[发明专利]用于在燃料喷嘴中预混合空气和燃料的系统

说明书

技术领域

本文所公开的本主题涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及燃料喷嘴，其具有燃料-空气混合特征以改进燃烧并且减少排气排放物。

背景技术

燃料-空气混合的程度影响各种发动机中的燃烧和排气排放物，该发动机诸如燃气涡轮发动机。例如，排气排放物包括氮氧化物(NO_x)和一氧化碳(CO)。稀释剂可用于降低燃烧的温度，由此减少NOx排放物。然而，使用稀释剂增加了成本和发动机的复杂度。

发明内容

与最初要求保护的发明的范围相称的某些实施例总结如下。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围，而是这些实施例仅意图提供发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可能包含类似于或者不同于下文陈述的实施例的各种形式。

根据第一实施例，系统包括涡轮燃料喷嘴。涡轮燃料喷嘴包括：具有内燃料通道的内环状部分；围绕内环状部分布置的外环状部分；和在内环状部分与外环状部分之间延伸的中间环状部分。内环状部分和外环状部分限定了中间环状部分上游的环状燃料通道，并且外环状部分限定了中间环状部分下游的空腔。涡轮燃料喷嘴还包括通过外环状部分和中间环状部分从外环状部分的外部延伸至空腔的第一空气通道；通过中间环状部分从环状燃料通道延伸至空腔的第一燃料通道；和通过中间环状部分从环状燃料通道延伸至第一空气通道的第二燃料通道。

根据第二实施例，系统包括涡轮燃料喷嘴。涡轮燃料喷嘴包括：延伸至下游混合区域的第一燃料通道；从涡轮燃料喷嘴的外部延伸至下游混合区域的第一空气通道；和延伸进下游混合区域上游的第一空气通道的第二燃料通道。

根据第三实施例，系统包括涡轮发动机和联接到涡轮发动机的涡轮燃料喷嘴。涡轮燃料喷嘴包括具有第一空气通道和第一燃料通道的内预混合壁，并且第一燃料通道联接到内预混合壁内的第一空气通道。

附图说明

本发明的这些和其它特征、方面和优点在当参考附图阅读如下详细描述时将变得更容易理解，其中贯穿附图相同附图标记代表相同部件，其中：

图1是具有NO_x-减少燃料喷嘴的涡轮系统的实施例的框图；

图2是涡轮系统的实施例的截面侧视图，涡轮系统如图1所示具有燃烧器，其具有一个或多个NOx-减少燃料喷嘴；

图3是燃烧器的实施例的剖面侧视图，燃烧器如图2所示具有联接到燃烧器的端盖的一个或多个NOx-减少燃料喷嘴；

图4是图3所示的燃烧器的端盖和NOx-减少燃料喷嘴的实施例的透视图；

图5是如图4中通过线5-5所示的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面侧视图；

图6是如图4中通过线6-6所示的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面侧视图；

图7是NOx-减少燃料喷嘴的实施例的分解前透视图；

图8是NOx-减少燃料喷嘴的实施例的分解后透视图；

图9是如图7和图8所示的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的透视图，其中虚线示出内部通道；

图10是如图7和图8所示的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的俯视图，其中虚线示出内部通道；

图11是如图1-10所示的NOx-减少燃料喷嘴的一部分的实施例的截面侧视图；

图12是沿图11的线12-12截取的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面侧视图，其示出燃料通道的不同布置；

图13是沿图11的线12-12截取的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面侧视图，其示出燃料通道的不同布置；

图14是沿图11的线12-12截取的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面侧视图，其示出燃料通道的不同布置；

图15是沿图11的线15-15截取的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面视图，其示出燃料通道相对于空气通道的不同轴向对齐；

图16是沿图11的线15-15截取的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面视图，其示出燃料通道相对于空气通道的不同轴向对齐；并且

图17是沿图11的线15-15截取的NOx-减少燃料喷嘴的实施例的截面视图，其示出燃料通道相对于空气通道的不同轴向对齐。

具体实施方式