[发明专利]具有交替旋转主燃烧器的不对称基板冷却

说明书

本发明提供了一种燃烧器布置(10)，其包括：具有先导锥体(62)的先导燃烧器(22)；多个顺时针(130)主旋转器，其插入在多个逆时针(132)主旋转器之间并且围绕先导燃烧器同心地布置；以及横向于主旋转器的基板(40)。流入区域(134)存在于其中通过主旋转器的邻近流(108)的邻近部分(106)朝向所述先导锥体流动的地方，并且在插入所述流入区域之间，流出区域(136)存在于其中邻近流的邻近部分远离所述先导锥体流动的地方。此布置构造为优选地与流出区域相比将更多的冷却流体传送到流入区域。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月5日提交的美国临时专利申请号61/831,403的权益。

技术领域

本发明涉及用于基板的优化的冷却布置，该基板构造为优选地传送冷却流体到利用交替旋转源的罐环形燃烧器中的容易受到闪回与火焰保持的区域，其中优化的冷却布置减少了NO_x和CO排放。

背景技术

用于燃气涡轮发动机的罐环形燃烧器可以包括燃烧器组件，此燃烧器组件具有中心先导燃烧器与布置在先导燃烧器周围的多个预先混合主燃烧器。先导燃烧器通常地接收从压缩机接收的压缩空气的流的一部分并且将先导燃烧器流与燃料混合以形成先导燃烧器空气与燃料混合物。可以通过在先导燃烧器中的流控制表面旋转先导燃烧器混合物，其将周向运动给予到轴向运动的先导燃烧器混合物。此旋转的流在偏离先导锥体内继续并且此布置产生膨胀，螺旋地流动先导混合物，其被点燃并且用于锚定燃烧器火焰。

此主燃烧器可以保持在先导燃烧器周围的适当位置中并且延伸通过横向于主燃烧器定位的基板。与先导燃烧器类似，每个主燃烧器都接收从压缩机接收的压缩空气的流的相应部分。压缩空气的各流流动通过其相应主燃烧器，在那里与燃料混合以形成主燃烧器空气与燃料混合物。可以通过在主燃烧器中的流控制表面旋转主燃烧器混合物，其将周向运动给予到轴向运动主燃烧器混合物。此旋转的混合物向下游继续直到主燃烧器流与先导燃烧器流在通过先导火焰点燃的主燃烧器流的点处混合。主燃烧器混合物通常比先导燃烧器混合物更稀薄并且由此稳定的燃烧依赖于先导燃烧器混合物的锚定效应。

主燃烧器流的预先混合旨在减少燃料消耗与排放。在预先混合燃烧器中的燃烧火焰的稳定性依赖于由主燃烧器中的旋转器的旋转作用提供的适当的预先混合。适当旋转与混合的流降低了燃烧不稳定性并且这继而减少了较低的NO_x与CO排放。

在传统燃烧器中，主燃烧器构造为将旋转沿着相同方向给予到各主燃烧器流。当沿着燃烧器轴线观察时，各主燃烧器流可见为与其它沿着相同方向旋转。例如，各主燃烧器流可以顺时针旋转。然而，在此布置中，相邻流的相邻部分沿着相反方向前进。这形成剪切与漩涡，这增加了热量释放速度与在混合区域中的排放。为了对此缓解，已经提出了使给予到主燃烧器流的旋转方向交替使得它们在顺时针与逆时针之间交替。这在属于瑞恩的美国公开号20100071378中进行公开，其整体地包含于此。

附图说明

在下面的描述中参照附图说明本发明，附图中示出：

图1示出了罐环形燃气涡轮发动机的现有技术燃烧器布置。

图2示出了基板、现有技术冷却穿孔、以及现有技术旋转器布置的旋转。

图3示出了基板与图2的现有技术冷却穿孔以及另选现有技术旋转器布置的旋转。

图4示出了利用基板、现有技术冷却穿孔、以及图3的另选现有技术旋转器布置的燃烧器布置的端视图。

图5示出了基板与具有这里公开的冷却布置的交替旋转源。

图6示出了燃烧器布置以及这里公开的冷却布置的另选示例性实施方式的端视图。

具体实施方式