燃料喷嘴制造技术

本发明专利技术涉及燃料喷嘴。本发明专利技术提供一种用于使燃料流和空气流混合的燃料喷嘴。该燃料喷嘴可以包括下游表面；定位成围绕下游表面以用于燃料流的多个燃料通道；和定位成围绕下游表面的喷嘴套环。该喷嘴套环可以包括多个空气导叶以用于空气流并包括从中穿过的一个或多个吹扫孔。

【技术实现步骤摘要】

本申请及产生的专利一般地涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及具有喷嘴套环的燃料喷嘴，该喷嘴套环中具有多个吹扫孔以改进燃料-空气混合、火焰保持(flameholding)耐性和整体性能。
技术介绍
一般来讲，燃气涡轮发动机可以采用一个或多个燃料喷嘴以促进在燃烧器中的燃料-空气混合。每个燃料喷嘴可以将燃料流、空气流和可选的其他流体流引导至燃烧器中以在燃烧器中进行燃烧。在某些情况下，燃烧火焰会回火到和/或火焰保持到燃料喷嘴的表面。火焰保持可以引起对燃料喷嘴的明显损坏和/或降低燃料喷嘴和整个燃气涡轮发动机的性能。具体地，如果可燃的燃料-空气混合物存在于非常接近燃烧源的低速区域中，则会发生火焰保持。在用于基于扩散的燃烧系统中的燃料喷嘴中，低速区域一般由于其中的空气动力学而可以在燃料喷嘴的内壁附近发现。这种可燃混合物可能会导致在燃料喷嘴内部的火焰保持。燃料喷嘴内部的火焰保持会导致燃料喷嘴烧坏，即在喷嘴中受到火焰损坏。因此需要改进的燃料喷嘴设计。优选地，这种改进的燃料喷嘴设计可以限制或减少在围绕燃料喷嘴的低速区域中的可燃的燃料/空气混合物以限制火焰保持等。限制火焰保持应当改进燃料喷嘴和燃气涡轮发动机的整体性能和耐久性。
技术实现思路
本申请及产生的专利因此提供一种用于混合燃料流和空气流的燃料喷嘴的示例。燃料喷嘴可以包括下游表面；定位成围绕下游表面以用于燃料流的多个燃料通道；和定位成围绕下游表面的喷嘴套环。该喷嘴套环可以包括多个空气导叶以用于空气流，并包括从中穿过的一个或多个吹扫孔。本申请及产生的专利还提供一种限制围绕燃料喷嘴的火焰保持的方法的示例。该方法可以包括如下步骤:提供穿过燃料喷嘴的下游表面的燃料流；提供穿过燃料喷嘴的喷嘴套环的多个空气导叶的空气流；在燃料喷嘴下游使燃料流和空气流混合；提供穿过空气导叶中的多个吹扫孔的吹扫空气流；和利用吹扫空气流在燃料喷嘴下游限制产生一个或多个再循环区域。本申请及产生的专利还提供一种与燃气涡轮发动机一起使用的燃烧器的示例。该燃烧器可以包括燃烧室和定位成围绕燃烧室的多个燃料喷嘴。多个燃料喷嘴中的每一者上包括喷嘴套环。喷嘴套环可以包括具有一个或多个吹扫孔的一个或多个空气导叶以使吹扫空气流从中穿过。在结合数个附图和所附的权利要求书审阅下列详细描述之后，本申请及产生的专利的这些和其他特征和改进对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。附图说明图1是燃气涡轮发动机的示意图，示出压缩机、燃烧器和涡轮机。图2是例如图1中所示的压缩机的示例的侧视图。图3是如在本说明书中描述的具有喷嘴套环的燃料喷嘴的示例的透视图。图4是图3的具有喷嘴套环的燃料喷嘴的部分侧视横截面图。具体实施例方式现在参照附图，在全部附图中类似的附图标记表示类似的元件，图1示出如本说明书中使用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15压缩进入的空气流20。压缩机15将压缩的空气流20传送至燃烧器25。燃烧器25使压缩的空气流20与加压的燃料流30混合，并点燃混合物以产生燃烧气体流35。尽管仅示出单一燃烧器25，但是燃气涡轮发动机10可以包括任意数量的燃烧器25。燃烧气体流35转而被传送至涡轮机40。燃烧气体流35驱动涡轮机40以产生机械功。涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15并驱动外部载荷50 (例如发电机等)。这里可以使用其他构造和其他部件。燃气涡轮发动机10可以使用天然气、各种类型的合成气、和/或其他类型的燃料。燃气润轮发动机10可以是由位于Schenectady,NewYork的General Electric Company提供到的多种不同燃气涡轮发动机中的任一种，包括但不限于例如7或9系列重载燃气涡轮发动机等。燃气涡轮发动机10可以具有不同的构造并且可以使用其他类型的部件。这里还可以使用其他类型的燃气涡轮发动机。这里还可以一起使用多个燃气涡轮发动机、其他类型的涡轮机和其他类型的发电设备。图2示出可以与燃气涡轮发动机10等一起使用的燃烧器25的示例。燃烧器25中可以包括多个燃料喷嘴55。如上所述，每个燃料喷嘴55可以将空气流20、燃料流30和可选的其他流体流引导至燃烧器25中以在燃烧器中进行燃烧。任意数量的燃料喷嘴55可以用于任意构造中。燃料喷嘴55可以在燃烧器25的顶端65附近连接到端盖60。空气流20和燃料流30可以被引导穿过端盖60和顶端65而到达每个燃料喷嘴55，以在燃料喷嘴中分配燃料-空气混合物。燃烧器25中还可以包括燃烧室70。燃烧器70可以由燃烧壳体75、燃烧衬里80、流动套管85等限定。衬里80和流动套管85可以相对比彼此同轴定位，以限定用于空气流20穿过的空气路径90。燃烧室70可以通向下游过渡件95。空气流20和燃料流30可以在燃料喷嘴55的下游混合，以在燃烧室70内进行燃烧。燃烧气体流35然后可以朝着涡轮机40被引导经过过渡件95，以在涡轮机40中产生有用功。这里还可以使用其他部件和其他构造。图3和图4示出如本说明书中描述的燃料喷嘴100的示例。燃料喷嘴100可以包括外管110。外管110可以通向具有燃料喷嘴尖端130的下游表面120。外管110中可以包括多个燃料和空气通道。具体地，多个燃料通道140可以延伸穿过、并且可以围绕下游表面120沿轴向定位。燃料通道140可以与燃料流30连通。多个尖端出口 150也可以延伸穿过，并可以围绕燃料喷嘴尖端130定位。尖端出口 150可以与燃料流30、空气流20或其他类型的流连通。延伸穿过燃料通道140、并穿过尖端出口 150的燃料流30根据燃烧特性和其他类型参数可以为相同、和/或不同类型的燃料流。这里还可以使用其他部件和其他构造。燃料喷嘴100还可以包括定位成围绕外管110的下游端部的喷嘴套环160。喷嘴套环160可以围绕下游表面120和燃料喷嘴尖端130。喷嘴套环160可以包括多个空气导叶170。空气导叶170可以成角度倾斜，以引导空气流20从中穿过、和/或在其中施加涡流。空气导叶170可以具有任意尺寸、形状或构造。可以使用任意数量的空气导叶170。空气导叶170可以引导空气流20围绕燃料通道140和尖端出口 150。空气导叶170可以在其端部处支撑下游环180。这里还可以使用其他部件和其他构造。如上所述，由于空气流20和燃料流30之间的相互作用，可以形成多个再循环区域190。这些再循环区域190可以导致经由低速区域围绕燃料喷嘴100的火焰保持(flameholding)。结果,多个吹扫孔(purgeholes) 200可以定位成穿过空气导叶170。吹扫孔200可以具有任意尺寸、形状或构造。这里可以使用任意数量的吹扫孔200。吹扫孔200可以成角度(倾斜)、和/或这里可以使用多个角度(倾斜)。附加的吹扫孔200还可以延伸穿过下游环180和/或其他地方。这里还可以使用其他部件和其他构造。吹扫孔200因此提供从中穿过的、作为整体空气流20的一部分的吹扫空气流210。穿过吹扫孔200的吹扫空气流210可以扰乱(disrupt)由低速区域或其他原因引起的、位于燃料喷嘴100下游的再循环区域190。吹扫孔200可以成角度倾斜，以使得吹扫空气210沿着大致周向方向扰乱产生再循环区域190。沿着周向方向消除或减少这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使燃料流和空气流混合的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括：下游表面；定位成围绕所述下游表面的多个燃料通道，以使得所述燃料流从中穿过；定位成围绕所述下游表面的喷嘴套环；所述喷嘴套环包括多个空气导叶，以使得所述空气流从中穿过；和所述多个空气导叶中的一者或多者包括从中穿过的一个或多个吹扫孔。

【技术特征摘要】
2012.01.23 US 13/355,5801.一种用于使燃料流和空气流混合的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括: 下游表面； 定位成围绕所述下游表面的多个燃料通道，以使得所述燃料流从中穿过； 定位成围绕所述下游表面的喷嘴套环； 所述喷嘴套环包括多个空气导叶，以使得所述空气流从中穿过；和 所述多个空气导叶中的一者或多者包括从中穿过的一个或多个吹扫孔。2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴还包括外管，所述多个燃料通道延伸穿过所述外管到达所述下游表面。3.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述下游表面包括定位在其上的燃料嗔嘴尖夂而。4.根据权利要求3所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴尖端包括定位在其上的一个或多个尖端出口，以使得所述燃料流和/或所述空气流从中穿过。5.根据权利要求4所述的燃料喷嘴，其特征在于，穿过所述多个燃料通道的所述燃料流包括第一燃料流，并且穿过所述一个或多个尖端出口的所述燃料流包括第二燃料流。6.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料套环包括与所述多个空气导叶相邻的下游环。7.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴还包括定位成围绕燃烧室的多个燃料喷嘴。8.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴还包括穿过所述一个或多个吹扫孔的吹扫空气流。9.根据权利要求8所述的燃料喷嘴，其特征在于，穿过所述一个或多个吹扫孔的所述吹扫空气流限制位于所述燃料喷嘴下游的所述燃料流和所述空气流的再循环区域。10.根据权利要求9所述的燃料喷嘴，其特征在于，限制位于所述燃料喷嘴下游的所述燃料流和所述空气流的再循环区域限值围绕所述燃料喷嘴的火焰保持。11.一种限制围绕燃料喷嘴的火焰保持的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：AV梅农，IA斯罗博延斯基，A巴鲁亚，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：