CN102401397A - 用于在燃气涡轮喷嘴中混合燃料的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在燃气涡轮喷嘴中混合燃料的装置与方法。具体而言，一种喷嘴(12)包括燃料室(44)以及燃料室(44)下游的空气室(48)。主燃料通道(32)包括与燃料室(44)处于流体连通的入口(54)以及与空气室(48)处于流体连通的主空气端口(56)。关于主燃料通道(32)径向地向外的第二燃料通道(34)包括与燃料室(44)处于流体连通的第二燃料端口(62)。护罩(30)周向地围绕第二燃料通道(34)。一种用于在燃烧前在喷嘴(12)中混合燃料与空气的方法包括使燃料流至燃料室(44)以及使空气流至燃料室(44)下游的空气室(48)。该方法还包括将燃料从燃料室(44)喷射通过第二燃料通道，以及将空气从空气室(48)喷射通过主燃料通道。
Description
技术领域
本发明大体上包括用于供给燃料至燃气涡轮的装置与方法。具体而言，本发明描述了一种喷嘴，其可用于将燃料供给至燃气涡轮中的燃烧器。
背景技术
燃气涡轮被广泛地用于工业和发电操作。典型的燃气涡轮包括在前部的轴向压缩机，围绕中部的一个或多个燃烧器，以及在后部的涡轮。周围空气进入压缩机，并且压缩机中的旋转叶片和固定静叶渐进地赋予工作流体(空气)以动能，用以产生处于高能状态的压缩工作流体。压缩的工作流体离开压缩机并且流动通过燃烧器中的喷嘴，其在那里与燃料混合并点燃以产生具有高的温度、压力和速度的燃烧气体。该燃烧气体在涡轮中膨胀以产生功。举例而言，燃烧气体在涡轮中的膨胀可使连接到发电机的轴旋转以发电。
众所周知，燃气涡轮的热力学效率随着操作温度(即，燃烧气体温度)增加而提高。然而，如果燃料和空气在燃烧之前未均匀地混合，在燃烧器中靠近喷嘴出口可形成局部过热点。局部过热点增加可损坏喷嘴的火焰逆燃(flame flash back)和拢焰(flame holding)出现的机会。虽然火焰逆燃和拢焰可关于任何燃料出现，但是，它们更容易关于诸如氢这样的高反应性燃料(其具有更高的燃烧速率和更宽的可燃范围)出现。局部过热点还可增加氮氧化物、一氧化碳以及未燃烧的烃的产生，所有这些都是不期望的废气排放。
存在多种技术以允许更高的操作温度同时最大程度地减少局部过热点和不期望的排放。举例而言，多种喷嘴已被开发以便在燃烧之 前使较高反应性的燃料与工作流体更均匀地混合。然而，较高反应性燃料的喷嘴常包括多个混合管，其导致跨过喷嘴的更大的压力差。另外，较高反应性燃料的喷嘴在喷嘴的中心部分中通常不包括混合管。中心部分没有管增加了对于更高压力差的需要以达到所需的质量流率。因此，能支持越来越高的燃烧温度和更高反应性燃料的喷嘴设计上的持续改进将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点在下面的描述中阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实施本发明而被教导。
本发明的一个实施例是一种包括燃料室(fuel plenum)以及位于燃料室下游的空气室(air plenum)的喷嘴。至少一个主燃料通道包括与燃料室处于流体连通的入口以及与空气室处于流体连通的主空气端口。关于该至少一个主燃料通道径向地向外的多个第二燃料通道包括与燃料室处于流体连通的第二燃料端口。护罩周向地围绕该多个第二燃料通道。
另一实施例是喷嘴，其包括周向地围绕该喷嘴的护罩以及在该护罩内的多个挡板，该多个挡板径向地延伸跨过喷嘴并限定燃料室和空气室。空气室在燃料室的下游。至少一个主燃料通道包括与燃料室处于流体连通的入口以及与空气室处于流体连通的主空气端口。关于该至少一个主燃料通道径向地向外的多个第二燃料通道包括与燃料室处于流体连通的第二燃料端口。
本发明还包括一种用于在燃烧之前在喷嘴中混合燃料和空气的方法。该方法包括使燃料流至燃料室并且使空气流至燃料室下游的空气室。该方法还包括将燃料从燃料室喷射通过至少一个主燃料通路，其中，该至少一个主燃料通路与喷嘴的轴向中心线对准。该方法还包括将燃料从燃料室喷射通过第二燃料通路，其中，第二燃料通路关于主燃料通路而径向地向外排列，以及，将空气从空气室喷射通过该至 少一个主燃料通路。
本领域普通技术人员在阅读该说明书之后将更好理解这样的实施例的特征和方面，以及其它的。
附图说明
本发明的完全和充分的公开，包括其对于本领域技术人员而言的最佳模式，在该说明书的其余部分中被更具体地阐述，包括对附图的参考，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的燃烧器的简化截面；
图2是根据本发明的一个实施例的喷嘴的放大截面；
图3是根据本发明的一个实施例的图2中所示的喷嘴的一部分的放大截面；
图4是根据本发明的一备选实施例的图2中所示的喷嘴的一部分的放大截面；
图5是图1中所示的燃烧器的一部分的放大截面；
图6是根据本发明的一个实施例的喷嘴的平面图；
图7是根据本发明的一个实施例的燃烧器顶帽的平面图；以及
图8是根据本发明的一备选实施例的燃烧器顶帽的平面图。
项目清单
| 参考标号 | 构件 |
| 10 | 燃烧器 |
| 12 | 喷嘴 |
| 14 | 顶帽 |
| 16 | 外壳 |
| 18 | 端帽 |
| 20 | 衬套 |
| 22 | 燃烧室 |
[0021]
| 24 | 流套筒(flow sleeve) |
| 26 | 流孔(flow hole) |
| 28 | 环形通路 |
| 30 | 护罩 |
| 32 | 主燃料通道 |
| 34 | 第二燃料通道 |
| 36 | 顶部挡板 |
| 38 | 中部挡板 |
| 40 | 底部挡板 |
| 42 | 燃料管道 |
| 44 | 燃料室 |
| 46 | 空气端口 |
| 48 | 空气室 |
| 50 | 中心线 |
| 52 | 圆柱形通路 |
| 54 | 入口 |
| 56 | 主空气端口 |
| 58 | 第二燃料通道入口 |
| 60 | 第二燃料通道出口 |
| 62 | 第二燃料端口 |
| 64 | 饼形喷嘴 |
具体实施方式
现在将更详细地对本发明的实施例进行参考，其中一个或多个示例在附图中示出。该详细描述使用数字和字母标记来表示附图中的特征。在附图和描述中使用相似或类似标记来表示本发明的相似或类似部件。
各示例是为了解释本发明而非限制本发明而提供的。实际上，对 于本领域技术人员而言，显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中作出修改和变型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可被用在另一实施例上以产生更进一步的实施例。因此，本发明意图覆盖落在所附权利要求及其等同物范围内的这样的修改和变型。
本发明的实施例包括具有多个燃料通道的喷嘴，该燃料通道在燃烧之前使燃料与空气混合。通常，燃料流入喷嘴中的燃料室中。空气(通常包括来自压缩机的压缩工作流体)流入燃料室下游的单独的空气室中。来自燃料室的燃料然后流入或被喷射到一个或多个主燃料通道以及多个第二燃料通道中，主燃料通道与喷嘴的轴向中心线对准，并且第二燃料通道关于主燃料通道径向地向外布置。来自空气室的空气流入或被喷射到主燃料通道中，以便在离开喷嘴之前在其中与燃料混合。在喷嘴外部和在空气室外部流动的空气也可流入第二燃料通道中，以便在离开喷嘴之前在其中与燃料混合。这样，主燃料通道和第二燃料通道提供径向地跨过喷嘴的整个下游面更均匀混合的燃料与空气。
图1示出了根据本发明的一个实施例的燃烧器10的简化截面。如所示的那样，燃烧器10通常包括径向地布置在顶帽14中的一个或多个喷嘴12。外壳16可围绕燃烧器10以便容纳离开压缩机(未示出)的空气或压缩工作流体。端帽18和衬套20可在喷嘴12下游限定燃烧室22。带有流孔26的流套筒24可围绕衬套20以便在流套筒24与衬套20之间限定环形通路28。
如图2中所示，喷嘴12通常包括护罩30、主燃料通道或内部燃料通道32以及第二或外部燃料通道34。护罩30周向地围绕主燃料通道和第二燃料通道32、34，并且可包括一个或多个隔板或挡板，隔板或挡板在喷嘴12内限定离散的腔室或段。举例而言，如图2中所示，护罩30内的顶部挡板36、中部挡板38和底部挡板40可跨过喷嘴12的宽度或直径沿径向延伸。这样，燃料可进入喷嘴12(例如通过燃料 管道42)，并且流入由顶部挡板36和中部挡板38限定的燃料室44中。同样，空气或来自压缩机的压缩工作流体可流动通过护罩30中的一个或多个空气端口46进入由中部挡板38和底部挡板40限定的空气室48中。
主燃料通道32通常包括管或通路52、入口54和主空气端口56。管或通路52可为圆形、椭圆形、方形、三角形或任何已知的几何形状。入口54与燃料室44处于流体连通，并且可在管或通道52的上游端简单地包括开口。或者，入口54可包括穿过中部挡板38的孔。例如，如图2和图3中所示，中部挡板38通常可与主燃料通道32的顶部一致，从而使穿过中部挡板38的孔作用为到主燃料通道32的入口54。或者，如图4中所示，中部挡板38可高于主燃料通道32的顶部。在每种情形中，入口54可具有不同的直径，因而产生文丘里效应以加速通过主燃料通道32的燃料流。主空气端口56同样与空气室48处于流体连通。空气或来自压缩机的压缩工作流体因此可通过护罩30中的空气端口46流入空气室48中。该空气然后可从空气室48通过主空气端口56流入或被喷射到主燃料通道32中。
主燃料通道或内部燃料通道32大体上轴向地对准或与喷嘴12的中心线50一致，并且可包括单个燃料通道或多个燃料通道，如图2中所示的那样。如图2、图3和图4中所示，各主燃料通道大体上彼此平行从燃料室44延伸通过空气室48到喷嘴12的下游出口。因此，取决于主燃料通道32的长度，各主燃料通道32可穿过中部挡板或底部挡板38、40中的一个或多个。例如，如图2中所示，主燃料通道32可穿过中部挡板和底部挡板38、40。这样，主燃料通道32能够通过喷嘴12的最中间部分将燃料和空气的混合物提供至燃烧室22。
第二燃料通道34大体上关于主燃料通道32径向地向外并且围绕主燃料通道32。第二燃料通道包括管或通路52，如之前所述的那样，其可沿着喷嘴12的轴向长度彼此平行地延伸穿过一个或多个挡板36、38、40。另外，第二燃料通道34通常包括入口58、出口60和第二燃 料端口62。入口58和出口60在第二燃料通道34的上游端和下游端可简单地包括开口，该开口允许空气通过第二燃料通道34自由流动。第二燃料端口62与燃料室44处于流体连通，从而使燃料可从燃料室44流入或被喷射到第二燃料通道34中。取决于设计需要，一些或所有的第二燃料通道34可包括一个或多个第二燃料端口62。第二燃料端口62可相对于喷嘴12的轴向中心线50成角度，用以改变燃料进入第二燃料通道34所处的角度，因而改变燃料在与空气混合之前透入第二燃料通道34的距离。因此，燃料和空气在离开喷嘴12进入燃烧室22之前在第二燃料通道34中混合。
图5提供了图1中所示的燃烧室10的一部分的放大的截面图，利用箭头以显示空气或来自压缩机的压缩工作流体的不同的流路径。如所示的那样，空气可通过流套筒24中的流孔26进入环形通路28。该空气然后可朝喷嘴12流动通过环形通路28。当空气到达喷嘴12并且沿护罩30的外部行进时，其中一些空气可流动通过空气端口46到空气室48中。一旦在空气室48中，该空气可流动或被喷射通过主空气端口56到主燃料通道32中，其在主燃料通道32中与燃料混合，之后离开喷嘴12到燃烧室22中。沿着护罩30的外部行进的其余空气到达端帽18，其在端帽18那里反向并流入第二燃料通道34的入口58内。一旦在第二燃料通道32中，该空气与通过第二燃料端口62进入的燃料混合，之后离开喷嘴12到燃烧室22中。
图6、图7和图8提供了从燃烧室22上游看到的顶帽14的不同平面图。举例而言，图6提供了之前所述和所示的喷嘴12的平面图。如图6中所示，主燃料通道和第二燃料通道32、34呈现为圆。在主燃料通道32中可看到入口54，并且第二燃料通道34关于主燃料通道32径向地向外并围绕主燃料通道32。如图7和图8中所示，喷嘴12可为圆形、三角形、方形、椭圆形或几乎任何形状，并且可以不同几何形状布置在顶帽14中。举例而言，喷嘴12可被布置为六个喷嘴围绕单个喷嘴，如图7中所示的那样。或者，一系列饼形喷嘴64可围 绕圆形喷嘴12，如图8中所示的那样。本领域普通技术人员应当理解，本发明不限于个别喷嘴或喷嘴布置的任何特定几何形状，除非在权利要求中特别地叙述。
本发明的各种实施例可提供优于现有喷嘴的若干优点。举例而言，主燃料通道和第二燃料通道32、34的使用允许通过喷嘴12的更多的燃料与空气的流，从而降低空气流过喷嘴12所用的压力降。另外，主燃料通道和第二燃料通道32、34跨过喷嘴12的整个下游表面提供混合的燃料与空气至燃烧室22。这提供更均匀的燃料与空气的流到燃烧室22中，从而减少喷嘴12的出口处的任何循环区。此外，越过喷嘴12的更大部分的燃料与空气的流提供对喷嘴12的下游面的额外冷却，从而降低对喷嘴12的面的附加冷却流(parasitic cooling flow)的需要。最后，本发明的范围内的喷嘴12可被安装在现有燃烧器中，从而允许对现有喷嘴更便宜的改进。
该书面描述用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还允许本领域技术人员来实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何包括在内的方法。本发明的可专利范围由所附权利要求所限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这种其它示例具有与所附权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与所附权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在所附权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种喷嘴(12)，包括：
a.燃料室(44)；
b.位于所述燃料室(44)下游的空气室(48)；
c.至少一个主燃料通道(32)，其中，所述至少一个主燃料通道(32)包括与所述燃料室(44)处于流体连通的入口(54)以及与所述空气室(48)处于流体连通的主空气端口(56)；
d.多个第二燃料通道(34)，所述多个第二燃料通道(34)关于所述至少一个主燃料通道(32)径向地向外，其中，所述多个第二燃料通道(34)包括与所述燃料室(44)处于流体连通的第二燃料端口(62)；以及
e.护罩(30)，所述护罩(30)周向地围绕所述多个第二燃料通道(34)。
2.根据权利要求1所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述喷嘴(12)还包括多个主燃料通道(32)。
3.根据权利要求1到2中任一项所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述至少一个主燃料通道(32)包括从所述燃料室(44)延伸至所述喷嘴(12)的出口的圆柱形通路(52)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述至少一个主燃料通道(32)与所述喷嘴(12)的中心线(50)轴向地对准。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述多个第二燃料通道(34)包括延伸至所述喷嘴(12)的出口的圆柱形通路(52)。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述多个第二燃料通道(34)中的每一个包括与所述燃料室(44)处于流体连通的第二燃料端口(62)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述喷嘴(12)还包括位于所述护罩(30)内的挡板(38)，其中，所述挡板(38)分隔所述空气室(48)与所述燃料室(44)。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的喷嘴(12)，其特征在于，所述护罩(30)包括至少一个与所述空气室(48)处于流体连通的空气端口(46)。
9.一种用于在燃烧之前在喷嘴(12)中混合燃料与空气的方法，包括：
a.使燃料流至燃料室(44)；
b.使空气流至所述燃料室(44)下游的空气室(48)；
c.将燃料从所述燃料室(44)喷射通过至少一个主燃料通道(32)，其中，所述至少一个主燃料通道(32)与所述喷嘴(12)的轴向中心线(50)对准；
d.将燃料从所述燃料室(44)喷射通过第二燃料通道(34)，其中，所述第二燃料通道(34)关于所述主燃料通道(32)径向地向外排列；以及
e.将空气从所述空气室(48)喷射通过所述至少一个主燃料通道(32)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使空气流动通过所述第二燃料通道(34)。
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106958837A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-07-18 | 通用电气公司 | 用于轴向燃料分级的有槽喷射器 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9033699B2 (en) * | 2011-11-11 | 2015-05-19 | General Electric Company | Combustor |
| US20130122437A1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | General Electric Company | Combustor and method for supplying fuel to a combustor |
| US8511086B1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-08-20 | General Electric Company | System and method for reducing combustion dynamics in a combustor |
| US9163839B2 (en) * | 2012-03-19 | 2015-10-20 | General Electric Company | Micromixer combustion head end assembly |
| US9261279B2 (en) * | 2012-05-25 | 2016-02-16 | General Electric Company | Liquid cartridge with passively fueled premixed air blast circuit for gas operation |
| US20140000269A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | General Electric Company | Combustion nozzle and an associated method thereof |
| US9562689B2 (en) * | 2012-08-23 | 2017-02-07 | General Electric Company | Seal for fuel distribution plate |
| US9599343B2 (en) * | 2012-11-28 | 2017-03-21 | General Electric Company | Fuel nozzle for use in a turbine engine and method of assembly |
| US9291103B2 (en) * | 2012-12-05 | 2016-03-22 | General Electric Company | Fuel nozzle for a combustor of a gas turbine engine |
| US9151503B2 (en) * | 2013-01-04 | 2015-10-06 | General Electric Company | Coaxial fuel supply for a micromixer |
| US9671112B2 (en) * | 2013-03-12 | 2017-06-06 | General Electric Company | Air diffuser for a head end of a combustor |
| US9366439B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-06-14 | General Electric Company | Combustor end cover with fuel plenums |
| US9759425B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-09-12 | General Electric Company | System and method having multi-tube fuel nozzle with multiple fuel injectors |
| US9651259B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-05-16 | General Electric Company | Multi-injector micromixing system |
| US9765973B2 (en) * | 2013-03-12 | 2017-09-19 | General Electric Company | System and method for tube level air flow conditioning |
| US9347668B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-05-24 | General Electric Company | End cover configuration and assembly |
| US9534787B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-01-03 | General Electric Company | Micromixing cap assembly |
| US9528444B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-12-27 | General Electric Company | System having multi-tube fuel nozzle with floating arrangement of mixing tubes |
| US9650959B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-05-16 | General Electric Company | Fuel-air mixing system with mixing chambers of various lengths for gas turbine system |
| US9316397B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-04-19 | General Electric Company | System and method for sealing a fuel nozzle |
| US9784452B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-10 | General Electric Company | System having a multi-tube fuel nozzle with an aft plate assembly |
| US9291352B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-03-22 | General Electric Company | System having a multi-tube fuel nozzle with an inlet flow conditioner |
| US9546789B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-17 | General Electric Company | System having a multi-tube fuel nozzle |
| US9303873B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-04-05 | General Electric Company | System having a multi-tube fuel nozzle with a fuel nozzle housing |
| JP6033457B2 (ja) | 2013-10-18 | 2016-11-30 | 三菱重工業株式会社 | 燃料噴射器 |
| US9528704B2 (en) * | 2014-02-21 | 2016-12-27 | General Electric Company | Combustor cap having non-round outlets for mixing tubes |
| US9528702B2 (en) * | 2014-02-21 | 2016-12-27 | General Electric Company | System having a combustor cap |
| US10408455B2 (en) | 2016-06-14 | 2019-09-10 | General Electric Company | Fuel nozzle assembly with fuel inlet slots |
| US10145561B2 (en) | 2016-09-06 | 2018-12-04 | General Electric Company | Fuel nozzle assembly with resonator |
| US10669942B2 (en) | 2017-02-23 | 2020-06-02 | General Electric Company | Endcover assembly for a combustor |
| EP4027059A1 (en) * | 2021-01-12 | 2022-07-13 | Crosstown Power GmbH | Burner, combustor, and method for retrofitting a combustion appliance |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1115375A (zh) * | 1993-12-28 | 1996-01-24 | 株式会社日立制作所 | 燃气轮发动机控制方法及装置 |
| JP2002162035A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-06-07 | General Electric Co <Ge> | 多重環状スワーラ |
| US6553767B2 (en) * | 2001-06-11 | 2003-04-29 | General Electric Company | Gas turbine combustor liner with asymmetric dilution holes machined from a single piece form |
| CN1601181A (zh) * | 2003-09-22 | 2005-03-30 | 通用电气公司 | 用于减少燃气涡轮发动机的排放的方法和装置 |
| JP4508474B2 (ja) * | 2001-06-07 | 2010-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼器 |
Family Cites Families (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3397962A (en) * | 1965-02-16 | 1968-08-20 | Arthur M. Squires | Process for hydrogen or ammonia synthesis gas |
| US3771500A (en) | 1971-04-29 | 1973-11-13 | H Shakiba | Rotary engine |
| US3768817A (en) * | 1972-04-27 | 1973-10-30 | Westinghouse Electric Corp | Static seal for a gas turbine |
| US4100733A (en) * | 1976-10-04 | 1978-07-18 | United Technologies Corporation | Premix combustor |
| US4104873A (en) | 1976-11-29 | 1978-08-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The United States National Aeronautics And Space Administration | Fuel delivery system including heat exchanger means |
| US4412414A (en) * | 1980-09-22 | 1983-11-01 | General Motors Corporation | Heavy fuel combustor |
| SE455438B (sv) | 1986-11-24 | 1988-07-11 | Aga Ab | Sett att senka en brennares flamtemperatur samt brennare med munstycken for oxygen resp brensle |
| DE4041628A1 (de) | 1990-12-22 | 1992-07-02 | Daimler Benz Ag | Gemischverdichtende brennkraftmaschine mit sekundaerlufteinblasung und mit luftmassenmessung im saugrohr |
| DE4100657A1 (de) | 1991-01-11 | 1992-07-16 | Rothenberger Werkzeuge Masch | Tragbarer brenner fuer brenngas mit zwei mischrohren |
| FR2689964B1 (fr) | 1992-04-08 | 1994-05-27 | Snecma | Chambre de combustion munie d'un fond generateur de premelange. |
| US5439532A (en) | 1992-06-30 | 1995-08-08 | Jx Crystals, Inc. | Cylindrical electric power generator using low bandgap thermophotovolatic cells and a regenerative hydrocarbon gas burner |
| FR2712378B1 (fr) | 1993-11-10 | 1995-12-29 | Stein Industrie | Réacteur à lit fluidisé circulant à extensions de surface d'échange thermique. |
| FR2717250B1 (fr) | 1994-03-10 | 1996-04-12 | Snecma | Système d'injection à prémélange. |
| EP0936406B1 (en) | 1998-02-10 | 2004-05-06 | General Electric Company | Burner with uniform fuel/air premixing for low emissions combustion |
| US6098407A (en) | 1998-06-08 | 2000-08-08 | United Technologies Corporation | Premixing fuel injector with improved secondary fuel-air injection |
| US6123542A (en) | 1998-11-03 | 2000-09-26 | American Air Liquide | Self-cooled oxygen-fuel burner for use in high-temperature and high-particulate furnaces |
| US6358040B1 (en) | 2000-03-17 | 2002-03-19 | Precision Combustion, Inc. | Method and apparatus for a fuel-rich catalytic reactor |
| JP2004508527A (ja) | 2000-09-07 | 2004-03-18 | ジョン ジンク カンパニー，リミティド ライアビリティ カンパニー | 高容量／低ＮＯｘ輻射式ウォールバーナ |
| US6813889B2 (en) * | 2001-08-29 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor and operating method thereof |
| US6928823B2 (en) * | 2001-08-29 | 2005-08-16 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor and operating method thereof |
| US6931862B2 (en) | 2003-04-30 | 2005-08-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Combustor system for an expendable gas turbine engine |
| US7017329B2 (en) * | 2003-10-10 | 2006-03-28 | United Technologies Corporation | Method and apparatus for mixing substances |
| US7007478B2 (en) | 2004-06-30 | 2006-03-07 | General Electric Company | Multi-venturi tube fuel injector for a gas turbine combustor |
| US6983600B1 (en) | 2004-06-30 | 2006-01-10 | General Electric Company | Multi-venturi tube fuel injector for gas turbine combustors |
| US7003958B2 (en) | 2004-06-30 | 2006-02-28 | General Electric Company | Multi-sided diffuser for a venturi in a fuel injector for a gas turbine |
| US20080016876A1 (en) * | 2005-06-02 | 2008-01-24 | General Electric Company | Method and apparatus for reducing gas turbine engine emissions |
| US7752850B2 (en) | 2005-07-01 | 2010-07-13 | Siemens Energy, Inc. | Controlled pilot oxidizer for a gas turbine combustor |
| US7631499B2 (en) | 2006-08-03 | 2009-12-15 | Siemens Energy, Inc. | Axially staged combustion system for a gas turbine engine |
| EP1985926B1 (en) | 2007-04-26 | 2018-09-05 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combustion equipment and combustion method |
| US8127547B2 (en) | 2007-06-07 | 2012-03-06 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine with air and fuel cooling system |
| JP4906689B2 (ja) | 2007-11-29 | 2012-03-28 | 株式会社日立製作所 | バーナ，燃焼装置及び燃焼装置の改造方法 |
| KR101271353B1 (ko) | 2008-03-07 | 2013-06-04 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 자기 저항 소자의 제조 방법 및 자기 저항 소자의 제조 장치 |
| US20090297996A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Advanced Burner Technologies Corporation | Fuel injector for low NOx furnace |
| US8147121B2 (en) | 2008-07-09 | 2012-04-03 | General Electric Company | Pre-mixing apparatus for a turbine engine |
| US8186166B2 (en) | 2008-07-29 | 2012-05-29 | General Electric Company | Hybrid two fuel system nozzle with a bypass connecting the two fuel systems |
| US8112999B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-02-14 | General Electric Company | Turbomachine injection nozzle including a coolant delivery system |
| FI122203B (fi) | 2008-09-11 | 2011-10-14 | Raute Oyj | Aaltojohtoelementti |
| US7886991B2 (en) | 2008-10-03 | 2011-02-15 | General Electric Company | Premixed direct injection nozzle |
| US8007274B2 (en) | 2008-10-10 | 2011-08-30 | General Electric Company | Fuel nozzle assembly |
| US8327642B2 (en) | 2008-10-21 | 2012-12-11 | General Electric Company | Multiple tube premixing device |
| US8209986B2 (en) | 2008-10-29 | 2012-07-03 | General Electric Company | Multi-tube thermal fuse for nozzle protection from a flame holding or flashback event |
| JP4961415B2 (ja) | 2008-12-04 | 2012-06-27 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン燃焼器 |
| US9140454B2 (en) | 2009-01-23 | 2015-09-22 | General Electric Company | Bundled multi-tube nozzle for a turbomachine |
| US8539773B2 (en) | 2009-02-04 | 2013-09-24 | General Electric Company | Premixed direct injection nozzle for highly reactive fuels |
| US8424311B2 (en) | 2009-02-27 | 2013-04-23 | General Electric Company | Premixed direct injection disk |
| US8234871B2 (en) | 2009-03-18 | 2012-08-07 | General Electric Company | Method and apparatus for delivery of a fuel and combustion air mixture to a gas turbine engine using fuel distribution grooves in a manifold disk with discrete air passages |
| US8157189B2 (en) | 2009-04-03 | 2012-04-17 | General Electric Company | Premixing direct injector |
| US8607568B2 (en) | 2009-05-14 | 2013-12-17 | General Electric Company | Dry low NOx combustion system with pre-mixed direct-injection secondary fuel nozzle |
| US8616002B2 (en) | 2009-07-23 | 2013-12-31 | General Electric Company | Gas turbine premixing systems |
| US8794545B2 (en) | 2009-09-25 | 2014-08-05 | General Electric Company | Internal baffling for fuel injector |
| US8365532B2 (en) | 2009-09-30 | 2013-02-05 | General Electric Company | Apparatus and method for a gas turbine nozzle |
| US8276385B2 (en) | 2009-10-08 | 2012-10-02 | General Electric Company | Staged multi-tube premixing injector |
| US20110089266A1 (en) | 2009-10-16 | 2011-04-21 | General Electric Company | Fuel nozzle lip seals |
-
2010
- 2010-09-08 US US12/877,385 patent/US8800289B2/en active Active
-
2011
- 2011-06-27 DE DE102011051366.3A patent/DE102011051366B4/de active Active
- 2011-07-05 JP JP2011148734A patent/JP5860621B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-07-06 CH CH01127/11A patent/CH703765B1/de not_active IP Right Cessation
- 2011-07-08 CN CN201110200073.1A patent/CN102401397B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1115375A (zh) * | 1993-12-28 | 1996-01-24 | 株式会社日立制作所 | 燃气轮发动机控制方法及装置 |
| JP2002162035A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-06-07 | General Electric Co <Ge> | 多重環状スワーラ |
| JP4508474B2 (ja) * | 2001-06-07 | 2010-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 燃焼器 |
| US6553767B2 (en) * | 2001-06-11 | 2003-04-29 | General Electric Company | Gas turbine combustor liner with asymmetric dilution holes machined from a single piece form |
| CN1601181A (zh) * | 2003-09-22 | 2005-03-30 | 通用电气公司 | 用于减少燃气涡轮发动机的排放的方法和装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106958837A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-07-18 | 通用电气公司 | 用于轴向燃料分级的有槽喷射器 |
| CN106958837B (zh) * | 2015-12-17 | 2020-06-30 | 通用电气公司 | 用于轴向燃料分级的有槽喷射器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH703765A2 (de) | 2012-03-15 |
| CH703765B1 (de) | 2015-08-28 |
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