一种用于涡轮发动机的预混合装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于涡轮发动机（２）的预混合装置（１４），其包括主体（４４）以及多个流体传输管（６０），该主体具有进口部分（４６）、出口部分（５２）和可选择地限定至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８）的外壁（４５），该流体传输管延伸穿过至少部分该至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８）。每个该多个流体传输管（６０）包括流体连通到该至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８）的至少一个流体传输开口（１０３、１０４、１０５）。在这种结构下，第一流体可选择地被传输到到该至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８），穿过该至少一个流体传输开口（１０３、１０４、１０５）并且在涡轮发动机（２）的燃烧室（１２）内燃烧之前与流过该多个流体传输管（６０）的第二流体混合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施方式，涉及涡l&m^烧系统的领域，尤其是涉及用于涡 轮繊烧器的预混^S。
技术介绍
通常，燃气涡轮发动机燃烧油/气混，，该油/气混合物释放热能以形成高 温气流(gasstream)。该高温气流经由热气管线而通到涡轮。该涡轮将高温气流 的热能转换为旋转涡轮轴的机械能。该轴可具有多种应用，例如为泵或者发电 鹏共动力。a^气涡f&机中，发动机效率随tj^^流 显度的增加而增加。不幸的是， 较高的气流M产生较高级别(level)的氮氧化物(NOx)，该排放物必须符合 于職降n州的条例。因而，需要在有效的范围内存在操作燃气涡轮机期间精细 的平衡作用，同时还要确倒氐于规定7尺平的 化物的排出。可fflii确保燃油和空气的非常好的混合而实现产生低的氮氧化物(NOx)级 别。不同的技术，例如刊氐的氮氧化物(DLN)燃烧器包括低级(lean)预混燃 烧器和低级的直接喷射^^器，这些&^用于确保适当的混合。it^用低级预 混燃烧器的涡轮机中，燃料在允许itAg或者燃烧区域之前在预混，中与 空气謝"页混合。预混合陶氐了燃傲鹏以及，进而也降低了氮氧化物的排出。 然而，由于細特殊的燃料，预混合可导致自动燃烧、逆火和/或保持在预混合 ，内的火焰。Sl用低级直接喷射(LDI)概念的涡$&机中，燃料和空气可在混合之前， 直接被弓l导并分别引导至'燃烧线路中，该燃烧线路布置在燃烧器的上游端。然 而， 一些采用LDI概念的系统遇到了在燃烧线路内部的t魏和均匀的混合贫 (lean) j^斗和富空气的困难。在该区域的局部火焰,可^i形成最小的Mft化物的阈值驗，并且将氮氧化物的产物提高到不希望的级别。在一定情况下， 添加稀释剂以降低氮氧化物的级别。然而，惰性稀释齐拼不魏效的，反而会 影响发动机的热效率，以及增加投资和操作成本。其他系统可采用具有位于反应区域下游的稀释区域的it烧器。在这种情况下，惰性稀释剂被直接弓l导至鹏释区域并且与油/气混，进行混合以实现预定 的混合物种或駄至鹏轮机段的气流的^^、然而，正如上面所讨论的那样，惰性稀释剂通常并不有效，反而会影响发动机的热效率，以及增力n投资和操作成本。此外，在反应区域下游添加稀释剂，并不导致氮氧化物级另啲产生显著的改变。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示范性实施方式，用于涡轮发动机的预混合装置，包括具有进口部分、出口部分和夕卜壁的主体，该外壁可选^i也限定至少一个流体传 输高压间；以及多个流体传體，这些管延伸穿过该至少一个流体传输高压间的至少一部分。多个流体传输管的每^括至少一个流体M到该至少一个流体传输高压间的流体传输开口。在该结构中，第一流体可选择地传输到该至少 一个流体传输高压间，其穿过该至少一个流体传输开口并且在涡轮发动机的燃 烧室中燃烧之前，与流过该多个流体传输管的第二流術昆合。根据本专利技术的另一示范性实施方式，提供了一种在混合装置中形成可燃烧 混合物的方法，该混M置具有主体，该主体包括进口部分、出口部分和可选 fflfc限定至少一个流体传输高压间的夕卜壁。该方,括将第一流体引导到该至 少一个流体传输高压间中，以及m3i多个流体传lrt传输第二流体，该多个流 体传糖延伸穿过该至少一个流体传输高压间。该多个流体传输管的針包括 进口端部、出口端部以及中间部分。该方法进一步包括使第一流術荒过形i^ "该多个流体传输管的流体传输开口 ，在该多个流体传输管中混合第一和第 二流体，并且将该第一和第二流体从針该多个流体传输管的出口端部传输到 燃烧室。根据本专利技术的又一示范性实施方式，涡轮发动机包括至少一个包含第一流 体的第一流体源，至少一个包含第二流体的第二流体源，以，于混合该至少 一个第一流体和至少一个第二流体的装置。该，包括主体以及多个流体传输 管，该主体包括进口部分、出口部分和可选择地限定至少一个流体传输高压间的夕卜壁，该流体传输管延伸穿过该至少一个流体传输高压间。该多个流体传输 管的m^括暴露于主体的进口部分处的第一端部、暴露于主体和中间部分的 出口部分处的第二端部，以及与该至少一个流体传输高压间流体连通的至少一 个流体传输开口。在该结构下，该第一流体可选舰被传输到该至少一个流体 传输高压间，穿过该至少一个流体传输开口并在涡轮发动机的燃烧室中燃烧之 前与 该多个流体传输管的至少一部分的第二流体混合。 附图说明图i歸范性的燃气发动机的侧面剖视图，该发动机包括预混^a，其根据本专利技术的示范性实施方式构造；图2是图1的预混M置的正视图3是图2的预混合核體的侧面剖视亂图4是根据本专利技术的另一个示范性实施方式的预混M置的出口部分的剖 面透视图，该实 叙用直管割戈角管作为替代的燃料进口；图5是根据本专利技术的另一示范性实;^式构造的预混^a的出口部分的正视图6是根据本专利技术的又一示范性实施方式构造的预混^2的出口部分的 正视图7是根据本专利技术的再一示范性实施方式构造的预混^S的出口部分的 部分正视图；以及图8是根据本专利技术的进一步示范性实M式构造的 页混M置的剖视图。 具体实施例方式图1歸范ftM气涡轮发动机2的图解说明。发动机2包括压縮机4和燃烧 器组件8。燃烧器组件8包括燃烧器组件壁10，其至少部分限定了燃烧室12。 预混^g或喷嘴14延伸穿MM烧器组件壁10，荆申入燃烧室12中。正如下 面将详细讨论的，喷嘴14ffiMM料进口 18接收第一流体纖料，并腿缩机4接收第二流体或目空气。i^t料和压縮空气混合，mi鹏烧室12并被点燃以 形成高温，高压燃烧产物或气流。尽管在该示范性实施方式中仅示出了单个燃 烧组件8，但^:动机2可包括多个燃烧器组件8。在丫if可情形下，发动机2还 包括涡轮30和压縮板涡轮轴34 (有时候表示为转子)。在现有技术已知的方式 中，涡轮30麟到并驱动轴34，进而驱动压縮机4。機作中，流到压缩机4的空气Mffi縮成高压气体。该高压气体被樹共给燃 烧器组件8并且与燃料，例如为过程气体和/或合成气体(syngas),在喷嘴14 内混合。该M^斗/空气或可燃混合物被通至鹏烧室12中并被点燃，以形成高压高 ^M航流。可割戈的，燃烧器组件8可燃^f料，it^料包括但不限于天然 气和/ ^。在倒可情况下，燃烧器组件8将燃航 ^1」涡轮30，该涡轮30 将内能转换^J定转机械能。现在参照图2—4描述根据本专利技术的一个示范性实施方式的构造的喷嘴14。 正如所示，喷嘴14包括主体44以及出口部分52，该主條有限魏口部分46 的外壁45，该进口部分46包括第一流体进口48，从该出口部分52可燃混镧 流到it烧室12。喷嘴14进一步包括多个流体传输或混合管，其中之一1fi己为 60，其在进口部分46和出口部分52之间延伸，以及多个流体传输高压间 (plenum) 74、 76和78可选#^也将第一流体和/或其他物质传输至传糖60，此 将在下文中进行更详尽地描述。在所示的示范性实齢式中，高压间74限定了 翁￡出口部分52布置的第一高压间，高压间76限定了在喷嘴14内部中央布置 的中间高压间，以及高压间78限定了^ffiS口部分46布置的第三高压间。最 后，所示的喷嘴14包括安装凸缘80。采用安装凸缘80以将喷嘴14安装到燃烧 器组#|| 10上。管60 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮发动机（２）的预混合装置（１４），其包括：　主体（４４），所述主体具有进口部分（４６）、出口部分（５２）和可选择地限定至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８）的外壁（４５）；以及　多个流体传输管（６０），所述流体传 输管延伸穿过所述至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８）的至少一部分，每个所述多个流体传输管（６０）包括流体连通到所述至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８）的至少一个流体传输开口（１０３、１０４、１０５），其中，第一流体可选择地被传输到所述至少一个流体传输高压间（７４、７６、７８），穿过所述至少一个流体传输开口（１０３、１０４、１０５），并且在涡轮发动机的燃烧室（１２）内燃烧之前与流过述多个流体传输管（６０）的第二流体混合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BP拉西，B瓦拉塔拉彦，WS齐明斯基，GO克雷默，E伊尔马茨，PB梅尔顿，B卓，CX斯蒂芬森，DK费林，JH安，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]