[发明专利]混合文氏管冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮燃烧器(gas turbine combustor)技术，且更特定而言涉及一种具有改进冷却的新颖燃烧器文氏管(venturi)。

背景技术

已知通过利用由喉部区域互连的第一燃烧腔室与第二燃烧腔室或者第一燃烧级与第二燃烧级来实现在无加重点燃情况下自燃烧涡轮的NOx排放、未燃尽的烃或一氧化碳排放问题的显著减少。参看例如，共同拥有的美国专利第4,292,801号。

在更近的共同拥有的美国专利第5,127,221号中，公开了用于在喉部区域附近形成集气室和利用在燃烧器衬套与周围壳体或流动套筒之间的环形通路中流动的压缩机空气来冷却喉部壁的部段的方法和设备。

在美国专利第6,427,446号中，公开了同样使用在燃烧器衬套与周围流动套筒之间流动的冷却空气通过冲击冷却来冷却喉部壁的技术。

仍需要一种实现甚至更好冷却效果的文氏管冷却系统。

发明内容

在第一示范性但非限制性实施例中，提供一种用于涡轮燃烧器的文氏管装置，其包括：基本上环形的外部衬套；基本上环形的内部衬套；位于该基本上环形的外部衬套与内部衬套之间的文氏管通道；基本上环形的外部衬套和内部衬套在轴向的截面基本上为V形，从而限定喉部区域；基本上环形的外部环形的外部衬套形成有冲击冷却孔的阵列且所述基本上环形的内部衬套形成有多个涡流发生器，涡流发生器朝向基本上环形的外部衬套和冲击冷却孔的阵列。

在另一示范性但非限制性实施例中，提供一种用于涡轮燃烧器的文氏管装置，其包括：基本上环形的外部衬套；基本上环形的内部衬套；文氏管通道，其位于该基本上环形的外部衬套与内部衬套之间；基本上环形的外部衬套和内部衬套在轴向的截面基本上为V形，从而限定喉部区域；基本上环形的外部衬套形成有冲击冷却孔的阵列；且所述基本上环形的内部衬套形成有多个涡流发生器，涡流发生器朝向冲击冷却孔的阵列；以及，在喉部区域中的多个直立翅片，所述直立翅片朝向所述基本上环形的外部衬套在径向向外延伸到文氏管通道内外部衬套。

在又一示范性但非限制性实施例中，提供一种涡轮燃烧器，其包括径向内部衬套和径向外部流动套筒，该径向内部衬套与文氏管平行，文氏管包括用于涡轮燃烧器的文氏管装置，该文氏管装置包括：基本上环形的外部衬套；基本上环形的内部衬套；文氏管通道，其位于该基本上环形的外部衬套与内部衬套之间；所述基本上环形的外部衬套和内部衬套在轴向的截面基本上为V形，从而限定喉部区域；所述基本上环形的外部衬套形成有冲击冷却孔的阵列；其中，所述基本上环形的内部V形衬套和外部V形衬套形成由另一环形构件关闭的集气室，所述外部环形构件中具有一个或多个孔口，孔口适于供应冷却空气到所述集气室，且另外所述文氏管通道在所述文氏管通道的相反端部打开使得通过一个或多个孔口进入文氏管通道的冷却空气在所述喉部区域在相反方向流动。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述基本上环形的内部衬套形成有多个涡流发生器和多个膜冷却孔，所述涡流发生器朝向所述基本上环形的外部衬套，所述膜冷却孔与所述喉部区域在轴向相邻。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述基本上环形的内部衬套在所述喉部区域中具备多个直立翅片，所述直立翅片在径向向外朝向所述基本上环形的外部衬套延伸。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述一个或多个孔口由一个或多个相应中空套管限定，所述中空套管延伸穿过所述流动套筒使得进入所述集气室的空气从所述流动套筒外部的区域供应。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述冲击冷却孔的阵列和所述涡流发生器在轴向彼此偏移。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，从所述文氏管通道的所述相对的端部出来的冷却空气在单个上游方向上被导向。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述基本上环形的内部衬套在所述喉部区域中具备多个直立翅片，所述直立翅片在径向向外朝向所述基本上环形的外部衬套延伸。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述内部衬套具备在所述喉部区域轴向上游的膜冷却孔。

根据以上所述的涡轮燃烧器，其中，所述内部衬套具备在所述喉部区域轴向上游的膜冷却孔。

附图说明

图1是示出合并了通过冲击冷却而冷却的文氏管的现有技术燃烧器的截面侧视图；

图2是根据本发明的示范性但非限制性实施例的燃烧器文氏管的局部截面；

图3是图2所示的文氏管截面的透视图；以及

图4是图2所示的文氏管截面的另一透视图。

具体实施方式