[发明专利]用于燃气涡轮发动机燃烧器导流罩的圆锥-平坦隔热罩

说明书

燃气涡轮发动机燃烧器(16)圆锥‑平坦隔热罩(110、111)包括环形圆锥区段(142、143)，其从平坦区段(144、145)向上游延伸并与之成整体，该平坦区段(144、145)带有可相对中心线(20)大体垂直或倾斜的朝下游表面(222)。平坦区段(144、145)包括：径向外和内边缘(162、164)，其中至少一个是圆形的并绕中心线(20)界定；和在中心线(20)上具有起点(176)的周向分开的顺时针和逆时针径向边缘(172、174)。燃气涡轮发动机燃烧器(16)包括在布置成非对称或不对称模式的一个或更多圆形排列(140、141)中的圆锥‑平坦隔热罩(110、111)。在圆形排列(140、141)中的圆锥‑平坦隔热罩(110、111)的两个或更多组(A、B、C)可安装在导流罩板(50)上，并且圆锥‑平坦隔热罩(110、111)中的一个或更多不同于组(A、B、C)中的一个或更多。

本申请是于2015年6月26日提交的中国专利申请201510530180.9的分案申请。

相关申请的交叉引用

本非临时申请根据35U.S.C.§119(e)主张对在2014年6月26日提交的名为“用于燃气涡轮发动机燃烧器导流罩(dome)的圆锥-平坦隔热罩”的美国临时专利申请No.62/017472的优先权，在此通过引用将其全部并入本文。

技术领域

本申请大体涉及燃气涡轮发动机燃烧器，并且更具体地，涉及在燃气涡轮发动机燃烧器中的燃烧器导流罩上的隔热罩。

背景技术

在全世界范围内的空气污染关注导致了更加严格的排放标准。这些标准调整作为燃气涡轮发动机运行的结果产生的氮氧化物(NOx)、未燃尽的碳氢化合物(HC)、以及一氧化碳(CO)的排放。尤其是，氧化氮在燃气涡轮发动机内作为高燃烧器火焰温度的结果形成。对燃气涡轮发动机进行改造以努力减少氧化氮排放通常会在所关联的燃气涡轮发动机的运行声学水平方面产生不利的影响。

作为基于燃料-空气化学计量法、总质量流的常规运行条件和其它运行条件的后果，破坏性的或不被期望的声学压力振动或压力脉冲可能在燃气涡轮发动机的燃烧器中产生。在燃气涡轮发动机设计中朝向满足联邦和地区空气污染标准所需的低NOx排放的当前趋势导致了贫预混燃烧系统的使用，在贫预混燃烧系统中燃料和空气在火焰反应区域上游被均匀地混合。为了维持低的火焰温度，转而将不期望的气态NOx排放的产生限制到可接受的水平，这些燃烧系统在其下运行的燃料空气比或当量比与更常规的燃烧器相比“更贫”的多。

该方法通常使用水或蒸汽喷射以用于实现低排放，但是与带有水或蒸汽喷射且在低当量比下的运行相关的燃烧不稳定也倾向于在燃烧器中不被接受地产生高动态压力振动，这能造成硬件损坏和其它运行问题。压力脉冲能在发动机上产生不利的效果，包括燃烧器硬件的机械和热疲劳。由于在这样的设计中更高得多比例的空气被导入燃料-空气混合器，因而压力脉冲的问题被发现在低排放燃烧器中甚至更加相关。

干低排放(DLE)燃烧器是倾于燃烧声学的并且典型地包括设计特征和/或控制逻辑以减小燃烧声学的激烈性。这些包括消音器、多燃料系统、以及补充燃料回路。多燃料系统允许在燃烧室内的火焰温度变化。LM2500 DLE和LM6000 DLE结合了被独立地供应燃料的三个预混器的环。这允许外、中、和内预混器具有不同的火焰温度。

补充燃料回路已用于在不同于主喷射位置的位置处将相对小部分的燃料喷射入燃烧器。在热释放中的该异相波动用来减少压力波动的振幅。在一些实施方式中，补充燃料也在燃烧室内引起温度变化。

在通用电气LM2500 DLE和LM6000 DLE燃烧器的至少一些中，补充燃料从每一个其它预混器中喷射出。通向不带有补充燃料的预混器的燃料流通常比带有补充燃料的那些预混器要低。