[发明专利]燃料喷嘴

说明书

技术领域

本申请及产生的专利一般地涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及具有喷嘴套环的燃料喷嘴，该喷嘴套环中具有多个吹扫孔以改进燃料-空气混合、火焰保持(flame holding)耐性和整体性能。

背景技术

一般来讲，燃气涡轮发动机可以采用一个或多个燃料喷嘴以促进在燃烧器中的燃料-空气混合。每个燃料喷嘴可以将燃料流、空气流和可选的其他流体流引导至燃烧器中以在燃烧器中进行燃烧。在某些情况下，燃烧火焰会回火到和/或火焰保持到燃料喷嘴的表面。火焰保持可以引起对燃料喷嘴的明显损坏和/或降低燃料喷嘴和整个燃气涡轮发动机的性能。

具体地，如果可燃的燃料-空气混合物存在于非常接近燃烧源的低速区域中，则会发生火焰保持。在用于基于扩散的燃烧系统中的燃料喷嘴中，低速区域一般由于其中的空气动力学而可以在燃料喷嘴的内壁附近发现。这种可燃混合物可能会导致在燃料喷嘴内部的火焰保持。燃料喷嘴内部的火焰保持会导致燃料喷嘴烧坏，即在喷嘴中受到火焰损坏。

因此需要改进的燃料喷嘴设计。优选地，这种改进的燃料喷嘴设计可以限制或减少在围绕燃料喷嘴的低速区域中的可燃的燃料/空气混合物以限制火焰保持等。限制火焰保持应当改进燃料喷嘴和燃气涡轮发动机的整体性能和耐久性。

发明内容

本申请及产生的专利因此提供一种用于混合燃料流和空气流的燃料喷嘴的示例。燃料喷嘴可以包括下游表面；定位成围绕下游表面以用于燃料流的多个燃料通道；和定位成围绕下游表面的喷嘴套环。该喷嘴套环可以包括多个空气导叶以用于空气流，并包括从中穿过的一个或多个吹扫孔。

本申请及产生的专利还提供一种限制围绕燃料喷嘴的火焰保持的方法的示例。该方法可以包括如下步骤：提供穿过燃料喷嘴的下游表面的燃料流；提供穿过燃料喷嘴的喷嘴套环的多个空气导叶的空气流；在燃料喷嘴下游使燃料流和空气流混合；提供穿过空气导叶中的多个吹扫孔的吹扫空气流；和利用吹扫空气流在燃料喷嘴下游限制产生一个或多个再循环区域。

本申请及产生的专利还提供一种与燃气涡轮发动机一起使用的燃烧器的示例。该燃烧器可以包括燃烧室和定位成围绕燃烧室的多个燃料喷嘴。多个燃料喷嘴中的每一者上包括喷嘴套环。喷嘴套环可以包括具有一个或多个吹扫孔的一个或多个空气导叶以使吹扫空气流从中穿过。

在结合数个附图和所附的权利要求书审阅下列详细描述之后，本申请及产生的专利的这些和其他特征和改进对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的示意图，示出压缩机、燃烧器和涡轮机。

图2是例如图1中所示的压缩机的示例的侧视图。

图3是如在本说明书中描述的具有喷嘴套环的燃料喷嘴的示例的透视图。

图4是图3的具有喷嘴套环的燃料喷嘴的部分侧视横截面图。

具体实施方式

现在参照附图，在全部附图中类似的附图标记表示类似的元件，图1示出如本说明书中使用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15压缩进入的空气流20。压缩机15将压缩的空气流20传送至燃烧器25。燃烧器25使压缩的空气流20与加压的燃料流30混合，并点燃混合物以产生燃烧气体流35。尽管仅示出单一燃烧器25，但是燃气涡轮发动机10可以包括任意数量的燃烧器25。燃烧气体流35转而被传送至涡轮机40。燃烧气体流35驱动涡轮机40以产生机械功。涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15并驱动外部载荷50(例如发电机等)。这里可以使用其他构造和其他部件。

燃气涡轮发动机10可以使用天然气、各种类型的合成气、和/或其他类型的燃料。燃气涡轮发动机10可以是由位于Schenectady，NewYork的General Electric Company提供到的多种不同燃气涡轮发动机中的任一种，包括但不限于例如7或9系列重载燃气涡轮发动机等。燃气涡轮发动机10可以具有不同的构造并且可以使用其他类型的部件。这里还可以使用其他类型的燃气涡轮发动机。这里还可以一起使用多个燃气涡轮发动机、其他类型的涡轮机和其他类型的发电设备。