[发明专利]燃料和空气同向流动的环形预混合器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及燃烧器。更具体而言，本发明涉及燃料喷嘴的 燃料和空气的预混合器。

背景技术

燃烧器通常包括一个或多个燃料喷嘴，该燃料喷嘴将燃料或燃料 与空气的混合物引入燃烧室中，在燃烧室中将其点燃。在燃烧之前将 燃料与空气相混合容许低于化学计量条件下的火焰温度，从而导致氮 氧化物(NO_x)排放的降低。一般而言，燃料流过喷嘴，且燃料射流喷射 到沿喷嘴轴向流动的空气横流中。然而，将燃料喷射到横流中会在燃 料射流下游产生燃料空气混合的低速回流区。由于一些燃料具有较高 的火焰速度和较短的喷出时间，如H₂含量较高的燃料，故可能在回流 区中出现火焰稳定(flameholding)，从而导致对喷嘴及其它燃烧器构件 的破坏。减少流动异常的燃料喷嘴预混合器在本领域中受到了广泛认 同。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于燃烧器的预混合器包括环形外 壳和环形内壳。内壳将内部流道限定在内壳内，且定位成用以将外部 流道限定在外壳与内壳之间。燃料排放环状部(annulus)位于外部流道 与内部流道之间，且构造成用以在大致平行于经由外部流道的外部空 气流和经由内部流道的内部流动的方向上将燃料流喷射到混合区域 中。

根据本发明的另一个方面，一种用于涡轮机的燃烧器包括多个预 混合器。各预混合器均包括环形外壳和环形内壳，该环形内壳将内部 流道限定在内壳内，且定位成用以将外部流道限定在外壳与内壳之 间。燃料排放环状部位于外部流道与内部流道之间，且构造成用以在 大致平行于经由外部流道的外部空气流和经由内部流道的内部流动 的方向上将燃料流喷射到混合区域中。

根据本发明的又一个方面，一种在燃烧器中预混合空气和燃料的 方法，包括使外部空气流沿外部空气流通道朝向混合区域流动。内部 空气流沿内部空气流通道朝向混合区域流动。燃料从位于内部空气流 通道与外部空气流通道之间的燃料排放环状部喷射到混合区域中。该 燃料在大致平行于内部空气流和外部空气流的方向上喷射到混合区 域中。内部空气流、外部空气流和燃料在混合区域中混合。

通过结合附图的如下描述，这些及其它优点和特征将变得更为明 显。

附图说明

在权利要求中具体地指出且明确地要求了认作是本发明的主题。 通过结合附图的如下详细描述，本发明的前述及其它特征和优点将变 得显而易见，在附图中：

图1为燃烧器实施例的截面图；

图2为燃烧器的预混合器实施例的截面图；

图3为燃烧器的预混合器实施例的端视图；

图4为燃烧器的预混合器的另一实施例的端视图；

图5为燃烧器的预混合器的又一实施例的截面图；以及

图6为燃烧器的再一个预混合器的截面图。

本详细说明通过参照附图以举例的方式，阐述了本发明的实施 例，以及优点和特征。

零件清单

10燃烧器

12预混合器

14外壳

16内壳

18预混合器轴线

20外部空气通路

22支柱(strut)

24进入空气通路

26外壳外部

28内壳内部

30内部空气流

32罩盖

34上游端

36下游端

38外部空气流

40燃料通路

42燃料流

46燃料排放环状部

48混合区域

50内壁

52外壁

54排放孔

56末端(tip)

58连续排放切口(slit)

60支柱燃料引导件

62外部空气通路入口

64燃料通路入口

具体实施方式