[發明專利]具有包括空氣動力學形狀的主體和/或噴射孔口的噴射器組件的燃燒系統

在審

• 申請號: 201580085608.1
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN108431504A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: A.J.諾思;J.E.波爾蒂洛畢爾巴鄂;W.R.拉斯特;D.甘巴科爾塔;R.席爾普
• 申請（專利權）人: 西門子能源公司
• 主分類號: F23R3/20
• 分類號: F23R3/20;F23R3/34;F23D11/12;F23D14/58;F02K3/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 董均華;傅永霄

提供燃燒渦輪發動機中改進的燃燒系統。燃燒器系統可包括噴射器組件（12），噴射器組件布置在燃燒級中，該燃燒級布置在燃燒器系統的主燃燒級的下游。噴射器組件可包括反應物引導結構（16、62），反應物引導結構布置成通過布置在反應物引導結構的一個或更多個側壁（21）上的一陣列的噴射孔口（19、60）向燃燒級輸送反應物的相應射流。反應物引導結構可構造成相對于待與輸送到燃燒級的反應物的射流混合的流體流（20）形成流線形主體。所述陣列的噴射孔口（19）可以是空氣動力學形狀的，以限定相應的流線形孔口橫截面（例如，翼型形狀的）。

關于聯邦政府資助開發的聲明

本發明的開發由合約號DE-FE0023968部分支持，該合約由美國能源部授予。相應地，美國政府對本發明可享有某些權利。

技術領域

所公開的實施例總的涉及燃燒渦輪發動機，比如燃氣渦輪發動機，且更具體地，涉及布置在分布式燃燒系統（DCS）中的第二燃燒級中的噴射器組件。

背景技術

在燃氣渦輪發動機中，燃料從燃料源被輸送到燃燒部段，在燃燒部段處，燃料與空氣混合并被點燃，以產生熱的燃燒產物，其限定工作氣體。工作氣體被引導到渦輪機部段，在渦輪機部段處，工作氣體實現渦輪機轉子的旋轉。已知的是，通過在主燃燒級的軸向下游提供一部分的待點燃燃料，可降低來自燃燒部段中燃燒燃料的NO_X排放的生成。該方法在技術領域中被稱為分布式燃燒系統（DCS）。例如，見美國專利8,375,726和8,752,386。以上列舉的專利中的每個通過引用的方式被并入本文中。

附圖說明

圖1是所公開的用于燃燒渦輪發動機（比如，燃氣渦輪發動機）的燃燒器系統（例如，分布式燃燒系統（DCS））的一個非限制性實施例的簡化部分示意圖。

圖2-3圖示了所公開的噴射器組件的相應的非限制性實施例的示意圖，所述噴射器組件包括流線形的反應物引導結構（例如，空氣動力學形狀的勺部），流線形的反應物引導結構與一陣列的空氣動力學形狀的噴射孔口相組合，以將反應物的相應射流輸送到DCS的燃燒級（例如，第二或軸向燃燒級）。

圖4圖示了所公開的噴射器組件的非限制性實施例的示意圖，所述噴射器組件包括流線形的反應物引導結構（例如，空氣動力學形狀的勺部），流線形的反應物引導結構與一陣列的圓形噴射孔口相組合，以將反應物的相應射流輸送到DCS的軸向燃燒級。

圖5圖示了所公開的噴射器組件的非限制性實施例的示意圖，所述噴射器組件包括鈍的反應物引導結構（例如，圓形的勺部），鈍的反應物引導結構與一陣列的空氣動力學形狀的噴射孔口相組合，以將反應物的相應射流輸送到DCS的軸向燃燒級。

圖6圖示了所公開的反應物引導結構的一個非限制性實施例的示意圖，如可實施成噴射孔口的空間交錯陣列。

圖7圖示了所公開的反應物引導結構的一個非限制性實施例的相應的示意圖，比如翼型部，包括?。╟amber），且進一步包括一陣列的空氣動力學形狀的噴射孔口。

圖8-9圖示了所公開的反應物引導結構的相應的非限制性實施例的示意圖，如可實施成限定相應的弧的相應的翼型部的組群，包括相應陣列的空氣動力學形狀的噴射孔口。

圖10是所公開的空氣動力學形狀的噴射孔口的一個非限制性實施例的示意圖，具有如下的輪廓：隨著孔口朝反應物引導結構的側壁上的出口延伸，輪廓的橫截面面積減小。

圖11是所公開的噴射器組件的一個非限制性實施例的橫截面視圖，其中，反應物引導結構可進一步包括在反應物引導結構的后緣處的流動通道。

具體實施方式