[发明专利]具有燃料预混器的燃烧器组件

说明书

技术领域

本说明书中所公开的主题涉及用于燃气涡轮机系统的燃烧器组件，并且更具体地涉及用于这种燃烧器组件的燃料预混器。

背景技术

来自燃气涡轮机系统燃烧过程的排气排放物是考虑因素并且受到强制限制。某些类型的燃气涡轮发动机被设计成用于低排气排放物操作，并且更具体地用于低NO_X（氮氧化物）操作、减小的燃烧动力学、以及充分的自动点火和火焰保持裕度。低NO_X燃烧器通常包括至少一个燃料预混器，以用于在压缩空气和燃料通过所述至少一个燃料预混器时混合压缩空气和燃料。压缩空气和燃料的有效混合部分地包括以在传输至燃烧室之前促进均匀的空气-燃料混合的方式调节流动。应当在不损害燃气涡轮机系统的总体效率的情况下实现这种有效混合。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种具有燃料预混器的燃烧器组件，该燃料预混器包括用于在其中混合空气流和燃料的管道。还包括中心体部，中心体部在管道内共轴地定位以用于从燃料源接收燃料并且被构造成将燃料分配至管道内的至少一个轴向部位。还包括平面叶片部段，平面叶片部段与空气流和燃料连通，以提供燃料的第一喷射并且对空气流产生流动调节作用。还包括旋流器叶片部段，旋流器叶片部段布置在平面叶片部段的下游，其中旋流器叶片部段被构造成提供燃料的第二喷射以及燃料与空气流的混合。

优选的，所述平面叶片部段（46）包括多个相对平面的叶片，其中所述相对平面的叶片中的每一个都沿所述管道（28）的纵向方向定位。

优选的，所述多个相对平面的叶片（46）中的每一个都可操作地连接至所述中心体部（38）并且从所述中心体部（38）沿径向向外延伸，其中燃料分配通过所述多个相对平面的叶片并且在多个径向部位处被喷射至所述管道（28）的流动路径（44）以用于与空气流（24）混合。

优选的，所述旋流器叶片部段（50）包括多个旋流器叶片，其中所述多个旋流器叶片中的每一个的至少一部分布置成与所述管道（28）的纵向方向成一定角度。

优选的，所述多个旋流器叶片（50）中的每一个都可操作地连接至所述中心体部（38）并且从所述中心体部（38）沿径向向外延伸，其中燃料分配通过所述多个旋流器叶片并且在多个径向部位处被喷射至所述管道（28）的流动路径（44）以用于与空气流（24）混合。

优选的，所述平面叶片部段（46）包括多个相对平面的叶片，并且所述旋流器叶片部段（50）包括多个旋流器叶片，其中所述多个旋流器叶片中的每一个都包括旋流器叶片前缘（60）。

优选的，所述多个相对平面的叶片（46）与所述多个旋流器叶片（50）的旋流器叶片前缘在直线平面（58）中对准。

优选的，所述多个旋流器叶片（50）的所述旋流器叶片前缘（60）相对于所述多个相对平面的叶片（46）的直线平面（58）偏置，由此在所述平面叶片部段与所述旋流器叶片部段之间形成交错形式。

优选的，从压缩机（12）接收空气流（24），其中所述燃料源（26）是燃料歧管。

优选的，燃料通过所述平面叶片部段（46）和所述旋流器叶片部段（50）分配至所述管道（28）的流动路径（44），其中燃料的第一部分分配通过所述平面叶片部段并且燃料的剩余部分分配通过所述旋流器叶片部段。

根据本发明的另一个方面，提供一种具有燃料预混器的燃烧器组件，该燃料预混器包括管道，管道具有第一端部以用于从布置在燃烧器组件上游的压缩机接收空气流，其中空气流沿管道的纵向方向传输通过管道。还包括中心体部，中心体部布置在管道内且沿管道的纵向方向布置，并且被构造成从邻近管道的第一端部的至少一个燃料歧管接收燃料。还包括平面叶片部段，平面叶片部段包括多个相对平面的叶片，多个相对平面的叶片沿周向彼此间隔开并且沿管道的纵向方向布置且布置在管道内的第一轴向部位处，其中平面叶片部段与空气流和燃料连通。还包括旋流器叶片部段，旋流器叶片部段包括多个旋流器叶片，多个旋流器叶片沿周向彼此间隔开并且布置在管道内的第二轴向部位处，其中第二轴向部位位于第一轴向部位的下游。

优选的，所述多个相对平面的叶片（46）中的每一个都可操作地连接至所述中心体部（38）并且从所述中心体部（38）沿径向向外延伸，其中燃料分配通过所述多个相对平面的叶片并且在多个径向部位处喷射至所述管道（28）的流动路径（44）以用于与空气流（24）混合。