预成膜液体燃料筒制造技术

预成膜液体燃料筒(20)包括主液体燃料通道(106)、与主液体燃料通道流体地连通的多个内燃料端口(116)和多个外燃料端口(124)。内预成膜表面(142)限定在多个内燃料端口的下游。内预成膜表面(142)终止于第一剪切边缘(142)。外预成膜表面(152)限定在多个外燃料端口的下游。外预成膜表面(152)终止于第二剪切边缘(154)处。第一和第二剪切边缘相对地定向为使得离开第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交，从而使第一和第二预成膜液体燃料片雾化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于燃气涡轮的燃烧器的预成膜液体燃料筒(pre-filmfuelcartridge)。具体来说，本专利技术涉及具有用以在燃烧之前在燃烧器内雾化液体燃料的具有交叉液体燃料片的预成膜液体燃料筒。
技术介绍
用于燃气涡轮的燃烧器可构造或设计成在燃烧室内燃烧液体燃料、气态燃料或二者。用于将雾化的液体燃料发送至燃烧器的燃烧室中的预成膜喷气液体燃料喷射器是本领域公知的。在该类型的燃料喷射器中，燃料展开成薄的连续片并然后经受雾化空气的射流。在一个构造中，雾化空气流动通过在喷嘴出口处生成分开的涡旋气流的同心空气涡旋通道。同时，液体燃料流动通过多个周向地布置的端口并然后流到单个或共同的预成膜表面上，在此，其在从预成膜表面的边缘排出到交叉流动的空气射流中之前展开成薄的均匀片。当燃料喷射到燃烧室中用于燃烧时，在燃烧气体中局部地形成高温区，这增加了NOx排放。来自燃料喷嘴的燃料-空气组合与燃烧室中的涡旋燃料-空气混合物的增强的混合降低燃烧室内的峰值火焰温度，从而降低了NOx排放水平。此外，可以将水喷射到燃烧室中以进一步降低冷却火焰温度，从而进一步降低NOx排放水平。使用雾化空气穿越液体燃料减少了用于其他目的(例如冷却燃烧器和/或燃气涡轮的其他部分)的空气的体积，从而影响燃气涡轮的总体效率。另外，必须在足够高的压力下供应大量的水，以便具有足够的动能以与燃料和雾化空气相互作用。这需要高压泵，这也可影响燃气涡轮的总体效率。此外，使用雾化空气使液体燃料雾化可导致相对大的燃料液滴，燃料液滴可能聚集或润湿在燃烧衬套的内表面上，因此潜在地导致通常沿内表面布置的热屏障涂层的剥落和/或劣化。因此，用于燃气涡轮的燃烧器的改进的预成膜液体燃料筒将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在下面的描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本专利技术的实践习得。本专利技术的一个实施例是预成液体燃料筒。预成膜液体燃料筒包括主液体燃料通道、与主液体燃料通道流体地连通的多个内燃料端口和多个外燃料端口。内预成膜表面限定在多个内燃料端口的下游。内预成膜表面终止于第一剪切边缘处。外预成膜表面限定在多个外燃料端口的下游。外预成膜表面终止于第二剪切边缘处。第一和第二剪切边缘相对地定向为使得离开第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交，从而使第一和第二预成膜液体燃料片雾化。本公开的另一个实施例是预成膜液体燃料筒。预成膜液体燃料筒包括流体导管，流体导管在其中至少部分地限定主液体燃料通道。喷射末梢径向地且周向地延伸跨过流体导管的下游端部。喷射末梢至少部分地限定与主液体燃料通道流体地连通的多个内燃料端口和多个外燃料端口。预成膜燃料筒包括预成膜末梢，该预成膜末梢具有接近燃料喷射末梢的前端和布置在前端的轴向下游的后端。预成膜末梢包括限定内预成膜表面的外侧和限定在后端处的第一剪切边缘。该多个内燃料端口定向为将液体燃料的第一部分从主燃料通道引导到内预成膜表面上。预成膜套环围绕流体导管和预成膜末梢周向地延伸。预成膜套环包括至少部分地限定外预成膜表面的内侧和限定在预成膜套环的下游端部处的第二剪切边缘。该多个外燃料端口定向成将液体燃料的第二部分引导到外预成膜表面上。第一和第二剪切边缘相对地定向，使得离开第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交，从而使第一预成膜液体燃料片和第二预成膜液体燃料片雾化以用于燃烧。本公开的另一个实施例包括一种燃气涡轮。燃气涡轮包括压缩机、设置在压缩机下游的燃烧器和设置在燃烧器下游的涡轮。燃烧器包括燃料喷嘴，该燃料喷嘴从端盖向下游延伸且在燃烧器内限定燃料筒通道。预成膜液体燃料筒在燃料筒通道内延伸。预成膜液体燃料筒包括主液体燃料通道、与主液体燃料通道流体地连通的多个内燃料端口和多个外燃料端口。内预成膜表面限定在多个内燃料端口的下游。内预成膜表面终止于第一剪切边缘处。外预成膜表面限定在多个外燃料端口的下游。外预成膜表面终止于第二剪切边缘处。第一和第二剪切边缘相对地定向，使得离开第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交，从而使第一预成膜液体燃料片和第二预成膜液体燃料片雾化以用于燃烧。在阅读说明书后，本领域技术人员将更好地理解这些实施例的特征和方面及其他。附图说明在本说明书的其余部分中，包括参考附图，更具体地阐述了本专利技术的完整且可实现的公开，包括对于本领域技术人员而言的最佳实施方式，在附图中：图1是可并入本专利技术的各种实施例的示例性燃气涡轮的功能框图；图2是可并入本专利技术的各种实施例的示例性燃烧器的简化截面侧视图；图3是根据本专利技术的一个实施例的示例性燃烧器的一部分的放大透视图；图4是根据本专利技术的一个实施例的包括预成膜液体燃料筒的成束管燃料喷射器(bundledtubefuelinjector)的局部截面透视图；图5是根据本专利技术的一个实施例的包括预成膜液体燃料筒的下游端部部分的如图4中所示的成束管燃料喷射器的一部分的放大透视图；图6是根据本专利技术的一个实施例的示例性预混合燃料喷嘴的截面透视图；图7是根据本专利技术的一个实施例的包括预成膜液体燃料筒的如图6中所示的预混合燃料喷嘴的局部截面透视图；图8是根据本专利技术的一个实施例的包括预成膜液体燃料筒的下游端部部分的如图7中所示的预混合燃料喷射器的一部分的截面透视图；图9是根据本专利技术的各种实施例的如图5和8中所示的预成膜液体燃料筒的下游端部部分的放大截面透视图；图10是根据本专利技术的一个实施例的如图9中所示的预混合液体燃料筒的一部分的侧透视图；图11是根据本专利技术的一个或更多个实施例的操作中的如图9和10所示的预成膜液体燃料筒的局部截面侧视图；且图12是根据一个实施例的操作中的如图9、10和11所示的预成膜液体燃料筒的一部分的局部透明透视图。具体实施方式现将详细参考本专利技术的当前实施例，其一个或更多个示例在附图中示出。该详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。在附图和描述中的相同或相似的标记用于指代本专利技术的相同或类似的部件。如本文所使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用以将一个部件与另一个区分开，并且不意在指代个别部件的位置或重要性。用语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体流动到的方向。用语“径向地”是指基本上垂直于特定构件的轴向中心线的相对方向，用语“轴向地”是指基本上平行于特定构件的轴向中心线的相对方向。各实施例是作为本专利技术的解释而非本专利技术的限制来提供的。事实上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中作出修改和变形。例如，作为一个实施例的部分例示或描述的特征可以用在另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此种修改和变形。虽然为了例示的目的，将大体上在并入工业燃气涡轮的管(can)式燃烧器中的预成膜液体燃料筒的背景下描述本专利技术的示例性实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，本专利技术的实施例可以应用于任何燃烧器类型，例如但不限于管环形类型燃烧器，并可以并入任何涡轮机中，例如船舶或飞机燃气涡轮，并不限于工业燃气涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预成膜液体燃料筒，包括：主液体燃料通道;多个内燃料端口和多个外燃料端口，其与所述主液体燃料通道流体地连通；内预成膜表面，其限定在所述多个内燃料端口的下游，所述内预成膜表面终止于第一剪切边缘处；和外预成膜表面，其限定在所述多个外燃料端口的下游，所述外预成膜表面终止于第二剪切边缘处；且其中，所述第一和第二剪切边缘相对地定向为使得离开所述第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开所述第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种预成膜液体燃料筒，包括：主液体燃料通道;多个内燃料端口和多个外燃料端口，其与所述主液体燃料通道流体地连通；内预成膜表面，其限定在所述多个内燃料端口的下游，所述内预成膜表面终止于第一剪切边缘处；和外预成膜表面，其限定在所述多个外燃料端口的下游，所述外预成膜表面终止于第二剪切边缘处；且其中，所述第一和第二剪切边缘相对地定向为使得离开所述第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开所述第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交。2.根据权利要求1所述的预成膜液体燃料筒，还包括限定在所述内预成膜表面和所述外预成膜表面之间的压缩空气通道。3.根据权利要求1所述的预成膜液体燃料筒，其中，所述内预成膜表面是弧形的。4.根据权利要求1所述的预成膜液体燃料筒，其中，所述内预成膜表面至少部分地由圆锥形末梢限定。5.根据权利要求1所述的预成膜液体燃料筒，其中，所述多个内燃料端口定向为沿所述内预成膜表面对所述液体燃料提供角度涡旋。6.根据权利要求1所述的预成膜液体燃料筒，其中，所述多个外燃料端口定向为沿所述外预成膜表面对所述液体燃料提供角度涡旋。7.根据权利要求1所述的预成膜液体燃料筒，其中，所述多个内燃料端口定向为沿第一旋转方向沿所述内预成膜表面对来自所述主液体燃料通道的液体燃料的第一部分提供涡旋，且所述多个外燃料端口定向为沿第二旋转方向沿所述外预成膜表面对来自所述主燃料通道的所述液体燃料的第二部分提供涡旋，其中，所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相反。8.一种预成膜液体燃料筒，包括：流体导管，在其中限定主液体燃料通道；喷射末梢，其径向地且周向地延伸跨过所述流体导管的下游端部，所述喷射末梢限定与所述主液体燃料通道流体地连通的多个内燃料端口和多个外燃料端口；预成膜末梢，其具有接近燃料喷射末梢的前端和布置在所述前端的轴向下游的后端，所述预成膜末梢具有限定内预成膜表面的外侧和限定在所述后端处的第一剪切边缘，其中，所述多个内燃料端口定向为将液体燃料的第一部分从所述主燃料通道引导到所述内预成膜表面上；预成膜套环，其围绕所述流体导管和所述预成膜末梢周向地延伸，所述预成膜套环具有限定外预成膜表面的内侧和限定在所述预成膜套环的下游端部处的第二剪切边缘，其中，所述多个外燃料端口定向为将所述液体燃料的第二部分引导到所述外预成膜表面上；且其中，所述第一和第二剪切边缘相对地定向为使得离开所述第一剪切边缘的第一预成膜液体燃料片与离开所述第二剪切边缘的第二预成膜液体燃料片相交。9.根据权利要求8所述的预成膜液体燃料筒，还包括限定在所述预成膜套环的内预成膜表面和所述预成膜末梢的外预成膜表面之间的压缩空气通道。10.根据权利要求8所述的预成膜液体燃料筒，还包括在所述主液体燃料通道的径向内侧限定在所述流体导管内的引燃液体燃料通道。11.根据权利要求8所述的预成膜液体燃料筒，还包括布置在所述流体导管的外表面和所述预成膜套环的内表面之间的热套筒，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：GD迈尔斯，BB舍尔什恩约夫，AY格拉西莫夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US