本发明专利技术涉及具有预喷嘴混合帽盖组件的燃烧器。具体而言，本申请及随之产生的专利提供了围绕燃烧器(25)的帽盖部件(60)定位以便混合空气流(20)和燃料流(30)的预喷嘴混合帽盖组件(100)。预喷嘴混合帽盖组件(100)可包括与燃料流(30)连通的燃料仓室(170)和与空气流(20)连通并延伸经过燃料仓室(170)的多个管(130)。每个管(130)可在其中包括多个燃料孔(150)，使得燃料仓室(170)中的燃料流(30)经过燃料孔(150)传送并与空气流(20)相混合。
【技术实现步骤摘要】
本申请主要涉及燃气涡轮发动机的燃烧器，且更具体地涉及ー种燃烧器，其具有预喷嘴混合帽盖组件以便在燃料喷嘴的上游混合燃料和空气并具有经由其提供的冷却空气流。
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的上升而提高。然而，较高的燃烧流温度会产生较高水平的氮氧化物(“NOx”)和其它类型的排放物。此类排放物会受到美国联邦法规和州法规二者的管制并且在国外还会受到类似法规的管制。因此，在有效温度范围内操作燃气涡轮发动机同时还确保NOx和其它类型的管制排放物的输出保持低于规定水平之间存在平衡行为。若干类型的已知燃气涡轮发动机设计，例如使用干式低NOx( “DLN”)燃烧器的那 些，通常在反应或燃烧区的上游预混合燃料流和空气流以便减少经由多个预混合燃料喷嘴的NOx排放物。此种预混合趋于减少总体燃烧温度，且因此趋于减少NOx排放物等。然而，预混合还会引起若干操作问题，例如火焰稳定、逆燃、自动点火等。这些问题对于使用高反应性燃料而言可能是具体的考虑因素。例如，对于任何相当大部分的氢或其它类型的燃料而言，火焰可存在于燃料喷嘴上游的燃烧器头端中。因此，任何类型的燃料富集气讲(pocket)均会维持火焰并引起燃烧器损坏。其它预混合问题可归因于燃料流和空气流的无规律性。例如，存在若干流动障碍物会扰乱经过流动套筒和衬套之间的进入通路的流动。对于具有喷射燃料到头端上游的空气流中的燃料喷射器导叶的燃烧器而言，这些流动干扰会在导叶后缘上产生流动再循环区。这些再循环区可导致产生可燃燃料-空气混合物的稳定气阱，而这继而又会导致产生火焰稳定或在给定点火源情况下的其它类型的燃烧事件。因此，期望有一种改进的燃气涡轮燃烧器设计。优选的是此种燃烧器设计可提供不易引起火焰稳定的燃料喷射。同样的是，此种燃烧器设计还可提供更快的混合以便限制火焰稳定的风险。此种燃烧器设计优选的是能够适应不同类型的燃料。
技术实现思路
因此，本申请及随之产生的专利提供了一种预喷嘴混合帽盖组件，其围绕燃烧器的帽盖部件定位用于混合空气流和燃料流。预喷嘴混合帽盖组件可包括与燃料流连通的燃料仓室(plenum)和与空气流连通并延伸经过燃料仓室的多个管。每个管都可在其中包括多个燃料孔，使得燃料仓室中的燃料流经过燃料孔传送并与空气流相混合。本申请及随之产生的专利还提供了一种围绕具有多个燃烧器燃料喷嘴的帽盖部件混合空气流和燃料流的方法。该方法可包括以下步骤提供空气流至围绕帽盖部件定位的多个管，提供燃料流至环绕该管的燃料仓室，传送燃料流经过每个管中的多个燃料孔，以及在管中和/或管下游混合空气流和燃料流。本申请及随之产生的专利还提供了一种预喷嘴混合帽盖组件，其围绕燃烧器的帽盖部件定位用于混合空气流和燃料流。预喷嘴混合帽盖组件可包括与燃料流连通的燃料仓室，与空气流连通并延伸经过燃料仓室的多个管，以及邻近燃料仓室定位并且这些管经由其延伸的空气仓室。每个管都可在其中包括多个燃料孔，使得燃料仓室中的燃料流经过燃料孔传送并与空气流混合。当结合若干附图和所附权利要求研读如下详细说明时，本领域普通技术人员将清楚本申请的这些及其它的特征和改迸。附图说明 图I是如可在文中使用的已知燃气涡轮发动机的示意图。图2是已知燃气涡轮发动机的燃烧器的侧截面视图。图3是如可在文中所述的预喷嘴混合帽盖组件的透视图。图4是图3中的预喷嘴混合帽盖组件的局部侧截面视图。图5是如可在文中所述的预喷嘴混合帽盖组件的备选实施例的侧截面视图，在其中增加了冷却回路。标号列表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帽盖部件65燃料喷射器70涡流器75进入空气流动路径80 衬套85流动套筒90预喷嘴燃料喷射系统92燃料喷射器94喷射器孔96压缩机排放压力空气流98压缩机排放压力空气路径100混合帽盖组件110 第一板120第二板130管140斜切边缘 150燃料孔160燃料进ロ170燃料仓室200混合帽盖组件210冷却回路220第三板230流动套筒孔240空气仓室250帽盖体孔260帽盖面具体实施例方式现參看附图，在其中贯穿各个视图相同的标号表示相同的元件，图I示出了如可在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压缩进入空气流20。压缩机输送压缩的空气流20至燃烧器25。燃烧器25混合压缩的空气流20和压缩的燃料流30并点燃该混合物以产生燃烧气体流35。尽管仅示出了单个的燃烧器25，但燃气涡轮发动机10可包括任何数目的燃烧器25。继而，燃烧气体流35输送至涡轮40。燃烧气体流35驱动涡轮40以便产生机械功。在涡轮40中所产生的机械功驱动压缩机15和诸如发电机等的外部负载45。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。燃气润轮发动机10可为由通用电气公司(Schenectady,New York)提供的多种不同燃气润轮发动机中的任何ー种，包括诸如重型9FA燃气涡轮发动机等的那些。燃气涡轮发动机10可具有不同的构造并且可使用其它类型的构件。其它类型的燃气涡轮发动机也可在文中使用。多燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮，以及其它类型的动カ生成设备也可在文中一起使用。图2示出了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。通常描述的是，燃烧器25可包括在其中定位有多个燃料喷嘴55的燃烧室50。燃料喷嘴55可定位和支承在帽盖部件60等之内。燃料喷嘴55还可包括多个燃料喷射器65。燃料喷射器65可围绕ー个或多个涡流器70定位。涡流器70帮助在其中的空气流20和燃料流30的预混合。燃料喷射器65可结合预混合燃料等使用。其它类型的燃料和其它类型的燃料回路可在文中使用。空气流20可经由进入空气路径75从压缩机15进入燃烧器25。进入空气路径75可限定在燃烧室50的衬套80和外部流动套筒85之间。空气流20可沿着进入空气路径75行进且然后在燃料喷嘴55附近反转方向。空气流20和燃料流30可在燃烧室50内的燃料喷嘴55的下游点燃，使得燃烧气体流35可引向涡轮40。其它构造和其它构件可在文中使用。燃烧器25还可具有贫预喷嘴燃料喷射系统90，其围绕衬套80和流动套筒85之间的进入空气路径75定位。贫预喷嘴燃料喷射系统90可具有多个燃料杆柱(peg)或燃料喷射器92。燃料喷射器92可具有空气动力学翼型或流线形状。其它形状可在文中使用。燃料喷射器92均可在其中具有多个喷射器孔94。燃料喷射器92和喷射孔94的数目和定位可针对预混合进行优化。预混合燃料或其它类型的燃料流30可在文中使用。帽盖部件60还可经由压缩机排放压力空气路径98等而与压缩机排放压カ空气流96直接连通。压缩机排放压力空气流96相比于自压缩机15沿着整个进入空气路径75行进的空气流20可压カ稍微较高。压缩机排放压力空气流96可用于冷却帽盖部件60和可能地其它构件。压缩机排放压力空气路径98可为直接始自压缩机15、扩散器等的路径。而且，压缩机排放压力空气路径98可环绕流动套筒85等定位。其它构件和其它构造可在文中使用。图3和图4示出了如可在文中所述的预喷嘴混合帽盖组件100的ー个实例。预喷嘴混合帽盖组件100可围绕帽盖体60定位并定位本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.04 US 13/0402891.一种预喷嘴混合帽盖组件(100)，其围绕燃烧器(25)的帽盖部件￠0)定位以便混合空气流(20)和燃料流(30)，所述预喷嘴混合帽盖组件(100)包括 与所述燃料流(30)连通的燃料仓室(170);以及 与所述空气流(20)连通并延伸经过所述燃料仓室(170)的多个管(130)； 所述多个管(130)中的每个均在其中包括多个燃料孔(150)，使得所述燃料仓室(170)中的燃料流(30)经过所述多个燃料孔(150)传送并与所述空气流(20)混合。2.根据权利要求I所述的预喷嘴混合帽盖组件(100)，其特征在于，所述预喷嘴混合帽盖组件(100)还包括多个板(110)，并且所述多个管(130)经由所述多个板(110)延伸。3.根据权利要求2所述的预喷嘴混合帽盖组件(100)，其特征在于，所述多个板(110)包括第一板(110)和第二板(120)，以及其中，所述第一板(110)和所述第二板(120)在ニ者之间限定所述燃料仓室(170)。4.根据权利要求3所述的预喷嘴混合帽盖组件(100)，其特征在于，所述多个板(110)包括第三板(220)，以及其中，所述第二板(120)和所述第三板(220)在二者之间限定空气仓室(240)。5.根据权利要求I所述的预喷嘴混合帽盖组件(100)，其特征在于，所述多个管(130)中的每个均包括斜切边缘(140)。6.根据权利要求I所述的预喷嘴混合帽盖组件(100)，其特征在于，所述预喷嘴混合帽盖组件(100)还包括与所述燃料流(30)和所述燃料仓室(170)连通的燃料进ロ(160)。7.根据权利要求I所述的预喷嘴混合帽盖组件(100)，其特征在于，所述预喷嘴混合帽盖组件(10...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·罗尔森，P·B·梅尔顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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