CN1059398A

CN1059398A - 二级v形火焰稳定器燃料喷射混合器

Info

Publication number: CN1059398A
Application number: CN91105880A
Authority: CN
Inventors: 罗伊·M·沃沙姆; 小路易斯·B·戴维斯; 查尔斯·E·斯蒂伯
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1991-08-22
Publication date: 1992-03-11
Also published as: US5010453A

Abstract

一种燃气轮机燃烧器设有一预混合器，氧化剂与燃料在其中混合，并使其经二组或多组跟气流成垂直或倾向配置的凸形件流到燃烧区。凸形件产生扰动，并包括若干将一种或多种附加燃料引入预混合的氧化剂与燃料流中的孔口。可设置平行组、圆环形组与径向组的凸形件或其他配合。下游组横截面是V形的，并提供火焰保持的能力，而上游组原则上使燃料与氧化剂达到更充分的混合。

Description

近年来，政府当局和燃气轮机制造商逐渐关注污染排放。自从19世纪70年代早期以来，燃气轮机排放控制法规一直在执行中。排放情况，例如已由加洲及美国环境保护署公布。所关心的主要污染物一直是氮氧化物（NO_x），因为这些氧化物乃是空气污染的先质。为了符合可适用的法规，在燃烧器火焰区内喷入水，以降低火焰温度。结果，除了一氧化碳或未燃的碳氢化合物排放量降低外，NO_x量降低到40%。然而，更为严格的排放限制已导致需要将近乎相等于燃料流量的水量喷入燃烧火焰区内，在燃用天然气的发动机内这会影响燃烧系统的性能。当然，燃烧器能稳定且有效地燃烧是非常重要的。此外，还通常要求燃烧器结构既能燃烧气体燃料，也能燃烧燃油。

为了达到所要求与希望的低排放，燃料与氧化剂在其内混合与燃烧的燃气轮机燃烧器的工作已变得更为复杂。现代的不用水的低NO_x二级混合燃烧器是设计来用天然气燃料工作的，但借助于喷雾空气能以液体燃料来工作。第一级通常由一文丘利管，即一个收缩与扩张区段所组成，它用于加速自第一级排出的气流，并且在其下游工作面外形成一回流区，以增强火焰的稳定作用。加速自来第一级的气流的目的乃是防制火焰自第二级扩散到第一级，以便燃烧器能按预混合工况工作。

在以天然气燃烧的预混合工况中，第一级用于混合燃料和空气，并将较均匀、稀薄、未燃的燃料空气混合物输送到第二级。该混合物是相当稀薄的，以致只有少量的NO_x产生，然而这样的稀薄也会使燃烧不稳定与无效。因此，一部分燃料在第二级喷嘴中燃烧作为保持预混合气流燃烧的引火源。此外，在文丘利管的下游侧的回流区起到有助于火焰稳定的作用。

在预混合燃气轮机燃烧器中，希望保持下述功能，而同时使燃料经济性最好，污染排放最少：

（1）形成一种在到达燃烧区之前促进燃料与氧化剂混合的流型;

（2）抑制火焰经燃料-氧化剂流（一种称为逆火的现象）逆流而上的扩散;

（3）在下游形成一种促进火焰稳定化的流型;

（4）在燃烧过程开始之前，有助于液体燃料的雾化与汽化过程;

（5）规定在氧化剂流中间燃料喷射的位置;

（6）有助于各燃烧器之间同时着火过程。

在过去几年中，通过若干装置，直至三个装置已达到了上述功能。在单级燃烧器内能达到所有这些功能，这是现在所希望的。

此外，由于世界燃料供应与价格易变，利用不断变化的燃料市场的能力已成为一种经济需要。燃气轮机燃烧器应设计成用各种各样的燃料来工作，包括诸如天然气或煤衍生气体的各种气体燃料及诸如轻馏份油的各种液体燃料。

已经研制了各种燃气轮机燃烧器及有关结构来实现燃气轮机运转中的低排放。例如，参看美国专利US-3，358，413;US-3，958，416;US-3，946，553;US-4，292，801及US-4，420，929。还参看由W.T.Bethtel，M.Kuwat及R.M.Washam于1990年2月5日申请的并转让给本发明同一受让人的序号为071474，394的共同未决专利申请。还参看由L.B.Davis所著的“燃气轮机燃烧与排放”，通用电气公司燃气轮机参考丛书刊物GER-3568，1988年10月。此外，已采用配置于航空器喷气发动机加力燃烧室或助力器内排气流道中的V形件来达到火焰稳定化。然而，迄今所采用的方法并没有使所有上述的考虑与功能最佳化。

因此，本发明的一个目的是使上述考虑与功能在燃气轮机燃烧器内最佳化。

本发明的另一个目的是把燃料喷嘴、混合器及火焰稳定器按其功能组合成一个组合体。

本发明的又一个目的是通过将燃料喷嘴、混合器及火焰稳定器按其功能组合成一个组合体来改善燃气轮机燃烧系统的工作。

本发明的还有一个目的是改善燃气轮机燃烧器对燃料与空气混合的操作，同时保持一个稳定的燃烧系统。

本发明的再有一个目的是提供一种改进的有效而可靠的燃气轮机燃烧器结构，它用气体和液体燃料，包括馏出油来工作。

按照本发明的一个优先实施例，燃气轮机燃烧器设有产生氧化剂流和燃料流以便在燃烧器的一端区域内预混合的装置。该燃料可以是气体和/或液体，预混合的燃料和氧化剂混合物随后被引导，流过多排安装在流道内的凸形件，它们的顶朝上游指向氧化剂，它们的后缘朝下游伸向火焰，以有助于在燃料-氧化剂雾化、蒸发和预混合中防止逆火，并在氧化剂流中间提供燃料喷射的部位。

凸形件可以是V形的，并包括将燃料喷射到该气流中的孔口，可以配置成这样，第二排的每个顶被定位在前排相邻两后缘之间间隔的下游。这些排可以垂直于气流或倾斜，在各种实施例中可绕燃烧器轴线环形或径向延伸，或既环形又径向。

图1表示在采用气体燃料和氧化剂流的燃气轮机燃烧器中本发明的一个实施例;

图2表示图1中凸型角形火焰稳定器的放大视图;

图3和图4表示用于气体燃料喷射到预混合的燃料与氧化剂流中的本发明的另一实施例;

图5表示用于将液体和气体燃料两者喷射到预混合的燃料与氧化剂流中的本发明的又一个实施例;

图6表示图5中凸型角形火焰稳定器的放大视图;

图7表示用于将液体和气体燃料两者喷射到燃烧器流内的本发明的再一个实施例;

图8和图9表示图7中凸型角形火焰稳定器的放大视图;

图10是本发明的一个补充实施例，表示采用径向角形火焰稳定器;

图11和图12是图10中所示的实施例的变型;

图13是本发明的另一补充实施例，表示采用环形与径向角形火焰稳定器;

图14表示适于用作各种凸形件的横截面。

参照图1，燃气轮机燃烧器10包括一圆柱形腔12，一轴对称燃料喷嘴或在一端呈轴对称形的燃料喷嘴14以及在邻近下游或排出端18的区域内的燃烧区16。燃料，诸如气体燃料20，由燃料流量控制器22输送到燃料喷嘴14，喷嘴14将燃料经上游端24喷射到腔12的内部。由燃气轮机压气机或其它源26输送的氧化剂30，诸如空气，以提高的压力，一般处于大约10-30大气压的量级，经一个或多个一个的围绕腔12的圆周配置的空气入口28被引入到燃烧器10。与氧化剂混合的燃料以传统的方式，诸如借助于火花塞34被点燃，以便在燃烧区16内燃烧。处于燃烧区内的腔12圆周上的气口36是为补充空气用的，使燃烧过程在声音、稳定性、排放以及排气温度分布方面达到最佳化。

出于叙述的目的，在图1中表示了许多可能结构中的一种。二排凸型角形火焰稳定器或非流线体件42和44配置成跟气体燃料与氧化剂流46正交。如在图1中所示的，在第一排或行内有4个间隔的凸型角形火焰稳定器42，横穿腔12的实际横截面部分延伸，而在角形火焰稳定器42的下游有3个间隔的凸型角形火焰稳定器，它们大体平行于角形火焰稳定器42，横穿腔12中区的实际横截面部分延伸。注意角形火焰稳定器44的顶，诸如顶50，配置在顶50上游的两角形火焰稳定器42的邻近两腿之间的区内。凸型角形火焰稳定器44和42的所有的顶逆流指向下游端24，而张开端或后缘，诸如52顺流向燃烧区16延伸。

如在图2中清楚表示的，凸型角形火焰稳定器42和44包括自顶50以45°、最好从20°至70°数量级的角度54向外延伸的后缘52。后缘在一个实施例中的长度56是2寸，而正交于流道的这些角型火焰稳定器宽度在那个实施例中处于5寸的量级。这基本上是在那个位置上腔12内壁的横向宽度，因为角形火焰稳定器42和44焊接或固定在应有位置上，该处角形火焰稳定器的端部和腔12的内壁却好相接触。

在运行中，来自燃料流量控制器22的燃料20由喷嘴14喷射到来自燃气轮机压气机26的氧化剂流30内。凸型角形火焰稳定器42和44使气流扰动，它促进了燃料-氧化剂的混合。燃料和氧化剂混合的程度在把废气排放中的污染物，诸如NO_x，减至最少量方面是重要的。在通过运行来获得最大燃料经济性的稀薄预混合燃气轮机燃烧器中这是特别关注的。沿着凸型角形燃烧稳定器42和44，特别沿着下游角形燃烧稳定器44的预混合流体的加速，还有助于防止燃烧区16内燃烧过程逆流扩散到围绕氧化剂入口28的预混合区。此外，由凸型角形燃烧稳定器44引起的气流束的分离与回流稳定了燃烧过程。本发明的火焰保持能力，由于稀薄预混合燃烧火焰对熄火的较大的敏感度，其重要性增加了。

下面参照图3和4。图3和4表示一种利用如44的凸型角形燃烧稳定器来把气体燃料引入预混合的燃料与氧化剂流的方案。气体燃料20由诸如22的燃料流量控制器供给3个凸型角形燃烧稳定器142中的每一个。角形燃烧稳定器142配置于上游行，代替凸型角形燃烧稳定器42。如在图4中清楚表示的，上游角形燃烧稳定器142包括一个接受气体燃料20的普通圆柱形空心歧管顶150。然而如在图4中清楚表示的，沿着上游凸型角形燃烧稳定器142有一系列间隔的孔口154和156。歧管150上的孔口154靠近角形燃烧稳定器壁或颚板160，而歧管上的孔口156靠近另一角形燃烧稳定器壁或颚板162，以便相应地形成沿后缘160和162的气体燃料流164和166。这样，上游凸型角形燃烧稳定器142用作燃料引入部位，而不是使全部燃料20引入角形燃烧稳定器的上游。本实施例具有若干优点。凸型角形燃烧稳定器142提供了一个可与燃料喷嘴14一起使用的附加燃料配置部位。此外，该实施例提供了一种将氧化剂流内的燃料在空间上均匀地分布与混合灵活方法。再一个优点是该结构有助于限制混合过程的停留时间，这又有助于防止回流，防止燃烧区16内火焰逆流扩散到燃料氧化剂流，并防止角形燃烧稳定器142上游气流的自动着火，即自燃。

下面参照图5和6中所示的实施例，在组合的气体和液体燃料系统内，燃料流量控制器222A供给气体燃料20，而燃料流量控制器222B供给液体燃料224。气体燃料20引入圆柱形歧管顶250的左边或上游部位252的中心区，在该实施例中该中心区被分隔壁253分隔成2部分，分隔壁253横贯圆柱形歧管顶配置，并沿其长度延伸。圆柱形歧管250的下游部位255接收液体燃料324，然而经一系列在至少某些沿后缘260与262的接合点263延伸的上游凸型角形火焰稳定器上的间隔孔口258喷射到氧化剂-气体燃料流内。

因此，除了这种结构的上述优点之外，如同图3与图4的实施例中那样，歧管250的上游部位252允许气体燃料自20沿圆柱形歧管顶250的上游部位252并经喷射气体燃料流264和266的间隔孔254和256喷射到氧化剂流内。此外，实质上是第二歧管的歧管250的下游部位255，允许液体燃料224经孔口258喷射到氧化剂与气体燃料流内。这就对某些或所有上游凸型角形火焰稳定器242提供了附加的液体燃料（224）量。这一附加燃料量使在空间上均匀分布的液体燃料224的引入成为可能，而凸型角形火焰稳定器242由于围绕角形火焰稳定器上游面249的剪切流而有助于液体燃料的雾化。此外，相信由于加热而增强的汽化作用是由燃料流224撞击在稳定火焰的凸型成形火焰稳定器244的上游侧上而引起的，火焰稳定器244配置于液体燃料224经上游角形火焰稳定器242上的孔口258喷射的下游。这些特性有助于预汽化，并有助于燃料-氧化剂混合，这种混合对于稀薄预混合燃烧器的成功运行是重要的。而且正和图2、3、4实施例的情况一样，相信逆火的可能性由于将燃料引入到供给燃烧区16的加速气流中而受到限制。

上游排和下游排的凸型角形火焰稳定器242与244分别用于引入燃料，如图7、8、9所示。参照图7、8、9，由燃料流量控制器222A供给的气体燃料20供给上游凸型角形火焰稳定器342的某些或所有歧管350，以便经一系列靠近后缘360和362的上游端的歧管上的间隔孔口354与356被喷出，从而沿着上游角形火焰稳定器后缘的外侧供给气体燃料流320。这样，上游凸型角形火焰稳定器用作代替或补充由燃料喷嘴14引入的燃料20的气体燃料引入部位。由燃料流量控制器222B供给的液体燃料224供给某些或所有的下游凸型角形火焰稳定器344的歧管350，以便经一系列靠近后缘360与362上游端的歧管上的间隔孔口354与356被喷出，从而沿着下游角形火焰稳定器后缘的外侧供给燃料。

这样，下游凸型角形火焰稳定器用作液体燃料引入部位。上游喷射气体燃料20和下游喷射液体燃料324跟由压气机26喷出的氧化剂流30混合，通过将液体燃料喷入到一直存在于燃烧区16内的始终会聚的气流中这进一步减少了逆火的可能性。

在一种特殊的结构里，如果液体燃料是从上游角形火焰稳定器342排内喷射的，即使可能会出现逆火，那么在上游排中是气体燃料的情况下，由于一些气体燃料混合物的火焰速度较低，逆火或许不会出现。然而，上游气体燃料部位提供了较好混合的潜在可能，因此，可被保留在某些结构里，那里液体燃料喷射被移到下游角形火焰稳定器344排。

虽然通过例子已说明了凸型角形火焰稳定器，本发明的其它实施例可具有弧形非流线型体，或具有沿气流流来和以不等的角度正交于气流流来的宽阔的表面，或以大于和气流方向成90°的夹角正交于气流流来的宽阔表面，只要它们产生充分的扰动和混合。此外，虽然已叙述了二排的角形火焰稳定器，然而，可以提供配置于氧化剂流和燃烧器火焰之间的二排或多排的角形火焰稳定器。

这些排列的几何图形相对地不受限制，以便能使燃料喷嘴的操作最佳化。这些排列可以是和图1、5和7中所示的正交于燃料-氧化剂流延伸的平行件。要不然，这些排列可以自某个中心歧管径向向外延伸，中心歧管可以是如图10中简略表示的环形结构。

图10表示在燃气轮机燃烧器10的圆柱腔12内的角形火焰稳定器的径向布局，其中燃烧器气流是流向图面内的。燃料自燃料供给管412供给环形歧管或燃料输入口410。环形歧管410将燃料经许多角形火焰稳定器的顶432，434和436供给各自的径向角形火焰稳定器，诸如422，424和426。燃料经沿角形火焰稳定器按照例如在图5中所表示的方式间隔的孔自径向角形火焰稳定器422，424和426中排出。径向角形火焰稳定器422，424，426的角度间隔，尺寸及径向长度是可以改变的，以满足为最佳运行所要求的燃料流动与混合特性。此外，在第二级排列位置上可设置辅助的径向角形火焰稳定器。角度方位处在径向角形火焰稳定器对422，424与424，426之间的以虚线表示的二个这样的辅助径向角形火焰稳定器分别用标号444与446表示。实际上，诸如422，424，426，444与446的径向角形火焰稳定器围绕燃气轮机燃烧器10的轴线会完全地被定位，并沿周形歧管410的周围以相等的角度间隔。在一般的燃烧器内，一排中径向角形火焰稳定器的数目可在6至18之间变化。下游排的径向角形火焰稳定器的数目通常和上游排的数目相等，或是它们的倍或是它们的约数。这就是说，在某一流道内二排中角形火焰稳定器数目之比往往会是一个整数。

再则，诸如422，424，426，444和446的径向角形火焰稳定器可以是倾斜的，也就是说，最靠近燃气轮机燃烧器10与第一圆形歧管410中心的它们的端部处在比远离燃气轮机燃烧器中心的端部更上游。二排角形火焰稳定器都可以倾斜，不过其中的一排可垂直于燃烧器的轴线延伸。这些布置简略地示于图11与图12。

首先参看图11，箭头450和452指向燃气轮机燃烧器10的圆柱腔12的下游方向，因而也表示其中的流动方向。上游排径向角形火焰稳定器454与456及下游排的径向角形火焰稳定器458与460是这样倾斜的，它们的外端464与466及468与470分别比它们的内端474与476及478与480处在更下游。在图12中，包括径向角形火焰稳定器464与466的上游排是基本垂直于由箭头450与452所示流动的凸形件，而包括径向角形火焰稳定器468与470的下游排则是倾斜的。

图13以简略的方式表示本发明的圆环排列型。参照图13，构成上游排的圆环形角形火焰稳定器500与502和圆形歧管504同心。圆环形角形火焰稳定器500由径向支撑臂508，510与512支撑，它们之中的一个或多个可能是空心的，用于将燃料输送到圆环形角形火焰稳定器500。燃料由配置于圆形歧管内的燃料供应管514供给圆形支管504。径向支撑臂508，510与512可做成角形火焰稳定器的形体，以便构成径向与环形角形火焰稳定器的组合体。间置在上游排500，502之后和之间的是下游排环形角形火焰稳定器520和522，所有的环形角形火焰稳定器由径向臂支撑，后者可从圆形歧管504或从该排的环形内角形火焰稳定器上延伸。这就是说，环形角形火焰稳定器502可被支撑在自环形角形火焰稳定器500延伸出的径向臂或角形火焰稳定器上，而环形角形火焰稳定器552可被支撑在自环形角形火焰稳定器520延伸出的径向臂或角形火焰稳定器上。这样一种配置由支撑着下游排520，522的环形内角形火焰稳定器520的径向臂528，530与532及在下游环形角形火焰稳定器排520，522之间延伸的径向臂538，540与542的图解得到说明。同样，径向臂538，540与542可形成为角形火焰稳定器形，而如果燃料是经下游环形角形火焰稳定器520，522喷射的话，其中的一个或多个可将燃料自环形角形火焰稳定器520输送到环形角形火焰稳定器522。

图14表示适应于本发明的各种凸形体中的某一些。凸形件550基本上是平的，向下游端弯成轻微的圆角。箭头556与558沿来自燃烧器腔12的最初预混合区的燃料-氧化剂流方向指向下游。凸形件552更多地采取V型结构，后缘568与570跟轴线566之间的夹角562与564大于45°，而凸形件554包括后缘574与576，它们与轴线566的夹角小于45°。在本发明的申请中，用于上游或混合排中的凸形件可比下游或火焰保持排中的凸形件更扁平。横截面更像550与552的凸形件可更好地适于上游燃料喷射与混合排，而横截面更像552与554的凸形件可更好地适于下游火焰保持排。凸形件552与554的实际的角度在特殊应用场合下将由在该特殊应用场合下所用的燃烧器几何形状与燃料所确定。为了得到适当的回流，即紊流，与适当的混合，特别在上游混合排内，诸如568与570的后缘，在端部580与582处应分别收尾成具有尖角而不是圆角。

因此，应该理解，通过改变角形火焰稳定器的尺寸与横截面以及改变后缘跟燃烧器中燃料-氧化剂流的夹角，对燃气轮机燃料喷嘴极大地增加设计变量是可能的。此外，能够改变无论是平行的、圆环形的或径向的角形火焰稳定器的排数，每排中角形火焰稳定器的数目以及各排跟燃料-氧化剂流的角度变量。它们可正交于气流或倾斜的。一级可以是正交的，而另一级可以是倾斜的。因此可以改变与组合的数目是非常大的，从而在设计和控制燃料-氧化剂混合与流动方面提供了大的幅度与灵活性，而同时达到了火焰稳定化与最佳性能及效率，适当地改变到把不希望的排放，如NO_x，减至最少。

其它可能的排列组态包括代替径向角形火焰稳定器的圆环形角形火焰稳定器，或二者的组合。一种与径向排列组合在一起的可能的圆环形排列用虚线474与476示于图10，其中环形排角形火焰稳定器474与476跟包括径向角形火焰稳定器422，424与426的径向排组合在一起。此外，圆形歧管，诸如图10中的410与图13中的504的直径在上游排和下游排中的任一排中或二排中可以变化。

在某些应用场合下，可能希望使第一排不仅较钝，而且较小。第一排的后缘最好是矩形的，或至少有几个角，它们不是圆的，以形成一些后缘，这些后缘断开流经角形火焰稳定器的气流。所导致的逆环流，即回流对混合是合乎需要的，但回流区，即涡区，离上游排不应超过第二级的端部，以便阻止回流将火焰引向或推向上游。下游排应产生一种大于火焰速度的足够的燃料-氧化剂流速度。在上述许多组态中，燃料-氧化剂流取S型路线，这种路线进一步使上游燃料-氧化剂与火焰隔离。

在二级角形火焰稳定器排列中，燃料混合最好在上游排中完成，由于远离火焰，上游排主要地起燃料-氧化剂混合器的作用，这就增加并进一步混合流过上游各排的预混合的燃料-氧化剂。早先预混合的燃料-氧化剂就这样进一步地混合，而其它的燃料可以添加，以达到额外的可控预混合。下游排基本上产生火焰稳定作用，它加速气流流动，并抑制火焰被推回到上游的任何倾向，虽然其它燃料也可在下游排内添加与预混合。因此，各上游燃料喷射与混合排可采用压扁的，即扁平的凸形件结构。例如它们可以是普通的圆形而不是凸形。另一下游排设计得使反向流动最少或被阻止，因而通常更加弯曲，即凸形，具有较小的中心角。

下游排角形火焰稳定器较采用文丘利管能提供许多优点，以加速气流流动来防止逆火。角形火焰稳定器的间隔，尺寸和数目及其几何形状是可以变化的，通过改变与控制所形成的流动涡区的大小，流动涡区的数目以及涡区间间隔的能力，提供了大为增加的设计灵活性。这种设计灵活性也简化了模拟试验及随后的使燃料喷射结构最佳化的结构试验。这种自燃烧器中心线至燃烧器壁经改善的连贯的径向涡区是有好处的，因为它导致了较好的火焰稳定流型。此外，下游排构成了第三级，在那里可应用额外的燃料喷射。

在一个实施例中，后缘（如图6中的260与2621跟中心轴线的夹角均为37°。由这种角形火焰稳定器所产生的涡区大约是后缘宽度的4倍。另一方面，垂直于燃料-氧化剂流配置的基本二维的凸形件会产生一个接近二维凸形件宽度的涡区。这样，可以调节或设计后缘的夹角，以便在燃气轮机燃烧器10的圆柱形燃烧室12的几何界限内产生一个可接受的涡区。因此，设计一种大的涡区长宽比来保持火焰，同时提供一种较短的涡区来混合是可能的，而且或许是所希望的，结果，导致了这样一种燃烧器结构，其中下游排的后缘角做成小于上游排的后缘角。

因此，对凸型角形火焰稳定器的特殊外形的设计考虑将取决于所用燃料及为使运行安全性与可靠性最佳化的其它设计考虑，同时燃料经济性与排放也作为其中一个因素来考虑。通过例子说明的本发明的各种实施例是用来增强燃料蒸发、燃料配置、燃料混合及燃气轮机燃烧器内的火焰稳定性的，不过，本发明可用于其它的混合和/或燃烧系统。

因此，尽管通过一些优先的实施例叙述了本发明，然而，这些实施例仅仅作为例子来提供的。凡熟悉本技术领域的人会想到种种变更，改变与取代，包括上面讨论的那些，而不脱离本发明与下列的权利要求的范围。

Claims

1、在一种用于混合与燃烧燃料及氧化剂的燃气轮机燃烧器中，包括：

一个在其上游端区内用于引入并混合燃料与氧化剂而在其下游端区内用于燃烧所述燃料与氧化剂混合物的外壳；

二排或多排在所述外壳的上游端内的凸形件，它们正交于自上游端区至下游端区的混合物流延伸；

所述凸形件包括一个连接一对后缘的顶；

所述凸形件的顶指向所述外壳的上游端，而所述凸形件的后缘自所述顶朝所述外壳下游端向外延伸；

将氧化剂喷入所述上游端区使一股氧化剂流流向下游燃烧端区的装置；

将所述燃料喷入所述上游端区以便与所述氧化剂流混合的装置；

所述凸形件配置于所述混合物流的流道内，并正交于该混合物流道延伸；

第一排凸形件促使所述燃料和氧化剂混合，第二排凸形件促使混合区跟所述燃烧端区分隔开。

2、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于在至少所述一些凸形件上的孔口构成了将至少一些燃料喷入氧化剂流内的装置。

3、按权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述孔口沿至少一些凸形件这样间隔分布，使经所述孔口喷出的燃料与所述混合物流混合。

4、按权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述孔口配置于接近所述一些凸形件的顶。

5、按权利要求3所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一排凸形件横跨所述外壳基本上排成一直线，并配置于第一排凸形件的下游。

6、按权利要求5所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一排凸形件与第二排凸形件基本上平行。

7、按权利要求5所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少一些第二下游排凸形件的顶配置成指向第一排相邻凸形件后缘之间的孔口。

8、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于喷射燃料的装置包括将气体燃料经配置于接近至少一些凸形件顶的第一孔口喷入所述混合物流的装置，以及将液体燃料经配置于接近至少一些凸形件顶的第二孔口喷入所述混合物流的装置。

9、按权利要求8所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于适于将气体燃料的液体燃料喷入所述混合物流的凸形件顶基本上是细长的歧管。

10、按权利要求9所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一排凸形件配置在第二排凸形件的上游，所述气体燃料接通第一排凸形件中的至少某一些凸形件。

11、按权利要求10所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述液体燃料接通第二排凸形件的某些凸形件，以便在喷射气体燃料的下游将液体燃料喷入所述混合物流。

12、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一歧管沿一个或多个凸形件的顶延伸，以便使沿一个或多个凸形件间隔分布的第一组孔口跟适于接通经第一歧管流到第一组间隔孔口的气体燃料的燃料源的第一进口连通;第二歧管靠近第一歧管延伸，以便使沿一个或多个所述凸形件间隔分布的第二组孔口跟适于接通经第二歧管流到第二组间隔分布孔口的液体燃料的燃料源的第二进口连通。

13、按权利要求12所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一与第二歧管处于第一排凸形件上。

14、按权利要求12所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一歧管配置在第二歧管的上游。

15、按权利要求14所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第二组间隔的孔口配置在一个或多个凸形件的后缘之间，它们按照这样配置将液体燃料喷入这些后缘之间或范围内的区域。

16、按权利要求15所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一组间隔分布的孔口配置于一个或多个凸形件的后缘外表面的外边，它们按照这样配置喷射气体燃料，使其沿这些后缘流动。

17、按权利要求12所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少有二排横跨第一歧管延伸的间隔分布的孔口，其中一排孔口配置于靠近一个后缘的外表面，以便喷射气体燃料，使其沿所述一个后缘的外表面流动，而另一排孔口配置于靠近另一个后缘的外表面，以便喷射气体燃料，使其沿所述另一个后缘的外表面流动。

18、按权利要求17所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一与第二歧管构成一个基本圆形横截面的管子，具有一纵向壁，将管子分成二个具有基本半圆形横截面的歧管。

19、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一排凸形件配置于第二排凸形件的上游，第一排凸形件包括第一间隔分布的孔口，它们配置在靠近第一排凸形件中的至少一些凸形件的顶处，所述第一孔口适于接通到气体燃料源，第二排凸形件包括第一间隔分布的孔口，它们各不相同地配置在靠近第二排凸形件的后缘，适于接通到液体燃料源。

20、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述燃料喷射装置包括配置于氧化剂喷射装置上游的燃烧器内的一个或多个燃料喷嘴。

21、在一个用于混合与燃烧燃料及氧化剂的燃气轮机燃烧器中，包括：

具有一个靠近其端区的上游混合区的燃烧器外壳;

用于在压力下将氧化剂输入到上游混合区以产生流向下游燃烧区的氧化剂流的装置;

用于将燃料喷入在所述氧化剂输入装置与所述燃烧区之间的上游混合物内的装置;

所述燃烧喷射装置包括一上游排与一下游排的凸形件，这些凸形件在水平面内基本横跨所述外壳横交于所述气流延伸;

所述凸形件包括一个连接一对后缘的顶，所述凸形件的顶指向外壳的上游端，所述凸形件的后缘自所述顶向外向所述燃烧区延伸;

下游排凸形件中的至少一些凸形件的顶指向并接近上游排中相邻凸形件的相邻后缘间的区间;

所述燃料喷射装置还包括沿一个或多个凸形件以正交于气流方向间隔分布的孔口;

因此，将所述排凸形件配置得产生气流扰动，从而防止火焰自燃烧区向混合区扩散。

22、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述间隔分布的卡口处在靠近所述凸形件中至少一些凸形件的顶，并且至少一个燃烧进口连通于所述间隔分布的孔口，以便输入燃料。

23、按权利要求22所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于还包括一个在上游排凸形件上游用于预混合燃料与氧化剂的喷射燃料的燃料喷嘴。

24、按权利要求23所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述凸形件包括将气体燃料经靠近凸形件的顶配置的第一间隔分布的孔口喷入预混合流的装置，以及将液体燃料经靠近凸形件中一些凸形件的顶配置的第二间隔分布的孔口喷入所述流的装置。

25、按权利要求24所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于凸形体的顶是一些歧管，包括至少一个将燃料输入所述歧管的燃料通道，而所述间隔孔口沿所述歧管连通，以便将燃料经这些孔口喷入所述流内。

26、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述燃料为经上游排内一些凸形件中的第一歧管接通的气体燃料，以便经第一间隔分布的孔口将其喷入在所述顶区域内的氧化剂流内。

27、按权利要求26所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于液体燃料经下游排内一些凸形件中的第二歧管接通，以便经第二间隔分布的孔口将其喷入在下游凸形件顶区域内的氧化剂流内。

28、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一歧管沿一个或多个凸形件顶延伸，以便使沿第一歧管间隔分布的第一组间隔孔口跟适于接通经第一歧管流到第一组间隔孔口的气体燃料的燃料源的第一燃料进口连通，第二歧管靠近第一歧管延伸，以便使沿第二歧管间隔分布的第二组间隔孔口跟适于接通液体燃料源的第二燃料进口连通。

29、按权利要求28所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一与第二歧管处在上游排凸形件上。

30、按权利要求29所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一歧管配置于第二歧管的上游。

31、按权利要求30所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第二组沿第二歧管间隔分布的孔口处在一个或多个凸形件的后缘之间，它们按照这样配置将液体燃料喷入这些后缘之间和范围内的区域。

32、按权利要求31所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于沿第一歧管间隔分布的第一组孔口处在一个或多个凸形件后缘外表面之外，它们按照这样配置喷射气体燃料，使其沿这些后缘流动。

33、按权利要求32所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少有二排横跨第一歧管延伸的间隔孔口，其中一排孔口配置于靠近一个后缘的外侧，以便喷射气体燃料，使其沿所述一个后缘的外侧流动，而另一排孔口配置于靠近另一个后缘的外侧，以便喷射气体燃料，使其沿所述另一个后缘的外侧流动。

34、按权利要求33所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一与第二歧管构成一个具有正交于所述流延伸的纵向壁的管子，从而所述管子被分成二个歧管。

35、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于在上游排内一个或多个凸形件中的间隔分布的孔口适于连通气体燃料源，而在下游排内一个或多个凸形件中的间隔分布的孔口适于连通液体燃料源。

36、按权利要求35所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于在上游排内一个或多个凸形件接通气体燃料，以便经上游排内的间隔孔口喷射气体燃料，使其沿上游排内所述凸形件后缘的外侧流动，而在下游排内的一个或多个凸形件接通液体燃料，以便经下游排内的间隔孔口喷射气体燃料，使其流入在下游排内所述凸形件后缘之间和范围内的区域。

37、按权利要求36所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于在上游排凸形件与下游排凸形件是基本平行的。

38、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于在所述凸形件上游的一个或多个燃料喷嘴使燃料与氧化剂流预混合，所述燃料喷射装置还包括上游排内一个或多个凸形件中的间隔孔口下游排内一个或多个凸形件中的间隔孔口，以便喷射额外的燃料，使其沿这些凸形件后缘的外侧流动，跟预混合的燃料混合。

39、一种在燃烧器外壳内混合燃料与氧化剂使其自外壳的上游区流至下游区的方法，包括如下步骤：

在压力将氧化剂输入上游区，使氧化剂流向下游区;

将燃料喷入上游区的氧化剂流内，以便跟作为预混合流的氧化剂流混合，并被它带走;

在所述外壳内放入至少二排凸形件，正交于所述预混合流延伸;

将额外燃料经与至少一排凸形件相联系的孔口喷入所述预混合流内;

将包括喷射燃料的所述预混合流输送到所述外壳的下游区内。

40、一种在燃烧器外壳中使燃烧跟氧化剂混合自该外壳的上游区流到下游区的方法，包括如下步骤：

把氧化剂在压力下引进所述上游区，使氧化剂流向所述下游区;

把燃烧喷入在所述上游区内的所述氧化剂流内，以跟所述氧化剂流混合成预混合流，并由该氧化剂流输送;

在所述外壳内，配置至少两排凸形件，它们横向于所述预混合流延伸;

把额外的燃料经跟至少一排所述凸型体相连的孔口喷入所述预混合流;

把包括被喷射燃料的所述混合物流输送到所述外壳的下游区。

41、一种按权利要求40所述的形成气体混合物的方法，其特征在于至少一些所述凸形件是V型的，并包括一个连接一对后缘的顶，每一V形件的顶配置成指向上游区，所述后缘向下游区延伸，所述凸形件对所述流动产生扰动。

42、按权利要求40所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述孔口配置在靠近所述凸形件顶处，并正交于所述预混合流延伸，并附加燃料经所述孔口输入到所述预混合流内。

43、按权利要求42所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述外壳包括一燃气轮机燃烧器，并在所述下游区点燃所述氧化剂与燃料。

44、按权利要求43所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述附加燃料包括第二与第三燃料，并将第二与第三燃料经在凸形件周围形成的扰动区内的所述孔口引入所述气流内。

45、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述上游混合区提供了燃料与氧化剂的预混合，而所述几排凸形件使燃料与氧化剂产生进一步混合，并防止燃烧区内的火焰自下游燃烧区逆流延伸到上游混合区内。

46、按权利要求45所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述上游排凸形件使燃料与氧化剂产生了进一步混合，而下游排凸形件则保持火焰，防止火焰自燃烧区逆流延伸到混合区。

47、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少所述一排凸形件是圆形的，并围绕燃烧器的轴线配置。

48、按权利要求47所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于若干所述凸形件是圆形的，并围绕燃烧器的轴线配置。

49、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述几排凸形件包括围绕燃烧器轴线配置的圆形件与径向件二种。

50、按权利要求49所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述下游排凸形件其横截面是V形的。

51、按权利要求50所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述上游排凸形件其横截面是V形的。

52、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述凸形件的后缘跟燃料与氧化剂的轴向流成某一角度，下游排凸形件后缘间的夹角小于上游排凸形件后缘间的夹角。

53、按权利要求52所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少一些燃料经至少一些上游排凸形件中的孔口能喷入到所述气流中。

54、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少一排凸形件横截面是V形的。

55、按权利要求54所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一与第二排凸形件横截面是V形的。

56、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于所述凸形件的后缘跟所述混合物成一角度，第二排凸形件后缘间的夹角小于第一排凸形件后缘间的夹角。

57、按权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于一些所述孔口是连通的，以便将气体燃料喷入一些凸形件顶附近的混合物流内，而另一些孔口是连通的，以便将液体燃料喷入另一些凸形件顶附近的氧化剂流内。

58、按权利要求57所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于将至少一些燃料喷入混合物流内的装置包括在凸形件顶处的一些大体细长的歧管及至少一个容许燃料进入连通至少一些凸形件中的孔口的各歧管的燃料孔口。

59、按权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少一排凸形件是倾斜的，远离所述燃烧器轴线的部分比接近所述轴线的部分处于更下游。

60、按权利要求59所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于第一与第二两排凸形件均是倾斜的。

61、按权利要求21所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于至少一组凸形件是倾斜的，其远离燃烧器轴线的部分较接近所述轴线的部分处于更下游。

62、按权利要求61所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于上游与下游组凸形件两者均是倾斜的。