[发明专利]燃气涡轮发动机中的环形燃烧室以及其操作方法

权利要求书

1.一种燃气涡轮发动机中的环形燃烧室，其包含多个燃烧器，使用至少两个同轴的环在燃烧室的前壁上的一个平面中将燃烧器间隔开，其特征在于，

在每个环中安装相同的且偶数数量的低排放燃烧器；

内环的燃烧器相对于外环的燃烧器被圆周地以半节距间隔设置；

所有燃烧器都是双通道的，燃烧器的内通道设置为仅用于引燃燃料供应，而外通道供应有来自压缩机后面的压缩空气和具有贫燃料和空气混合物的主燃料；

每个燃烧器的外通道都具有进口导向叶片，进口导向叶片具有在其壁中切开的孔，以将燃料供应到空气横流，叶片旋流器被安装在通道出口，并且具有梯度孔隙率的多孔构件被安装在进口导向叶片和叶片旋流器之间；

当燃烧器中的旋流方向从每个环中的一个燃烧器转换到另一个邻近的燃烧器时，使用叶片旋流器将燃烧器中的旋流方向替换为反向，每个燃烧器还提供了环形燃料接收器，其位于进口导向叶片上方；

内燃烧器环和外燃烧器环的内通道被分别地聚集在内引燃燃料歧管和外引燃燃料歧管中，而内环的燃烧器和外环的燃烧器的环形燃料接收器被分别地聚集在内主燃料歧管和外主燃料歧管中；并且

引燃燃料管路和主燃料管路在进口各自具有燃料调节器，在供应燃料管路中，在内引燃燃料歧管和内主燃料歧管各自的进口的上游都安装了一个阀。

2.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，具有翼型叶片的轴向叶片涡轮旋流器被用作为叶片旋流器。

3.根据权利要求2所述的燃烧室，其特征在于，轴向叶片旋流器的叶片根据下列规律旋转：

其中，R和R_П分别是当前的半径和旋流叶片外围的半径；

和分别是当前的旋流角度和旋流叶片外围的角度；

n是具有在0＞n≥﹣1的范围中的值的指数。

4.根据权利要求1所述的燃烧室，其特征在于，基于金属微米纱网的多孔构件被使用作为多孔构件。

5.根据权利要求1或4所述的燃烧室，其特征在于，在燃烧室的额定操作模式中，通过选择所述多孔构件的表面积，多孔构件的多孔主体的微孔中的混合流平均速度被保持在40米/秒和60米/秒之间的范围中。

6.一种用于操作燃气涡轮发动机中的燃烧室的方法，燃烧室具有使用至少两个同轴的环在燃烧室的前壁上间隔开的多个共面的燃烧器，所述方法包括：

当燃烧室启动且负载增加到特定的值时，通过全部燃烧器中的一部分供应燃料，并且当负载超过特定的值时，通过供应燃料来致动其他燃烧器，燃烧室的特征在于：

在每个环中，安装相同的且偶数数量的低排放燃烧器，内环的燃烧器相对于外环的燃烧器被圆周地以半节距间隔设置；

所有低排放燃烧器都是双通道的，燃烧器的内通道设置为仅用于引燃燃料供应，而外通道供应有来自压缩机后面的压缩空气和具有贫燃料和空气混合物的主燃料；

每个燃烧器的外通道都具有进口导向叶片，进口导向叶片具有在其壁中切开的孔，以将燃料供应到空气横流，轴向叶片旋流器被安装在通道出口，并且多孔构件被安装在进口导向叶片和轴向叶片旋流器之间；

当燃烧器中的旋流方向从每个环中的一个燃烧器转换到另一个邻近的燃烧器时，使用叶片旋流器将燃烧器中的旋流方向替换为反向；每个燃烧器还提供了环形燃料接收器，其位于进口导向叶片上方；

内环和外环的内通道被分别地聚集在内引燃燃料歧管和外引燃燃料歧管中，而内环的燃烧器和外环的燃烧器的环形燃料接收器被分别地聚集在内主燃料歧管和外主燃料歧管中；并且

引燃燃料管路和主燃料管路在进口各自具有燃料调节器，在供应燃料管路中，在内引燃燃料歧管和内主燃料歧管各自的进口的上游都安装了一个阀；

在启动时且当负载增加到接近空转功率模式的值时(额定模式的65％至75％)，阀被关闭，因此主燃料和引燃燃料仅被供应到外环的燃烧器；

当负载达到接近空转功率模式的值且增大到额定模式的值时，两个阀都打开，并且还将主燃料和引燃燃料供应到内环的燃烧器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使用燃料调节器来减少外环的燃烧器和内环的燃烧器中的引燃燃料的相对消耗，引燃燃料的相对消耗被定义为引燃燃料消耗与主燃料和引燃燃料的总消耗之间的比率，能认为的是，通过保持主燃料和引燃燃料的特定的总消耗和特定的总过量空气系数，能产生最小的氧化氮排放，同时保持贫燃料和空气的混合物的燃烧稳定性。