[发明专利]具有稀释开口的燃烧器

说明书

一种燃气涡轮发动机，包括沿着发动机中心线处于串行流动布置的压缩机区段和燃烧区段，燃烧区段具有燃烧器衬里，联接到燃烧器衬里的圆顶壁和位于圆顶壁中的圆顶入口，流体联接到圆顶入口的燃料喷射器，流体联接到燃料喷射器并且至少部分由燃烧器衬里和圆顶壁限定的燃烧室，以及位于圆顶壁中并且流体联接到燃烧室的至少一组稀释开口。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年1月5日提交的美国临时申请序列号63/296,682的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本主题大体上涉及具有稀释开口的燃烧器，更具体地，涉及具有位于圆顶壁中的一组稀释开口的燃烧器。

背景技术

涡轮发动机由穿过发动机的燃烧气体流所驱动以使多个涡轮叶片旋转。燃烧器可以设置在燃气涡轮发动机内并且与燃烧气体流入其中的涡轮流体联接。

在燃气涡轮发动机的燃烧器中使用碳氢燃料是已知的。大体上，空气和燃料被馈送到燃烧室，空气和燃料混合，然后，燃料在空气存在下燃烧，以产生热气体。然后，将热气体馈送到涡轮，热气体在涡轮处冷却并膨胀以产生动力。燃料燃烧的副产品通常包括对环境有害的毒素，诸如氮氧化物和二氧化氮(统称为NO_x)、CO、UHC(例如，有助于形成大气臭氧的甲烷和挥发性有机化合物)、以及其他氧化物，包括硫的氧化物(例如，SO₂和SO₃)。

减少对环境不利的化合物的一种解决方案是使用碳氢以外的燃料。氢或与另一种元素或化合物混合的氢可用于燃烧，但是氢或氢混合燃料会导致比传统燃料更高的火焰温度。也就是说，与诸如石油基燃料或石油和合成燃料混合物的传统燃料相比，氢或氢混合燃料通常具有更宽的可燃范围和更快的燃烧速度。

源自世界范围内空气污染问题的标准规范了由于燃气涡轮发动机操作而生成的氮氧化物(NO_x)、未燃烧碳氢(UHC)和一氧化碳(CO)的排放。特别地，在操作期间由于燃烧器火焰温度高而在燃烧器内形成氮氧化物(NO_x)。期望的是，通过调节燃烧器内的分布和/或模式来减少NO_x排放，同时仍维持期望的效率。

附图说明

在附图中：

图1是燃气涡轮发动机的示意图。

图2描绘了沿着燃气涡轮发动机的燃烧区段的图1的线II-II的截面图。

图3是根据本文公开的一方面的由具有多组稀释开口的燃烧器衬里形成的燃烧区段中的燃烧器的截面图。

图4是根据本文公开的一方面的具有来自图3的用于燃烧器的第一组稀释开口的部分II的变型的示意图。

图5是根据本文公开的一方面的来自图3的第一组稀释开口的变型。

图6是根据本文公开的一方面的具有圆顶壁的来自图5的部分III的变型。

图7是根据本文公开的另一方面的具有圆顶壁的来自图5的部分III的另一变型。

图8是根据本文公开的一方面的具有第一组稀释开口的来自图3的部分IV的变型的示意图。

图9是根据本文公开的另一方面的具有第一组稀释开口的来自图3的部分IV的变型的示意图。

图10是根据本文公开的一方面的具有第一组稀释开口的来自图3的部分IV的变型的示意图。

图11是根据本文公开的另一方面的同样位于图3的区域IV中的来自图10的第一组稀释开口的变型的示意图。

图12是根据本文公开的又一方面的具有第一组稀释开口的来自图3的部分IV的变型的示意图。