延遲貧噴射歧管混合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更具體地涉及延遲貧噴射歧管混合系統(tǒng)，其用以將預混燃料/空氣混合物噴射到罐式環(huán)形燃氣渦輪燃燒器的主燃燒區(qū)下游的燃燒區(qū)中。
【背景技術(shù)】
[0002]對于燃燒渦輪發(fā)動機中的分級燃燒，多種設計存在，但是大多數(shù)是由多個管件和接頭構(gòu)成的復雜組件。一種用于燃燒渦輪發(fā)動機中的分級燃燒是延遲貧噴射。在該類型的分級燃燒中，延遲貧燃料噴射器位于主燃料噴射器的下游。在該下游位置處燃燒燃料/空氣混合物可用于改進NOx性能。NOx或氮氧化物是焚燒常規(guī)碳氫燃料的燃氣渦輪發(fā)動機所產(chǎn)生的主要的不合乎需要的空氣污染排放物中的一種。
[0003]當前的延遲貧噴射組件對于新的燃氣渦輪單元和現(xiàn)有單元的改裝兩者而言為昂貴且高成本的。其原因之一是常規(guī)延遲貧噴射系統(tǒng)的復雜性，特別是與燃料輸送相關聯(lián)的那些系統(tǒng)。與這些復雜系統(tǒng)相關聯(lián)的許多部件必須設計成耐受渦輪環(huán)境的極端熱和機械負載，這顯著地增加了制造費用。即使如此，常規(guī)延遲貧噴射組件仍具有燃料泄漏到壓縮機排放殼體中的高風險，這可導致自動點火和安全危險。
[0004]氣體燃料典型地使用管組件從供應歧管傳輸至燃燒器噴射器。
[0005]噴射器典型地與燃燒器套筒連接，而燃料管線可連接于燃燒器的不同構(gòu)件，諸如安裝法蘭。波紋管可用于容納在啟動和停機期間的熱偏移。這些單獨的子組件需要在運行中相對于彼此移動。然而，構(gòu)件安裝為模塊，并且不合乎需要的是子組件在安裝期間相對于彼此移動，這可導致對波紋管的損壞。因此，組件要求必須正確使用并要求操作者經(jīng)驗的精致組裝工具。此外，氣體燃料使用管組件從供應歧管傳輸至燃燒器噴射器。當燃氣渦輪被點燃時，供應歧管與噴射器之間的相對熱位移可在管中產(chǎn)生不合乎需要的應變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在示例性實施例中，一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器的歧管混合系統(tǒng)包括燃料源、與燃料源聯(lián)接的燃料噴射器，以及能夠與燃料噴射器協(xié)作并包括混合空氣入口的歧管混合器。燃料噴射器能夠相對于歧管混合器移位，同時定位成將燃料從燃料源輸送至歧管混合器。歧管混合器成形為將來自燃料源的燃料與經(jīng)由混合空氣入口輸入的空氣混合用于噴射到燃燒器中。
[0007]在另一個示例性實施例中，一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器包括包含在燃料噴嘴下游的主燃燒區(qū)的燃燒室，以及界定燃燒室的襯套和流動套筒組件。歧管混合系統(tǒng)聯(lián)接在燃燒器安裝法蘭與襯套和流動套筒組件之間，并且將預混合的燃料和空氣輸送至主燃燒區(qū)的下游。
[0008]技術(shù)方案1.一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器的歧管混合系統(tǒng)，所述歧管混合系統(tǒng)包括:
[0009]燃料源；
[0010]與所述燃料源聯(lián)接的燃料噴射器；以及
[0011 ] 能夠與所述燃料噴射器協(xié)作并包括混合空氣入口的歧管混合器，
[0012]其中所述燃料噴射器能夠相對于所述歧管混合器移位，同時定位成將燃料從所述燃料源輸送至所述歧管混合器，并且其中所述歧管混合器成形為將來自所述燃料源的所述燃料與經(jīng)由所述混合空氣入口輸入的空氣混合用于噴射到所述燃燒器中。
[0013]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器包括設置在所述歧管混合器內(nèi)部的長釘構(gòu)件。
[0014]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，包括設置在所述歧管混合器內(nèi)部的多個長釘構(gòu)件。
[0015]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述歧管混合器包括裝固于其上游端的端帽，并且其中所述長釘構(gòu)件延伸穿過所述端帽中的開口。
[0016]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述端帽包括環(huán)繞所述長釘構(gòu)件的護罩。
[0017]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案2所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述混合空氣入口中的至少一些定位在所述長釘構(gòu)件的端部上游。
[0018]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述混合空氣入口圍繞所述歧管混合器的周邊形成。
[0019]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述歧管混合器成形為使得所述歧管混合器的徑向高度小于所述歧管混合器的周向?qū)挾取?br>[0020]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述歧管混合器包括彎曲長方形形狀。
[0021]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案9所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述歧管混合器包括在其下游端處的過渡件，所述過渡件成形為使所述歧管混合器中的所述燃料和空氣從軸向混合方向轉(zhuǎn)動到徑向噴射方向。
[0022]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述過渡件的至少一部分是圓筒形的。
[0023]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案I所述的歧管混合系統(tǒng)，其特征在于，所述歧管混合器包括大致在所述歧管混合器的端部中間的一圈表面空氣入口孔。
[0024]技術(shù)方案13.—種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器，所述燃燒器包括:
[0025]包括在燃料噴嘴下游的主燃燒區(qū)的燃燒室；
[0026]界定所述燃燒室的襯套和流動套筒組件；
[0027]聯(lián)接在燃燒器安裝法蘭與所述襯套和流動套筒組件之間的歧管混合系統(tǒng)，所述歧管混合系統(tǒng)將預混合的燃料和空氣輸送至所述主燃燒區(qū)域的下游，所述歧管混合系統(tǒng)包括:
[0028]燃料源；
[0029]與所述燃料源聯(lián)接的燃料噴射器；以及
[0030]能夠與所述燃料噴射器協(xié)作并包括混合空氣入口的歧管混合器，
[0031]其中所述燃料噴射器能夠相對于所述歧管混合器移位，同時定位成將燃料從所述燃料源輸送至所述歧管混合器，并且其中所述歧管混合器成形為將來自所述燃料源的燃料與經(jīng)由所述混合空氣入口輸入的空氣混合用于噴射到所述燃燒器中。
[0032]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器，其特征在于，所述歧管混合器成形為使得所述歧管混合器的徑向高度小于所述歧管混合器的周向?qū)挾取?br>[0033]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃燒器，其特征在于，所述歧管混合器包括彎曲長方形形狀。
[0034]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的燃燒器，其特征在于，所述歧管混合器包括延伸穿過所述襯套和流動套筒組件的、在其下游端處的過渡件，所述過渡件成形為使所述歧管混合器中的所述燃料和空氣從軸向混合方向轉(zhuǎn)動到徑向噴射方向，用于在所述主燃燒區(qū)的下游噴射到所述燃燒器中。
[0035]技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的燃燒器，其特征在于，所述過渡件的至少一部分是圓筒形的。
[0036]技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料噴射器包括設置在所述歧管混合器內(nèi)部的長釘構(gòu)件。
[0037]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案18所述的燃燒器，其特征在于，包括設置在所述歧管混合器內(nèi)部的多個長釘構(gòu)件。
【附圖說明】
[0038]圖1示出典型燃燒渦輪系統(tǒng)；
[0039]圖2是常規(guī)燃燒器的截面圖；
[0040]圖3是示出歧管混合系統(tǒng)的透視圖；
[0041]圖4是燃料噴射器與歧管混合器之間的接合部的特寫圖；
[0042]圖5是歧管混合系統(tǒng)的側(cè)視圖；以及
[0043]圖6是歧管混合系統(tǒng)的示意截面圖。
[0044]部件列表
[0045]10燃燒渦輪系統(tǒng)
[0046]12壓縮機
[0047]14燃燒器
[0048]16 渦輪
[0049]20燃燒器
[0050]22 頭端
[0051]21燃料噴嘴
[0052]23主燃燒區(qū)
[0053]24 襯套
[0054]25過渡件
[0055]26流動套筒
[0056]67沖擊套筒
[0057]27流動環(huán)
[0058]28延遲貧噴射系統(tǒng)
[0059]30燃料噴射器
[0060]32歧管混合器
[0061]34混合空氣入口
[0062]36長釘構(gòu)件
[0063]38 端帽
[0064]40 護罩
[0065]42過渡件
[0066]44表面空氣入口孔。
【具體實施方式】
[0067]圖1是示出典型燃燒渦輪系統(tǒng)10的圖示。燃氣渦輪系統(tǒng)10包括壓縮進入空氣以產(chǎn)生壓縮空氣供應的壓縮機12、焚燒燃料以便產(chǎn)生高壓高速熱燃氣的燃燒器14，