本申请涉及用于减轻火焰保持的具有燃料交错的燃烧器。其中，提供一种燃烧器(100)。该燃烧器(100)可包括空气流动路径(110)，在空气流动路径(110)中有空气流(20)。流动阻塞部(170)可位于空气流动路径(110)内且在其下游造成尾流或再循环区(190)。多个燃料喷射器(140)可位于流动阻塞部(170)下游。燃料喷射器(140)可喷射燃料流(30)到空气流动路径(110)内，使得在尾流或再循环区(190)中的燃料流(30)和空气流(20)不会超过可燃极限。
【技术实现步骤摘要】
本申请大体而言涉及燃气涡轮发动机(gas turbine engines)，且更特定而言涉及燃烧器，其具有燃料交错和/或燃料喷射器交错(fuel injector staggering)以用于减轻由局部流动阻塞部和其它类型的流动干扰所造成的火焰保持(flame holding)。
技术介绍
在燃气涡轮发动机中，操作效率通常随着燃烧流温度升高而提高。但更高的燃烧流温度可产生更高水平的氧化氮(“N0X”)和其它类型的排放物。这些排放物会受到美国联邦国家管制且也经受国外的类似管制。因此，在以高效温度范围操作燃气涡轮发动机同时也确保NOx和其它类型的管制排放物的输出保持低于强制水平之间存在平衡做法。若干类型的已知燃气涡轮发动机设计，诸如使用干式低NOx ( “DLN”)燃烧器的那些设计，通常在反应区或燃烧区上游经由多个预混合燃料喷嘴来预混合燃料流和空气流以便减少NOx排放。这种预混合倾向于降低总燃烧温度且因此减少NOx排放和类似物。但预混合可带来若干操作问题，诸如火焰保持、闪回、自动点燃和类似问题。这些问题可为使用高反应性燃料的特定顾虑。举例而言，给定点燃源，火焰可与任何大分数的氢气或其它类型的燃料一起存在于燃料喷嘴上游燃烧器的头端中。因此，任何类型的富含燃料包(fuel rich pocket)可使得火焰持续且对燃烧器造成损坏。其它预混合问题可能是由于燃料流和空气流的不规则性。举例而言，存在若干流动阻塞部，其可扰乱通过流动套筒与衬套之间的进来途径的流动。通过具有用于将燃料喷射到头端上游的空气流内的燃料喷射器叶片的燃烧器，这些流动干扰可造成在叶片的尾边缘上的流动再循环区。这些再循环区可导致可点燃的燃料-空气混合物的稳定包，其又会导致给定点燃源的火焰保持或其它类型的燃烧事件。因此，存在对改进的燃烧器设计的需要。这种设计应适应燃料喷射器上游的流动干扰以避免火焰保持、闪回、自动点燃和类似情形。此外，火焰保持裕度(margin)的增加可允许使用更高反应性燃料用于改进的性能和排放。
技术实现思路
因此，本申请提供一种燃烧器。该燃烧器可包括空气流动路径，在空气流动路径中具有空气流。流动阻塞部(flow obstruction)可位于空气流动路径内且在其下游造成尾流或再循环区。多个燃料喷射器可位于流动阻塞部下游。燃料喷射器可喷射燃料流到空气流动路径内，使得在尾流或再循环区中的燃料流和空气流不会超过可燃极限(flammability limit)ο本申请还提供一种燃烧器。该燃烧器可包括空气流动路径，在空气流动路径中具有空气流。流动阻塞部可位于空气流动路径内且在其下游造成尾流或再循环区。多个燃料喷射器可位于流动阻塞部下游。燃料喷射器可位于尾流或再循环区外部。本申请还提供一种燃烧器。该燃烧器可包括空气流动路径，在空气流动路径中具有空气流。流动阻塞部可位于空气流动路径内且在其下游造成尾流或再循环区。多个燃料喷射器可位于流动阻塞部下游。燃料喷射器中的一个或多个可为在尾流或再循环区下游但与尾流或再循环区对齐的下游燃料喷射器。 当结合若干附图和所附权利要求来理解时，通过阅读下文的详细描述，本申请的这些和其它特点和改进对本领域技术人员来说将会变得明显。附图说明图1是可在本文中使用的已知的燃气涡轮发动机的示意图。图2是已知燃烧器的侧视截面图。图3是可如本文所述的燃烧器的局部示意图。图4是可如本文所述的替代燃烧器的局部示意图。图5是可如本文所述的替代燃烧器的局部示意图。图6是可如本文所述的替代燃烧器的局部示意图。部件列表10燃气涡轮发动机15压缩机20空气流25燃烧器30燃料流35燃烧气体流40涡轮45负载50燃烧室55燃料喷嘴60中央燃料通路65燃料喷射器70旋流器75进来空气流动路径80管线85罩壳(casing)90喷嘴前燃料喷射系统92燃料喷射器94喷射器孔96流动阻塞部98串扰管(crossfire tube)100燃烧器110空气路径120衬套130草冗140燃料喷射器150如同翼型件的形状(airfoil-like shape)160喷射器孔170流动阻塞部180串扰管190尾流或再循环区200未加燃料的燃料喷射器210加燃料的燃料喷射器220燃烧器230未阻塞的路径240燃烧器250减少燃料流量的燃料喷射器260燃烧器270下游燃料喷射器具体实施例方式现参看附图，其中在所有若干附图中相似的附图标记指代相似元件，图1示出可在本文中使用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可包括压缩机15。压缩机15压缩进来的空气流20。压缩机将压缩的空气流20递送到燃烧器25。燃烧器25混合压缩的空气流20与压缩的燃料流30且点燃该混合物以形成燃烧气体流35。尽管仅示出单个燃烧器25，但燃气涡轮发动机10可包括任意数量的燃烧器25。燃烧气体流35然后被递送给涡轮40。燃烧气体流35驱动涡轮40以便产生机械功。在涡轮40中产生的机械功驱动压缩机15和外部负载，诸如发电机45或类似负载。燃气涡轮发动机10可使用天然气，各种类型的合成气，和/或其它类型的燃料。燃气涡轮发动机10可为由纽约的斯卡奈塔第的通用电气公司(General Electric Company) 提供的多种不同的燃气涡轮发动机中的任一种，诸如重型9FA燃气涡轮发动机和类似物。 燃气涡轮发动机10可具有不同配置且可使用其它类型的构件。在本文中也可使用其它类型的燃气涡轮发动机。多个燃气涡轮发动机，其它类型的涡轮和其它类型的发电设备也可在本文中一起使用。图2示出可结合燃气涡轮发动机10使用的已知燃烧器25的简化实例。一般而言， 燃烧器25可包括燃烧室50，多个燃料喷嘴55位于燃烧室50中。燃料喷嘴55中的每一个可包括通常用于液体燃料的中央燃料通路60。燃料喷嘴55还可包括多个燃料喷射器65。 燃料喷射器65可绕一个或多个旋流器70定位。旋流器70辅助在其中的空气流20与燃料流30的预混合。燃料喷射器65可结合预混合燃料和类似物使用。在本文中可使用其它类型的燃料和其它类型的燃料回路。空气流20可经由进来的空气路径75从压缩机15进入燃烧器25。进来的空气路径75可限定于燃烧室50的衬套80与外罩壳85之间。空气流20可沿着进来的空气路径 75行进且然后在燃料喷嘴55附近使方向相反。空气流20和燃料流30可在燃烧室50内在燃料喷嘴55下游点燃，使得燃烧气体流35可导向涡轮40。在本文中可使用其它配置和其它构件。燃烧器25还可具有在衬套80与罩壳85之间关于进来的空气路径75设置的稀薄喷嘴前燃料喷射系统(lean pre-nozzle fuel injection system)90。稀薄喷嘴前燃料喷射系统90可具有多个燃料桩(fuel peg)或燃料喷射器92。燃料喷射器92可具有空气动力翼型件或流线形状。在本文中可使用其它形状。燃料喷射器92中各可具有多个喷射器孔94。为了预混合，可优化燃料喷射器92和喷射孔94的数量和位置。在本文中可使用预混合燃料或其它类型的燃料流30。如上文所述的那样，多个流动阻塞部96也可位于进来的空气路径75内。这些流动阻塞部96可为诸如多个串扰管98的结构。其它类型的阻塞96可包括衬套穿透、衬套挡止件和类似物。这些流动阻塞部96可形成低速尾本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·K·托伦托，金冠佑，A·R·罕，L·弗拉曼德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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