具有同轴燃料-空气通道的逆流喷射机构制造技术

根据一些实施例，本发明专利技术涉及一种系统，这种系统包括了燃料－空气喷射机构，所述燃料－空气喷射机构包括通向燃料和空气喷射口（７０，７２，１５６，１５７，２１０，２１１）的同轴的燃料和空气通道。燃料和空气喷射口（７０，７２，１５６，１５７，２１０，２１１）被设置在偏离燃气轮机燃烧器（３０）轴线的位置，并且燃料和空气喷射口（７０，７２，１５６，１５７，２１０，２１１）的喷射方向被定位成不与从燃气轮机燃烧器（３０）流向透平机（２２）的气流成一条直线的方向。

【技术实现步骤摘要】
具有同轴燃料一空气通道的逆流喷射机构
技术介绍
希望在这一部分向读者介绍可能与下面描述和/或要求的本专利技术的各方面 相关的技术的各个方面。相信这一讨论有助于向读者提供背景信息，从而使读 者对本专利技术的各个方面有更好的理解。因此，阅读这些说明时应了解，它们只由此而论，而不认为^t现有技术的认可。 燃烧机，例如燃气轮机，会产生各种污染排放物。例如，污染排放物通常包括碳氧化物(C0x)、氮氧化物(N0x)、硫氧化物(S0x)和颗粒物质(PM)。 在美国和其他地方这些污染排放物受到严格控制。燃气轮机排出的N0x可以通 过预混燃料和空气来减少。遗憾的是，预混会产生难于使其停止的不稳定火焰， 并且现今最好的预混系统也不育站到N0x的排放指标。另一种方法^i51喷射 氨进行的N0x选择性催化还原(SCR)。遗憾的是，SCR方法的忠本相对较高。因此，需要一种M^ 燃气轮机燃烧器的污染物排放，例如N0x排放的d爐 技术。
技术实现思路
下面阐述与原始要求的专利技术范围相应的一些方面。应了解，介绍这些方面 仅仅为了向读者提供本专利技术可兽採取的一些形式的简要概括，并不希望这些方 面限制本专利技术的范围。当然，本专利技术可以包含可能在下面没有阐述的多种方面。根据一些的实施例， 一种系统包括燃料一空气喷射机构，所述燃料一空气 喷射机构包括通向燃料和空气喷射口的同轴的燃料和空气通道，燃料和空气喷 射口被设置在偏离燃气轮机燃烧器轴线的位置，并且燃料和空气喷射口的喷射 方向被定位成不与从燃气轮机燃烧器流向透平机的气流成一条直线的方向。根据其它的实施例，系统包括燃气轮机燃烧器，所述的燃气轮机燃烧器包 括燃烧器衬套，所述的燃烧器衬套具有从滞流区延伸至透平喷嘴的大体纵向的 流动轴。燃气轮机燃烧器还具有逆流燃料一空气喷射器，所述的逆流Jt料一空 气喷射器设置在燃烧器衬套的一个或多个中间位置，位于滞流区和透平喷嘴之 间。所述的逆流燃料一空气喷射器包括同轴的燃料和空气通道，所述的燃料和空气鹏延伸至燃料和空气喷射口 ，并且不与从滞流区至隨平喷嘴的流动方向 成一条直线。根据更进一步的实施例， 一种方法包括在相对于从滞流区到燃气轮机燃 烧器的透平喷嘴的大体纵向流动轴成大体逆流的方向上，燃料和空气朝逆流燃 料一空气喷射器同轴流动。上述特征的各种细化存在于本专利技术的不同方面。更多的^T征也可以结合 到这些不同方面中。这些细化和附加的特征可以单独或以任何组合形式存在。 例如，与一个或多个所示实施例相关的下述各种特征可以单独或以任何组合形 式结合到本专利技术的任何上述方面中。其次，上述简要概括仅仅意在让读者熟悉 本专利技术的一些方面和范围，而不限制所要求的主题。附图说明通过参考附图来阅读下面的详细说明书时，将对本专利技术的这些和其他特 征、方面和优点有更好的理解，其中所有附图中的相同标记^相同的部件， 其中图1是根据本技术的一些实施例的，具有与负荷连接的燃气轮机的典型 系统的结构图；图2是图1所示燃气轮机的典3^M烧器的纵向简图，进一步描述了根据 本技术的一些实施例的，具有多个沿燃烧器实心内壳成圆周布置的燃阵空气喷射凸角的逆流喷射装置；图3是图2所示燃烧器实施例的横向简图，进一步描述了布置在沿实心 内壳圆周的多个径向位置的多个Jt^l"空气喷射凸角；图4是图1和2所示燃烧器的替代实施例的纵向简图，进一步描述了具 有沿燃烧器实心内壳成圆周布置的径向排歹啲辨燃棒空气喷射区域；图5是图1和2所示燃烧器的替代实施例的纵向简图，进一步描述了具 有沿燃烧器实心内壳成圆周布置的径向排列的向内悬臂 阵空气喷射元件的 逆流喷射机构，其中每一个向内悬臂式燃阵空气喷射元件具有多个定位成大体 纵向且相对于燃烧器纵向流动轴皿流的同轴燃茅车空气口 ；图6是图5所示燃烧器的实施例的横向简图，进一步描述了设置在沿实 心内壳圆周的多个径向位置上的径向排列的向内悬臂式燃棒空气喷射元件-，图7是一个图5所示向内悬臂式燃茅丰空气喷射元件的实施例的横剖面视图，进一步描述了大体纵向且相对于燃烧器纵向流动轴成逆流的燃料和空气同 轴流；图8是图5所示燃烧器的替代实施例的纵向简图，其中每一个向内悬臂 ^M阵空气喷射元件进一步包括多个定位成大体横向且相对于燃烧器纵向流动 轴皿流的同轴燃茅丰空气口。图9是图8所示燃烧器的实施例的横向简图，进一步描述了设置在沿实 心内壳圆周的多个径向位置上的径向排列的向内悬臂式燃茅冬空气喷射元件；图10是一个图8所示向内悬臂式燃阵空气喷射元件的实施例的横剖面视 图，进一步描述了大体纵向且相对于燃烧器纵向流动轴成逆流的燃料和空气同 轴流，还描述了处于大体横向的两个相对方向上且相对于"燃烧器纵向流动轴成 逆流的燃料和空气同轴流；图11是图1所示燃烧器的另一实施例的纵向简图，进一步描述了具有设 置在透平喷嘴处或附近的^烧器实心内壳上的单向内悬臂式燃半丰空气喷射元 件，其中向内悬臂，茅冬空气喷射元件具有多个定位成大体纵向且相对于燃烧 器纵向流动轴成逆流的同轴燃阵空气口 ；图12是根据本技术的一些实施例的，具有在相同纵向或轴向上的同轴燃 料和空气流的典型燃阵空气喷射器的示意亂图13是具有同轴燃料和空气流的燃棒空气喷射器替代实施例的示意图， 其中燃料流相对于空气流改向至帳向或向外的径向方向上；图14是具有中心轴空气流和相对于空气流指向横向或向外的径向方向的 外部燃料流的燃阵空气喷射器的另一替代实施例；以及图15是具有同轴燃料和空气流且包括用于燃料和空气流的旋流装置的燃 半丰空气喷射器的另一替代实施例的图。具体实施方式下面将描述本专利技术的一个或多个具体实施例。为了能尽力提供这些实施 例的简要说明，在说明书中不会描述实际实施的所有特征。应了解，在任何这 样的实际实施的发展中，如在任何工程或设计项目中，很多具体实施的决定的 做出必须是为了实现开发者的特殊目的，例如适应相关系统和相关商业的制 约，当然一个与另一个实施的目的可能是不同的。此外，应了解，这样的发展 i找lj可能是复杂和耗时的，但是对于那些受益于本公开的普通技术人员来说，将仍然是一个常规的设计、制造和生产任务。图1是示范性系统10的结构图，其包括用于根据本技术的一些实施例的 应用14的燃气轮机12。在一些实施例中，系统10可以包括飞机、船、机车、 发电系统或其组合。因此，应用14可以包括发电机、推进器或其组合。所示燃气轮机12包括空气iftA段16、压縮机18、燃烧器段20、透平22和排出段 24。透平22通过轴26传动地连接于压縮机18。如下面进一步详细讨论的，所 披露的燃烧器段20实施例包括各种逆流燃科空气喷射装置，它们有助于燃烧 器段内燃料、空气和热;)t烧产物的混合。更具体的，所披露的逆流燃f冬空气喷 射装置同时在通常与通过燃气轮机12，尤其是燃烧器段20的总么鞭向或反向 的一个或多个方向上喷射燃料和空气。如箭头所指，空气穿过iSA段16并流入压缩机18，从而在进入燃烧器段 20之前被压縮。所示燃烧器段20包括围绕轴26同心或环状设置在压缩机18 和透平22之间的燃烧默卜壳28。在燃烧默卜壳28内部，燃烧器段20包括设 置在围绕轴26的圆形或环形构造的多个径向位置上的多个燃烧器30。如下面 进一步详细讨论的，来自压缩机18的压缩空气进入每一4^燃烧器30，随后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：　　　　燃料－空气喷射机构（５０，１５０），所述燃料－空气喷射机构（５０，１５０）包括通向燃料和空气喷射口（７０，７２，１５６，１５７，２１０，２１１）的同轴的燃料和空气通道，　　　　其特征在于：燃料和空气喷射口（７０，７２，１５６，１５７，２１０，２１１）被设置在偏离燃气轮机燃烧器（３０）轴线的位置，并且燃料和空气喷射口（７０，７２，１５６，１５７，２１０，２１１）的喷射方向被定位成不与通过燃气轮机燃烧器（３０）到透平机（２２）的流动方向成一条直线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：JM海恩斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]