[发明专利]分级多管式预混合喷射器

说明书

联邦研究声明

本发明是在政府的支持下并且按照由能源部授予的政府合同#DE-FC26-05NT42643而做出的。政府在本发明中有一定的权利。

技术领域

在本文中公开的主题涉及用于涡轮发动机的燃料喷射器。

背景技术

燃气涡轮发动机可使用许多不同类型的燃料运行，包括天然气和其它碳氢燃料。其它燃料(比方说，例如氢(H₂)以及氢与氮的混合物)可在燃气涡轮机中燃烧，并且可提供一氧化碳和二氧化碳的排放的降低。

氢燃料常比天然气燃料具有更高的反应率，造成氢燃料更容易燃烧。因此，为与天然气燃料一起使用而设计的燃料喷嘴可能并不充分兼容与具有更高的反应率的燃料的使用。同时，为高反应率的燃料而设计的燃料喷嘴可能被优化而提供对于天然气燃料的低排放水平。

发明内容

根据本发明的一个方面，燃料喷射喷嘴包括主体部件，该主体部件具有与下游壁相对的上游壁；布置在上游壁和下游壁之间的内壁；部分地由上游壁的内表面和内壁的表面限定的第一室；部分地由下游壁的内表面和内壁的表面限定的第二室；与第一室连通的第一气体入口，其可操作以将第一气体排入第一室；与第二室连通的第二气体入口，其可操作以将第二气体排入第二室；以及多个混合管。各个混合管均具有管内表面；管外表面；与在上游壁中的孔连通的第一入口，其可操作以接收第三气体；与管外表面和管内表面连通的第二入口，其可操作以将第一气体传送入混合管；与管外表面和管内表面连通的第三入口，其可操作以将第二气体传送入混合管；可操作以将第一气体、第二气体及第三气体混合的混合部分；以及与在下游壁中的孔连通的出口，其可操作以排出混合的第一、第二及第三气体。

根据本发明的另一方面，燃料喷射系统包括第一气体源、第二气体源、空气源、燃料喷射喷嘴。该燃料喷射喷嘴具有主体部件，该主体部件具有与下游壁相对的上游壁；布置在上游壁和下游壁之间的内壁；部分地由上游壁的内表面和内壁的表面限定的第一室；部分地由下游壁的内表面和内壁的表面限定的第二室；与第一室和第一气体源连通的第一气体入口，其可操作以将第一气体排入第一室；与第二室和第二气体源连通的第二气体入口，其可操作以将第二气体排入第二室；以及多个混合管。各个混合管均具有管内表面；管外表面；与在上游壁中的孔连通的第一入口，其可操作以从空气源接收第三气体；与管外表面和管内表面连通的第二入口，其可操作以将第一气体传送入混合管；与管外表面和管内表面连通的第三入口，其可操作以将第二气体传送入混合管；可操作以将第一气体、第二气体及第三气体混合的混合部分；与在下游壁中的孔连通的出口，其可操作以排出混合的第一、第二及第三气体。

根据本发明的又一个方面，燃气涡轮发动机系统包括燃烧器部分和燃料喷射喷嘴，燃料喷射喷嘴具有主体部件，该主体部件具有与下游壁相对的上游壁；布置在上游壁和下游壁之间的内壁；部分地由上游壁的内表面和内壁的表面限定的第一室；部分地由下游壁的内表面和内壁的表面限定的第二室；与第一室和第一气体源连通的第一气体入口，其可操作以将第一气体排入第一室；与第二室和第二气体源连通的第二气体入口，其可操作以将第二气体排入第二室；以及多个混合管。各个混合管均具有管内表面；管外表面；与在上游壁中的孔连通的第一入口，其可操作以从空气源接收第三气体；与管外表面和管内表面连通的第二入口，其可操作以将第一气体传送入混合管；与管外表面和管内表面连通的第三入口，其可操作以将第二气体传送入混合管；可操作以将第一气体、第二气体及第三气体混合的混合部分；与在下游壁中的孔连通的出口可操作以将混合的第一、第二及第三气体排入燃烧器部分。

根据联系附图的以下描述，这些和其它优点及特征将变得更清楚。

附图说明

在说明书所附的权利要求书中特别指出并且清楚地要求保护被认为是本发明的主题。根据联系附图的以下详细描述，本发明的前述和其它特征和优点会清楚，在其中：

图1是示例性实施例的多管式燃料喷嘴的一部分的局部剖面透视图。

图2是图1的多管式燃料喷嘴的一部分的剖面侧视图。

该详细说明通过参考附图的示例解释了本发明的实施例及优点和特征。

部件列表

100燃料喷嘴

101箭头

102主体部件

104上游壁

105箭头

106下游壁

107内壁

108隔板部件

110上游室

112下游室

114混合管

116入口

118入口