具有带有差异化流的多管燃料喷嘴的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及具有带有差异化流的多管燃料喷嘴的系统和方法。一种系统包括多管燃料喷嘴，多管燃料喷嘴具有燃料喷嘴本体和多个管。燃料喷嘴本体包括包围腔室的喷嘴壁。多个管延伸通过腔室，其中，多个管中的各个管包括空气进口部分、燃料进口部分和空气-燃料混合物出口部分。多管燃料喷嘴还包括在多个管之间的空气进口部分的差异化构造。

【技术实现步骤摘要】
具有带有差异化流的多管燃料喷嘴的系统和方法关于联邦赞助的研究和开发的声明本专利技术根据美国能源部授予的合同No.DE-FC26-05NT42643在美国政府的支持下完成。美国政府对本专利技术具有某些权利。
本文公开的主题涉及燃气涡轮发动机，并且更具体而言，涉及燃气涡轮发动机的喷嘴。
技术介绍
燃气涡轮发动机燃烧燃料和空气的混合物，以产生热的燃烧气体，燃烧气体又驱动一个或多个涡轮级。具体而言，热的燃烧气体迫使涡轮叶片旋转，从而驱动轴，以旋转一个或多个负载，例如，发电机。燃气涡轮发动机包括燃料喷嘴，以将燃料和空气喷射到燃烧器中。在某些构造中，燃料和空气在点燃之前预先混合，以减少排放和改进燃烧。可惜，燃料和空气可能以可在燃料喷嘴上导致不均匀的温度或排放的流动态特性喷射。
技术实现思路
下面对在范围方面与原本声明的专利技术相当的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制声明的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括可能类似于或异于下面所论述的实施例的各种形式。在第一实施例中，一种系统包括多管燃料喷嘴，多管燃料喷嘴具有燃料喷嘴本体和多个管。燃料喷嘴本体包括包围腔室的喷嘴壁。多个管延伸通过腔室，其中，多个管中的各个管包括空气进口部分、燃料进口部分和空气-燃料混合物出口部分。多管燃料喷嘴还包括在多个管之间的空气进口部分的差异化构造。在第二实施例中，一种系统包括多管燃料喷嘴，多管燃料喷嘴具有燃料喷嘴本体和多个管。燃料喷嘴本体包括包围腔室的喷嘴壁。多个管延伸通过腔室，其中，多管燃料喷嘴包括在多个管之间的空气进口部分的差异化构造。该差异化构造构造成控制多个管之间的流分配。在第三实施例中，一种方法包括将燃料接收到多个管中，多个管延伸通过多管燃料喷嘴的本体。该方法还包括通过相应的多个空气进口部分将空气差异化地接收到多个管中，其中,多管燃料喷嘴包括在多个管之间的空气进口部分的差异化构造。该方法进一步包括从多个管输出空气-燃料混合物。一种系统，包括：多管燃料喷嘴，其包括：燃料喷嘴本体，其包括包围腔室的喷嘴壁；以及延伸通过所述腔室的多个管，其中，所述多个管中的各个管包括空气进口部分、燃料进口部分和空气-燃料混合物出口部分，其中，所述多管燃料喷嘴包括在所述多个管之间的所述空气进口部分的差异化构造。在另一个实施例中，各个空气进口部分包括轴向空气入口，所述轴向空气入口通到所述多个管中的相应的管的上游端中。在另一个实施例中，所述差异化构造包括在所述多个管之间的所述轴向空气入口的差异化入口形状。在另一个实施例中，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状包括一个或多个渐缩入口形状、一个或多个弯曲入口形状或一个或多个笔直入口形状，或它们的组合。在另一个实施例中，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状包括所述一个或多个渐缩入口形状，所述一个或多个渐缩入口形状各自具有带有不同渐缩角度的外壁。在另一个实施例中，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状包括所述一个或多个弯曲入口形状，所述一个或多个弯曲入口形状各自具有带有不同弯曲半径的外壁。在另一个实施例中，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状与所述多个管成整体。在另一个实施例中，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状设置在与所述多个管分开的一个或多个结构上。在另一个实施例中，公共板针对所述多个管具有所述轴向空气入口的所述差异化入口形状。在另一个实施例中，各个空气进口部分包括进入所述多个管中的相应的管中的一个或多个径向空气入口。在另一个实施例中，所述差异化构造包括在所述多个管之间的所述径向空气入口的差异化径向入口构造。在另一个实施例中，所述径向空气入口的所述差异化径向入口构造包括一个或多个径向入口角度、一个或多个径向入口尺寸，或每个径向空气入口的一个或多个开口，或它们的组合。在另一个实施例中，包括控制器和设置在所述多个管周围的第一空气分配腔室，其中，所述第一空气分配腔室构造成将第一空气流供应到所述径向空气入口的第一组，并且所述控制器构造成调节所述第一空气流。在另一个实施例中，包括设置在所述多个管周围的第二空气分配腔室，其中，所述第二空气分配腔室构造成将第二空气流供应到所述径向空气入口的第二组，并且所述控制器构造成调节所述第二空气流。在另一个实施例中，包括具有所述多管燃料喷嘴的涡轮燃烧器或涡轮发动机。一种系统，包括：多管燃料喷嘴，其包括：燃料喷嘴本体，其包括包围腔室的喷嘴壁；以及延伸通过所述腔室的多个管，其中，所述多管燃料喷嘴包括在所述多个管之间的空气进口部分的差异化构造，并且所述差异化构造构造成控制所述多个管之间的流分配。在另一个实施例中，包括具有所述多管燃料喷嘴的涡轮燃烧器或涡轮发动机。在另一个实施例中，所述差异化构造包括在所述多个空气进口部分之间的轴向空气入口的差异化入口形状或在所述多个空气进口部分之间的径向空气入口的差异化径向入口构造，或它们的组合。一种方法，包括：将燃料接收到多个管中，所述多个管延伸通过多管燃料喷嘴的本体；通过相应的多个空气进口部分将空气差异化地接收到所述多个管中，其中，所述多管燃料喷嘴包括在所述多个管之间的所述空气进口部分的差异化构造；以及从所述多个管输出空气-燃料混合物。在另一个实施例中，所述差异化构造包括在所述多个空气进口部分之间的轴向空气入口的差异化入口形状，或在所述多个空气进口部分之间的径向空气入口的差异化径向入口构造，或它们的组合。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：图1是涡轮系统的实施例的框图，涡轮系统包括具有控制流分配的流控制特征的多管燃料喷嘴；图2是具有多个多管燃料喷嘴的图1的涡轮系统的燃烧器的实施例的横截面侧视图；图3是包括多个多管燃料喷嘴(例如，圆形)的燃烧器的实施例的正视平面图；图4是包括多个多管燃料喷嘴(例如，截断馅饼形)的燃烧器的实施例的正视平面图；图5是图3或4的多管燃料喷嘴的实施例的在线5-5内得到的横截面侧视图，其示出在多个管的轴向空气入口处的流控制特征(例如，空气进口部分)的差异化构造；图6是图1-5的多管燃料喷嘴的一个管的轴向空气入口的实施例的横截面侧视图，其示出渐缩入口；图7是图1-5的多管燃料喷嘴的一个管的轴向空气入口的实施例的横截面侧视图，其示出弯曲入口；图8是图1-5的多管燃料喷嘴的一个管的轴向空气入口和单独的结构的实施例的横截面侧视图，其示出渐缩入口；图9是图3或4的多管燃料喷嘴的实施例的在线5-5内得到的横截面侧视图，其示出在多个管的轴向空气入口处的流控制特征的差异化构造；图10是图3或4的多管燃料喷嘴的实施例的在线5-5内得到的横截面侧视图，其示出多个空气分配腔室和多个管的径向空气入口；图11是图10的多管燃料喷嘴的实施例的在线11-11内得到的横截面侧视图；图12是图10的多管燃料喷嘴的实施例的在线11-11内得到的横截面侧视图；以及图13是图10的多管燃料喷嘴的实施例的在线11-11内得到的横截面侧视图。部件列表10涡轮系统12燃料喷嘴14燃料16燃烧器18涡轮20排气出口22轴24压缩机26空气进口28负载30差异化空气进口部分32空气-燃料混合物34空气38流动套管40端盖42燃料管道4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：多管燃料喷嘴，其包括：　　燃料喷嘴本体，其包括包围腔室的喷嘴壁；以及　　延伸通过所述腔室的多个管，其中，所述多个管中的各个管包括空气进口部分、燃料进口部分和空气?燃料混合物出口部分，其中，所述多管燃料喷嘴包括在所述多个管之间的所述空气进口部分的差异化构造。

【技术特征摘要】
2012.05.10 US 13/468,9881.一种系统，包括：多管燃料喷嘴，其包括：燃料喷嘴本体，其包括包围燃料腔室的喷嘴壁，其中所述燃料腔室与燃料管道流体连通；以及延伸通过所述燃料腔室的多个管，其中，所述多个管中的各个管包括空气进口部分、燃料进口部分和空气-燃料混合物出口部分，其中，所述燃料进口部分设置在所述空气进口部分下游、并且流体连通到所述燃料腔室，所述多管燃料喷嘴包括在所述多个管之间的所述空气进口部分的差异化构造；其中，每个所述空气进口部分包括轴向空气入口，所述轴向空气入口通到所述多个管中的相应的管的上游端中，其中所述差异化构造包括所述多个管的所述轴向空气入口的差异化入口形状，其中所述轴向空气入口的所述差异化入口形状包括以下项中的至少两项：渐缩的入口形状、弯曲的入口形状和笔直入口形状。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状包括所述渐缩入口形状，所述渐缩入口形状各自具有带有不同渐缩角度的外壁。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状包括所述弯曲入口形状，所述弯曲入口形状各自具有带有不同弯曲半径的外壁。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状与所述多个管成整体。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轴向空气入口的所述差异化入口形状设置在与所述多个管分开的一个或多个结构上。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多管燃料喷嘴还包括公共板，所述公共板针对所述多个管具有所述轴向空气入口的所述差异化入口形状。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各个空气进口部分包括进入所述多个管中的相应的管中的多个径向空气入口。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述差异化构造包括在所述多个管之间的所述径向空气入口的差异化径向入口构造。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述径向空气入口的所述差异化径向入口构造包括径向入口角度、径向入口尺寸，或每个径向空气入口的一个或多个开口，或它们的组合。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，包括控制器和设置在所述多个管周围的第一空气分配腔室，其中，所述第一空气分配腔室构造成将第一空气流供应到所述径向空气入口的第一组，并且所述控制器构造成调节所述第一空气流。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，包括设置在所述多个管周围的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ休斯，TE约翰逊，JD贝里，WD约克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：