與燃?xì)鉁u輪機(jī)中的下游燃料和空氣噴射相關(guān)的系統(tǒng)和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種與燃?xì)鉁u輪機(jī)中的下游燃料和空氣噴射相關(guān)的系統(tǒng)和裝置，其包括：聯(lián)接到渦輪機(jī)的燃燒器，以及下游噴射系統(tǒng)，所述下游噴射系統(tǒng)包括定位在內(nèi)部流動(dòng)路徑內(nèi)的兩個(gè)噴射級(jí)，第一級(jí)和第二級(jí)，其中第一級(jí)包括在初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)的后面的軸向位置并且第二級(jí)包括在所述第一級(jí)的后面的軸向位置。第一級(jí)和第二級(jí)的每一個(gè)包括多個(gè)圓周間隔噴射器，每個(gè)噴射器配置成將空氣和燃料噴射到通過內(nèi)部流動(dòng)路徑的流動(dòng)中。第一級(jí)和第二級(jí)具有將第二級(jí)處噴射的燃料限制到小于所述第一級(jí)處噴射的燃料的50%的配置。
【專利說明】與燃?xì)鉁u輪機(jī)中的下游燃料和空氣噴射相關(guān)的系統(tǒng)和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體而言涉及燃式或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(在下文中稱為"燃?xì)鉁u輪機(jī)"）中的 燃燒系統(tǒng)。更具體地，但不作為限制，本發(fā)明描述與燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒系統(tǒng)中的空氣和燃料 的下游或延遲噴射相關(guān)的新穎方法、系統(tǒng)和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃?xì)鉁u輪機(jī)的效率在過去的幾十年已明顯地改善，原因是新技術(shù)允許發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸 的增加和更高的操作溫度。允許更高操作溫度的一種技術(shù)基礎(chǔ)是引入新的和創(chuàng)新的熱傳遞 技術(shù)以便冷卻熱氣體路徑內(nèi)的部件。另外，新材料允許燃燒器內(nèi)的更高溫度能力。
[0003] 然而在該時(shí)期期間，制定了限制發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間某些污染物可以排放的水平的新 標(biāo)準(zhǔn)。具體地，更嚴(yán)格地限制全部對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作溫度敏感的NOx、C0和UHC的排放水平。 其中，NOx的排放水平尤其對(duì)更高發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火溫度下的增加排放水平敏感，并且因此成為關(guān) 于溫度可以增加多少的明顯限制。由于更高操作溫度與更高效發(fā)動(dòng)機(jī)一致，因此這阻礙發(fā) 動(dòng)機(jī)效率的提高?？傊紵鞑僮髯?yōu)槿細(xì)鉁u輪機(jī)操作效率的明顯限制。
[0004] 因此，高級(jí)燃燒器設(shè)計(jì)技術(shù)的主要目標(biāo)之一變?yōu)殚_發(fā)這樣的配置，所述配置減小 在這些更高操作溫度下的燃燒器驅(qū)動(dòng)排放水平使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以在更高溫度下點(diǎn)火，并且因 此具有更高的壓力比周期和更高的發(fā)動(dòng)機(jī)效率。因此將領(lǐng)會(huì)，減小排放、特別是NOx的排放 并且允許更高點(diǎn)火溫度的新穎燃燒系統(tǒng)將在商業(yè)上需求很大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明因此描述一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：聯(lián)接到渦輪機(jī)的燃燒器，所述燃燒 器和所述渦輪機(jī)一起限定內(nèi)部流動(dòng)路徑，所述內(nèi)部流動(dòng)路徑圍繞縱軸線從位于所述燃燒器 的前端處的初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)向后延伸，通過所述燃燒器連接到所述渦輪機(jī)處的接 口，并且通過所述渦輪機(jī)中的至少一排定子葉片；以及下游噴射系統(tǒng)，所述下游噴射系統(tǒng)包 括定位在所述內(nèi)部流動(dòng)路徑內(nèi)的兩個(gè)噴射級(jí)，第一級(jí)和第二級(jí)，其中所述第一級(jí)和所述第 二級(jí)均沿著所述縱軸線軸向地間隔使得所述第一級(jí)包括在所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng) 的后面的軸向位置并且所述第二級(jí)包括在所述第一級(jí)的后面的軸向位置。所述第一級(jí)和所 述第二級(jí)的每一個(gè)包括多個(gè)圓周間隔噴射器，每個(gè)噴射器配置成將空氣和燃料噴射到通過 所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的流動(dòng)中。所述第一級(jí)和所述第二級(jí)包括將所述第二級(jí)處噴射的燃料限 制到小于所述第一級(jí)處噴射的燃料的50%的配置。
[0006] 通過結(jié)合附圖和附帶的權(quán)利要求閱讀優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些 和其它特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 通過結(jié)合附圖仔細(xì)研究本發(fā)明的示例性實(shí)施例的以下更詳細(xì)描述，將更完整地理 解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的這些和其它特征，其中：
[0008] 圖1是本發(fā)明的某些實(shí)施例可以在其中使用的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)的截面示意性 表不；
[0009] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例可以在其中使用的常規(guī)燃燒器的截面示意性表示；
[0010] 圖3是包括根據(jù)常規(guī)設(shè)計(jì)的下游燃料噴射器的單級(jí)的常規(guī)燃燒器的截面示意性 表不；
[0011] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方面的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示 意性表示；
[0012] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表示；
[0013] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表示；
[0014] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表示；
[0015] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表示；
[0016] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表示；
[0017] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表 示；
[0018] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表 示；
[0019] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表 示；
[0020] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的燃燒器和渦輪機(jī)的上游級(jí)的截面示意性表 示；
[0021] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的后框架的透視圖；
[0022] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的后框架的截面圖；
[0023] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的后框架的截面圖；
[0024] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的后框架的截面圖；
[0025] 圖18是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的后框架的截面圖；以及
[0026] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的后框架的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 盡管可以參考特定類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)描述本發(fā)明的以下例子，但是本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)本發(fā)明可以不限于這樣的使用并且可應(yīng)用于其它類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，除非 具體地由此限制。此外，將領(lǐng)會(huì)在描述本發(fā)明中，某些術(shù)語可以用于表示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中 的某些機(jī)器部件。只要可能，普通工業(yè)術(shù)語將以與它的公認(rèn)含義一致的方式使用和采用。然 而，不應(yīng)當(dāng)狹義地理解這樣的術(shù)語，原因是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)特定的機(jī)器部件 常?？梢允褂貌煌g(shù)語來稱呼。另外，本文中描述為單部件的內(nèi)容可以在另一上下文中引 用為由多個(gè)部件組成，或者本文中描述為包括多個(gè)部件的內(nèi)容可以在別處稱為單部件。因 而，在理解本發(fā)明的范圍中，不僅應(yīng)當(dāng)關(guān)注特定術(shù)語，而且應(yīng)當(dāng)關(guān)注附帶的描述、上下文以 及部件的結(jié)構(gòu)、配置、功能和/或用途，尤其是如可以在附帶的權(quán)利要求中提供的。
[0028] 若干描述性術(shù)語可能在本說明書中經(jīng)常使用，并且在該部分的開始定義這些術(shù)語 可能是有幫助的。因此，除非另外說明，這些術(shù)語和它們的定義如下。當(dāng)在本說明書中使用 時(shí)，"下游"和"上游"是指示相對(duì)于流體、例如通過燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮器、燃燒器和渦輪機(jī)部 段的工作流體或通過發(fā)動(dòng)機(jī)的部件系統(tǒng)之一的流動(dòng)冷卻劑的流動(dòng)方向的術(shù)語。術(shù)語"下游" 對(duì)應(yīng)于流體流動(dòng)的方向，而術(shù)語"上游"表示與流體流動(dòng)的方向相反或相逆的方向。在沒有 任何進(jìn)一步說明的情況下，術(shù)語"前"和"后"表示相對(duì)于燃?xì)鉁u輪機(jī)的取向的方向，"前"表 示發(fā)動(dòng)機(jī)的前端或壓縮器端，"后"表示發(fā)動(dòng)機(jī)的后端或渦輪機(jī)端，在圖1中示出它們的排 列。
[0029] 另外，已知圍繞中心軸線的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的配置以及在一些部件系統(tǒng)中的該相 同類型的配置，描述相對(duì)于軸線的位置的術(shù)語可能將被使用。在這方面，將領(lǐng)會(huì)術(shù)語"徑向" 表示垂直于軸線的運(yùn)動(dòng)或位置。與此相關(guān)，可能需要描述離中心軸線的相對(duì)距離。在該情 況下，例如，如果第一部件比第二部件更靠近中心軸線定位，則在本說明書中將說成第一部 件在第二部件的"徑向內(nèi)側(cè)"或"內(nèi)側(cè)"。在另一方面，如果第一部件比第二部件更遠(yuǎn)離軸線 定位，則在本說明書中可以說成第一部件在第二部件的"徑向外側(cè)"或"外側(cè)"。另外，將領(lǐng) 會(huì)術(shù)語"軸向"表示平行于軸線的運(yùn)動(dòng)或位置。并且最后，術(shù)語"圓周"表示圍繞軸線的運(yùn) 動(dòng)或位置。如上所述，盡管這些術(shù)語可以關(guān)于典型地延伸通過發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮器和渦輪機(jī)部 段的公共中心軸線或軸被應(yīng)用，但是它們也可以關(guān)于其它部件或子系統(tǒng)被使用。例如，在許 多機(jī)器共同的圓柱形"罐式"燃燒器的情況下，賦予這些術(shù)語相對(duì)含義的軸線可以是通過它 所稱為的圓柱、"罐"形狀或過渡件的更環(huán)形、下游形狀的中心限定的縱向參考軸線。
[0030] 現(xiàn)在參考圖1，作為背景，提供本發(fā)明的實(shí)施例可以在其中使用的示例性燃?xì)鉁u輪 機(jī)10。一般地，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通過從在壓縮空氣流中的燃料的燃燒所產(chǎn)生的熱氣體的加 壓流動(dòng)中提取能量進(jìn)行操作。如圖1中所示，燃式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10包括經(jīng)由公共軸機(jī)械地聯(lián) 接到下游渦輪機(jī)部段或渦輪機(jī)13的軸流式壓縮器11，燃燒器12定位在其間。如圖所示，壓 縮器11包括多個(gè)級(jí)，每個(gè)級(jí)包括一排壓縮器轉(zhuǎn)子葉片，且緊接著一排壓縮器定子葉片。渦 輪機(jī)13也包括多個(gè)級(jí)。渦輪機(jī)級(jí)的每一個(gè)包括一排渦輪機(jī)輪葉或轉(zhuǎn)子葉片，緊接著一排渦 輪機(jī)噴嘴定子葉片，所述渦輪機(jī)噴嘴定子葉片在操作期間保持靜止。渦輪機(jī)定子葉片大體 上圓周地彼此間隔并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線固定。轉(zhuǎn)子葉片可以安裝在連接到軸的轉(zhuǎn)子輪上。
[0031] 在操作中，壓縮器11內(nèi)的壓縮器轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)壓縮引導(dǎo)到燃燒器12中的空氣 流。在燃燒器12內(nèi)，壓縮空氣與燃料混合并且點(diǎn)燃從而產(chǎn)生然后可以通過渦輪機(jī)13膨脹 的賦能工作流體流。具體地，來自燃燒器12的工作流體被引導(dǎo)到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上使得引 起旋轉(zhuǎn)，然后轉(zhuǎn)子輪將所述旋轉(zhuǎn)傳遞到軸。以該方式，工作流體流的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的機(jī) 械能量。軸的機(jī)械能量然后可以用于驅(qū)動(dòng)壓縮器轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生壓縮空氣的必要 供應(yīng)，并且例如驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電力。
[0032] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例可以在其中使用的常規(guī)燃燒器的截面圖。然而，燃燒器20 可以采用各種形式，每種形式適合于包括本發(fā)明的各實(shí)施例。典型地，燃燒器20包括位于 頭端22處的多個(gè)燃料噴嘴21。將領(lǐng)會(huì)燃料噴嘴21的各種常規(guī)配置可以與本發(fā)明一起使 用。在頭端22內(nèi)，空氣和燃料聚在一起以便在由周圍內(nèi)襯24限定的燃燒區(qū)域23內(nèi)燃燒。 內(nèi)襯24典型地從頭端22延伸到過渡件25。如圖所示，內(nèi)襯24由流動(dòng)套筒26圍繞，并且類 似地，過渡件25由沖擊套筒28圍繞。在流動(dòng)套筒26和內(nèi)襯24以及過渡件25和沖擊套筒 28之間，將領(lǐng)會(huì)形成在本說明書中被稱為"流動(dòng)環(huán)隙27"的環(huán)隙。如圖所示，流動(dòng)環(huán)隙27 在燃燒器20的大部分長(zhǎng)度上延伸。從內(nèi)襯24起，過渡件25隨著它朝著渦輪機(jī)13向下游 延伸而將來自內(nèi)襯24的圓形橫截面的流動(dòng)轉(zhuǎn)換成環(huán)形橫截面。在下游端，過渡件25朝著 渦輪機(jī)13的第一級(jí)引導(dǎo)工作流體流。
[0033] 將領(lǐng)會(huì)流動(dòng)套筒26和沖擊套筒28典型地具有通過其中形成的沖擊孔(未顯示)， 所述沖擊孔允許來自壓縮器12的壓縮空氣的沖擊流進(jìn)入形成于流動(dòng)套筒26/內(nèi)襯24和/ 或沖擊套筒28/過渡件25之間的流動(dòng)環(huán)隙27。通過沖擊孔的壓縮空氣的流動(dòng)對(duì)流地冷卻 內(nèi)襯24和過渡件25的外表面。通過流動(dòng)套筒26和沖擊套筒28進(jìn)入燃燒器20的壓縮空 氣經(jīng)由流動(dòng)環(huán)隙27朝著燃燒器20的前端被引導(dǎo)。壓縮空氣然后進(jìn)入燃料噴嘴21，在所述 燃料噴嘴處它與燃料混合以便燃燒。
[0034] 渦輪機(jī)13典型地具有多個(gè)級(jí)，每個(gè)級(jí)包括軸向堆疊的兩排葉片：一排定子葉片16 和緊接的一排轉(zhuǎn)子葉片17,如圖1和4中所示。每個(gè)葉片排包括圍繞渦輪機(jī)13的中心軸 線圓周地間隔的許多葉片。在下游端，過渡件25包括出口和將燃燒產(chǎn)物的流引導(dǎo)到渦輪機(jī) 13中的后框架29,在所述渦輪機(jī)處該燃燒產(chǎn)物的流與轉(zhuǎn)子葉片相互作用以引起圍繞軸的 旋轉(zhuǎn)。以該方式，過渡件25用于聯(lián)接燃燒器20和渦輪機(jī)13。
[0035] 圖3示出包括補(bǔ)充或下游燃料/空氣噴射的燃燒器12的視圖。將領(lǐng)會(huì)這樣的補(bǔ) 充燃料/空氣噴射常常被稱為延遲貧噴射或軸向分級(jí)噴射。當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，由于 燃料/空氣噴射相對(duì)于位于頭端22的初級(jí)燃料噴嘴21的下游位置，該類型的噴射將被稱 為"下游噴射"。將領(lǐng)會(huì)圖3的下游噴射系統(tǒng)30與常規(guī)設(shè)計(jì)一致并且僅僅為了示例性目的 被提供。如圖所示，下游噴射系統(tǒng)30可以包括在流動(dòng)套筒26內(nèi)限定的燃料通道31，但是其 它類型的燃料輸送是可能的。燃料通道31可以延伸到噴射器32,在該例子中，所述噴射器 位于內(nèi)襯24和流動(dòng)套筒26的后端處或附近。噴射器32可以包括噴嘴33和延伸橫越流動(dòng) 環(huán)隙27的傳送管34。已知該布置，將領(lǐng)會(huì)每個(gè)噴射器32將源自流動(dòng)套筒26的外部壓縮 空氣的供應(yīng)和通過噴嘴33輸送的燃料的供應(yīng)聚在一起并且將該混合物噴射到內(nèi)襯24內(nèi)的 燃燒區(qū)域23中。如圖所示，若干燃料噴射器32可以圍繞流動(dòng)套筒26/內(nèi)襯24組件圓周地 定位使得燃料/空氣混合物在圍繞燃燒區(qū)域23的多個(gè)點(diǎn)被引入。若干燃料噴射器32可以 位于相同的軸向位置。也就是說，若干噴射器沿著燃燒器12的中心軸線37位于相同位置。 當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，具有該配置的燃料噴射器32可以被描述為位于公共噴射平面38 上，如圖所示，所述公共噴射平面是垂直于燃燒器12的中心軸線37的平面。在圖3的示例 性常規(guī)設(shè)計(jì)中，噴射平面36位于內(nèi)襯24的后端或下游端。
[0036] 參見圖4至19和本發(fā)明的發(fā)明，將領(lǐng)會(huì)燃?xì)鉁u輪機(jī)排放的水平取決于許多操作標(biāo) 準(zhǔn)。燃燒區(qū)域中的反應(yīng)物的溫度是這些因素中的一個(gè)并且已顯示對(duì)特定排放水平、例如NOx 的影響高于其它。將領(lǐng)會(huì)燃燒區(qū)域中的反應(yīng)物的溫度與燃燒器的出口溫度成比例地相關(guān)， 這對(duì)應(yīng)于更高的壓力比，并且更高的壓力比進(jìn)一步允許改善這樣的布雷頓循環(huán)型發(fā)動(dòng)機(jī)中 的效率水平。由于已發(fā)現(xiàn)NOx的排放水平具有與反應(yīng)物溫度的強(qiáng)和直接關(guān)系，因此當(dāng)通過 技術(shù)進(jìn)步、例如高級(jí)燃料噴嘴設(shè)計(jì)和預(yù)混增加點(diǎn)火溫度時(shí)現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪機(jī)僅僅能夠保持可 接受的NOx排放水平。繼那些進(jìn)步之后，使用延遲或下游噴射以允許進(jìn)一步增加點(diǎn)火溫度， 原因是發(fā)現(xiàn)燃燒區(qū)域內(nèi)的更高溫度下的反應(yīng)物的更短停留時(shí)間減小NOx水平。具體地，已 顯示至少在某種程度上，控制停留時(shí)間可以用于控制NOx排放水平。
[0037] 也被稱為"延遲貧噴射"的這樣的下游噴射在輸送到燃燒器的頭端或前端內(nèi)的初 級(jí)噴射點(diǎn)的空氣和燃料的主供應(yīng)的下游引入空氣和燃料供應(yīng)的一部分。將領(lǐng)會(huì)噴射器的這 樣的下游定位減小燃燒反應(yīng)物保留在燃燒器內(nèi)的更高溫度的火焰區(qū)域內(nèi)的時(shí)間。具體地， 由于通過燃燒器的流體的流動(dòng)的大致恒定速度，因此經(jīng)由下游噴射縮短反應(yīng)物在離開火焰 區(qū)域之前必須行進(jìn)的距離導(dǎo)致那些反應(yīng)物在高溫下停留在火焰區(qū)域中的時(shí)間減小，如上所 述，這減小發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx的形成和NOx排放水平。這允許高級(jí)燃燒器設(shè)計(jì)，其將高級(jí)燃料/ 空氣混合或預(yù)混技術(shù)與下游噴射的減小反應(yīng)物停留時(shí)間聯(lián)系以獲得燃燒器點(diǎn)火溫度的進(jìn) 一步增加，并且重要地，獲得更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)也保持可接受的NOx排放水平。
[0038] 然而，其它考慮限制可以進(jìn)行下游噴射的方式和程度。例如，下游噴射可能導(dǎo)致C0 和UHC的排放水平上升。也就是說，如果燃料在燃燒區(qū)域中的太遠(yuǎn)下游以太大的量噴射，則 它可能導(dǎo)致燃料的不完全燃燒或C0的不充分燒盡。因此，盡管延遲噴射的概念的基本原理 和它如何可以用于影響某些排放可能是公知的，但是關(guān)于該策略如何可以優(yōu)化使得允許更 高的燃燒器點(diǎn)火溫度，仍存在有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)障礙。因此，允許以高效和成本效益高的方式 進(jìn)一步優(yōu)化停留時(shí)間的新穎的燃燒器設(shè)計(jì)和技術(shù)是用于進(jìn)一步技術(shù)進(jìn)步的重要領(lǐng)域，如下 所述，所述技術(shù)進(jìn)步是本發(fā)明的主題。
[0039] 本發(fā)明的一個(gè)方面提出將雙級(jí)噴射整合到下游噴射的方法。如下所述，每個(gè)級(jí)可 以軸向地間隔從而相對(duì)于燃燒器12的遠(yuǎn)后部分和/或渦輪機(jī)13的上游區(qū)域內(nèi)的另一個(gè)具 有離散軸向位置?，F(xiàn)在參考圖4,示出燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的截面部分，根據(jù)本發(fā)明的方面， 其顯示用于放置延遲噴射的兩個(gè)級(jí)的每一個(gè)的大致范圍（陰影部分)。更具體地，根據(jù)本發(fā) 明的下游噴射系統(tǒng)30可以包括過渡區(qū)域39內(nèi)的噴射的兩個(gè)整合軸向級(jí)，所述過渡區(qū)域是 在燃燒器12的過渡件25內(nèi)限定的內(nèi)部流動(dòng)路徑、或在渦輪機(jī)13的第一級(jí)內(nèi)的下游限定的 內(nèi)部流動(dòng)路徑的部分。本發(fā)明的兩個(gè)軸向級(jí)包括將在本說明書中稱為上游或"第一級(jí)41" 和下游或"第二級(jí)42"的級(jí)。根據(jù)某些實(shí)施例，這些軸向級(jí)的每一個(gè)包括多個(gè)噴射器32。每 一個(gè)級(jí)內(nèi)的噴射器32可以在過渡區(qū)域39或渦輪機(jī)13的前部分內(nèi)的大致相同軸向位置圓 周地間隔。以該方式配置的噴射器32 (S卩，噴射器32在公共軸向平面上圓周地間隔）將在 本說明書中被描述為具有公共噴射平面38,如關(guān)于圖5至7更詳細(xì)地所述。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施 例，第一和第二級(jí)41、42的每一個(gè)處的噴射器可以配置成在每個(gè)位置處噴射空氣和燃料。
[0040] 圖4示出第一級(jí)41和第二級(jí)42的每一個(gè)根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例可以位于其中的軸向范 圍。為了限定優(yōu)選軸向定位，將領(lǐng)會(huì)已知圖5至7的截面或剖面圖，燃燒器12和渦輪機(jī)13 可以被描述為限定圍繞縱向中心軸線37從靠近燃燒器12的頭端22的上游端延伸到渦輪 機(jī)13部段中的下游端的內(nèi)部流動(dòng)路徑。因此，第一和第二級(jí)41、42的每一個(gè)的定位可以相 對(duì)于每一個(gè)沿著內(nèi)部流動(dòng)路徑的縱軸線37的位置限定。也如圖4中所示，可以限定垂直于 縱向中心軸線37形成的某些參考平面，所述參考平面提供渦輪機(jī)的該區(qū)域內(nèi)的軸向位置 的進(jìn)一步限定。這些中的第一個(gè)是燃燒器中平面48,其是位于燃燒器12的大致軸向中點(diǎn) 處、即在頭端22的燃料噴嘴21和燃燒器12的下游端之間的大致中途的相對(duì)于中心軸線37 的垂直平面。將領(lǐng)會(huì)燃燒器中平面48典型地靠近內(nèi)襯24/流動(dòng)套筒26組件讓路于過渡件 25/沖擊套筒28組件的位置出現(xiàn)。如圖所示在燃燒器12的后端限定的第二參考平面在本 說明書中被稱為燃燒器端平面49。燃燒器端平面49標(biāo)記后框架29的遠(yuǎn)、下游端。
[0041] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，如圖4中所示，本發(fā)明的下游噴射系統(tǒng)30可以包括位于燃燒器 中平面的后面的噴射的兩個(gè)軸向級(jí)，第一級(jí)41和第二級(jí)42。更具體地，第一級(jí)41可以定位 在過渡區(qū)域39的后半部中，并且第二級(jí)42可以定位在第一級(jí)41和渦輪機(jī)13中的第一排 定子葉片16之間。更優(yōu)選地，第一級(jí)41可以很靠后地定位在燃燒器12的后部分內(nèi)，并且 第二級(jí)42在燃燒器12的端平面49的附近或下游。在某些情況下，第一和第二級(jí)41、42可 以彼此靠近地定位使得可以使用公共空氣/燃料管道。
[0042] 現(xiàn)在參見圖5至10,提供示出本發(fā)明的另外方面的若干優(yōu)選實(shí)施例，原因是它涉 及雙級(jí)系統(tǒng)。這些圖的每一個(gè)包括通過示例性燃燒器12和渦輪機(jī)13的內(nèi)部流動(dòng)路徑。本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，頭端22和燃料噴嘴21 (其也可以在本說明書中被稱為初級(jí)空 氣和燃料噴射系統(tǒng)）可以包括若干配置中的任何一個(gè)，原因是本發(fā)明的操作不取決于任何 特定的一個(gè)。根據(jù)某些實(shí)施例，頭端22和燃料噴嘴21可以配置成與如美國專利8, 019, 523 中描述和限定的延遲貧噴射或下游噴射系統(tǒng)兼容，上述專利通過引用完整地被合并于此。 在頭端22的下游，內(nèi)襯24可以限定燃燒區(qū)域23,在所述燃燒區(qū)域內(nèi)輸送到頭端22的空氣 和燃料的大部分初級(jí)供應(yīng)燃燒。過渡件25然后從內(nèi)襯24向下游延伸并且限定過渡區(qū)域 39,并且在過渡件25的下游端，后框架29可以朝著渦輪機(jī)13中的定子葉片16的初始排引 導(dǎo)燃燒產(chǎn)物。
[0043] 這些噴射的第一和第二級(jí)41、42的每一個(gè)可以包括多個(gè)圓周間隔的噴射器32。軸 向級(jí)的每一個(gè)內(nèi)的噴射器32可以位于公共噴射平面38上，所述公共噴射平面是相對(duì)于內(nèi) 部流動(dòng)路徑的縱軸線37的垂直參考平面。為了清楚起見以簡(jiǎn)化形式在圖5至7中表示的 噴射器32可以包括用于將空氣和燃料噴射到燃燒器12的下游或后端或渦輪機(jī)13的第一 級(jí)中的任何常規(guī)設(shè)計(jì)。任一級(jí)41、42的噴射器32可以包括圖3的噴射器32,以及在美國專 利8, 019, 523和7, 603, 863 (兩者通過引用合并于本說明書中）中描述或引用的任何噴射 器，下面關(guān)于圖14至19所述的任何噴射器，以及其它常規(guī)燃燒器燃料/空氣噴射器。如包 含的參考文獻(xiàn)中所述，本發(fā)明的燃料/空氣噴射器32也可以包括根據(jù)任何常規(guī)手段和裝置 整合在一排定子葉片16內(nèi)的噴射器，如例如在美國專利7, 603, 863中所述的噴射器。對(duì)于 過渡區(qū)域39內(nèi)的噴射器32,每一個(gè)可以在結(jié)構(gòu)上由過渡件25和/或沖擊套筒28支撐，并 且在一些情況下，可以延伸到過渡區(qū)域39中。噴射器32可以配置成在大體與通過過渡區(qū) 域39的主流動(dòng)方向橫切的方向上將空氣和燃料噴射到過渡區(qū)域39中。根據(jù)某些實(shí)施例， 下游噴射系統(tǒng)30的每個(gè)軸向級(jí)可以包括以規(guī)則間距或在其它情況下以非均勻間距圓周地 間隔的若干噴射器32。作為例子，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在每個(gè)軸向級(jí)處可以使用3到10個(gè)之 間的噴射器。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，第一級(jí)可以包括3到6個(gè)之間的噴射器并且第二級(jí)(和 第三級(jí)，如果有的話)可以均包括5到10個(gè)之間的噴射器。關(guān)于它們的周向設(shè)置，兩個(gè)軸向 級(jí)41、42之間的噴射器32可以相對(duì)于彼此成直線或交錯(cuò)放置，并且如下所述，可以放置成 互為補(bǔ)充。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一級(jí)41的噴射器32可以配置成比第二級(jí)42的噴射器32 更多地穿透主流動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，這可以導(dǎo)致第二級(jí)42比第一級(jí)41具有圍繞流動(dòng)路 徑的圓周定位的更多噴射器32。第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)(如果有的話）的噴射器均可以配 置成在操作中噴射器在與參考線成+30°到-30°之間的方向上噴射空氣和燃料，所述參 考線相對(duì)于通過內(nèi)部流動(dòng)路徑的主流動(dòng)方向垂直。
[0044] 關(guān)于下游噴射系統(tǒng)30的第一級(jí)41和第二級(jí)42的軸向定位，在圖5和6的優(yōu)選實(shí) 施例中，第一級(jí)41可以定位在燃燒器中平面48的緊上游或下游，并且第二級(jí)42可以靠近 燃燒器12的端平面49定位。在某些實(shí)施例中，第一級(jí)41的噴射平面38可以布置在過渡 區(qū)域39內(nèi)，在燃燒器中平面48和端平面49之間的大致中途。如圖5中所示，第二級(jí)42可 以定位在燃燒器12的下游端或端平面49的緊上游。換句話說，第二級(jí)42的噴射平面38 可以出現(xiàn)在后框架29的上游端的緊上游。將領(lǐng)會(huì)第一和第二級(jí)41、42的下游位置減小從 其噴射的反應(yīng)物停留在燃燒器內(nèi)的時(shí)間。也就是說，已知通過燃燒器13的流動(dòng)的相對(duì)恒定 速度，停留時(shí)間的減小與反應(yīng)物在到達(dá)燃燒器的下游終點(diǎn)或火焰區(qū)域之前必須行進(jìn)的距離 直接相關(guān)。因此，如下面更詳細(xì)地所述，第一級(jí)41的距離51 (如圖6中所示)導(dǎo)致噴射反應(yīng) 物的停留時(shí)間是在頭端22釋放的反應(yīng)物的停留時(shí)間的小分?jǐn)?shù)。類似地，第二級(jí)42的距離 52導(dǎo)致噴射反應(yīng)物的停留時(shí)間是在第一級(jí)41釋放的反應(yīng)物的停留時(shí)間的小分?jǐn)?shù)。如上所 述，該減小的停留時(shí)間減小NOx排放水平。如下面更詳細(xì)地所述，已知軸向位置和通過燃燒 器的計(jì)算流量，在某些實(shí)施例中噴射級(jí)相對(duì)于初級(jí)燃料和空氣噴射系統(tǒng)和彼此的精確放置 可以取決于預(yù)期停留時(shí)間。
[0045] 在另一示例性實(shí)施例中，如圖7中所示，第一級(jí)41的噴射平面38可以定位在過渡 件25的后四分之一區(qū)域中，如圖所示，在燃燒器12中比圖5的第一級(jí)41稍處更下游。在 該情況下，第二級(jí)42的噴射平面38可以定位在后框架29處或很靠近燃燒器12的端平面 49。在這樣的情況下，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第二級(jí)42的噴射器32可以整合到后框架29的結(jié) 構(gòu)中。
[0046] 在另一示例性實(shí)施例中，如圖8中所示，第一級(jí)41的噴射平面38可以定位在后框 架29或燃燒器12的端平面49的稍稍緊上游。第二級(jí)42可以定位在渦輪機(jī)13內(nèi)的第一 排定子葉片16的軸向位置處或很靠近該位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二級(jí)42的噴射器32可 以整合到該排定子葉片16中，如上所述。
[0047] 本發(fā)明也包括用于在頭端22的初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)與下游噴射系統(tǒng)的第一 級(jí)41和第二級(jí)42之間分配空氣和燃料的控制配置。相對(duì)于彼此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第一級(jí) 41可以配置成比第二級(jí)42噴射更多的燃料。在某些實(shí)施例中，在第二級(jí)42處噴射的燃料 小于在第一級(jí)處噴射的燃料的50%。在其它實(shí)施例中，在第二級(jí)42處噴射的燃料在第一級(jí) 41處噴射的燃料的大約10%到50%之間。已知可以通過分析和測(cè)試確定的噴射燃料，第一 和第二級(jí)41、42的每一個(gè)可以配置成噴射大致最小量的空氣以大致最小化NOx對(duì)比燃燒器 出口溫度，同時(shí)也允許充分的C0燒盡。其它優(yōu)選實(shí)施例包括頭端22的初級(jí)空氣和燃料噴 射系統(tǒng)與下游噴射系統(tǒng)的第一級(jí)41和第二級(jí)42的空氣和燃料分配的更特定水平。例如， 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，燃料的分配包括：在50%到80%之間的燃料分配到初級(jí)空氣和燃料噴 射系統(tǒng)；在20%到40%之間的燃料分配到第一級(jí)41 ;并且在2%到10%之間的燃料分配到第 二級(jí)。在這樣的情況下，空氣的分配可以包括：在60%到85%之間的空氣分配到初級(jí)空氣和 燃料噴射系統(tǒng)；在15%到35%之間的空氣分配到第一級(jí)41 ;并且在1%到5%之間的空氣分 配到第二級(jí)42。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，可以更加精確地限定這樣的空氣和燃料分離。在該 情況下，初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)、第一級(jí)41和第二級(jí)42之間的空氣和燃料分離如下：燃 料相應(yīng)地為70/25/5%并且空氣相應(yīng)地為80/18/2%。
[0048] 兩個(gè)噴射級(jí)的各噴射器可以以若干方式控制和配置使得獲得期望的操作和優(yōu)選 的空氣和燃料分離。將領(lǐng)會(huì)這些方法中的某些包括通過引用完整地被合并于此的美國申請(qǐng) 2010/0170219的方面。如圖9中示意性地表示，到達(dá)級(jí)41、42的每一個(gè)的空氣和燃料供應(yīng) 可以經(jīng)由公共控制閥55控制。也就是說，在某些實(shí)施例中，空氣和燃料供應(yīng)可以配置成具 有公共閥55的單系統(tǒng)，并且兩個(gè)級(jí)之間的期望空氣和燃料分離可以經(jīng)由兩個(gè)級(jí)的獨(dú)立供 應(yīng)通道或噴射器32內(nèi)的孔尺寸大?。╯izing)被動(dòng)地確定。如圖10中所示，每個(gè)級(jí)41、42 的空氣和燃料供應(yīng)可以用控制每個(gè)級(jí)41、42的進(jìn)給的獨(dú)立閥55單獨(dú)地控制。將領(lǐng)會(huì)本說明 書中所述的任何可控閥可以電連接到控制器并且根據(jù)常規(guī)系統(tǒng)經(jīng)由控制器操作它的設(shè)置。
[0049] 第一級(jí)41中的噴射器32的數(shù)量和每個(gè)噴射器的圓周位置可以選擇成使得噴射的 空氣和燃料穿透主燃燒器流從而改善混合和燃燒。已知噴射的下游位置，噴射器32可以被 調(diào)節(jié)從而使穿透到主流動(dòng)中是充分的，使得在短暫的停留時(shí)間期間空氣和燃料混合并且充 分地反應(yīng)。第二級(jí)42的噴射器32的數(shù)量可以選擇成適應(yīng)由第一級(jí)41噴射產(chǎn)生的流動(dòng)和 溫度分布。此外，第二級(jí)可以配置成具有比第一級(jí)噴射所需更小的工作流體的流動(dòng)中的噴 射穿透。因此，第二級(jí)與第一級(jí)相比，更多的噴射點(diǎn)可以圍繞流動(dòng)路徑的周邊定位。另外， 第一級(jí)噴射器32的數(shù)量和類型和在每一個(gè)處噴射的空氣和燃料的量可以選擇成將可燃反 應(yīng)物置于溫度低和/或C0濃度高的位置從而改善燃燒和C0燃盡。優(yōu)選地，第一級(jí)41的軸 向位置應(yīng)當(dāng)盡可能靠后，與第二級(jí)42促進(jìn)離開第一級(jí)41的C0/UHC的反應(yīng)的能力一致。由 于第二級(jí)42噴射的停留時(shí)間很短暫，因此燃料的較小分?jǐn)?shù)將在那里噴射，如上所述。第二 級(jí)42的空氣的量也可以基于計(jì)算和測(cè)試數(shù)據(jù)被最小化。
[0050] 在某些優(yōu)選實(shí)施例中，第一級(jí)41和第二級(jí)42可以配置成使得來自第一級(jí)41的噴 射空氣和燃料比來自第二級(jí)42的噴射空氣和燃料更穿透通過內(nèi)部流動(dòng)路徑的燃燒流。在 這樣的情況下，如已經(jīng)所述，第二級(jí)42可以使用配置成產(chǎn)生較弱噴射流的更多噴射器32 (相對(duì)于第一級(jí)41)。將領(lǐng)會(huì)使用該策略，第一級(jí)41的噴射器32可以主要配置成使它們所 噴射的噴射空氣和燃料與內(nèi)部流動(dòng)路徑的中間區(qū)域中的燃燒流混合，而第二級(jí)42的噴射 器32主要配置成使噴射空氣和燃料與內(nèi)部流動(dòng)路徑的周邊區(qū)域中的燃燒流混合。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的各方面，下游噴射的兩個(gè)級(jí)可以整合/ 一體設(shè)置從而改善功能、反 應(yīng)物混合和通過內(nèi)部流動(dòng)路徑的燃燒特性，同時(shí)改善關(guān)于操作期間輸送到燃燒器13的壓 縮空氣供應(yīng)的使用的效率。也就是說，獲得與下游噴射關(guān)聯(lián)的性能優(yōu)勢(shì)可能需要較少的噴 射空氣，這增加供應(yīng)到燃燒器13的后部分的空氣的量和該空氣提供的冷卻效應(yīng)。與此一 致，在優(yōu)選實(shí)施例中，第一級(jí)41的噴射器32的周向設(shè)置包括這樣一種配置，來自該配置的 噴射空氣和燃料基于來自初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)的預(yù)期燃燒流動(dòng)穿透內(nèi)部流動(dòng)路徑的 預(yù)定區(qū)域，從而增加第一級(jí)41的下游的燃燒流動(dòng)中的反應(yīng)物混合和溫度均勻性。另外，已 知第一級(jí)41的下游的預(yù)期燃燒流動(dòng)的特性，第二級(jí)42的噴射器32的周向設(shè)置可以是與第 一級(jí)41的噴射器32的周向設(shè)置互補(bǔ)的周向設(shè)置。將領(lǐng)會(huì)若干不同燃燒流動(dòng)特性是重要的， 從而改善通過燃燒器的燃燒，這可以有益于排放水平。這些例如包括燃燒流內(nèi)的反應(yīng)物分 布、溫度分布、C0分布和UHC分布。將領(lǐng)會(huì)這樣的特性可以被限定為內(nèi)部流動(dòng)路徑內(nèi)的軸 向位置或范圍處的燃燒流內(nèi)的任何流動(dòng)性質(zhì)的橫截面分布并且某些計(jì)算機(jī)操作模型可以 用于預(yù)測(cè)這樣的特性或者它們可以經(jīng)由實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)操作的實(shí)驗(yàn)或測(cè)試或這些的組合進(jìn)行 確定。典型地，當(dāng)燃燒流動(dòng)徹底混合并且均勻時(shí)的性能改善以及本發(fā)明的整合雙級(jí)方法可 以用于實(shí)現(xiàn)該目的。因此，已知來自第一級(jí)41和第二級(jí)42的噴射器32的周向設(shè)置的空氣 和燃料噴射的預(yù)期效應(yīng)，第一級(jí)41和第二級(jí)42的噴射器32的周向設(shè)置可以基于：a)操作 期間第一級(jí)41的緊上游的預(yù)期燃燒流的特性；和b)第二級(jí)42的緊下游的預(yù)期燃燒流的特 性。如上所述，這里的特性可以是反應(yīng)物分布、溫度分布、NOx分布、C0分布、UHC分布或可 以用于建模這些中的任何一個(gè)的相關(guān)特性。分開說，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第一級(jí)41的 噴射器32的周向設(shè)置可以基于操作期間的第一級(jí)41的緊上游的預(yù)期燃燒流的特性，其可 以基于初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)30的配置。第二級(jí)42的噴射器32的周向設(shè)置可以基于 第二級(jí)42的緊上游的預(yù)期燃燒流的特性，其可以基于第一級(jí)41的噴射器32的周向設(shè)置。
[0052] 將領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的整合雙級(jí)下游噴射系統(tǒng)30具有若干優(yōu)點(diǎn)。第一，整合系統(tǒng)通過物 理地聯(lián)接第一和第二級(jí)減小停留時(shí)間，這允許第一級(jí)41進(jìn)一步朝下游移動(dòng)。第二，整合系 統(tǒng)允許使用在第一級(jí)中使用更多和更小的噴射點(diǎn)，原因是第二級(jí)可以被定制以解決第一級(jí) 的下游的由此產(chǎn)生的流動(dòng)的非期望屬性。第三，第二級(jí)的包括允許每個(gè)級(jí)可以配置成與單 級(jí)系統(tǒng)相比較少地穿透到主流動(dòng)中，這需要使用較少的"運(yùn)載"空氣獲得必要的穿透。這意 味著較少的空氣將從流動(dòng)環(huán)隙內(nèi)的冷卻流動(dòng)虹吸，允許主燃燒器的結(jié)構(gòu)在減小的溫度下操 作。第四，減小的停留時(shí)間將允許更高的燃燒器溫度而不增加 NOx排放。第五，單"雙歧管" 布置可以用于簡(jiǎn)化整合雙級(jí)噴射系統(tǒng)的構(gòu)造，這使這些各種優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)成本效益高。
[0053] 現(xiàn)在參見本發(fā)明的附加實(shí)施例，將領(lǐng)會(huì)噴射級(jí)的定位可以基于停留時(shí)間。如上所 述，下游噴射級(jí)的定位可以影響多個(gè)燃燒性能參數(shù)，包括但不限于一氧化碳排放（C0)。當(dāng)下 游級(jí)未被供應(yīng)燃料時(shí)太靠近初級(jí)定位下游級(jí)可以導(dǎo)致過量一氧化碳排放。因此，來自初級(jí) 區(qū)域的流動(dòng)必須有時(shí)間反應(yīng)并且在噴射的第一下游級(jí)之前消耗一氧化碳。將領(lǐng)會(huì)該需要時(shí) 間是流動(dòng)的"停留時(shí)間"，或換句話說，燃燒材料流行進(jìn)軸向間隔的噴射級(jí)之間的距離所花 費(fèi)的時(shí)間。兩個(gè)級(jí)之間的停留時(shí)間可以在任何兩個(gè)位置之間的體積的基礎(chǔ)上基于位置之間 的總體積和已知燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式可以計(jì)算的體積流量被計(jì)算。所以，任何兩個(gè) 位置之間的停留時(shí)間可以計(jì)算為體積除以體積流量，其中體積流量是質(zhì)量流量除以密度。 換句話說，體積流量可以計(jì)算為質(zhì)量流量乘以氣體的溫度乘以適用的氣體常數(shù)除以氣體的 壓力。
[0054] 因此，已確定已知對(duì)排放水平(包括一氧化碳的排放水平）的關(guān)注，第一下游噴射 級(jí)離燃燒器的頭端處的初級(jí)燃料和空氣噴射系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)不小于6毫秒（ms)。也就是說，該停 留時(shí)間是在發(fā)動(dòng)機(jī)操作的某個(gè)模式期間燃燒流沿著內(nèi)部流動(dòng)路徑從限定于初級(jí)空氣和燃 料噴射系統(tǒng)處的第一位置行進(jìn)到限定于下游噴射系統(tǒng)的第一級(jí)處的第二位置花費(fèi)的時(shí)間。 在該情況下，第一級(jí)應(yīng)當(dāng)定位在初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)的后面一定距離處，所述距離等 于至少為6ms的第一停留時(shí)間。另外，已確定從NOx排放的觀點(diǎn)來看，延遲下游噴射具有有 益影響，并且第二下游噴射級(jí)應(yīng)當(dāng)定位成離燃燒器出口或燃燒器端平面小于2ms。也就是 說，該停留時(shí)間是在發(fā)動(dòng)機(jī)操作的某個(gè)模式期間燃燒流沿著內(nèi)部流動(dòng)路徑從限定于第二級(jí) 處的第一位置行進(jìn)到限定于燃燒器端平面處的第二位置花費(fèi)的時(shí)間。在該情況下，第二級(jí) 應(yīng)當(dāng)定位在燃燒器端平面的前面一定距離處，所述距離等于小于2ms的該停留時(shí)間。
[0055] 圖11至14示出具有三個(gè)噴射級(jí)的系統(tǒng)。圖11示出三個(gè)級(jí)的每一個(gè)可以定位在 其中的軸向范圍。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，如圖11中所示，本發(fā)明的下游噴射系統(tǒng)30可以包括定 位在燃燒器中平面的后面的噴射的三個(gè)軸向級(jí)，第一級(jí)41、第二級(jí)42和第三級(jí)43。更具體 地，第一級(jí)41可以定位在過渡區(qū)域39中，第二級(jí)42可以靠近燃燒器端平面49定位，并且第 三級(jí)可以定位在燃燒器端平面49處或后面。圖12和14提供某些優(yōu)選實(shí)施例，其中三個(gè)噴 射級(jí)的每一個(gè)可以位于那些范圍內(nèi)。如圖12中所示，第一和第二級(jí)可以位于過渡區(qū)域內(nèi)， 并且第三級(jí)可以靠近燃燒器端平面定位。如圖13中所示，第一級(jí)可以位于過渡區(qū)域內(nèi)，而 第二和第三級(jí)相應(yīng)地位于后框架和第一排定子葉片處。在某些實(shí)施例中，如上所述，第二級(jí) 可以整合到后框架中，而第三級(jí)整合到定子葉片中。
[0056] 本發(fā)明還描述包括三個(gè)噴射級(jí)的下游噴射系統(tǒng)內(nèi)的燃料和空氣噴射量和速率。在 一個(gè)實(shí)施例中，第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)包括這樣一種配置，所述配置將第二級(jí)處噴射的燃 料限制到小于第一級(jí)處噴射的燃料的50%，并且將第三級(jí)處噴射的燃料限制到小于第一級(jí) 處噴射的燃料的50%。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)包括這樣一種配置，所 述配置將第二級(jí)處噴射的燃料限制到第一級(jí)處噴射的燃料的10%到50%之間，并且將第三 級(jí)處噴射的燃料限制到第一級(jí)處噴射的燃料的10%到50%之間。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，初 級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及下游噴射系統(tǒng)的第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)可以配置成使得在操 作期間總?cè)剂瞎?yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：50%到80%之間輸送到初級(jí)空氣和燃料噴 射系統(tǒng)；20%到40%之間輸送到第一級(jí)；2%到10%之間輸送到第二級(jí)；并且2%到10%之間 輸送到第三級(jí)。在另外的其它優(yōu)選實(shí)施例中，初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及下游噴射系統(tǒng) 的第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)配置成使得在操作期間總?cè)紵骺諝夤?yīng)的以下百分比輸送到 每一個(gè)：60%到85%之間輸送到初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；15%到35%之間輸送到第一級(jí)； 1%到5%之間輸送到第二級(jí)；并且0%到5%之間輸送到第三級(jí)。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，初級(jí) 空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及下游噴射系統(tǒng)的第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)配置成使得在操作期間 總?cè)剂瞎?yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：大約65%輸送到初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；大約 25%輸送到第一級(jí)；大約5%輸送到第二級(jí)；并且大約5%輸送到第三級(jí)。在該情況下，初級(jí) 空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及下游噴射系統(tǒng)的第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)配置成使得在操作期間 總空氣供應(yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：大約78%輸送到初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；大約 18%輸送到第一級(jí)；大約2%輸送到第二級(jí)；并且大約2%輸送到第三級(jí)。
[0057] 圖14至19提供本發(fā)明的另一方面的實(shí)施例，其包括燃料噴射器可以包含到后框 架29中的方式。如上所述，后框架29包括提供燃燒器12的下游端和渦輪機(jī)13的上游端 之間的接口的框架元件。
[0058] 如圖14中所示，后框架29形成包圍或環(huán)繞內(nèi)部流動(dòng)路徑的剛性結(jié)構(gòu)元件。后框 架29包括限定內(nèi)部流動(dòng)路徑的外側(cè)邊界的內(nèi)表面或壁65。后框架29包括具有結(jié)構(gòu)元件的 外表面66,后框架通過所述結(jié)構(gòu)元件連接到燃燒器和渦輪機(jī)。通過后框架29的內(nèi)壁形成許 多出口 74。出口 74可以配置成將燃料增壓室71連接到內(nèi)部流動(dòng)路徑67。后框架29可以 包括6到20個(gè)之間的出口，但是也可以提供更多或更少的出口。出口 74可以圍繞后框架 的內(nèi)壁65圓周地間隔。如圖所示，后框架29可以包括環(huán)形橫截面形狀。
[0059] 如圖15至19中所示，根據(jù)本發(fā)明的后框架29可以包括形成于其中的圓周延伸燃 料增壓室71。如圖15中所示，燃料增壓室71可以具有通過后框架29的外壁66形成的燃 料入口 72,燃料通過所述燃料入口供應(yīng)到燃料增壓室71。因此燃料入口 72可以將燃料增 壓室71連接到燃料供應(yīng)77。燃料增壓室77可以配置成包圍或完全環(huán)繞內(nèi)部流動(dòng)路徑67。 如圖所示，一旦燃料到達(dá)燃料增壓室71，它然后可以通過出口 74噴射到內(nèi)部流動(dòng)路徑67 中。如圖16中所示，在某些情況下，空氣可以在輸送到燃料增壓室71之前與預(yù)混器84內(nèi) 的燃料預(yù)混。替代地，空氣和燃料可以在燃料增壓室71內(nèi)聚在一起并且混合，在圖17中示 出所述燃料增壓室的例子。在該情況下，空氣入口 73可以形成于后框架29的外壁66中并 且可以與燃料增壓室71流體地連通。空氣入口 73可以圍繞后框架29圓周地間隔并且通 過在該區(qū)域中圍繞燃燒器的壓縮器排放來進(jìn)給。
[0060] 也如圖17中所示，出口 74可以傾斜。該角可以相對(duì)于參考方向，所述參考方向垂 直于通過內(nèi)部流動(dòng)路徑67的燃燒流動(dòng)。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，如圖所示，出口的傾斜朝著 燃燒流動(dòng)的下游方向可以在0°到45°之間。另外，出口 74可以配置成相對(duì)于后框架29 的內(nèi)壁65的表面齊平，如圖17中所示。替代地，出口 74可以配置成使得每一個(gè)遠(yuǎn)離內(nèi)壁 65并突出到內(nèi)部流動(dòng)路徑67中，如圖19中所示。
[0061] 圖18和19提供替代實(shí)施例，其中多個(gè)管81配置成橫穿燃料增壓室71。管81的 每一個(gè)可以配置成使得第一端部連接到空氣入口 73中的一個(gè)并且第二端部連接到出口 74 中的一個(gè)。在某些實(shí)施例中，如圖18中所示，形成于后框架的內(nèi)表面65上的出口 74包括： a)空氣出口 76,其配置成連接到管81中的一個(gè)；和b)燃料出口 72,其配置成連接到燃料 增壓室71。這些出口的每一個(gè)可以彼此鄰近定位在內(nèi)壁65上從而一旦噴射到內(nèi)部流動(dòng)路 徑67中便于混合空氣和燃料。在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖18中所示，空氣出口 76配置成具有 圓形并且燃料出口 75配置成具有圍繞空氣出口 76的圓形而形成的環(huán)形。一旦燃料和空氣 輸送到內(nèi)部流動(dòng)路徑67,該配置將進(jìn)一步便于混合燃料和空氣。將領(lǐng)會(huì)在某些實(shí)施例中管 81將具有實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述實(shí)心結(jié)構(gòu)防止移動(dòng)通過管81的流體與移動(dòng)通過燃料增壓室71的 流體混合直到兩種流體噴射到內(nèi)部流動(dòng)路徑67中。替代地，如圖19中所示，管71可以包 括開口 82,所述開口允許空氣和燃料在噴射到內(nèi)部流動(dòng)路徑67中之前預(yù)混。在這樣的情況 下，促進(jìn)紊流和混合的結(jié)構(gòu)、例如紊流器83可以包括在開口 82的下游使得預(yù)混被增強(qiáng)。 [〇〇62] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，上面關(guān)于若干示例性實(shí)施例所述的許多變化特征 和配置可以進(jìn)一步選擇性地應(yīng)用以形成本發(fā)明的其它可能實(shí)施例。為了簡(jiǎn)潔起見并且考慮 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的能力，未詳細(xì)地提供或論述所有可能的迭代，但是由以下若干權(quán) 利要求或以另外方式包含的所有組合和可能實(shí)施例旨在屬于本發(fā)明的一部分。另外，從本 發(fā)明的若干示例性實(shí)施例的以上描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到改進(jìn)、變化和修改。本領(lǐng) 域的技術(shù)內(nèi)的這樣的改進(jìn)、變化和修改也旨在由附帶的權(quán)利要求涵蓋。此外，將顯而易見前 述內(nèi)容僅僅涉及本發(fā)明的所述實(shí)施例并且可以在本說明書中進(jìn)行許多變化和修改而不脫 離由以下權(quán)利要求及其等效物限定的本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括： 聯(lián)接到渦輪機(jī)的燃燒器，所述燃燒器和所述渦輪機(jī)一起限定內(nèi)部流動(dòng)路徑，所述內(nèi)部 流動(dòng)路徑圍繞縱軸線從位于所述燃燒器的前端處的初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)向后延伸，通 過所述燃燒器連接到所述渦輪機(jī)處的接口，并且通過所述渦輪機(jī)中的至少一排定子葉片； 以及 下游噴射系統(tǒng)，所述下游噴射系統(tǒng)包括定位在所述內(nèi)部流動(dòng)路徑內(nèi)的兩個(gè)噴射級(jí)，第 一級(jí)和第二級(jí)，其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)均沿著所述縱軸線軸向地間隔，使得所述第 一級(jí)包括在所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)的后面的軸向位置并且所述第二級(jí)包括在所述 第一級(jí)的后面的軸向位置； 其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)的每一個(gè)包括多個(gè)圓周間隔的噴射器，每個(gè)噴射器配置 成將空氣和燃料噴射到通過所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的流動(dòng)中；并且 其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)包括將所述第二級(jí)處噴射的燃料限制到小于所述第一 級(jí)處噴射的燃料的50%的配置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)定位在所述燃燒 器內(nèi)的所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的縱向中點(diǎn)的后面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)和所述第二級(jí)的 每一個(gè)處的所述多個(gè)噴射器的每一個(gè)定位在公共噴射平面上，每個(gè)公共噴射平面大致垂直 于所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的縱軸線對(duì)準(zhǔn)； 其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)的每一個(gè)包括3到10個(gè)之間的噴射器；并且 其中所述第一級(jí)的噴射器相對(duì)于所述第二級(jí)的噴射器圓周地交錯(cuò)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)和所述第二級(jí)的 噴射器均包括這樣一種配置，在操作中，所述配置在與參考線成+30°到-30°之間的方向 上噴射空氣和燃料，所述參考線相對(duì)于通過所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的主流動(dòng)方向垂直；并且 其中所述第一級(jí)包括3到6個(gè)之間的噴射器并且所述第二級(jí)包括5到10個(gè)之間的噴 射器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)和所述第二級(jí)的 噴射器配置成使得來自所述第一級(jí)的噴射空氣和燃料比來自所述第二級(jí)的噴射空氣和燃 料更穿透通過所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的燃燒流；并且 其中所述第二級(jí)比所述第一級(jí)包括更多的圍繞所述內(nèi)部流動(dòng)路徑定位的噴射器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)的噴射器配置成 使噴射的空氣和燃料與所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的中心區(qū)域中的燃燒流混合；并且 其中所述第二級(jí)的噴射器配置成使噴射的空氣和燃料與所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的周邊區(qū) 域中的燃燒流混合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)的噴射器的圓周 放置包括這樣一種圓周放置，來自所述圓周放置的噴射空氣和燃料基于來自所述初級(jí)空氣 和燃料噴射系統(tǒng)的預(yù)期流動(dòng)穿透所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的預(yù)定區(qū)域，從而增加所述第一級(jí)的下 游的燃燒流中的反應(yīng)物混合和溫度均勻性；并且 其中所述第二級(jí)的噴射器的圓周放置包括這樣一種周向設(shè)置，在已知所述第一級(jí)的下 游的預(yù)期流動(dòng)的特性的情況下，所述第二級(jí)的噴射器的周向設(shè)置與所述第一級(jí)的噴射器的 周向設(shè)置互補(bǔ)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)和所述第二級(jí)包 括這樣一種配置，所述配置將所述第二級(jí)處噴射的燃料限制為所述第一級(jí)處噴射的燃料的 10%到50%之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述初級(jí)空氣和燃料噴射系 統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)和所述第二級(jí)配置成使得在操作期間總?cè)剂瞎?yīng) 的以下百分比輸送到每一個(gè)：50%到80%之間輸送到所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；20%到 40%之間輸送到所述第一級(jí)；并且2%到10%之間輸送到所述第二級(jí)； 其中所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)和所述第二 級(jí)配置成使得在操作期間總?cè)紵骺諝夤?yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：60%到85%之間 輸送到所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；15%到35%之間輸送到所述第一級(jí)；并且1%到5%之 間輸送到所述第二級(jí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述初級(jí)空氣和燃料噴射系 統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)和所述第二級(jí)配置成使得在操作期間總?cè)剂瞎?yīng) 的以下百分比輸送到每一個(gè)：大約70%輸送到所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；大約25%輸 送到所述第一級(jí)；并且大約5%輸送到所述第二級(jí)； 其中所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)和所述第二 級(jí)配置成使得在操作期間總空氣供應(yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：大約80%輸送到所述初 級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；大約18%輸送到所述第一級(jí)；并且大約2%輸送到所述第二級(jí)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)和所述第二級(jí)包 括用于控制燃料供應(yīng)的公共閥，其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)配置成使得其間的期望燃料 分離通過相對(duì)孔尺寸大小來實(shí)現(xiàn)；并且 其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)包括用于控制到達(dá)每一個(gè)的空氣供應(yīng)的公共閥，其中所 述第一級(jí)和所述第二級(jí)配置成使得期望空氣分離通過相對(duì)孔尺寸大小來實(shí)現(xiàn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，其還包括雙歧管，燃料供應(yīng) 通過所述雙歧管輸送到所述第一級(jí)和所述第二級(jí)的每一個(gè)，所述雙歧管定位在所述第一級(jí) 和所述第二級(jí)之間； 其中所述第一級(jí)和所述第二級(jí)均包括控制到達(dá)每一個(gè)的燃料供應(yīng)的獨(dú)立閥，其中所述 獨(dú)立閥的每一個(gè)連接到控制器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，在所述初級(jí)空氣和燃料噴射 系統(tǒng)的緊后面，所述內(nèi)部流動(dòng)路徑包括由圍繞的內(nèi)襯限定的燃燒區(qū)域，并且在所述內(nèi)襯的 緊后面，所述內(nèi)部流動(dòng)路徑包括由圍繞的過渡件限定的過渡區(qū)域； 其中所述過渡件配置成將初級(jí)燃燒區(qū)域流體地聯(lián)接到所述渦輪機(jī)的入口，同時(shí)將通過 所述過渡件的流動(dòng)從所述內(nèi)襯的大致圓柱形橫截面區(qū)域過渡到所述渦輪機(jī)的入口的環(huán)形 橫截面區(qū)域； 其中所述過渡件包括后框架，所述后框架形成所述燃燒器和所述渦輪機(jī)的入口之間的 接口；并且 其中所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)定位在所述過渡區(qū)域內(nèi)并且所述下游噴射系統(tǒng) 的所述第二級(jí)定位在所述后框架內(nèi)或后面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述下游噴射系統(tǒng)包括定 位在所述內(nèi)部流動(dòng)路徑內(nèi)的第三級(jí)，所述第三級(jí)配置成將空氣和燃料兩者噴射到所述內(nèi)部 流動(dòng)路徑內(nèi)，所述所述第二級(jí)和所述第三級(jí)均沿著所述縱軸線彼此軸向地間隔，所述第三 級(jí)包括在所述第二級(jí)的后面的軸向位置；并且 其中所述第三級(jí)包括多個(gè)周向間隔的噴射器，所述噴射器的每一個(gè)配置成在操作期間 將空氣和燃料兩者噴射到所述內(nèi)部流動(dòng)路徑中的燃燒流中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第二級(jí)定位在所述燃 燒器的所述后框架處并且所述第三級(jí)定位在所述渦輪機(jī)中的所述排定子葉片處；并且 其中所述第二級(jí)整合到所述后框架中并且所述第三級(jí)整合到所述排定子葉片中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和 所述第三級(jí)的每一個(gè)處的所述多個(gè)噴射器的每一個(gè)定位在公共噴射平面上，每個(gè)公共噴射 平面大致垂直于所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的縱軸線對(duì)準(zhǔn)； 其中所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí)的每一個(gè)包括3到10個(gè)之間的噴射器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)、所述第二 級(jí)和所述第三級(jí)的噴射器均包括這樣一種配置，在操作中，所述配置在與參考線成+30° 到-30°之間的方向上噴射空氣和燃料，所述參考線相對(duì)于通過所述內(nèi)部流動(dòng)路徑的主流 動(dòng)方向垂直；并且 其中所述第一級(jí)包括3到6個(gè)之間的噴射器并且所述第二級(jí)和所述第三級(jí)包括5到10 個(gè)之間的噴射器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)的噴射器相對(duì) 于所述第二級(jí)的噴射器圓周地交錯(cuò)，并且所述第三級(jí)的噴射器相對(duì)于所述第二級(jí)的噴射器 圓周地交錯(cuò)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和 所述第三級(jí)包括這樣一種配置，所述配置將所述第二級(jí)處噴射的燃料限制到小于所述第一 級(jí)處噴射的燃料的50%，并且將所述第三級(jí)處噴射的燃料限制到小于所述第一級(jí)處噴射的 燃料的50% ;并且 其中所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí)包括這樣一種配置，所述配置將所述第二 級(jí)處噴射的燃料限制到所述第一級(jí)處噴射的燃料的10%到50%之間，并且將所述第三級(jí)處 噴射的燃料限制到所述第一級(jí)處噴射的燃料的10%到50%之間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述初級(jí)空氣和燃料噴射 系統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí)配置成使得在操作期 間總?cè)剂瞎?yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：50%到80%之間輸送到所述初級(jí)空氣和燃料噴 射系統(tǒng)；20%到40%之間輸送到所述第一級(jí)；2%到10%之間輸送到所述第二級(jí)；并且2%到 10%之間輸送到所述第三級(jí)； 其中所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)、所述第二級(jí) 和所述第三級(jí)配置成使得在操作期間總?cè)紵骺諝夤?yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：60% 至IJ 85%之間輸送到所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；15%到35%之間輸送到所述第一級(jí)；1%到 5%之間輸送到所述第二級(jí)；并且0%到5%之間輸送到所述第三級(jí)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述初級(jí)空氣和燃料噴射 系統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí)配置成使得在操作期 間總?cè)剂瞎?yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：大約65%輸送到所述初級(jí)空氣和燃料噴射系 統(tǒng)；大約25%輸送到所述第一級(jí)；大約5%輸送到所述第二級(jí)；并且大約5%輸送到所述第三 級(jí)； 其中所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)以及所述下游噴射系統(tǒng)的所述第一級(jí)、所述第二級(jí) 和所述第三級(jí)配置成使得在操作期間總空氣供應(yīng)的以下百分比輸送到每一個(gè)：大約78%輸 送到所述初級(jí)空氣和燃料噴射系統(tǒng)；大約18%輸送到所述第一級(jí)；大約2%輸送到所述第二 級(jí)；并且大約2%輸送到所述第三級(jí)。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和 所述第三級(jí)包括用于控制燃料供應(yīng)的公共閥，其中所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí) 配置成使得其間的期望燃料分離通過相對(duì)孔尺寸大小來實(shí)現(xiàn)；并且 其中所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí)包括用于控制到達(dá)每一個(gè)的空氣供應(yīng)的公 共閥，其中所述第一級(jí)、所述第二級(jí)和所述第三級(jí)配置成使得其間的期望空氣分離通過相 對(duì)孔尺寸大小來實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】F23R3/28GK104061074SQ201410095316
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】L.B.小戴維斯, K.K.文卡塔拉曼, K.M.格雷厄姆 申請(qǐng)人:通用電氣公司