被动空气-燃料混合预燃室.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102562311A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102562311A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201110320814.X(22)申请日2011.10.10(30)优先权数据12/9648362010.12.10US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人J·T·赫邦M·P·贝斯普夫卢格G·A·贝内特F·陶G·乔蒂普拉萨德(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人严志军曹若(51)Int.Cl.F02C7/22(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图77页(54)发明名称被动空气-燃料混合预燃室(57)摘要本发明涉及一种被动空气-燃料混合预燃室。具体而言，一种燃气涡轮燃烧系统被动空气-燃料混合预燃室(10)包括一个或多个燃料通路(20)。每个燃料通路(20)包括至少一个下游燃料喷射孔口(22)。一个或多个流体管道(14)使至少一个燃料通路的上游部分与一个或多个空气通路(18)相连，使得穿过燃料通路的燃料在与穿过一个或多个连接的流体管道(14)的空气相混合时，在大约150Btu/scf至大约900Btu/scf的较宽燃料低热值(LHV)范围内，跨过每个燃料喷射孔口(22)的压降以被动方式与相应空气通路的压降基本自平衡。每个流体管道(14)相对于相应的燃料通路(20)和空气通路(18)的有效区域取决于所期望的燃料LHV操作范围。CN102563ACN102562311A权利要求书1/1页1.一种燃气涡轮燃烧系统被动空气-燃料混合预燃室(10)，包括：一个或多个燃料通路(20)，每个燃料通路包括上游部分，并且还包括至少一个下游燃料喷射孔口(22)；以及一个或多个流体管道(14)，每个流体管道包括使上游燃料通路与一个或多个空气通路(18)相连的截面区域，其中，所述流体管道截面区域基于相应燃料通路(20)和空气通路(18)的截面区域，并且所述流体管道截面区域相比于所述相应燃料通路(20)和空气通路(18)的截面区域大到：当穿过所述燃料通路(20)的具有较宽和可变范围的热值以及因此体积流率的燃料与穿过一个或多个连接的流体管道(14)的空气混合时，足以引起跨过每个连接的燃料喷射孔口(22)的压降以被动方式与相应空气通路压降基本自平衡。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，所述燃料通路(20)、空气通路(18)、流体管道(14)和燃料喷射孔口(22)一起构造成使得所述燃烧系统中的声音扰动以大致成比例的量影响空气流和燃料流，从而使得所述燃料与空气流比率保持基本恒定。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，当穿过所述燃料通路(20)的燃料与穿过一个或多个连接的流体管道(14)的空气混合时，跨过每个连接的燃料喷射孔口(22)的压降以被动方式与相应空气通路(18)的压降基本自平衡，以便保持穿过每个燃料喷射孔口(22)的所述空气-燃料混合物的流的动量通量基本匹配所述空气流的动量通量。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，燃料混合物经由位于燃料管柱中的燃料喷射孔口(64)离开所述预燃室，所述燃料管柱位于空气旋流器(58)的下游。5.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，燃料混合物经由位于空气旋流器(66)的后缘上的燃料喷射孔口(64)离开所述预燃室。6.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，燃料混合物经由位于所述预混器的中心体(74)上的空气旋流器(78)下游的燃料喷射孔口(74)离开所述预燃室。7.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，燃料混合物经由位于所述预混器(76)的外周表面上的空气旋流器(78)下游的燃料喷射孔口离开所述预燃室。8.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，所述燃料通路连接到两个或更多燃料增压室(82，84)上，并且每个增压室连接具有大小合适的孔口，以便产生压降并对燃气涡轮燃烧系统中的多个燃料预混喷嘴(86，88)引起相同的燃料分配。9.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，挡板位于邻近所述流体管道的预燃室中，使得基本防止燃料流过所述流体管道到其相应的空气通路中。10.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧系统预燃室(10)，其特征在于，所述流体管道(92，94)位于相应空气通路(96)的停滞区中，向上游面向来临的空气流，使得所述燃料通路中的压力几乎为所述来临的空气流的停滞压力。2CN102562311A说明书1/5页被动空气-燃料混合预燃室[0001]关于政府资助研究和开