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到燃气涡轮发动机中的捕获涡流中的多管先导喷射制造技术

技术编号:42548068 阅读:3 留言:0更新日期:2024-08-27 19:49
一种燃气涡轮发动机的燃烧器(100)设置有第一喷射器(102)和第二喷射器(104)。该第一喷射器围绕燃烧衬套(108)并且定位在流动套筒(106)的下游端部处。圆顶板(130)被定位成从该第一喷射器接收燃料/空气混合物并且将其转过180度以进入形成在该燃烧衬套内的燃烧区。该第二喷射器(104)在该燃烧区的入口端部处定位在该燃烧衬套(108)的径向内侧并且仅接收来自该第一喷射器(102)的压缩空气。该第二喷射器包括多个空气/燃料混合管(122),该多个空气/燃料混合管被分成空气/燃料混合管的径向外部子集和径向内部子集,第一燃料歧管(130)与该空气/燃料混合管的径向外部子集流体连通,并且第二燃料歧管(132)与该空气/燃料混合管(122)的径向内部子集流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、本公开整体涉及燃气涡轮发动机,并且更具体地涉及用于将压缩空气和燃料的混合物喷射到燃气涡轮发动机中的燃烧器中的喷射器。

2、燃气涡轮发动机用于通过在燃烧器内燃烧燃料/空气混合物来生成机械能。燃料和压缩空气通过一个或多个燃料喷射器递送到燃烧器。在美国专利9,752,781号中公开的一种类型的燃气涡轮发动机中,主燃料喷射器位于燃烧器中的燃烧衬套的径向外侧并且围绕燃烧衬套以环形阵列散布。半球形燃烧器圆顶组件定位在燃烧衬套的入口端部处,并且使来自主燃料喷射器的燃料/空气混合物的流动方向反向。然后,半球形燃烧器圆顶组件通过一系列通路将燃料/空气混合物流引导到燃烧衬套的入口端部中。沿着燃烧衬套的中心轴线定位的先导燃料喷嘴用于点燃、支撑和维持来自燃烧衬套内的主燃料喷射器的燃料/空气混合物的一个或多个级。虽然在美国专利9,752,781号中公开的燃气涡轮发动机是有利的,因为其允许对进入燃烧衬套的燃料/空气混合物的速度的更大控制,这可导致对所生成的功率的更大控制以及不期望的氮氧化物和一氧化碳的产生的减小,但在烟道/空气混合物的控制中的进一步改进将是期望的。


技术实现思路

1、提供了该简要描述以便以简化形式介绍将在下面的详细描述中进一步描述的一系列概念。该简要描述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。从实施方案的以下详细描述和附图,本公开的其他方面和优点将是显而易见的。

2、本公开的各方面涉及燃气涡轮发动机,其包括具有一个或多个燃料喷射器的燃烧器。更具体地,各方面涉及多管先导喷射器,其减小热应力和燃烧器排放,同时改善燃烧器性能和效率。

3、在一方面,本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,并且包括:大致圆柱形的流动套筒;大致圆柱形的燃烧衬套,所述燃烧衬套从所述流动套筒径向向内定位并且限定燃烧区;第一喷射器,该第一喷射器为大致环形形状的并且围绕该燃烧衬套并且定位在该流动套筒的下游端部处;圆顶板,该圆顶板被定位成从该第一喷射器的该径向向内开口接收燃料/空气混合物并且将其转过基本上180度以进入该燃烧区;和第二喷射器,该第二喷射器在该燃烧区的入口端部处定位在该燃烧衬套的径向内侧以接收来自该第一喷射器中的该径向向外开口的遵循该径向向外路径的该压缩空气。该第一喷射器包括:用于允许遵循径向向外路径的压缩空气的通过的径向向外开口,以及用于允许遵循径向向内路径的压缩空气的通过的径向向内开口。该第二喷射器包括:多个空气/燃料混合管,该多个空气/燃料混合管包括空气/燃料混合管的径向外部子集和空气/燃料混合管的径向内部子集;第一燃料歧管,所述第一燃料歧管与所述空气/燃料混合管的径向外部子集流体连通;和第二燃料歧管,该第二燃料歧管与该空气/燃料混合管的径向内部子集流体连通。

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【技术保护点】

1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,并且包括:

2.根据权利要求1所述的燃烧器,其中所述第二喷射器还包括多个静态空气增压室,每个静态空气增压室围绕所述多个空气/燃料混合管中的对应一者,使得每个空气/燃料混合管经由对应静态空气增压室与相应燃料歧管热隔离。

3.根据权利要求2所述的燃烧器,其中所述第二喷射器还包括多个基本上L形的燃料供给管,其中所述燃料供给管中的每一者包括上游部分、下游部分和以倾斜角度将所述上游部分连接到所述下游部分的弯管部分,所述燃料供给管中的每一者提供在所述第一歧管和所述第二歧管中的一者的下游边缘与所述多个空气/燃料混合管中的一者之间的流体连通,并且所述燃料供给管中的每一者不延伸穿过所述多个静态空气增压室中的任一者。

4.根据权利要求3所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述多个空气/燃料混合管中的至少一些空气/燃料混合管的所述下游部分包括限定基本上螺旋的空气/燃料流动路径的涡旋轮廓。

5.根据权利要求3所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的燃料供给管中的每一者的远侧部分大致垂直于所述多个空气/燃料混合管中的所述一者定向,使得燃料以交叉流的方式喷射到所述多个空气/燃料混合管中的所述一者内的压缩空气的流中。

6.根据权利要求2所述的燃烧器,包括一系列间隔开的肋,所述肋定位在所述第二喷射器中的所述静态空气增压室中的每一者的入口处并且将所述空气/燃料混合管中的每一者与围绕所述静态空气增压室的所述喷射器的主体连接。

7.根据权利要求2所述的燃烧器,包括内部挡板,所述内部挡板定位在所述第二喷射器中的所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管内并且具有用于通过所述挡板的流体流动的多个通孔。

8.根据权利要求2所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述多个空气/燃料混合管包括与第一燃料歧管流体连通并且具有基本上四边形的横截面轮廓的空气/燃料混合管的径向外部子集,以及与所述第二燃料歧管流体连通并且具有基本上圆形的横截面轮廓的空气/燃料混合管的径向内部子集。

9.根据权利要求8所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括在所述空气/燃料混合管的入口处的至少一个流量调节器以用于在其中燃料被喷射到所述空气/燃料混合管中的部分的上游在穿过所述空气/燃料混合管的压缩空气中引起湍流。

10.根据权利要求8所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括在所述空气/燃料混合管的出口部分处的阻挡件,并且其中四个相邻阻挡件被设置成彼此靠近以形成基本上圆形的火焰锚定表面。

11.根据权利要求1所述的燃烧器,包括阻挡件,所述阻挡件位于所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集和/或所述空气/燃料混合管的径向内部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者的出口部分处。

12.根据权利要求11所述的燃烧器,其中四个相邻阻挡件彼此靠近地设置以在所述第二喷射器中形成火焰锚定表面。

13.根据权利要求12所述的燃烧器,其中所述火焰锚定表面是基本上圆形的火焰锚定表面。

14.根据权利要求1所述的燃烧器,其中在所述第二喷射器中,所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括基本上四边形的横截面轮廓,并且所述空气/燃料混合管的径向内部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括基本上圆形的横截面轮廓。

15.根据权利要求14所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括在所述空气/燃料混合管的入口处的至少一个流量调节器以便在其中燃料被喷射到所述空气/燃料混合管中的部分的上游在穿过所述空气/燃料混合管的压缩空气中引起湍流。

16.根据权利要求14所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括在所述空气/燃料混合管的出口处的阻挡件。

17.根据权利要求1所述的燃烧器,包括多个静态空气增压室,每个静态空气增压室围绕所述多个空气/燃料混合管中的对应一者以使得每个空气/燃料混合管经由对应静态空气增压室与相应燃料歧管热隔离,并且还包括多个基本上L形的燃料供给管,其中所述燃料供给管中的每一者包括上游部分、下游部分和以倾斜角度将所述上游部分连接到所述下游部分的弯管部分,所述燃料供给管中的每一者提供在所述第一歧管和所述第二歧管中的一者的下游边缘与所述多个空气/燃料混合管中的一者之间的流体连通,并且所述燃料供给管中的每一者不延伸穿过所述多个静...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器,并且包括:

2.根据权利要求1所述的燃烧器,其中所述第二喷射器还包括多个静态空气增压室,每个静态空气增压室围绕所述多个空气/燃料混合管中的对应一者,使得每个空气/燃料混合管经由对应静态空气增压室与相应燃料歧管热隔离。

3.根据权利要求2所述的燃烧器,其中所述第二喷射器还包括多个基本上l形的燃料供给管,其中所述燃料供给管中的每一者包括上游部分、下游部分和以倾斜角度将所述上游部分连接到所述下游部分的弯管部分,所述燃料供给管中的每一者提供在所述第一歧管和所述第二歧管中的一者的下游边缘与所述多个空气/燃料混合管中的一者之间的流体连通,并且所述燃料供给管中的每一者不延伸穿过所述多个静态空气增压室中的任一者。

4.根据权利要求3所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述多个空气/燃料混合管中的至少一些空气/燃料混合管的所述下游部分包括限定基本上螺旋的空气/燃料流动路径的涡旋轮廓。

5.根据权利要求3所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的燃料供给管中的每一者的远侧部分大致垂直于所述多个空气/燃料混合管中的所述一者定向,使得燃料以交叉流的方式喷射到所述多个空气/燃料混合管中的所述一者内的压缩空气的流中。

6.根据权利要求2所述的燃烧器,包括一系列间隔开的肋,所述肋定位在所述第二喷射器中的所述静态空气增压室中的每一者的入口处并且将所述空气/燃料混合管中的每一者与围绕所述静态空气增压室的所述喷射器的主体连接。

7.根据权利要求2所述的燃烧器,包括内部挡板,所述内部挡板定位在所述第二喷射器中的所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管内并且具有用于通过所述挡板的流体流动的多个通孔。

8.根据权利要求2所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述多个空气/燃料混合管包括与第一燃料歧管流体连通并且具有基本上四边形的横截面轮廓的空气/燃料混合管的径向外部子集,以及与所述第二燃料歧管流体连通并且具有基本上圆形的横截面轮廓的空气/燃料混合管的径向内部子集。

9.根据权利要求8所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括在所述空气/燃料混合管的入口处的至少一个流量调节器以用于在其中燃料被喷射到所述空气/燃料混合管中的部分的上游在穿过所述空气/燃料混合管的压缩空气中引起湍流。

10.根据权利要求8所述的燃烧器,其中所述第二喷射器中的所述空气/燃料混合管的径向外部子集的所述空气/燃料混合管中的每一者包括在所述空气/燃料混合管的出口部分处的阻挡件,并且其中四个相邻阻挡件被设置成彼此靠近以形成基本上圆形的火焰锚定表面。

11.根据权利要求1所述的燃烧器,包括阻挡件,所述阻挡件位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员:布赖恩·卡尔布马修·雅昆托吉恩·宗戴维·E·帕雷德斯詹姆斯·布拉克特格雷戈里·福格尔哈尼·里兹卡拉伯纳德·塔姆·延·萨姆拉梅什·凯沙瓦巴图弗雷德·埃尔南德斯乔舒亚·R·麦克纳利
申请(专利权)人:动力体系制造有限公司
类型:发明
国别省市:

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