扩散型燃烧器燃料喷嘴制造技术

本实用新型专利技术提供一种扩散型燃烧器燃料喷嘴。所述燃料喷嘴可包括用于一个或多个气体燃料流的一个或多个气体燃料通道；旋流器，其围绕所述一个或多个气体燃料通道并且定位在所述燃料喷嘴的下游面附近；多个旋流器气体燃料端口，其限定在所述旋流器中；以及多个下游面气体燃料端口，其限定在所述燃料喷嘴的所述下游面中。所述旋流器可包括多个旋流叶片和限定在相邻旋流叶片之间的多个空气腔室。

【技术实现步骤摘要】

本技术总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更确切地说，涉及一种扩散型燃烧器燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括配置用于限制诸如氮氧化物等排放物的同时维持燃气涡轮发动机的有效性能的燃料端口。 
技术介绍
燃气涡轮发动机的操作效率通常随着燃烧气流温度的升高而提高。然而，较高的燃烧气流温度可能导致生成高水平的氮氧化物(NOx)以及和其他类型的有害排放物。此类排放物在美国可能会受到联邦法规和州法规的约束，并且在国外也可能会受到类似法规的约束。因此，需要在有效的温度范围内操作燃气涡轮发动机，同时又需要确保氮氧化物和其他类型的受限排放物的输出很好地保持在强制性水平以下，这两方面之间存在一种平衡的做法。还可以改变许多其他类型的操作参数来提供这种最佳平衡。 在包括扩散型燃烧器(即，非预混燃烧器)的燃气涡轮发动机中，燃料被喷射到燃料喷嘴的空气旋流器中。空气流过空气旋流器以与燃料混合以便用于下游燃烧。在某些空气旋流器构型配置中，空气和燃料的混合可以产生高燃烧气流温度，这可能导致生成高水平的NOx。 此外，在某些空气旋流器构型中，燃料和所得热燃烧气体可以被夹带在空气旋流器下游的再循环区域中。因此，围绕燃料喷嘴和燃烧腔室的衬管可能会经受相对较高的头端温度。此外，当燃烧器燃烧某些类型的液体燃料时，所述相对较高的头端温度可能甚至会进一步升高。此类高温可能对衬管和其他部件的完整性和寿命造成影响。 因此，需要用于在燃气涡轮发动机的燃烧器、尤其是扩散型燃烧器中使用的一种改进的燃料喷嘴。这种用于扩散型燃烧器的燃料喷嘴可以限制燃料喷嘴下游的燃料和热燃烧气体的再循环。此外，这种用于扩散型燃烧器的燃料喷嘴可以在生成有限排放物的情况下有效地燃烧其中的燃料和空气气流，同时还限制了衬管温度以用于延长部件寿命。 
技术实现思路
因此，本技术提供了一种用于燃气涡轮发动机的扩散型燃烧器燃料喷嘴。所述燃料喷嘴可以包括一个或多个气体燃料通道，其用于一个或多个气体燃料流；旋流器，其围绕所述一个或多个气体燃料通道、并定位在所述燃料喷嘴的下游面附近；多个旋流器气体燃料端口，其限定在所述旋流器中；以及多个下游面气体燃料端口，其限定在所述燃料喷嘴的所述下游面中。所述旋流器可以包括多个旋流叶片和限定在相邻旋流叶片之间的多个空气腔室。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口限定在所述旋流器中相邻旋 流叶片之间。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口限定在所述旋流器中所述燃料喷嘴的所述下游面的上游。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口从所述气体燃料通道之一延伸至所述空气腔室之一。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。 其中，每个所述下游面气体燃料端口从所述气体燃料通道中的一个延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 其中，每个所述下游面气体燃料端口平行于所述燃料喷嘴的轴线。 其中，每个所述下游面气体燃料端口相对于所述燃料喷嘴的轴线成角度。 其中，所述一个或多个气体燃料通道朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且每个所述下游面气体燃料端口从所述第一气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且其中每个所述下游面气体燃料端口从第二气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口与第一气体燃料源流体连通，并且其中每个所述下游面气体燃料端口与所述第一气体燃料源流体连通。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口与第一气体燃料源流体连通，并且其中每个所述下游面气体燃料端口与第二气体燃料源流体连通。 所述扩散型燃烧器燃料喷嘴进一步包括用于液体燃料流的液体燃料通道和液体燃料出口，其中所述液体燃料通道朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸，并且其中所述液体燃料出口定位在所述燃料喷嘴的所述下游面附近。 本技术进一步地提供了一种操作燃气涡轮发动机的扩散型燃烧器燃料喷嘴的方法。所述方法可以包括以下步骤：提供通过所述喷嘴的一个或多个气体燃料流；使所述一个或多个气体燃料流的第一部分穿过限定在定位于所述燃料喷嘴的下游面附近的旋流器中的多个旋流器气体燃料端口，以及使所述一个或多个气体燃料流的第二部分穿过限定在定位于所述燃料喷嘴的下游面中的多个下游面气体燃料端口。 其中，所述方法进一步包括在所述旋流器的空气腔室内将所述一个或多个燃料流的所述第一部分与空气流混合，并将混合的燃料-空气流传送到所述扩散型燃烧器的燃烧腔室中。 本技术进一步提供了一种用于燃气涡轮发动机的扩散型燃 烧器燃料喷嘴。所述燃料喷嘴可以包括一个或多个气体燃料通道，其用于一种或多种气体燃料流；旋流器，其围绕所述一个或多个气体燃料通道、并定位在所述燃料喷嘴的下游面附近；多个旋流器气体燃料端口，其限定在所述旋流器中；以及多个下游面气体燃料端口，其限定在所述燃料喷嘴的所述下游面中。所述一个或多个气体燃料通道可以朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。所述旋旋流器可以包括多个旋流叶片和限定在相邻旋流叶片之间的多个空气腔室。所述多个旋流器气体燃料端口可以限定在旋流器中相邻旋流叶片之间。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且每个所述下游面气体燃料端口从所述第一气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 其中，每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且其中每个所述下游面气体燃料端口从第二气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 所述扩散型燃烧器燃料喷嘴进一步包括用于液体燃料流的液体燃料通道和液体燃料出口，其中所述液体燃料通道朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸，并且其中所述液体燃料出口定位在所述燃料喷嘴的所述下游面附近。 在结合多个附图和所附权利要求书来阅读以下具体实施方式之后，所属领域的一般技术人员将清楚明白本申请和相应专利的这些和其他特征和改进。 附图说明图1是燃气涡轮发动机的示意图，所述燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮机。 图2是如图1中所示的燃烧器的一个实例的侧视图。 图3是可以用在图2的燃烧器中的燃料喷嘴的侧视截面图。 图4是图3的燃料喷嘴的正视平面图。 图5是如可以在本说明书中描述的燃料喷嘴的侧视截面图。 图6是图5的燃料喷嘴的正视平面图。 图7是如可以在本说明书中描述的燃料喷嘴的侧视截面图。 具体实施方式现参阅附图，在附图中，相同数字指代各个视图中的相同元件，图1示出本说明书中可以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压缩流入的空气流20。压缩机15将压缩的空气流20输送至燃烧器25。燃烧器25将压缩的空气流20与加压的燃料流30混合并点燃所述混合物以产生燃烧气体流35。虽然只示出单一的燃烧器25，但燃气涡轮发动机10可以包括任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩散型燃烧器燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括： 一个或多个气体燃料通道，其用于一个或多个气体燃料流； 旋流器，其围绕所述一个或多个气体燃料通道并且定位在所述燃料喷嘴的下游面附近，所述旋流器包括多个旋流叶片和各自限定在相邻旋流叶片之间的多个空气腔室； 多个旋流器气体燃料端口，其限定在所述旋流器中；以及 多个下游面气体燃料端口，其限定在所述燃料喷嘴的所述下游面中。

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 13/804,1991.一种扩散型燃烧器燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括： 
一个或多个气体燃料通道，其用于一个或多个气体燃料流； 
旋流器，其围绕所述一个或多个气体燃料通道并且定位在所述燃料喷嘴的下游面附近，所述旋流器包括多个旋流叶片和各自限定在相邻旋流叶片之间的多个空气腔室； 
多个旋流器气体燃料端口，其限定在所述旋流器中；以及 
多个下游面气体燃料端口，其限定在所述燃料喷嘴的所述下游面中。 
2.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述旋流器气体燃料端口限定在所述旋流器中相邻旋流叶片之间。 
3.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述旋流器气体燃料端口限定在所述旋流器中所述燃料喷嘴的所述下游面的上游。 
4.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述旋流器气体燃料端口从所述气体燃料通道之一延伸至所述空气腔室之一。 
5.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述旋流器气体燃料端口朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。 
6.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述下游面气体燃料端口从所述气体燃料通道中的一个延伸至所述燃料喷 嘴的所述下游面。 
7.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述下游面气体燃料端口平行于所述燃料喷嘴的轴线。 
8.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述下游面气体燃料端口相对于所述燃料喷嘴的轴线成角度。 
9.根据权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中所述一个或多个气体燃料通道朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。 
10.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且每个所述下游面气体燃料端口从所述第一气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 
11.如权利要求1所述的扩散型燃烧器燃料喷嘴，其中每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，...

【专利技术属性】
技术研发人员：AV梅农，GO克雷默，P波波维奇，A巴鲁亚，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US