本发明专利技术涉及一种方法和装置。该方法包括接收燃料和空气进入涡轮燃料喷嘴（１２）的杯（６０）中。该方法还包括在杯（６０）中使燃料和空气至少部分地混合。另外，该方法包括引导燃料空气混合物朝向涡轮燃烧器（１６）。该方法还包括利用一层保护性流体流屏蔽杯（６０）的内壁（１０４），从而降低沿着内壁（１０４）发生驻焰的可能性。保护性流体流不包括燃料和空气的可燃混合物。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题涉及一种涡轮发动机，并且更具体地说涉及一种带有用于降低驻 焰(flame holding)的可能性的改进设计的燃料喷嘴。
技术介绍
在各种发动机(例如涡轮发动机)中将液体/气体燃料与空气混合会影响发动机 的性能和排放。例如，涡轮发动机可采用一个或多个燃料喷嘴以促进燃烧器中的燃料_空 气混合。各个燃料喷嘴可包括将空气、燃料和可选的其它流体引导至燃烧器中的结构。在 进入燃烧器后，燃料和空气混合物燃烧，从而驱动涡轮发动机。在某些条件下，火焰可能逆 燃和/或驻留在燃料喷嘴的表面上。不幸的是，驻焰使燃料喷嘴的表面遭遇高温，其可能损 害燃料喷嘴或降低燃料喷嘴的性能，从而降低涡轮发动机的性能。
技术实现思路
与最初要求保护的本专利技术范围相称的某些实施例概括如下。这些实施例并不意图 限制要求保护的本专利技术的范围，相反这些实施例仅仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概 括。实际上，本专利技术可包含各种可与下述实施例相似或不同的形式。在第一实施例中，系统包括涡轮发动机。涡轮发动机包括燃烧器。涡轮发动机还 包括设置在燃烧器中的燃料喷嘴。燃料喷嘴包括燃料通道和空气通道，燃料通道和空气通 道引导燃料和空气在杯(CUP)中混合。燃料喷嘴还包括位于杯中的导流件，以便沿着杯的 内壁引导流体流，其中该流体流是混合或非混合的不可燃烧的混合物。在第二实施例中，系统包括涡轮燃料喷嘴。涡轮燃料喷嘴包括燃料通道。涡轮燃 料喷嘴还包括空气通道。另外，涡轮燃料喷嘴包括联接在燃料通道和空气通道上的杯。杯 配置成引导燃料空气混合物朝向涡轮燃烧器。涡轮燃料喷嘴还包括设置在杯内的导流件。 导流件限定了环形通道，以便沿着杯的内壁引导保护性流体流，从而降低沿着内壁发生驻 焰的可能性。这种保护性流体流不包括燃料和空气的可燃混合物。在第三实施例中，方法包括将接收燃料和空气进入涡轮燃料喷嘴的杯中。该方法 还包括在杯中将燃料和空气至少部分地混合。另外，该方法包括引导燃料空气混合物朝向 涡轮燃烧器。该方法还包括用一层保护性流体流屏蔽杯的内壁，从而降低沿着内壁发生驻 焰的可能性。保护性流体流不包括燃料和空气的可燃混合物。附图说明当参照附图阅读以下详细说明时，将更好地理解本专利技术的这些以及其它特征、方 面和优势，其中在所有附图中相同的标号表示相同的部件，其中图1是具有防驻焰燃料喷嘴的涡轮系统的一个示例性实施例的方框图；图2是图1中所示的涡轮系统的一个示例性实施例的横截面侧视图，其中燃烧器 具有一个或多个防驻焰燃料喷嘴；3图3是图2中所示的燃烧器的一个示例性实施例的剖切侧视图，其具有一个或多 个联接在燃烧器的端盖上的防驻焰燃料喷嘴；图4是图3中所示的燃烧器的端盖和防驻焰燃料喷嘴的一个实施例的透视图；图5是由图4中的线5-5指示的防驻焰燃料喷嘴的一个示例性实施例的横截面侧 视图；图6是由图5中的线6-6指示的防驻焰燃料喷嘴的示例性实施例的另一横截面侧 视图；图7A和图7B是图5和图6的燃料喷嘴顶端、环形燃料喷嘴头、导流件(baffle) 以及燃料喷嘴杯的示例性实施例的分解图，示出了这些构件如何配合在一起以形成防驻焰 燃料喷嘴；图8A和图8B是图7A和图7B中所示的燃料喷嘴杯的一个示例性实施例的透视图 和顶视图，其中虚线显示了内部通道；图9A和图9B是图7A和图7B中所示的环形燃料喷嘴头的一个示例性实施例的透 视图和顶视图，其中虚线显示了内部通道；以及图10是图7A和图7B中所示导流件的一个示例性实施例的透视图。标号列表10涡轮系统；12燃料喷嘴；14燃料供给；16燃烧器；18涡轮；20排气出口 ；22轴； 24压缩机；26进气口；28负载；30涡轮叶片；32压缩机叶片；34端盖；36头端；38燃烧室； 40燃烧外壳；42燃烧衬套；44导流套筒；46空心的环形空间；48过渡件；50排气流；52端 盖表面；54下游方向；56空气入口 ；58燃料喷嘴轴线；60燃料喷嘴杯；62燃料入口 ；64轴 向上游面；66环形燃料喷嘴头；68燃料；70燃料通道；72燃料流；74燃料出口 ；76轴向下 游面；78混合区域；80燃料入口 ；82轴向上游面；84燃料喷嘴顶端；86燃料；88燃料通道； 90燃料流；92燃料出口 ；94轴向下游面；96壁；98空气；100导流件；102外空气流；104内 壁；106内空气流；108前缘；110后缘；112出口 ；114环形通道；116圆形开口 ；118燃料喷 嘴轴线；120凹槽；122径向外壁；124外壁；126径向上游部分；128外壁；129矩形空气入口 通道；130轴线；132轴线具体实施例方式以下将描述本专利技术的一个或多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述， 在说明书中可能没有完全描述实际实施的所有特征。应该懂得，在任何这种实际实施的研 究中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多实施特有的决策，以实现研究者的 特定目的，例如符合涉及系统及涉及商业约束，其可能根据实施而变化。此外，应该懂得， 这种研究工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员仍然是其承担设 计、构造和制造的例行事务。 当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一 ”、“ 一个”、“该，，和“所述，，都意图表示存在一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都意图是包括性的并意味着除 了列出的元件之外，还可以存在其它元件。 在燃料喷嘴设计中，驻焰是一项重要的考虑因素。在实验室试验中通常特别针对 驻焰而对单独的燃料喷嘴进行评估。驻焰可显著地损害燃料喷嘴和/或降低燃料喷嘴和整个涡轮发动机的性能。本文公开的实施例降低了在燃料喷嘴中，特别是用于扩散式燃烧系 统的燃料喷嘴中发生驻焰的可能性。总地说来，公开的实施例通过在靠近燃料喷嘴的壁的 周边区域中产生一层空气或另一保护性流体(例如不是可燃烧的燃料-空气混合物)来降 低驻焰的可能性。总地说来，如果可燃混合物驻留在靠近热源的低速区域中，那么可能发生驻焰。在 基于扩散的燃烧系统中所使用的燃料喷嘴中，由于燃料喷嘴的空气动力特性，低速区域通 常建立在燃料喷嘴的内壁附近。在某些燃料喷嘴中，燃料和空气流在混合期间的相互作用 可能导致在这些低速区域中存在可燃混合物，其可能导致燃料喷嘴内部的驻焰。燃料喷嘴 内部的驻焰可能导致燃料喷嘴烧坏(例如由于火焰逆燃而经历火焰损伤)，其时常导致涡 轮发动机的非计划的停机。燃料喷嘴可设计成通过考虑诸如操作条件(例如压力和温度)、旋流量、流速、燃 料属性(例如成分和火焰速度)等等因素而降低驻焰的可能性。另外，可以这样一种方式 设计燃料喷嘴，即在给定的操作条件下燃料喷嘴出口处的平均速度高于火焰速度。然而，这 些设计考虑没有包括速度和燃料_空气比的局部变化。如上所述，低速区域的存在与可燃混合物的存在共同造成燃料喷嘴中容易形成驻 焰。这些低速区域通常发生在燃料喷嘴的内壁附近。在公开的实施例中，利用导流件作为分 流器可使空气或另一保护性流体(例如不是可燃烧的燃料-空气混合物)沿着内壁转移。 通过这种方式，保护性流体产生了覆盖内壁的防火保护膜、薄膜或层。覆盖内壁的保护性流 体可处于较高的速度下，并且是不易燃烧的成分，从而降低在内壁上发生驻焰的可能性。换 句话说，覆盖内壁的保护性流体可极大地降低或消除驻焰本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种系统，包括： 涡轮发动机（１０），包括： 燃烧器（１６）；和 设置在所述燃烧器（１６）中的燃料喷嘴（１２），其中，所述燃料喷嘴（１２）包括燃料通道（６８，７０）和空气通道（９８），所述燃料通道（６８，７０）和空气通道（９８）引导燃料和空气在杯（６０）中进行混合，并且所述燃料喷嘴（１２）包括所述杯（６０）中的导流件（１００），所述导流件（１００）沿着所述杯（６０）的内壁（１０４）引导流体流，其中，所述流体流是一种混合或非混合的不可燃烧的混合物。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M巴蒂纳，CB维尔库尔，S塞尔文，AP德赛，A巴鲁阿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US
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