[发明专利]燃烧衬套冷却

说明书

本公开涉及一种燃烧器(16)，其包括至少部分地限定燃烧器(16)的热气体路径的环形形状的衬套(42)，和沿周向包绕衬套(42)的至少一部分的流动套管(54)。流动套管(54)与衬套(42)沿径向间隔，以形成其间的冷却流动环形部(56)。多个燃料喷射器组件(102)绕着流动套管(54)沿周向间隔，并且各个燃料喷射器组件(102)沿径向延伸穿过流动套管(54)、冷却流动环形部(56)以及衬套(42)。限定在多个燃料喷射器组件(102)中的第一对周向相邻的燃料喷射器组件(102)之间的流动套管(54)的第一部分(60)关于衬套(42)的外表面(62)沿径向向外凸出，以便扩大冷却流动环形部(56)的流动容积。

技术领域

本文中公开的主题涉及用于燃气涡轮的燃烧器。更具体而言，本公开涉及冷却燃气涡轮燃烧器的衬套。

背景技术

燃气涡轮通常焚烧碳氢化合物燃料，并且产生空气污染排放物，如氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)。燃气涡轮中的分子氮的氧化取决于位于燃烧器中的气体的温度，以及位于燃烧器内的最高温度区域中的反应物的停留时间。因此，由燃气涡轮产生的NOx的量可通过将燃烧器温度保持在产生NOx的温度以下，或通过限制反应物在燃烧器中的停留时间来减少。

一种用于控制燃烧器的温度的途径涉及预先混合燃料和空气，以在燃烧之前产生贫燃料空气混合物。该途径可包括燃料喷射的轴向分级，其中第一燃料空气混合物在燃烧器的第一或初级燃烧区处喷射和点燃，以产生高能燃烧气体的主流，并且其中第二燃料空气混合物经由定位在初级燃烧区下游的多个径向定向和周向间隔的燃料喷射器或轴向分级的燃料喷射器，喷射到高能燃烧气体的主流中并且与其混合。轴向分级喷射增加了可用燃料的完全燃烧的可能性，这继而减少空气污染排放物。

在燃烧器的操作期间，必要的是冷却一个或更多个衬套或管道，其形成穿过燃烧器的燃烧室和/或热气体路径。衬套冷却典型地通过将压缩空气发送穿过限定在衬套与流动套管之间的冷却流动环形部或流动通路和/或包绕衬套的冲击套管来实现。然而，在特定构造中，轴向分级的燃料喷射器延伸穿过流动套管、冷却流动环形部以及衬套，由此中断冷却流和/或限制穿过冷却流动环形部的冷却流动容积。因此，压缩空气的冷却效力可降低，并且非合乎需要的压力损失可在燃烧器内发生。

发明内容

方面和优点在以下描述中在下面阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过实践学习。

本公开的一个实施例涉及一种燃烧器。燃烧器包括至少部分地限定燃烧器的热气体路径的环形形状的衬套，和沿周向包绕衬套的至少一部分的流动套管，其中流动套管与衬套沿径向间隔，以形成其间的冷却流动环形部。多个燃料喷射器组件绕着流动套管沿周向间隔。各个燃料喷射器组件沿径向延伸穿过流动套管、冷却流动环形部以及衬套。限定在多个燃料喷射器组件中的第一对周向相邻的燃料喷射器组件之间的流动套管的第一部分关于衬套的外表面沿径向向外凸出，以便扩大冷却流动环形部的流动容积。

本公开的另一实施例涉及一种燃烧器。燃烧器包括至少部分地限定燃烧器的热气体路径的环形形状的衬套，和沿周向包绕衬套的至少一部分的流动套管。流动套管与衬套沿径向间隔，以形成其间的冷却流动环形部。流动套管具有上游端，和下游端，其关于衬套的轴向中心线与上游端沿轴向间隔。流动套管的第一部分限定在上游端与下游端之间，并且关于衬套的外表面沿径向向外凸出，以便增大冷却流动环形部的流动容积。

另一实施例包括一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括压缩机、涡轮，以及燃烧器，其设置在压缩机下游和在涡轮上游。燃烧器包括至少部分地限定热气体路径的环形形状的衬套，和沿周向包绕衬套的至少一部分的流动套管。流动套管与衬套沿径向间隔，以形成其间的冷却流动环形部。流动套管的第一部分限定在上游端与下游端之间，并且关于衬套的外表面沿径向向外凸出，以便增大冷却流动环形部的流动容积。

技术方案1. 一种燃烧器，其包括：

环形形状的衬套，其至少部分地限定所述燃烧器的热气体路径；