[发明专利]用于燃烧器的径向入口导叶

说明书

技术领域

本申请大体涉及燃气涡轮发动机，且更具体地涉及在燃烧器中使用径向入口导叶或旋流器以便对燃烧器喷嘴提供更加均匀的空气流分布。

背景技术

在燃气涡轮中，操作效率随着燃烧气流的温度的升高而提高。但是，更高的气流温度可产生更高的氮氧化物(NO_x)水平，这是受到美国联邦法令和国家法令两者管辖且受国外类似法令管辖的排放。因此在高效的温度范围中操作燃气涡轮同时还确保NO_x的输出和其它类型的排放保持在管制水平以下之间存在平衡作用。

最近的燃烧概念涉及在燃烧器中使用具有许多小通道的若干个喷嘴，这与具有更大的通道的若干喷嘴相反。具有小通道的这些喷嘴以短的流驻留时间提供迅速的燃料/空气混合。该喷嘴还结合使用燃料和/或空气进行的有效的冷却提供强大的壁传热。因此，这些小喷嘴或其它类型的燃烧喷嘴可具有降低排放以及还允许使用高反应性类型的合成气和其它燃料(尤其是高氢燃料)的能力。但是，喷嘴的该设计可能需要利用更多燃烧器帽空间，以便在许多小喷嘴之中恰当地分配空气。

为了使排放和逆燃的可能性最小化，可能合乎需要的是越过喷嘴具有尽可能均匀的空气流分布。目前的燃烧器设计可在其中具有喷嘴-喷嘴(之间)或甚至是通道-通道(之间)的空气流变化。最外面的喷嘴或管道由于空气接近喷嘴时的局部流动分离的原因而可接收较少的空气流。这种分离可影响喷嘴的可操作性，因为具有较少空气流的喷嘴可经受火焰保持或逆燃。分离还可影响燃烧产生的排放，例如氮氧化物(NO_x)和一氧化碳(CO)。不均匀的空气流分布的程度还可随负载或总的空气质量流率而变化。在具有短衬套或没有衬套的燃烧器的情况下，帽表面可弯曲，以便使喷嘴流略微向内。但是，这种设计可在外径区附近需要比目前可提供的空气更多的空气。

因此有在燃烧器和燃烧器帽附近提供更加均匀的空气流分布的期望。优选地，这种均匀的空气流将提供降低的排放以及改进燃气涡轮发动机的整体性能两者，特别是通过使用高反应性合成气、氢燃料和类似类型的燃料。

发明内容

因此本申请提供了一种燃烧器。该燃烧器可包括通过其中的内流径、与该内流径连通的若干个喷嘴，以及定位在内流径周围以在其中产生旋动流的入口导叶系统。

本申请进一步提供了一种燃烧器。该燃烧器可包括通过其中的内流径、与该内流径连通的预混合直喷喷嘴，以及定位在内流径周围以在其中产生旋动流的若干个入口导叶。

本申请进一步提供了一种燃烧器。该燃烧器可包括通过其中的内流径、帽部件、定位在该帽部件内且与该内流径连通的若干个喷嘴，以及定位在内流径周围的若干个入口导叶。入口导叶可自流道的下部部分延伸，以产生部分地旋动的流，且入口导叶可在流道的窗口附近终止，以便产生部分地非旋动的流，从而使得整个旋动流可越过喷嘴具有基本均匀的分布。

在结合若干附图和所附的权利要求书审阅以下详细描述之后，本申请的这些和其它特征与改进对本领域普通技术人员而言将变得显而易见。

附图说明

图1是可与如本文所描述的燃烧器一起使用的燃气涡轮发动机的侧面截面图。

图2是图1的燃气涡轮发动机的具有若干个成束的多管喷射喷嘴的燃烧器罐的侧面截面图。

图3是具有如本文所描述的入口导叶系统的燃烧器的侧面截面图。

图4是具有图3的入口导叶系统的燃烧器的侧面截面图。

图5是具有图3的入口导叶系统的燃烧器的平面图。

部件列表：

10燃气涡轮发动机

12压缩机

14燃烧器

15燃烧器罐

16涡轮

18端盖

20帽部件

22内流径

23预混合直喷喷嘴

24小管道喷嘴

25燃料路径

26燃烧衬套

28流动套管

30外流径

32燃烧室

34外径区

36中心区

100燃烧器

110燃烧器罐

120入口导叶系统

130入口导叶

140轴

150下部

160流道

170窗口

180驱动马达

190空气流

200旋动流

具体实施方式