用于燃气涡轮发动机的燃烧器制造技术

一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器，其包括：用于产生涡旋燃料／空气混合物的径向旋流器（１）；涡旋燃料／空气混合物的燃烧发生在其中的燃烧室（３）；以及位于径向旋流器（１）与燃烧室（３）之间的预燃室（５），径向旋流器（１）包括布置成圈的多个叶片（７），在该圈中的相邻叶片（７）之间限定大致径向向内延伸的流槽（９），每个流槽（９）具有径向外入口端（１１）、径向内出口端（１３）、由相邻叶片（７）提供的第一和第二大致径向向内延伸的侧面（１５，１７）、以及底部（１９）和顶部（２１），在该燃烧器的使用中，燃料和空气沿流槽（９）从它们的入口端（１１）行进到它们的出口端（１３），以便邻近出口端（１３）产生涡旋燃料／空气混合物，流槽（９）包括在其底部（１９）的第一气体燃料注射孔（２３），且流槽（９）包括在其第一侧面（１５）的第二气体燃料注射孔（２５），其特征在于：通过第一和第二气体燃料注射孔（２３，２５）注射的气体燃料量是独立可变的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器。更具体地，本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器包括用于产 生涡旋燃料/空气混合物的径向旋流器；涡旋燃料/空气混合物的燃烧在其中发生的燃烧 室；以及位于径向旋流器与燃烧室之间的预燃室，径向旋流器包括布置成圈的多个叶片，在 该圈中的相邻叶片之间限定大致径向向内延伸的流槽，每个流槽具有径向外入口端、径向 内出口端，由相邻叶片提供的第一和第二大致径向向内延伸的侧面、以及底部和顶部，在该 燃烧器的使用中，燃料和空气沿流槽从它们的入口端行进到它们的出口端，以便邻近出口 端产生涡旋燃料/空气混合物，流槽包括在其底部的第一气体燃料注射孔，且流槽包括在 其第一侧面的第二气体燃料注射孔。
技术介绍
这种类型的燃烧器是已知的，其中在每个流槽的底部有第一气体燃料注射孔并在 每个流槽的第一侧面有两个第二气体燃料注射孔。在这种已知的燃烧器中，所有第一和第 二气体燃料注射孔由气体燃料供应歧管的同一个气体燃料供应通道供应燃料。需要减少这种已知燃烧器的氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)排放。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器包括用于产生涡 旋燃料/空气混合物的径向旋流器；涡旋燃料/空气混合物的燃烧发生在其中的燃烧室； 以及位于径向旋流器与燃烧室之间的预燃室，径向旋流器包括布置成圈的多个叶片，在该 圈中的相邻叶片之间限定大致径向向内延伸的流槽，每个流槽具有径向外入口端、径向内 出口端、由相邻叶片提供的第一和第二大致径向向内延伸的侧面、以及底部和顶部，在该燃 烧器的使用中，燃料和空气沿流槽从它们的入口端行进到它们的出口端，以便邻近出口端 产生涡旋燃料/空气混合物，流槽包括在其底部的第一气体燃料注射孔，且流槽包括在其 第一侧面的第二气体燃料注射孔，其特征在于通过第一和第二气体燃料注射孔注射的气 体燃料量是独立可变的。附图说明现将参考附图借助示例描述本专利技术，其中图1是根据本专利技术的燃烧器的示意图；图2是图1燃烧器的径向旋流器连同径向旋流器的气体燃料供应歧管的透视图；图3是取自图2中的底部的视图，如图2中箭头III所示；图4是在图3中中心竖直平面上得到的截面图，图4另外显示了向燃烧器提供引 燃气体燃料的部分燃烧器；图4a是图4所示部分的放大视图5是上面提及的已知燃烧器的曲线图，该曲线图是(i)至燃烧器的不同燃料供 应占至燃烧器的总燃料供应的百分比与(ii)燃气涡轮发动机负载的关系图；图6是根据本专利技术图1至图4的燃烧器的曲线图，该曲线图是⑴至燃烧器的不同 燃料供应占至燃烧器的总燃料供应的百分比与(ii)燃气涡轮发动机负载的关系图；以及图7是已知燃烧器和本专利技术燃烧器的NOx和CO排放与燃气涡轮发动机负载的关 系曲线图。具体实施例方式参见图1，根据本专利技术的燃烧器包括用于产生涡旋燃料/空气混合物的径向旋流 器1，涡旋燃料/空气混合物的燃烧在其中发生的燃烧室3，以及位于径向旋流器1与燃烧 室3之间的预燃室5。参见图2，径向旋流器1包括布置成圈的多个楔形叶片7。楔形叶片的薄端大致径 向指向内。楔形叶片的相对宽端大致径向面向外。圈中的相邻叶片7在它们之间限定了大 致径向向内延伸的直流槽9。每个流槽9具有径向外入口端11，径向内出口端13，由相邻叶 片7提供的第一和第二大致径向向内延伸的侧面15，17，以及底部19和顶部21。底部和顶 部在垂直于布置楔形叶片7的圈平面的方向上间隔开。每个流槽9包括在其底部19的第 一气体燃料注射孔23和在流槽第一侧面15的两个第二气体燃料注射孔25。第一注射孔 23位于流槽的入口端11。两个第二气体燃料注射孔25邻近流槽的入口端11和顶部21，定 位为一个在另一个上方。在径向旋流器1的使用中(i)空气被供应至流槽9的入口端11，(ii)空气沿流 槽9大致径向向内行进，在流槽9中空气与来自第一和第二注射孔23，25的气体燃料组合， 以及(iii)燃料/空气混合物出自流槽9的出口端13，以便邻近出口端产生涡旋燃料/空 气混合物。图2还显示了径向旋流器1的气体燃料供应歧管27。气体燃料供应歧管27在形 状上是环形，并将气体燃料供应至第一和第二气体燃料注射孔23，25。现将参考图3和图4。在图3和图4中，径向旋流器1以虚线示出。图4除了显示 径向旋流器1和气体燃料供应歧管27，还显示了将引燃气体燃料供应至燃烧器的燃烧器的 部件29。部件29以虚线示出。气体燃料供应歧管27包括第一和第二独立的气体燃料供应通道31，33。第一和第 二通道31，33在形状上是环形，并将气体燃料分别供应至第一和第二气体燃料注射孔23， 25。第一通道31借助与第一注射孔23连通的气体燃料供应歧管27内的通道35将气体燃 料供应给第一气体燃料注射孔23。第二通道33借助(i)气体燃料供应歧管27内的通道 37，以及(ii)与第二注射孔25连通的径向旋流器1的叶片7内的通道39将气体燃料供应 给第二气体燃料注射孔25。气体燃料入口 40，41分别围绕环形第一和第二燃料气体供应通 道31，33基本均勻分布，以确保气体燃料围绕通道均勻分布。现还将参考图4a。引燃气体燃料借助许多引燃气体燃料注射孔45被供应至燃烧 器，这些注射孔围绕燃烧器的部件29的圆形引燃面47的圆周间隔开。一个这种孔45在图 4和图4a中被示出。每个孔45通过部件29中的各自通道供应的燃料来自部件29的环形 引燃气体燃料供应槽42。部件29还包括环形套管44，正好位于引燃气体燃料注射孔45的引燃面47中的开口之上的环形唇状物46。唇状物46引导来自引燃面47上的孔45的引燃 气体燃料。圆形引燃面47和径向旋流器1的流槽9的底部19基本位于相同平面上。图1描绘了在燃烧器使用中呈现的火焰49。火焰49可被看作为占据三个火焰区 域引燃火焰区域51，底部注射火焰区域53和侧面注射火焰区域55。引燃火焰区域51紧 邻圆形引燃面47，并定中在圆形引燃面47的中心。引燃火焰区域51主要由来自圆形引燃 面47中的引燃气体燃料注射孔45的燃料供应。底部注射火焰区域53从引燃火焰区域51 向上延伸至燃烧器的中心。底部注射火焰区域53主要由来自流槽9底部19中的第一气体 燃料注射孔23的燃料供应。侧面注射火焰区域55径向地位于底部注射火焰区域53之外。 侧面注射火焰区域55主要由来自流槽9第一侧面15中的第二气体燃料注射孔25的燃料 供应。根据图1至图4的本专利技术的燃烧器，通过在可经由第一和第二气体燃料注射孔23， 25注射的气体燃料量方面具有更大灵活性，即通过在可供应至底部和侧面注射火焰区域 53，55的气体燃料量方面具有更大灵活性，获得了更低的NOx和CO排放。这种更大的灵活 性由第一和第二气体燃料注射孔23，25提供，第一和第二气体燃料注射孔23，25的每一个 具有它们自己独立的气体燃料供应通道31，33，即第一气体燃料注射孔23的气体燃料供应 只来自第一气体燃料供应通道31，且第二气体燃料注射孔25的气体燃料供应只来自第二 气体燃料供应通道33。在这点上，在涉及更早的已知燃烧器中，第一和第二气体燃料注射孔 的气体燃料供应均来自同一个气体燃料供应通道。因此，在根据图1至图4的本专利技术燃烧 器中，通过第一和第二气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器，包括：用于产生涡旋燃料／空气混合物的径向旋流器（１）；燃烧室（３），涡旋燃料／空气混合物的燃烧发生在该燃烧室中；以及位于径向旋流器（１）与燃烧室（３）之间的预燃室（５），径向旋流器（１）包括布置成圈的多个叶片（７），在该圈中的相邻叶片（７）之间限定大致径向向内延伸的流槽（９），每个流槽（９）具有径向外入口端（１１）、径向内出口端（１３）、由相邻叶片（７）提供的第一和第二大致径向向内延伸的侧面（１５，１７）、以及底部（１９）和顶部（２１），在该燃烧器的使用中，燃料和空气沿流槽（９）从它们的入口端（１１）行进到它们的出口端（１３），以便邻近出口端（１３）产生涡旋燃料／空气混合物，流槽（９）包括在其底部（１９）的第一气体燃料注射孔（２３），且流槽（９）包括在其第一侧面（１５）的第二气体燃料注射孔（２５），其特征在于：通过第一和第二气体燃料注射孔（２３，２５）注射的气体燃料量是独立可变的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A坎特，P黑德兰，D来格特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]