混合。擴(kuò)散型噴嘴在歷史上產(chǎn)生較高排放，因?yàn)槿剂虾涂諝饣驹谙嗷ソ佑|之后就燃燒而未混合，而且以化學(xué)計(jì)量的方式在高溫下燃燒，以保持充分的燃燒器穩(wěn)定性和低的燃燒動(dòng)態(tài)。

預(yù)混合燃料和空氣且獲得低排放的備選手段可通過使用多個(gè)燃燒級來進(jìn)行。為了對燃燒器提供多個(gè)燃燒級，混合且燃燒而形成燃燒氣體的燃料和空氣也必須分級。通過控制傳送到燃燒系統(tǒng)中的燃料和空氣的量，可控制可用功率以及排放。燃料可通過燃料系統(tǒng)或通往特定燃料噴射器的專用燃料回路內(nèi)的一系列閥分級。但是，對于由發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)供應(yīng)的較大量的空氣，空氣可能較難分級。實(shí)際上，由于燃?xì)鉁u輪燃燒系統(tǒng)的大體設(shè)計(jì)的原因，如圖1所顯示，通往燃燒器的空氣流典型地由燃燒襯套本身中的開口的大小控制，并且因此不可容易調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有技術(shù)燃燒系統(tǒng)100的示例在圖1中以橫截面顯示。燃燒系統(tǒng)100包括流動(dòng)套管102，其包含燃燒襯套104。燃料噴射器106固定到殼體108上，殼體108封裝徑向混合器110。固定到殼體108的前部部分上的是蓋112和母火噴嘴組件114。

但是，雖然顯示了在燃燒之前預(yù)混合燃料和空氣有助于降低排放，但是噴射的燃料-空氣預(yù)混合物的量往往由于各種燃燒器變量而改變。因而，關(guān)于控制噴射到燃燒器中的燃料-空氣預(yù)混合物的量，仍然存在障礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種設(shè)備和方法來改進(jìn)在將混合物噴射到多級燃燒系統(tǒng)的燃燒襯套中之前對燃料-空氣混合的控制。更具體而言，在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了燃?xì)鉁u輪燃燒器，其具有大體圓柱形流動(dòng)套管和包含在其中的大體圓柱形燃燒襯套。燃?xì)鉁u輪燃燒器還包括成組的主燃料噴射器和燃燒器穹頂組件，燃燒器穹頂組件包圍燃燒襯套的入口端且具有大體半球形橫截面。穹頂組件沿軸向延伸向所述成組的主燃料噴射器且在燃燒襯套內(nèi)延伸，以形成一系列通路，燃料-空氣混合物傳送通過通路，其中，對應(yīng)地設(shè)置通路的大小以調(diào)整燃料-空氣預(yù)混合物的流量。

在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，公開了一種用于燃?xì)鉁u輪燃燒器的穹頂組件。穹頂組件包括圍繞燃燒器的軸線延伸的環(huán)形的半球形帽、固定在半球形帽的徑向外側(cè)部分上的外部環(huán)形壁和也固定在半球形帽的徑向內(nèi)側(cè)部分上的內(nèi)部環(huán)形壁。得到的穹頂組件具有大體U形橫截面，橫截面的大小設(shè)置成包圍燃燒襯套的入口部分。

在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種控制燃?xì)鉁u輪燃燒器的燃料-空氣混合物的速度。該方法包括引導(dǎo)燃料-空氣混合物通過位于燃燒襯套的徑向外側(cè)的第一通路以及然后引導(dǎo)來自第一通路的燃料-空氣混合物通過位于第一通路附近的第二通路。燃料-空氣混合物然后被引導(dǎo)離開第二通路和通過半球形穹頂帽所形成的第四通路，從而使燃料-空氣混合物反轉(zhuǎn)方向。燃料-空氣混合物然后傳送通過位于燃燒襯套內(nèi)的第三通路。

將在后面的描述中部分地闡述本發(fā)明的額外的優(yōu)點(diǎn)和特征，而且在審查以下內(nèi)容之后，本發(fā)明的額外的優(yōu)點(diǎn)和特征的一部分將對本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見，或者可從本發(fā)明的實(shí)踐習(xí)得?，F(xiàn)在將特別地參照附圖來描述本發(fā)明。

附圖說明

參照附圖，在下面詳細(xì)描述本發(fā)明，其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的燃燒系統(tǒng)的橫截面。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪燃燒器的橫截面。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖2的燃?xì)鉁u輪燃燒器的一部分的詳細(xì)截面圖。

圖4A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的穹頂組件的橫截面圖。

圖4B為根據(jù)本發(fā)明的備選實(shí)施例的穹頂組件的橫截面圖。

圖5為公開調(diào)整進(jìn)入燃?xì)鉁u輪燃燒器的燃料-空氣混合物的過程的流程圖。

具體實(shí)施方式

作為參照，本申請結(jié)合了美國專利No.6,935,116、No.6,986,254、No.7,137,256、No.7,237,384、No.7,308,793、No.7,513,115和No.7,677025的主題。