用于低排放燃气涡轮燃烧器的空气燃料预混合器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106471313A(43)申请公布日2017.03.01(21)申请号201580022638.8(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公(22)申请日2015.03.18司72001代理人朱铁宏谭祐祥(30)优先权数据14/2439512014.04.03US(51)Int.Cl.F23R3/14(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日F23R3/28(2006.01)2016.11.03(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2015/0211302015.03.18(87)PCT国际申请的公布数据WO2015/153115EN2015.10.08(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人S.李N.D.乔世K.R.麦克芒努斯权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称用于低排放燃气涡轮燃烧器的空气燃料预混合器(57)摘要一种用于燃料和空气在燃气涡轮发动机中燃烧之前预混合的系统，包括：混合管道；沿着混合管道的中心轴线定位的中心体燃料喷射器；定位成邻近混合管道的上游端以使穿过其流动的空气沿第一旋流方向旋流的外部环形旋流器；以及定位成邻近混合管道上游端以使穿过其流动的空气沿第二旋流方向旋流的内部环形旋流器。该系统包括毂，该毂将所述内部和外部环形旋流器隔离以允许穿过其的空气流独立地旋转；以及多个中空路径，该中空路径定位成围绕中心体燃料喷射器在径向外部并且位于内部环形旋流器的径向内侧面处以容许扫掠空气流越过中心体燃料喷射器的表面。CN106471313ACN106471313A权利要求书1/2页1.一种用于燃料和空气在燃气涡轮发动机中燃烧之前预混合的系统，包括：混合管道，所述混合管道具有由壁限定的圆形截面；中心体燃料喷射器，所述中心体燃料喷射器沿着所述混合管道的中心轴线定位并且基本上延伸所述混合管道的整个长度；外部环形旋流器，所述外部环形旋流器定位成邻近所述混合管道的上游端并且包括多个环向地隔开的翼片，所述翼片定向成以便使穿过其流动的空气沿第一旋流方向旋流；内部环形旋流器，所述内部环形旋流器定位成邻近所述混合管道的上游端并且包括多个环向地隔开的翼片，所述内部环形旋流器的翼片定向成以便使穿过其流动的空气沿与所述第一旋流方向相反的第二旋流方向旋流；毂，所述毂将所述内部环形旋流器和所述外部环形旋流器隔离以允许穿过其的空气流独立地旋转；以及多个中空路径，所述多个中空路径定位成围绕所述中心体燃料喷射器在径向外部并且位于所述内部环形旋流器的径向内侧面处；其中，所述多个中空路径构造成容许扫掠空气流越过所述中心体的表面。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述中心体燃料喷射器成流动连通的燃料供应源。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个中空路径由设置在所述内部环形旋流器和所述中心体燃料喷射器之间的多个直翼片形成。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个中空路径包括设置在所述内部环形旋流器的翼片的内部径向部分上的多个孔。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合管道容许均匀地混合从压缩机流经所述内部环形旋流器和外部环形旋流器的高压空气与来自所述中心体燃料喷射器的燃料。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心体燃料喷射器包括在其中用以喷射燃料到所述混合管道中的多个孔洞。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个孔洞中的每个孔洞均包括喷射角，所述喷射角与所述内部环形旋流器的内部旋流翼片角对准以便燃料能够穿透到来自所述内部环形旋流器和外部环形旋流器的空气流的剪切层中。8.一种用于燃料和空气在燃气涡轮发动机中燃烧之前预混合的方法，所述方法包括：从定位成邻近混合管道的上游端的外部环形旋流器沿第一旋流方向引导第一压缩空气流到所述混合管道中；从定位成邻近所述混合管道的上游端的内部环形旋流器沿与所述第一旋流方向相反的第二旋流方向引导第二压缩空气流到所述混合管道中；从沿着所述混合管道的中心轴线定位的中心体燃料喷射器喷射燃料到所述混合管道中；以及从定位成围绕所述中心体燃料喷射器在径向外部并且位于所述内部环形旋流器的径向内侧面处的多个中空路径传送扫掠空气流越过所述中心体燃料喷射器的表面进入所述混合管道中以便防止围绕所述中心体燃料喷射器形成再循环区。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括从设置在所述中心体燃料2CN106471313A权利要求书2/2页喷射器中的多个孔洞喷射燃料到所述混合管道中。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个孔洞中的每个孔洞均包括喷射角，所述喷射角与所述内部环形旋流器的内部旋流翼片角对准以便燃料能够穿透到来自所述内部环形旋流器和外部