專利名稱：燃料噴嘴和用于旋流控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開(kāi)的主題涉及燃?xì)廨啓C(jī)。更具體而言，本主題涉及燃?xì)廨啓C(jī)中的燃燒器。
背景技術(shù)：
在燃?xì)廨啓C(jī)中，燃燒器將燃料或空氣_燃料混合物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能。熱能通過(guò)流體，通常是來(lái)自于壓縮機(jī)的空氣傳送至渦輪，在渦輪中熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。多種因素會(huì)影響熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率。這些因素可包括葉片通過(guò)頻率、燃料供送波動(dòng)、燃料類型和反應(yīng)性、燃燒器頭端容積、燃料噴嘴設(shè)計(jì)、空氣-燃料輪廓(profile)、火焰形狀、空氣-燃料混合、火焰保持(flame holding)和火焰穩(wěn)定性。例如，由于燃燒性狀和/或成本而期望有高反應(yīng)性的燃料。然而，高反應(yīng)性燃料會(huì)增大火焰保持的發(fā)生率?；鹧娣€(wěn)定性受燃料噴嘴影響，因?yàn)樗鼈儗⒖諝?燃料混合物射出到燃燒室中。對(duì)火焰穩(wěn)定性的控制可導(dǎo)致對(duì)燃燒位置的控制，在此情況下期望的是防止火焰部分形成在燃料噴嘴中。此外，噴嘴中的火焰擴(kuò)張可導(dǎo)致不充分燃燒和縮短噴嘴及燃燒器的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于噴射燃料的設(shè)備，其中該設(shè)備包括圓錐體結(jié)構(gòu)，該圓錐體結(jié)構(gòu)包括用以在燃燒室中形成空氣-燃料混合物旋流(swirl)的通道。 該設(shè)備還包括定位在通道中的至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(vane)，該可調(diào)導(dǎo)葉構(gòu)造成用以控制空氣_燃料混合物的旋流和控制火焰穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于噴射燃料的方法，其中該方法包括在圓錐體結(jié)構(gòu)內(nèi)的通道中混合空氣和燃料以形成空氣_燃料混合物，以及將空氣_燃料混合物從通道引導(dǎo)至燃燒室中。該方法還包括利用空氣_燃料混合物形成旋流，以及調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉的位置來(lái)控制火焰穩(wěn)定性和控制空氣_燃料混合物旋流的特性。通過(guò)結(jié)合附圖的如下描述，這些及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更為明顯。


在所附權(quán)利要求中具體地指出且明確地主張了認(rèn)作是本發(fā)明的主題。通過(guò)結(jié)合附圖的如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中圖1為包括燃燒器、燃料噴嘴和壓縮機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖2為燃料噴嘴實(shí)施例的詳細(xì)截面?zhèn)纫晥D；圖3為燃料噴嘴實(shí)施例的詳細(xì)截面?zhèn)纫晥D；圖4為如圖2中所示的可調(diào)導(dǎo)葉的實(shí)施例的截面視圖；以及圖5為如圖3中所示的可調(diào)導(dǎo)葉和圓錐體結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的截面視圖。本詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)參照附圖以舉例的方式闡述了本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
零件清單10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100燃燒器102壓縮機(jī)103 渦輪104燃料噴嘴105 蓋板106供給空氣107供給燃料108排放倉(cāng)室110環(huán)形空氣流動(dòng)通道112空氣-燃料混合物114燃燒室116熱排出氣流118過(guò)渡件120渦輪噴嘴200燃料噴嘴202外圓錐體204內(nèi)圓錐體206 凸緣208空氣通道210可調(diào)導(dǎo)葉211圓錐形室212氣態(tài)燃料流214 通道216 燃料入口218空氣燃料混合物220液體燃料端口222液體燃料224軸向流動(dòng)226旋流流動(dòng)228旋流平均半徑230 軸線300燃料噴嘴302外圓錐體304內(nèi)圓錐體306空氣通道308中心圓錐體310 凸緣
312可調(diào)導(dǎo) 葉313切向軸線314氣態(tài)燃料流316 MM318氣體燃料入口320空氣燃料混合物322液體燃料端口324 流326下游流動(dòng)328 渦流(vortex)330旋流平均半徑332 軸線400可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉402 前緣404 后緣406樞轉(zhuǎn)點(diǎn)500外圓錐體502內(nèi)圓錐體504中心圓錐體506可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉508可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉510 MM512 通道514空氣燃料混合物流516空氣燃料混合物流518 箭頭520樞轉(zhuǎn)點(diǎn)522樞轉(zhuǎn)點(diǎn)524 角
具體實(shí)施例方式圖1為包括燃燒器100和壓縮機(jī)102的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的實(shí)施例的一部分的截面?zhèn)纫晥D。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)102、燃燒器100和渦輪103，其中該渦輪示意性地繪出。在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10中，燃燒器100中的空氣燃料混合物的燃燒使渦輪103旋轉(zhuǎn)以生成旋轉(zhuǎn)輸出形式的機(jī)械能。渦輪103的旋轉(zhuǎn)還在壓縮機(jī)102內(nèi)壓縮空氣。此外，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可包括多個(gè)壓縮機(jī)102、燃燒器100和渦輪103。一方面，燃燒器100使用液體和/或氣體燃料，如天然氣體或富氫合成氣體，以便使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，燃料噴嘴104聯(lián)接到蓋板105上并引入供給空氣106和供給燃料107。 供給空氣106和供給燃料107與燃料噴嘴104成流體連通?？諝饬骰蚬┙o空氣106從排放倉(cāng)室108和壓縮機(jī)102的擴(kuò)散器109引導(dǎo)至燃料噴嘴104。燃料噴嘴104將供給燃料107 與供給空氣106相混合以產(chǎn)生空氣-燃料混合物，且將空氣-燃料混合物排放到燃燒器100 中。如圖所示，空氣從擴(kuò)散器109引導(dǎo)至排放倉(cāng)室108，且沿環(huán)形通道110引導(dǎo)至燃料噴嘴 104。燃料噴嘴104將空氣-燃料混合物由箭頭112所示那樣引導(dǎo)至燃燒室114中，從而引起燃燒，該燃燒形成熱加壓排出氣體116。燃燒器100將熱加壓排出氣體116經(jīng)由過(guò)渡件 118引導(dǎo)到渦輪噴嘴120中，導(dǎo)致渦輪103旋轉(zhuǎn)。 在實(shí)施例中，燃料噴嘴104將供給空氣106與供給燃料107相混合，以產(chǎn)生空氣-燃料混合物的旋流，該旋流形成進(jìn)入燃燒室114中的流動(dòng)112。例如，燃料噴嘴104將空氣-燃料混合物以適合的比例噴射到燃燒器114中，以便改善燃燒、排放、燃料消耗和功率輸出?？諝?燃料混合物的特性和空氣-燃料旋流可影響燃燒。例如，燃料噴嘴104的構(gòu)造改變噴嘴流的平均旋流半徑和/或速度，從而影響火焰位置和降低噴嘴104中火焰保持的發(fā)生率?；鹧姹３挚擅枋鰹樵趪娮熘胁黄谕奈恢锰幮纬苫鹧妫渲谢鹧鎸?dǎo)致能破壞噴嘴的高溫?；鹧娣€(wěn)定性可描述為對(duì)燃燒器中火焰的位置和大小的控制，其中選定大小的穩(wěn)定火焰一致地形成在燃燒室中的選定位置。圖2為燃料噴嘴200的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。燃料噴嘴200包括聯(lián)接到凸緣206 上的外圓錐體202和內(nèi)圓錐體204。用于空氣-燃料混合物流動(dòng)的通道208定位在外圓錐體202與內(nèi)圓錐體204之間。外圓錐體202和內(nèi)圓錐體204也描述為形成圓錐體結(jié)構(gòu)?？烧{(diào)導(dǎo)葉210定位在通道208內(nèi)，以便控制空氣-燃料混合物進(jìn)入圓錐形室211中的流動(dòng)。 氣態(tài)燃料流212沿燃料通道214引導(dǎo)，其中，燃料經(jīng)由入口 216噴射且在通道208中與來(lái)自于壓縮機(jī)的空氣相混合。在實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉210構(gòu)造成用以在空氣-燃料混合物如箭頭218所示那樣進(jìn)入圓錐形室211時(shí)控制空氣-燃料混合物的旋流。如圖所示，液體燃料端口 220定位在噴嘴200的上游部分中，以在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間引導(dǎo)液體燃料流222來(lái)與空氣_燃料旋流混合物相混合。在一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉210沿軸向分級(jí)，其中，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)葉210的位置經(jīng)調(diào)整以控制空氣-燃料旋流混合物的軸向流動(dòng)分量。例如，沿軸向分級(jí)的可調(diào)導(dǎo)葉210為翼型形狀的，且沿徑向軸線223樞轉(zhuǎn)，從而在空氣-燃料混合物流入218室211中時(shí)影響由箭頭224所示的噴嘴流的軸向分量。這在圖4中進(jìn)行了詳細(xì)描述。因此，可調(diào)導(dǎo)葉210的位置和對(duì)應(yīng)的軸向流動(dòng)分量導(dǎo)致噴嘴流226下游或軸向速度的變化，從而降低了火焰保持的傾向。因此，沿軸向分級(jí)的可調(diào)導(dǎo)葉210改善了燃燒效率，同時(shí)減小了燃料噴嘴200上的磨損和撕裂。此外，可調(diào)導(dǎo)葉210可構(gòu)造成用以控制噴嘴流226的各種特性，例如旋流平均半徑228、徑向流動(dòng)速度、軸向流動(dòng)速度、旋流渦旋長(zhǎng)度以及影響燃燒的其它特性。如圖所示，旋流平均半徑228從噴嘴軸線230測(cè)量，其中旋流平均半徑228為噴嘴渦流總體大小的一個(gè)量度。在一些實(shí)施例中，旋流平均半徑228和渦流大小影響空氣-燃料混合物和渦輪的燃燒效率。繼續(xù)參看圖2，可調(diào)導(dǎo)葉210構(gòu)造成用以允許通過(guò)增加空氣-燃料混合物226的軸向流動(dòng)或速度分量而使用高反應(yīng)性的氣態(tài)燃料。具體而言，沿軸向分級(jí)的可調(diào)導(dǎo)葉210可構(gòu)造成用以增加軸向流動(dòng)分量來(lái)推動(dòng)燃燒室中的空氣-燃料混合物。因此，在使用高反應(yīng)性或揮發(fā)性的燃料時(shí)，可調(diào)導(dǎo)葉210減小了火焰保持或逆燃的機(jī)會(huì)。在一些實(shí)施例中，由于高火焰溫度和相關(guān)化學(xué)和熱力學(xué)特性，故期望使用高反應(yīng)性燃料，例如具有高氫含量(例如H2)和較高級(jí)烷烴的那些燃料。因此，具有可調(diào)導(dǎo)葉210的燃料噴嘴200構(gòu)造成用以提供對(duì)空氣-燃料混合物的流動(dòng)控制，這允許在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用一定范圍的燃料。例如，當(dāng)在渦輪中使用低反應(yīng)性的燃料時(shí)，至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉210處在中性位置，在此情況下沒(méi)有軸向流動(dòng)分量加至空氣_燃料混合物。這是合乎期望的，因?yàn)閲娮熘谢鹧姹３趾陀泻θ紵娘L(fēng)險(xiǎn)通過(guò)低反應(yīng)性燃料而降低。此外，當(dāng)使用高反應(yīng)性燃料時(shí)，至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉210在通道208中沿徑向軸線223樞轉(zhuǎn)，以便將軸向流動(dòng)分量加至空氣-燃料混合物226，從而將流動(dòng)引導(dǎo)至燃燒室中。在一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉210的位置增加軸向速度分量，該軸向速度分量導(dǎo)致在燃燒室中引起期望的燃燒。此外，通過(guò)將空氣_燃料混合物226推動(dòng)或引導(dǎo)到燃燒室中，降低了燃料噴嘴200中的火焰保持的可能性，同時(shí)還加強(qiáng)了火焰穩(wěn)定性和對(duì)火焰穩(wěn)定性的控制。燃料噴嘴200可包含一個(gè)或多個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉210，該可調(diào)導(dǎo)葉210可為構(gòu)造成用以控制在所選方向上的流體流的任何適合的形狀，例如翼型。在實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉210是同步的，其中各導(dǎo)葉210均類似地定位而導(dǎo)致跨過(guò)燃料噴嘴200的流體流的方向分量大致相似。作為備選，各可調(diào)導(dǎo)葉210均獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致來(lái)自通道208所選區(qū)域的不同流體流進(jìn)入圓錐形室211中。此外，可調(diào)導(dǎo)葉210可由任何適合的耐用且堅(jiān)固的材料制成，如鋼合金或復(fù)合材料。
圖3為燃料噴嘴300的另一實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。燃料噴嘴300(或"燃料噴射器")包括外圓錐體302、內(nèi)圓錐體304和通道306。通道306定位在內(nèi)圓錐體304與外圓錐體302之間，以便將空氣-燃料流引導(dǎo)到噴嘴300中。如圖所示，中心圓錐體308定位在外圓錐體302與內(nèi)圓錐體304之間，在此情況下這些構(gòu)件形成噴嘴300中的圓錐體結(jié)構(gòu)。 中心圓錐體308將通道306分成用于燃料噴嘴300的至少一部分的兩個(gè)通道。外圓錐體 302、內(nèi)圓錐體304和中心圓錐體308分別聯(lián)接到凸緣310上?？烧{(diào)導(dǎo)葉312定位在外圓錐體302與中心圓錐體308之間。類似的是，可調(diào)導(dǎo)葉312定位在內(nèi)圓錐體304與中心圓錐體308之間。在實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉312可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到一部分圓錐體結(jié)構(gòu)上。例如，第一可調(diào)導(dǎo)葉312可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到外圓錐體302上，而第二可調(diào)導(dǎo)葉312可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到中心圓錐體308上，其中，可調(diào)導(dǎo)葉312定位成用以在空氣-燃料混合物流經(jīng)通道306時(shí)對(duì)其控制。如圖所示，可調(diào)導(dǎo)葉312聯(lián)接成沿切向軸線313樞轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，氣態(tài)燃料流或氣態(tài)供給燃料314經(jīng)由通道316導(dǎo)送至燃料入口 318，在此情況下燃料在通道306中與空氣相混合?？烧{(diào)導(dǎo)葉312將空氣-燃料混合物320 引導(dǎo)到圓錐形室321中，該空氣-燃料混合物320向下游流動(dòng)到燃燒室中。液體燃料端口 322定位在噴嘴300的上游部分中，以便在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間將液體燃料流324引導(dǎo)到圓錐形室321中。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣-燃料混合物320朝燃燒器向下游326流動(dòng)，從而形成空氣_燃料混合物渦流328。在實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉312可稱為徑向可調(diào)導(dǎo)葉，因?yàn)樗鼈兛刂瓶諝鈅燃料渦流328的特性，例如渦流的旋流平均半徑330。如圖所示，旋流平均半徑 330為從噴嘴軸線332測(cè)量的尺寸，其中，徑向可調(diào)導(dǎo)葉312在旋流流入燃燒室時(shí)控制旋流平均半徑330。通過(guò)控制旋流平均半徑330，便控制了火焰穩(wěn)定性以改善效率和降低燃料噴嘴300和其它構(gòu)件上的磨損。此外，通過(guò)控制旋流平均半徑300，徑向可調(diào)導(dǎo)葉312還影響渦流328的軸向長(zhǎng)度。例如，徑向可調(diào)導(dǎo)葉312定位成用以形成具有較小旋流平均半徑330 和較長(zhǎng)渦流328軸向長(zhǎng)度的渦流328，從而導(dǎo)致空氣-燃料混合物延伸到燃燒室中。這導(dǎo)致火焰形成在室中的期望位置，從而控制火焰穩(wěn)定性。在實(shí)施例中，當(dāng)渦流328離開(kāi)燃料噴嘴300時(shí)，可調(diào)導(dǎo)葉312還控制軸向速度，以便影響形成在燃燒室中的再循環(huán)氣泡的大小， 其中，大的再循環(huán)氣泡也會(huì)影響火焰穩(wěn)定性。在實(shí)施例中，徑向可調(diào)導(dǎo)葉312定位成相對(duì)于流動(dòng)通路或圓錐體結(jié)構(gòu)成一定角度。例如，第一徑向可調(diào)導(dǎo)葉312在開(kāi)啟位置容許流動(dòng)通行進(jìn)入圓錐形室321中，而第二徑向可調(diào)導(dǎo)葉 312在閉合位置完全地阻擋進(jìn)入室321的流動(dòng)。在另一實(shí)施例中，徑向可調(diào)導(dǎo)葉312的位置是同步的。在又一實(shí)施例中，單個(gè)徑向可調(diào)導(dǎo)葉312定位在通道306中，以便控制空氣_燃料旋流的特性。如本文所述，可調(diào)導(dǎo)葉312可構(gòu)造成用以提供軸向和/或切向流動(dòng)分量，以便改變空氣_燃料混合物的軸向和/或切向流動(dòng)速度，從而改善空氣_燃料混合物和控制渦流的形成和大小。此外，通過(guò)控制空氣_燃料旋流的參數(shù)，燃燒和火焰位置受到控制以減小火焰保持和防止對(duì)燃料噴嘴300的破壞。圖4為沿圖2的線4-4所截取的可調(diào)導(dǎo)葉400實(shí)施例的截面視圖。如圖所示，可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉400為翼型形狀，并包括前緣402、后緣404和樞轉(zhuǎn)點(diǎn)406。可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉如箭頭 408所示那樣圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)406運(yùn)動(dòng)，其中，可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉400的位置控制燃燒器中空氣_燃料旋流的特性。相對(duì)于空氣-燃料流412，可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉400的角410可將軸向流動(dòng)分量加至空氣_燃料旋流的速度上。在實(shí)施例中，可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉400描述為軸向可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉或沿軸向分級(jí)的引導(dǎo)導(dǎo)葉，其沿徑向軸線414樞轉(zhuǎn)而引起空氣-燃料混合物的軸向流動(dòng)分量的變化。在一個(gè)實(shí)例中，角410處在0度至90度之間以改變空氣-燃料旋流的流動(dòng)分量。 在另一實(shí)例中，角410處在5度至60度之間以改變流動(dòng)分量或?qū)⒘鲃?dòng)分量加至空氣-燃料旋流上。圖5為沿圖3的線5-5所截取的燃料噴嘴實(shí)施例的一部分的截面視圖。燃料噴嘴的位置包括外圓錐體500、內(nèi)圓錐體502、中心圓錐體504、第一可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉506和第二可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉508。第一可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉506定位在第一通道510中，而第二可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉508 定位在第二通道512中。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣_燃料混合物分別如箭頭514和516所示那樣流經(jīng)第一通道510和第二通道512。第一可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉506和第二可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉508 的位置可分別如箭頭516和518所示那樣調(diào)整。第一可調(diào)導(dǎo)葉506包括樞轉(zhuǎn)點(diǎn)520以允許樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)516。類似的是，第二可調(diào)導(dǎo)葉508包括樞轉(zhuǎn)點(diǎn)522以允許樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)518。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)可調(diào)引導(dǎo)導(dǎo)葉(506，508)定位在外圓錐體500與內(nèi)圓錐體502之間。在一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉506和508稱為徑向可調(diào)導(dǎo)葉，其中，導(dǎo)葉506和508 構(gòu)造成用以通過(guò)調(diào)整一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)葉506和508的位置來(lái)控制噴嘴和燃燒室中空氣-燃料渦流的大小和/或平均半徑。例如，相對(duì)于空氣-燃料流526調(diào)整第一引導(dǎo)導(dǎo)葉506的角 524來(lái)控制渦流的特性，例如旋流平均半徑。如圖所示，徑向引導(dǎo)導(dǎo)葉506和508構(gòu)造成用以圍繞兩條切向軸線樞轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣-燃料旋流參數(shù)的控制。一條或多條切向軸線大致平行于噴嘴圓錐體結(jié)構(gòu)圓周的切線。在實(shí)施例中，中心圓錐體504未沿圓錐形噴嘴的整個(gè)圓周定位，而是僅定位在進(jìn)入圓錐形室的通道(510，512)出口附近。例如，內(nèi)圓錐體502 和外圓錐體500形成用于部分噴嘴的單個(gè)通道，而通道510和512形成在中心圓錐體504 結(jié)構(gòu)所處的通道出口附近的部分噴嘴中。在其它實(shí)施例中，可調(diào)導(dǎo)葉506和508通過(guò)改變使用形狀記憶材料的導(dǎo)葉的位置或形狀來(lái)控制流動(dòng)，其中，形狀記憶材料構(gòu)造成用以在對(duì)其施加能量時(shí)從第一形狀改變至第二形狀。例如，可調(diào)導(dǎo)葉506和508可包括混入撓性碳復(fù)合材料中的合金，例如鎳鈦，其中，電流有選擇地施加到合金上以改變形狀或尺寸，例如導(dǎo)葉的角或?qū)~的翼弦和/或跨距。 盡管本發(fā)明僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明并不限于這些公開(kāi)的實(shí)施例。確切而言，本發(fā)明可進(jìn)行修改，以結(jié)合任意數(shù)目的此前并未描述但與本發(fā)明 的精神和范圍相匹配的變型、備選方案、替換方案或等效布置。此外，盡管已描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方面可僅包括所述實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)看作是由以上說(shuō)明限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種用于噴射燃料的方法，包括在圓錐體結(jié)構(gòu)(202，204)內(nèi)的通道(208)中混合空氣和燃料以形成空氣-燃料混合物；將所述空氣-燃料混合物從所述通道(208)引導(dǎo)到燃燒室(114)中； 利用所述空氣_燃料混合物形成旋流(226)；以及調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(210)的位置以控制所述空氣-燃料混合物的旋流(226)的特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(210)的位置包括減少燃料噴嘴(200)中的火焰保持。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(210)的位置包括使所述至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(210)沿徑向軸線(223)樞轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉 (312)的位置包括使所述至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(312)沿切向軸線(313)樞轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉 (210)的位置包括控制所述旋流(226)的平均半徑(228)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉 (210)的位置包括控制所述旋流(226)的軸向流動(dòng)分量(224)。
7.一種燃燒器，包括 燃燒室(114)；與定位在所述燃燒室(114)中的至少一個(gè)燃料噴嘴(200)成流體連通的供給空氣 (106)；以及與所述至少一個(gè)燃料噴嘴(200)成流體連通的供給燃料(108)，其中，所述至少一個(gè)燃料噴嘴(200)包括圓錐體結(jié)構(gòu)(202，204)，所述圓錐體結(jié)構(gòu)(202，204)包括通道(208)以在所述燃燒室 (114)中形成空氣-燃料旋流(226)；以及定位在所述通道(208)中的至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉(210)，所述可調(diào)導(dǎo)葉(210)構(gòu)造成用以控制所述空氣-燃料旋流(226)的特性和控制火焰穩(wěn)定性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，所述空氣-燃料旋流(226)的特性包括所述空氣-燃料旋流(226)的軸向流動(dòng)分量(224)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的燃燒器，其特征在于，所述至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉 (210)的位置構(gòu)造成用以減少火焰保持。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，所述空氣-燃料旋流(226)的特性包括所述旋流(226)的平均半徑(228)。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料噴嘴和用于旋流控制的方法。根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面，提供了一種用于噴射燃料的方法，其中該方法包括在圓錐體結(jié)構(gòu)內(nèi)的通路中混合空氣和燃料以形成空氣-燃料混合物，以及將空氣-燃料混合物從通路引導(dǎo)至燃燒室中。該方法還包括利用空氣-燃料混合物形成旋流，以及調(diào)整至少一個(gè)可調(diào)導(dǎo)葉的位置來(lái)控制火焰穩(wěn)定性和控制空氣-燃料混合物旋流的特性。
文檔編號(hào)F23R3/28GK102384488SQ201110268428
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者M·巴蒂納, R·J·基拉, S·塞爾文 申請(qǐng)人:通用電氣公司