[发明专利]燃气涡轮机的燃烧系统中的分级燃料和空气喷射

权利要求书

1.一种燃气涡轮机，其包括：

联接至涡轮(12)的燃烧器(13)，它们一起限定工作流体流径(37)，所述工作流体流径(37)沿纵向轴线从由所述燃烧器(13)中的前喷射器(21)限定的前端向后延伸，穿过所述燃烧器(13)过渡至所述涡轮(12)所处的界面，且然后穿过所述涡轮(12)到达在所述涡轮(12)中限定的后端，其中所述燃烧器(13)包括内径向壁(24)和外径向壁(25)，所述内径向壁(24)限定所述工作流体流径(37)，所述外径向壁(25)围绕所述内径向壁(24)形成使得流环道(26)形成在它们之间；

围绕所述燃烧器(13)形成的压缩机排放腔(44)，以用于接收由压缩机(11)输送至此的燃烧器空气供应；

分级喷射系统，其包括所述前喷射器(21)，以及与所述前喷射器(21)向后轴向地隔开的分级喷射器(51)，其中所述分级喷射器(51)与所述流环道(26)相交，以便获得所述工作流体流径(37)内的喷射点，且其中，相对于所述喷射点的轴向位置，对所述喷射点的后侧限定后环形区段，而对所述喷射点的前侧限定前环形区段；

用于在所述前喷射器(21)和所述分级喷射器(51)之间分配燃烧器燃料供应的燃料指引结构；以及

用于在所述前喷射器(21)和所述分级喷射器(51)之间分配所述燃烧器空气供应的空气指引结构；

其中，所述空气指引结构包括穿过所述外径向壁(25)形成的轴向限定的入口区段，所述入口区段将所述压缩机排放腔(44)流体地连接至所述流环道(26)的对应的轴向限定的区段，所述入口区段包括对应于所述后环形区段的后入口区段和对应于所述前环形区段的前入口区段；以及

其中，所述空气指引结构构造成：

将穿过所述后入口区段进入的空气沿向前的方向指引穿过所述后环形区段进入所述分级喷射器(51)；以及

将穿过所述前入口区段进入的空气沿向前的方向指引穿过所述前环形区段至所述前喷射器(21)；

其中，所述燃烧器空气供应包括输送给所述压缩机排放腔(44)的总的空气供应；

其中，所述空气指引结构包括在所述后入口区段、所述前入口区段和头端入口区段之间的相对孔口尺寸设置，以用于计量在所述前喷射器(21)和所述分级喷射器(51)之间的燃烧器空气供应。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮机，其特征在于，所述燃烧器(13)包括基准平面，其包括：前基准平面(67)，中间基准平面(68)，后基准平面(69)，以及喷射器基准平面(58)，它们中的每一个都包括基本垂直于所述工作流体流径(37)的所述纵向轴线而对齐的基准平面，其中：

所述前基准平面(67)与所述工作流体流径(37)的所述前端对齐；

所述后基准平面(69)与所述燃烧器(13)过渡至所述涡轮(12)所处的所述界面对齐；

所述中间基准平面(68)与所述前基准平面和所述后基准平面(69)之间的所述工作流体流径(37)的轴向中点对齐；且

所述喷射器基准平面(58)与所述分级喷射器(51)的所述喷射点对齐；以及

其中：

所述后入口区段包括大致限定在所述喷射器基准平面(58)和所述后基准平面(69)之间的轴向范围；以及

所述前入口区段包括大致限定在所述喷射器基准平面(58)和所述前基准平面(67)之间的轴向范围；其中：

所述后入口区段包括多个隔开的冲击端口(41)，每一个穿过所述外径向壁(25)形成，以用于使抵靠所述内径向壁(24)的外表面的冲击空气射流成列；以及

所述前入口区段包括多个隔开的冲击端口(41)，每一个穿过所述外径向壁(25)形成，以用于使抵靠所述内径向壁(24)的所述外表面的冲击空气射流成列。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮机，其特征在于：

所述后入口区段的所述多个冲击端口(41)在定位于所述后基准平面(69)的正前方的最后冲击端口和定位于所述喷射器基准平面(58)的正后方的最前冲击端口之间轴向地隔开；

所述前入口区段的所述多个冲击端口(41)在定位于所述喷射器基准平面(58)的正前方的最后冲击端口和定位于所述前基准平面(67)的正后方的最前冲击端口之间轴向地隔开；以及

其中所述后入口区段和所述前入口区段中的每一个的所述多个冲击端口(41)围绕所述外径向壁(25)的基本上整个周边而周向地隔开。