空气分级扩散喷嘴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102538007A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102538007A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110420937.0(22)申请日2011.12.06(30)优先权数据12/9607672010.12.06US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人A·P·德赛K·卡利斯瓦兰V·波利塞蒂(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人李强谭祐祥(51)Int.Cl.F23R3/00(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书77页页附图附图88页(54)发明名称空气分级扩散喷嘴(57)摘要本发明涉及空气分级扩散喷嘴。在用于燃气轮机燃烧器的空气分级扩散喷嘴中，空气在下游燃烧管中与气体燃料混合且膨胀。引入从喷嘴的尖部向下游传送到燃烧管空间的空气会迫使热气远离喷嘴尖部，并且冷却该喷嘴尖部。通过内部旋流器或通过喷嘴尖部上的冷却孔的空气流可布置成建立有利地与来自外部旋流器的气体燃料-空气流相互作用的冷却流体积和方向，以改进燃烧管中的燃料-空气混合，从而帮助减少排放和积碳的形成。CN1025387ACN102538007A权利要求书1/3页1.一种设置在燃气轮机的燃烧器中的、包括气体燃料源和压缩空气源的空气分级扩散喷嘴，其中，所述气体燃料喷嘴排到所述燃烧器的燃烧管空间，所述空气分级扩散喷嘴包括：提供空气分级扩散喷嘴，其包括：喷嘴本体，其包括由沿着所述喷嘴的纵向轴线设置的外周缘壁界定的气体燃料腔体；端部封闭壁；设置在所述气体燃料腔体内的冷却空气室；外部旋流器，其由来自所述气体燃料腔体的气体燃料和来自包围所述喷嘴本体的外部空间的压缩空气供应；以及所述冷却空气室的前部突出部，其延伸通过所述冷却空气室内的周缘壁且突出通过沿着纵向轴线设置的所述喷嘴本体的端部封闭壁，所述喷嘴本体包括在远侧由端部封闭壁界定、在近侧由与气体燃料源的连接部界定以及沿周缘由环形壁界定的气体燃料腔体；具有旋流导叶的外部旋流器，其从所述环形壁的尖部端延伸，从而形成通往下游燃烧管空间的旋动轴向通道；在所述气体燃料腔体的所述环形壁外部的空间，其包括与所述外部旋流器的所述旋动轴向通道处于流体连通的压缩空气源，以及通过所述第一环形壁而从所述气体燃料腔体进入所述外部旋流器的所述旋动轴向环形通道中的多个通道，其中，所述外部旋流器将气体燃料和所述压缩空气的旋动的混合物输送到所述燃烧器的所述下游燃烧管空间；封闭在所述气体燃料腔体内且包括外周缘壁的冷却空气室，其中，设置成紧邻所述气体燃料腔体的远端的所述外周缘壁通过所述端部封闭壁而沿轴向延伸到所述燃烧器的所述燃烧管空间；从所述外部压缩空气空间通过所述气体燃料腔体的所述环形壁的多个通道，其联接成与所述冷却空气室处于流体连通；以及通过所述冷却空气室的所述周缘壁的所述远端来将压缩空气流体地连通到所述燃烧器的所述燃烧管空间的多个通道。2.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，在所述冷却空气室和所述燃烧器的所述燃烧管空间之间流体地连通压缩空气的所述多个通道包括：在所述冷却空气室的所述突出部的尖部端上的、沿与所述外部旋流器提供的相同的旋转方向提供压缩空气的旋动排出物的尖部孔。3.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，在所述冷却空气室和所述燃烧器的燃烧管空间之间流体地连通压缩空气的所述多个通道包括：在所述冷却空气室的所述突出部的尖部端上的、沿与所述外部旋流器提供的相反的旋转方向提供压缩空气的旋动排出物的尖部孔。4.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，在所述冷却空气室和所述燃烧器的燃烧管之间流体地连通压缩空气的所述多个通道包括：沿与所述外部旋流器提供的相同的旋转方向提供压缩空气的旋动排出物的旋流器。5.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，在所述冷却空气室和所述燃烧器的燃烧管空间之间流体地连通压缩空气的所述多个通道包括：沿与所述外部旋流器提供的相反的旋转方向提供压缩空气的旋动排出物的旋流器。6.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，通过所述环形壁的、通过管状通道来联接到所述冷却空气室上的所述多个通道包括对称地设置在所述冷却空气室周2CN102538007A权利要求书2/3页围的径向管。7.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，从所述空气分级扩散喷嘴的所述尖部流到所述燃烧管空间的压缩空气冷却所述端部封闭壁。8.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，从所述气体燃料喷嘴的所述尖部流出的压缩空气迫使所述燃烧管空间的热气远离所述端部封闭壁。9.根据权利要求1所述的空气分级扩散喷嘴，其特征在于，从燃气轮机的压缩机中提供所述压缩空气。10.根据权利要求1所述的