[发明专利]具有用于减少在空气流中的尾流的文丘里管的燃烧系统

说明书

技术领域

在此公开的本主题涉及燃烧系统，并且更具体地，涉及具有由衬套和流动套筒限定的空气通道以及大体限制并扩散在空气通道中的空气流的文丘里管(venturi)的燃烧系统。

背景技术

燃气涡轮包括供应压缩气体到燃烧器的压缩器。具体地，压缩空气通过燃烧器的衬套和流动套筒之间的间隙或间隔而供应。典型地存在可配置在衬套和流动套筒之间的间隔内的不同类型的结构，诸如，例如，交叉火管(crossfire tube)或火焰探测器。典型地称为尾流(wake)的流动扰动可当压缩空气流动经过这些结构时产生。

尾流为由诸如交叉火管的构件产生的空气动力学扰动区，并且代表定位在该结构下游的再循环流的区域。尾流在衬套和流动套筒之间的间隔中的出现可产生数个问题。例如，在该结构下游喷射的燃料可被拉入尾流内。燃料可在尾流中积聚并且引起火焰保持，这又降低燃气涡轮性能。尾流还可在燃气涡轮中引起硬件问题，这可潜在地引起燃气涡轮关闭。尾流还可产生越过衬套的更高压力降。为了改善诸如燃气涡轮火焰保持性能的特征，提供了相对无尾流的流动区域。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供燃烧系统，其具有衬套、流动套筒、阻流元件和文丘里管。衬套围绕燃烧区域配置。流动套筒围绕衬套配置。衬套和流动套筒协作以产生具有定位在衬套和流动套筒之间的空气流的空气通道。阻流元件配置在空气通道内，并且大体阻碍在空气通道中的空气流，以在空气流中产生尾流。文丘里管配置在阻流元件下游，并且大体限制并扩散在空气通道中的空气流，以大体减少在空气流中的尾流。

这些和其它优点和特征将通过结合附图的以下描述而变得更显而易见。

附图说明

被认为是本发明的本主题在说明书的结尾处的权利要求中具体地指出并且清楚地主张。本发明的前述的和其他的特征以及优点通过结合附图的以下详细描述而显而易见，其中：

图1为具有根据本文教导的特征的燃烧系统的截面侧视图；

图2为在图1中示出的燃烧系统的空气流通道的侧面透视图，该燃烧系统具有文丘里管和通过其的至少一个空气开孔；

图3为与在图2中示出的空气流通道类似的替代空气流通道的截面视图；

图4为在图2中示出的空气开孔的可选实施例的示意性顶视图；和

图5为在图2中示出的空气开孔的另一实施例的示意性顶视图。

该详细描述经由实例参照附图解释本发明的实施例、连同优点和特征。

具体实施方式

图1为燃烧系统10的示范性示图，该燃烧系统具有燃烧器主体20、四元(quaternary)帽22、端盖24、和至少一个燃料喷嘴26。燃料喷嘴26在燃烧系统10的头端28处附连到端盖24。空气由压缩器30压缩成压缩器排出空气32的流，其被提供到燃烧系统10。压缩器排出空气32然后与由燃烧系统10的燃料喷嘴26供应的燃料混合。燃烧器主体20包括由衬套40限定的燃烧区域38。燃烧系统10还包括围绕衬套40配置的流动套筒42。在一个示范性实施例中，燃烧系统10在燃气涡轮系统(未示出)中采用。

在所示的实施例中，衬套40和流动套筒42一起协作并且产生空气通道44。空气通道44在衬套40和流动套筒42之间的间隙或间隔中产生。空气通道44具有定位在衬套40和流动套筒42之间的空气流。具体地，压缩器排出空气32的一部分被提供到空气通道44。压缩器排出空气32在空气通道44中流动到燃料喷嘴26，其将空气燃料混合物分配到燃烧区域38内。定位在空气通道44中的燃烧器排出空气32可用于冷却头端28并且用于进入到头端28内。燃烧器排出空气32还被提供到第二空气通道46，其由燃烧器罩48和流动套筒42的外壳壁或外表面50限定。空气通道44和第二空气通道46两者将压缩器排出空气32输送到四元帽22。

参考图1-2两者，阻流元件54配置在空气通道44内。阻流元件54典型地为大体阻碍在空气通道44中的空气流的任何装置。具体地，阻流元件54阻碍空气流以产生尾流(未示出)。该尾流典型地为阻流元件54下游的再循环流的区域。阻流元件54可为通常在燃气涡轮的空气通道44中找到的任何类型的装置，诸如，例如，交叉火管、火焰探测器、火花塞、衬套停止器、凸台、压力探头、或传感器。