CN1982784A - 旋流器组件 - Google Patents

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Abstract

一种旋流器组件(200)。该旋流器组件(200)包括轮毂(80)、位于轮毂(80)上的叶片(100)和从轮毂(80)处延伸贯穿叶片(100)的燃料供给通道(210)。该燃料供给通道(210)可包括大体成三角形的形状。

Description

旋流器组件
技术领域
本发明总体上涉及一种燃气轮机，尤其是涉及用在燃气轮机的燃烧室四周的改良型空气/气体旋流器组件。
背景技术
燃气轮机一般包括一个用来压缩吸入气流的压气机。气流在燃烧室里与燃料混合并且点火用以产生热的燃气。燃气再流入涡轮机。涡轮机从气体中提取能量来驱动轴。该轴给压气机以及通常另一元件例如发电机提供动力。通常需要关心的是从燃气中排出的废气，并且该废气应受到管制。某些类型的燃气轮机设计用于在低排放工况下运行，尤其是用于有着最小燃烧动力、充分自燃和火焰保持区域的低NOx排放工况下。
低NOx燃烧室一般是呈多个燃烧罐的形式，这些燃烧罐围着发动机的圆周周向地相互相邻。每个燃烧器都有一个或多个位于其内的旋流器。旋流器可以有多个周向间隔开的叶片来使压缩气流和燃料在通过其中时得以产生涡旋和混合。
已知旋流器存在的一个问题是通过其中的气流会在多个叶片之间不均衡。气流不均衡会引起不均匀燃烧。这种不均匀燃烧会导致排放增多并可能导致燃烧动力的增大。然而，目的是促进均匀气流通过旋流器，从而提供一个充分燃烧的过程同时产生更少的排放。
因此，需要一种燃气轮机，这种燃气轮机具有改良型的燃料/空气混合，并且尤其是具有通过旋流器的改良型气流。
发明内容
因此，本发明这样描述了一种旋流器组件。该旋流器组件可包括轮毂、位于轮毂上的叶片、和从轮毂处延伸贯穿叶片的燃料供给通道。该燃料供给通道可大体成三角形。
旋流器组件有多个叶片。通过每个叶片的气流大体上是均衡的。每个叶片都有一个燃料供给通道。该燃料供给通道可包括大体成三角形的入口和/或该燃料供给通道整体都大体成三角形。
该燃料供给通道通向叶片上的多个燃料喷射孔。这些燃料喷射孔可以位于叶片的压力侧和/或吸气侧。护罩可连在叶片上。
本发明还提供一种操作具有一个轮毂和多个叶片的旋流器的方法。该方法包括在轮毂上为每个叶片配置一个三角形的燃料供给通道，气体以均衡的方式通过轮毂而进入每个燃料供给通道，并且使多个叶片旋转。该方法还包括使多个旋流器旋转。
通过下面结合附图和附加权利要求对发明的详细描述，本发明这些和许多其它特征对本领域技术人员而言会更加明显。
附图说明
图1是一个燃气轮机的侧视剖面图。
图2已知旋流器组件的透视图。
图3是图2所示旋流器组件的叶片的透视图。
图4是这里所述旋流器组件的透视图。
具体实施方式
现在参照附图，其中，在整个视图中同样的附图标记表示同样的部件，图1示出了一个燃气轮机10的剖面图。如上所述，燃气轮机10包括压气机20，它对来流进行压缩。于是压缩气流被输送给燃烧室30，压缩气流在燃烧室中与来自多个燃料输入管40的燃料混合。燃烧室30有多个燃烧罐或燃烧器50。正如已知的那样，燃料和空气是在燃烧罐或燃烧器50中混合并点燃的。热的燃气再被输给涡轮机60，从而驱动压气机20和一个外部负载例如发电机等类似的。
已知的燃烧罐或燃烧器50在共同拥有的美国专利No.6,438,961中示出。如在那里所描述以及这里的图2和图3所示的，燃烧罐50可包括一个或多个旋流器70(如在美国专利No.6,438,961中描述的旋流器(swozzle)组件2)。这里将美国专利No.6,438,961引入以供参考。
如图2和图3所示，每个旋流器70包括由一组翼型旋转叶片100连接在一起的轮毂80和护罩90。这里采用了多个叶片100。叶片100使经过其间的燃气发生旋转。每个叶片100包括一个或多个天然气燃料供给通道110，该通道延伸通过翼型的中心。正如通常所描述的，已知的燃料供给通道110的形状通常是大体成矩形的。图2示出了使用稍微弯曲的端部。燃料供给通道110分配天然气通过叶片100至多个燃料喷射孔120。燃料喷射孔120位于叶片100的壁上。燃料喷射孔120可以位于叶片100的压力侧、吸气侧、和/或这两侧。正如已知的那样，天然气从燃料喷射孔120中排出并且与吸入的压缩气流混合。
图4示出了这里所述的改良型旋流器组件200。旋流器200包括轮毂80、护罩90和叶片100。然而，旋流器组件200还包括多个基本上成三角形的燃料供给通道210。燃料供给通道210基本上是三角形的，从而使气流以大体直线的方式流入。这个直线流道总体上减少了存在于叶片100之间的任何气流的不均衡。燃料供给通道210可在它的入口220处是三角形的和/或整个通道长度上都是三角形的。三角形燃料供给通道210延伸穿过叶片100并且通向燃料喷射孔120。在这个实施例中，使用了三个燃料喷射孔，然而可以适应任何数量的燃料喷射孔。
因此，总体上三角形燃料供给通道210提供了通过旋流器组件200的每个叶片100的更为均衡的燃料流。这样，通过每个叶片100的气流也基本处于均衡状态。而且，从整体上而言，采用三角形燃料供给通道210也为所有旋流器200提供了更为均衡的流体流。传统燃料供给通道110也可以与本文的燃料供给通道结合使用。
显然，前面所述只与本发明的一个优选实施例有关，并且在不偏离由下述权利要求和它的对等物限定出的本发明的总体思路和范围的情况下，本领域技术人员可以对其作出各种改变和改型。

Claims (9)

1.一种旋流器组件(200)，包括：
轮毂(80)；
位于轮毂(80)上的叶片(100)；和
从轮毂(80)处延伸贯穿叶片(100)的燃料供给通道(210)；
其特征在于，燃料供给通道(210)包括大体成三角形的形状。
2.如权利要求1所述的旋流器组件(200)，还包括多个叶片(100)。
3.如权利要求2所述的旋流器组件(200)，还包括通过多个叶片(100)中的每一个的均衡气流。
4.如权利要求2所述的旋流器组件(200)，其特征在于，多个叶片(100)中的每一个都有燃料供给通道(210)。
5.如权利要求1所述的旋流器组件(200)，其特征在于，燃料供给通道(210)有大体成三角形的入口(220)。
6.如权利要求1所述的旋流器组件(200)，其特征在于，燃料供给通道(210)的整个大体呈成三角形。
7.如权利要求1所述的旋流器组件(200)，其特征在于，燃料供给通道(210)通向叶片(100)上的多个燃料喷射孔(120)。
8.如权利要求1所述的旋流器组件(200)，还包括连在叶片(100)上的护罩(90)。
9.一种操作具有轮毂(80)和多个叶片(100)的旋流器(200)的方法，包括：
在轮毂(80)上为多个叶片(100)中的每一个配置呈三角形的燃料供给通道(210)；
气体以均衡的方式流过轮毂(80)而进入每个燃料供给通道(210)；和
使多个叶片(100)旋转。
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PB01 Publication
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