MXPA04005182A - Enfriamiento de camara de combustion/venturi para un combustor con baja emision de nox. - Google Patents

Enfriamiento de camara de combustion/venturi para un combustor con baja emision de nox.

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MXPA04005182A
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Abstract

Se describen un metodo y aparato para proporcionar enfriamiento de aire al venturi (11) y a la camara de combustion (13) en un combustor (10) de baja emision de NOx como el usado en un motor de turbina de gas que incluye proporcionar un pasaje de aire anular (14) rodeando la camara de combustion/venturi cerca de la porcion delantera de la camara de combustion (13) pasando el aire a lo largo de la camara de combustion (13), mas alla del venturi (11), en donde el aire sale (28) cerca de la porcion frontal del area convergente del venturi (11). El aire de enfriamiento es calentado a medida que pasa a traves de la camara de combustion (13) y el venturi (11) y despues se dirige de regreso a la camara de premezclado (12) mejorando asi la eficiencia del combustor (10) mientras se reduce la emision de NOx en el procedimiento de combustion.

Description

WO 03/093664 Al III II II II lllll lili IUII III II II lililí III IIIUII For two-letter codes and other abbreviations, refer to the "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing at the begin-ning of each regular issue of the PCT Gazette.
ENFRIAMIENTO DE CAMARA DE COMBUSTION/VENTURI PARA UNA CAMARA DE COMBUSTION CON BAJA EMISION DE NOX ANTECEDENTES DE LA INVENCION CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere generalmente a un aparato y método para enfriar la cámara de combustión y el Venturi usados en un motor de turbina a gas para reducir emisiones de óxido nítrico. Específicamente, se describe un aparato para enfriar la cámara de combustión/venturi para bajar las emisiones de óxido nítrico (NOx) mediante la introducción de aire de enfriamiento precalentado a la cámara de premezcla para uso en el proceso de combustión.
DESCRIPCION DE LA TECNICA RELATIVA La presente invención se usa en un motor de turbina a gas de bajo NOx, seco, usado típicamente para impulsar generadores eléctricos. Cada cámara de combustión incluye una cámara de premezcla de combustible/aire corriente arriba y una cámara de combustión corriente abajo separada por un venturi que tiene una constricción de garganta angosta que actúa como un retardador de flama. La invención está relacionada con mejorar el enfriamiento de la cámara de combustión que incluye las paredes del venturi mientras 2 que al mismo tiempo reduce las emisiones de óxido n ítrico. La Patente de E . U . No. 4,292,801 describe una cámara de combustión de tu rbina a gas q ue incluye premezclado corriente a rriba de combustible y aire y u na cámara de combustión corriente abajo. La Patente de E. U . No. 5, 1 1 7 ,636 y Patente de E. U. No. 5,285 ,631 tratan con el enfriamiento de la pared de la cámara de combustión y paredes del venturi . Las patentes afirman que hay un problema al permitir el paso de aire de enfriamiento para verter a la cámara de combustión si la salida del pasaje está muy cerca de la garganta del ventu ri. El ventu ri crea u na zona de separación corriente debajo de la porción divergente la cual causa una d iferencia de presión por lo q ue se atrae aire de enfriamiento que puede causar inestabilidades en la combustión . Sin embargo, es esencial también que las paredes de venturi y pared de cámara de combustión sean enfriadas adecuadamente debido a la alta temperatu ra desarrollada en la cámara de combustión . La presente invención elimina el problema discutido en la técn ica anterior porque el circuito de enfriamiento para el venturi tiene que ser ajustado de manera que el aire de enfriamiento no se vierte ya axialmente a popa y corriente debajo de la garganta del venturi a la zona de combustión. De hecho, el a ire de enfriamiento fluye en la dirección opuesta de manera que el aire usado para enfriar la cámara de combustión y el venturi es forzado a la cáma ra de premezclado corriente arriba del ventu ri , mejorando la eficiencia del proceso global de la combustión mientras que elimina cualquier tipo de zona de separación de recirculación de aire de enfriamiento a popa del venturi como se discute en la Patente de E. U. No.5,117,636. Las recientes regulaciones de emisiones del gobierno se han convertido una gran preocupación para tanto fabricantes como operadores de cámaras de combustión de turbinas a gas. De preocupación específica es el óxido nítrico (NOx) debido a su contribución a la contaminación del aire. Es bien sabido que la formación de NOx es una función de la temperatura de la flama, tiempo de residencia y relación de equivalencia. En el pasado, se ha demostrado que el óxido nítrico puede ser reducido bajando la temperatura de la flama, como también el tiempo que permanece la flama a la temperatura mayor. Se ha encontrado también que el óxido nítrico es una función de la relación de equivalencia y la estequiometría de combustible a aire (f/a). Es decir, se requiere una relación de f/a extremadamente baja para bajar las emisiones de NOx. Bajar las relaciones de f/a no vienen sin castigo, principalmente la posibilidad de "apagado". El "apagado" es una situación en donde la flama, debido a su inestabilidad, ya no puede ser mantenida. Esta situación es común a medida que disminuye la estequiometría de combustible-aire exactamente por arriba del límite de inflamabilidad pobre. Precalentando el aire de la premezcla, se reduce la temperatura de flama de "apagado", permitiendo así la combustión estable a temperaturas menores y en consecuencia emisiones de NOx menores. Por lo tanto, introducir el aire precalentado es la situación ideal para llevar una relación de f/a a 4 u n límite extremadamente pobre para reducir NOx, mientras que se mantiene una flama estable. En u n sistema de turbina a gas de doble etapa , de doble modo, la cámara de combustión secundaria incluye u na config uración de ventu ri para estabilizar la flama de combustión . El combustible (gas natu ral o l iquido) y el aire se premezclan en la cámara de premezcla de la cámara de combustión corriente arriba del ventu ri y la mezcla de aire/combustible se enciende o quema corriente debajo de la garganta del venturi . La config uración del venturi acelera el flujo de aire/combustible a través de la garganta y mantiene idealmente la flama para q ue no retroceda a la región de premezcla. La región que sujeta la flama más allá de la garganta en el venturi es necesaria para el quemado continuo y estable del combustible. La pared de la cámara de combustión y las paredes del venturi antes y después de la reg ión angosta de la garganta se ca lientan mediante la flama de la combustión y , por lo tanto, deben ser enfriadas. En el pasado , esto se ha realizado con enfriamiento de impacto del lado trasero el cual fluye a lo largo del lado trasero de la pared de combustión y las paredes del venturi donde el aire de enfriamiento sale y se vierte a la cámara de combustión corriente abajo del venturi . La presente invención su pera el problema proporcionado por este tipo de pasaje de enfriamiento por aire med iante la eliminación completamente del vertido del aire de enfriam iento a la zona de combustión corriente abajo del venturi. La presente invención no permite n ingú n flujo de aire del aire de enfriamiento del venturi hacia la cámara de combustión corriente abajo absolutamente. Al mismo tiempo, la presente invención toma el aire de enfriamiento, que fluye a través de un pasaje de aire a lo largo de la pared de la cámara de combustión y las paredes del venturi y se precalienta y alimenta el aire de enfriamiento corriente arriba del venturi (pared convergente) hacia la cámara de premezclado. Esto a su vez mejora la eficiencia global de la baja emisión de NOx.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un aparato mejorado para enfriar una pared de cámara de combustión que tiene un venturi retardador de flama usado en motores de turbina a gas con baja emisión de óxido nítrico que incluye una cámara de combustión de la turbina a gas que tiene una cámara de premezclado y una cámara de combustión secundaria y un venturi, un pasaje para aire de enfriamiento rodeando de manera concéntrica dichas paredes de venturi y dicha pared de cámara de combustión. Una pluralidad de aberturas de entrada de aire de enfriamiento a dicho pasaje de aire de enfriamiento están dispuestas cerca del extremo de la cámara de combustión. La pared de la cámara de combustión misma es sustancialmente cilindrica e incluye la pluralidad de costillas elevadas en la superficie externa que proporciona área superficial adicional para interacción con el flujo de aire de enfriamiento sobre el revestimiento del cilindro de combustión. Las paredes del venturi están unidas también con la 6 cámara de combustión e incluyen un par de pa redes convergente/divergente formadas intrincadamente con el revestimiento de la cámara de combustión que incluye una porción de garganta restring ida. El aire de enfriamiento pasa alrededor de no solamente la pared de la cáma ra de combustión cilind rica , sino de ambas paredes que forman el ventu ri q ue proporciona aire de enfriamiento a la cámara entera de la cámara de combustión y el venturi. Conforme el aire de enfriamiento viaja corriente arriba hacia la garganta , se eleva su temperatura . El pasaje para aire de enfriamiento está formado por una pared cil ind rica ad icional separada de la pared de la cámara de combustión q ue está montada de manera concéntrica alrededor de la pared de la cámara de combustión y un par de paredes cónicas q ue están dispuestas de manera concéntrica alrededor de las paredes del ventu ri en u na configuración similar para formar un pasaje anu lar completo pa ra que el aire fluya a lrededor de la cámara de combustión entera y el ventu ri entero. El extremo corriente debajo de la cámara de combustión y la abertura de entrada del pasaje para aire de enfriamiento están separados mediante u na barrera de an illo de manera que nada del aire de enfriamiento en el pasaje puede fluir corriente abajo a la cámara de combustión, ser introd ucido corriente debajo de la cámara de combustión , o viajar posiblemente a la reg ión separada del venturi . De hecho, la salida de aire de enfriamiento está colocada corriente a rriba del venturi y el aire de enfriamiento fluye de manera opuesta con relación al flujo del gas de combustión , pasando primero a ia pared de la cámara de combustión y después las paredes del venturi. El aire de enfriamiento precalentado se introduce finalmente a la cámara de premezcla , agregando a la eficiencia del sistema y reduciendo las emisiones de óxido n ítrico con u na flama estable. La fuente del aire de enfriamiento es el compresor de la turbina que fuerza aire a alta presión alrededor del cuerpo entero de la cámara de combustión en una dirección q ue es corriente arriba con respecto al proceso de la combustión . Aire a alta presión es forzado alrededor del cuerpo de la cámara de combustión y a través de una pluralidad de ag ujeros para entrada de aire en el pasaje de aire de enfriamiento cerca del extremo corriente debajo de la cámara de combustión , forzando al aire de enfriamiento a fluir a lo largo de la pa red externa de la cámara de combustión hacia el venturi , pasando la garganta del ventu ri, pasando el borde de ataque de la pared del venturi donde existe un pasaje para salida de aire y un canal receptor que di rige aire a través de otra serie de agujeros de entrada a la cámara de premezcla corriente arriba de la garganta del venturi. Con este patrón de fl ujo, es imposible que el aire de enfriamiento interfiera con el proceso de combustión que se lleva a cabo en la cámara de combustión secu ndaria puesto q ue no hay salida o abertura que interactúe co n la cámara misma de combustión secundaria. También , conforme se calienta el aire de enfriamiento en el pasaje a medida q ue fluye hacia el venturi y es i ntrod ucido a la cámara de premezcla de entrada corriente arriba del venturi , el aire caliente ayuda a la eficiencia de la cámara de combustión para reducir las emisiones contaminantes. El alojamiento externo de la cámara de combustión incluye una banda anular externa que recibe el aire de enfriamiento a través de aberturas de salida corriente arriba del venturi. El aire es dirigido después corriente arriba aun más a través de una pluralidad de agujeros de entrada para aire que conducen a la cámara de premezcla permitiendo que el aire de enfriamiento precalentado fluya del pasaje de aire a la pared de ataque del venturi a el área de premezclado. La pared de la cámara de combustión incluye una pluralidad de anillos elevados para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor de la pared de combustión al aire, dando a la pared más área de superficie para contacto con el aire. Aunque se usa una pared concéntrica separada para formar el pasaje de enfriamiento de aire alrededor de la cámara de combustión y el venturi, es posible en una modalidad alternativa que la pared externa de la cámara de combustión misma pudiera proporcionar esa función. Es un objetivo de la presente invención reducir las emisiones de óxido nítrico (NOx) en un sistema de cámara de combustión de turbina a gas a la vez que mantiene una flama estable en una condición de operación deseada mientras que proporciona enfriamiento con aire de la cámara de combustión y el venturi. Es otro objetivo de esta invención proporcionar un sistema de cámara de combustión de baja emisión que utiliza un venturi para proporcionar usos múltiples del aire de enfriamiento para la cámara de combustión y el venturi. Y aun otro objetivo de esta invención es bajar la temperatura de flama de "apagado" de la cámara de combustión mediante la utilización de aire precalentado en el proceso de premezclado que resulta del enfriamiento de la cámara de combustión y del venturi. De acuerdo con estos y otros objetivos, que se harán aparentes en la presente después, la invención del momento será descrita ahora con referencia en particular a los dibujos adjuntos.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra una vista de elevación lateral en sección transversal de un sistema de combustión de turbina a gas que representa a la técnica anterior, la cual muestra un pasaje para enfriamiento de aire que se vacía en y alrededor de la cámara de combustión. La Figura 2 muestra un sistema de combustión de turbina a gas en una vista en perspectiva de acuerdo con la presente invención. La Figura 3 muestra una vista en elevación lateral en sección transversal de un sistema de cámara de combustión de turbina a gas de acuerdo con la presente invención. La Figura 4 muestra una versión en corte en sección transversal de la cámara de combustión y venturi y porciones de la cámara de premezclado como se utilizan en la presente invención. La Figura 5 muestra una vista de sección transversal, 10 parcialmente cortada del pasaje de aire de enfriamiento en el extremo corriente arriba del venturi en la cámara de banda anular para recibir aire de enfriamiento para introducir el aire a la cámara de premezclado. La Figura 6 es una vista en corte y agrandada del extremo de popa de la pared de la cámara de combustión en sección transversal.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra una cámara de combustión 110 de turbina a gas existente bien conocida en la técnica anterior. La cámara de combustión 110 incluye un venturi 111, una cámara 112 de premezclado para premezclar aire y combustible, una cámara 113 de combustión y una tapa 115 de combustión. Como se muestra en esta cámara de combustión de la técnica anterior, el aire de enfriamiento, representado mediante flechas, fluye bajo presión a lo largo de la pared externa del venturi 111. El aire de enfriamiento entra al sistema a través de ubicaciones múltiples a lo largo del revestimiento 110. Una porción del aire entra a través de los agujeros 120, mientras que el restante corre a lo largo de la cubierta externa. El aire de enfriamiento, que se fuerza bajo presión, con el compresor de la turbina como la fuente, entra al sistema a través de una pluralidad de agujeros 121. Como se puede ver en la Figura 1, el aire de enfriamiento impacta y enfría las paredes 127 convergente/divergente del venturi 111, las cuales son de forma cónica y viaja corriente abajo a través del pasaje 114 cilindrico enfriando las paredes de la cámara 113 del cilindro de combustión. El aire de enfriamiento sale a lo largo de la pared de la cámara de combustión a través de la abertura 124 anular de descarga. El aire es vertido entonces al proceso de combustión corriente abajo. Una porción del aire de enfriamiento entra también a la zona de premezclado a través de los agujeros 126. El aire de enfriamiento restante procede al extremo frontal del revestimiento donde entra a través de los agujeros 123 y la tapa 115 de combustión. La porción del aire de enfriamiento que no entra a través de los agujeros 123, entra y mezcla el gas y el combustible a través del área 124. La Patente de E. U. No. 5,117,636 discute la configuración del venturi de la técnica anterior mostrado en la Figura 1. Se discuten problemas relacionados con el aire de enfriamiento que sale adyacente al venturi 111 a través de la salida 125 de pasaje que interfiere con el proceso y mezcla de la combustión con base en lo que la Patente '636 establece como una zona de separación. La presente invención alivia completamente cualquiera de los problemas surgidos en la Patente '636. Haciendo referencia ahora a las Figuras 2 y 3, la presente invención se muestra como una cámara 10 de combustión de turbina a gas que incluye un venturi 11. El venturi 11 incluye una porción cilindrica que forma la cámara 13 de combustión y paredes de venturi formadas unitariamente que convergen y divergen en la dirección corriente abajo formando una garganta 11a restringida anular o circular. El propósito del venturi y de la garganta 11a restringida es evitar el retorno de la flama desde la cámara 13 de combustión. La cámara 12 es la cámara de premezcla donde se mezclan aire y combustible y son forzados bajo presión corriente abajo hacia la garganta 11a de venturi hacia la cámara 13 de combustión. Una pared 11b concéntrica, parcialmente cilindrica rodea el venturi 11 que incluye las paredes de venturi convergente y divergente para formar un pasaje 14 de aire entre el venturi 11 y la pared 11b concéntrica que permite que el aire de enfriamiento pase a lo largo de la superficie externa del venturi 11 para enfriamiento. El exterior de la cámara 10 de combustión está rodeado por un alojamiento (no mostrado) y contiene aire bajo presión que se mueve corriente arriba hacia la zona 12 de premezcla, el aire que se recibe del compresor de la turbina. Este es aire a muy alta presión. El pasaje 14 de aire de enfriamiento tiene aberturas 27 para entrada de aire las cuales permiten que entre el aire a alta presión que rodea la cámara de combustión a través de las aberturas 27 y que se reciba en la primera porción 45 del pasaje 14 que rodea el venturi 11. El aire de enfriamiento pasa a lo largo del venturi 11 pasando las paredes de venturi convergente y divergente y la garganta 11a de venturi. El aire de enfriamiento precalentado sale a través de las aberturas 28 de salida que salen a una cámara 16 anular de cincho. La cámara de combustión utiliza el aire de enfriamiento que ha sido calentado y permite que entre a la cámara 12 de premezcla a través de las aberturas 29 y 22. En las Figuras 5 y 6 se muestran detalles. Notar que éste es aire calentado que ha sido usado para enfriamiento, que ahora va a ser introducido en la cámara de premezcla, corriente arriba de la pared convergente del venturi y corriente arriba de la garganta 11a del venturi. Usar aire precalentado impulsa la relación f/a hacia un límite pobre para reducir NOx mientras que mantiene una flama estable. Haciendo referencia ahora a la Figura 4, el pasaje 14 para aire de enfriamiento incluye una pluralidad de separadores 14a que separan el venturi 11 de la pared 11b. La pared 16 de cincho define una colindancia radialmente externa de la segunda porción 46 del pasaje 14 y proporciona una cámara substancialmente anular que permite que el aire a presión del exterior y el aire de enfriamiento que sale sean recibidos en la cámara 12 de premezcla. En el extremo corriente abajo de la cámara 13 de combustión, definido por el extremo anular de popa del venturi 11, está dispuesto un anillo 40 de bloqueo de aire anular que evita que cualquier aire de enfriamiento fugue corriente abajo hacia la cámara de combustión. Esto alivia cualesquiera problemas de combustión causados por el aire de enfriamiento como se delinea en la técnica anterior antes discutida. Haciendo referencia ahora a la Figura 5, se muestra el pasaje 14 de aire a lo largo de la sección de venturi que tiene las paredes convergente y divergente y la garganta 11a con aire de enfriamiento que pasa a través y que sale a través de aberturas 28 que van hacia la cámara de aire formada por la pared 16 de cincho. Aire adicional bajo una presión mayor entra a través de las aberturas 32 y fuerza aire incluyendo el aire de enriamiento ahora calentado en el pasaje 14 para ser forzado a través de las aberturas 22 y 29 hacia la cámara 12 de premezcla. La Figura 6 muestra la porción de extremo de popa de la cámara 13 de combustión y el extremo del venturi 11 que incluye el anillo 40 de bloqueo que es anular y está dispuesto y unido en una manera sellante alrededor de la porción de popa entera del venturi 11. El aire de enfriamiento que entra al pasaje 14 no puede escapar o no se permite que pase hacia ninguna porción de la cámara 13 de combustión. Notar que algo de aire se permite hacia la pared de cámara posterior más allá de la cámara 13 de combustión a través de las aberturas 30 a 31 las cuales están dispuestas alrededor del exterior de la cámara 10 de combustión y para enfriar el extremo de popa de la cámara de combustión. La invención incluye también el método de enfriamiento mejorado de una cámara de combustión y venturi que permite que el aire usado para enfriamiento aumente la eficiencia del proceso mismo de combustión para reducir emisiones de NOx. Con respecto al flujo de aire, el aire de enfriamiento entra al pasaje 14 externo de venturi a través de aberturas 27 múltiples. Una cantidad predeterminada de aire se dirige al pasaje 14 mediante un elemento 17. El aire de enfriamiento es forzado corriente arriba por el anillo 40 de bloqueo que se expande para hacer contacto con la cámara 10 de combustión bajo condiciones de carga térmica. El aire de enfriamiento viaja corriente arriba a través de las secciones convergente/divergente de la primera porción 45 del pasaje 14 donde sale hacia la segunda porción del pasaje 14 a través de las aberturas 28 en el venturi 11 y la cámara 10 de combustión. El aire de enfriamiento llena entonces una cámara creada mediante un cincho 16 de anillo completo. Debido a la caída de presión y el incremento en temperatura que ha ocurrido en toda la trayectoria de enfriamiento, se introduce aire de suministro que está a una presión incrementada, hacia la cámara 16 de cincho a través de agujeros 32 múltiples. El aire de enfriamiento pasa alrededor de múltiples elementos 18 que están ubicados en toda la cámara 16 de cincho para soporte del cincho bajo presión. El aire de enfriamiento se introduce entonces a la cámara de premezcla a través de los agujeros 22 y ranuras 29 en la cámara 10 de combustión. No ocurren fugas ¡ndeseadas entre el pasaje 14 de enfriamiento y la cámara 12 de premezclado debido al soporte 19 delantero, que está fijado a la cámara 10 de combustión y venturi 11. El resto del aire de enfriamiento no introducido al pasaje 14 a través de las aberturas 27 pasa sobre el elemento 17 y viaja corriente arriba para ser introducido a la cámara 10 de combustión o tapa 15. Este aire es introducido a través de ubicaciones múltiples delante de la cavidad 16 de cincho. Es a través de este proceso, que el aire redirigido que fue usado para enfriamiento y suministrado para combustión, que disminuye la relación de combustible a aire, de manera que el NOx se reduce sin crear una flama inestable. Aunque se ha descrito la invención y se conoce como la modalidad preferida en el presente, se debe entender que la invención no va a estar limitada a la modalidad descrita, sino, al contrario, se pretende que cubra varias modificaciones y arreglos equivalentes dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

17 REIVINDICACIONES
1. Una cámara de combustión de baja emisión (NOx) mejorada para uso con motor de turbina a gas que comprende: un revestimiento que tiene una primera pared generalmente anular y que incluye una cámara dé premezcla para mezclar combustible y aire y una cámara de combustión para quemar dicho combustible y aire, dicha cámara de premezcla en comunicación con dicha cámara de combustión, dicha primera pared anular que tiene por lo menos una primera abertura; un venturi que tiene una segunda pared generalmente anular que incluye una pared.convergente, una pared divergente, dicha pared convergente conectada a dicha pared divergente por lo que se define una porción de garganta del venturi, dicha porción de garganta está colocada entre dicha cámara de premezcla y dicha cámara de combustión, y dicha segunda pared generalmente anular está radialmente hacia dentro desde dicha primera pared generalmente anular y tiene un extremo de popa adyacente a dicha por lo menos una primera abertura, y dicha segunda pared anular está radialmente hacia dentro desde dicha primera pared anular y tiene un extremo de popa adyacente a dicha por lo menos una primera abertura y por lo menos una segunda abertura en la misma; un pasaje para hacer fluir aire de enfriamiento a través de dicho venturi, dicho pasaje que se extiende desde dicha por lo menos una primera abertura hasta dicha por lo menos una segunda abertura, 18 dicha por lo menos una segunda abertura está radialmente hacia fuera de dicha cámara de premezcla, dicho pasaje incluye una primera porción radialmente hacia adentro desde dicha primera pared y radialmente hacia fuera desde dicha segunda pared, y una segunda porción radialmente hacia fuera desde dicha cámara de premezcla, dicha segunda porción que se extiende desde dicha primera porción hasta dicha por lo menos una segunda abertura, y dicha primera abertura está radialmente hacia fuera desde dicha primera porción; y un anillo de bloqueo que se extiende desde dicho extremo de popa de dicha segunda pared anular hasta dicha primera pared anular y conectada de manera sellante a la misma, dicho anillo de bloqueo que evita que el aire de enfriamiento en dicha primera porción de dicho pasaje fluya directamente a dicha cámara de combustión sin fluir a través de dicha segunda porción de dicho pasaje; en donde dicho pasaje está en comunicación de fluido con dicha por lo menos una primera abertura y dicha por lo menos una segunda abertura, dicho pasaje se comunica con dicha cámara de premezcla a través de dicha por lo menos una segunda abertura, y el aire de enfriamiento, después de haber sido calentado mediante enfriamiento de dicho venturi, sale de dicho pasaje hacia la cámara de premezcla por lo que aumenta la eficiencia del proceso de combustión y reduce emisiones de NOx.
2. La cámara de combustión de baja emisión (NOx) de la reivindicación 1, que incluye además una pared de cincho substancialmente anular radialmente hacia fuera desde la primera 19 pared anular, y por lo menos una tercera abertura en dicha primera pared anular, dicha primera porción de dicho pasaje que se comunica con dicha segunda porción de dicho pasaje a través de dicha tercera abertura, en donde dicha pared de cincho define un límite radialmente externo de la segunda porción del pasaje.
3. La cámara de combustión de baja emisión (NOx) como en la reivindicación 2, en donde dicha por lo menos una primera abertura comprende una pluralidad de primeras aberturas separadas circunferencialmente alrededor de la primera pared anular, y cada una de dichas primeras aberturas está radialmente hacia fuera de la primera porción del pasaje.
4. La cámara de combustión de baja emisión de NOx de la reivindicación 3, en donde dicha por lo menos una segunda abertura comprende una pluralidad de segundas aberturas separadas circunferencialmente alrededor de la primera pared anular, y cada una de dichas segundas aberturas está radialmente hacia fuera de la cámara de premezcla.
5. La cámara de combustión de baja emisión de NOx como en la reivindicación 4, en donde dicha por lo menos una tercera abertura comprende una pluralidad de terceras aberturas separadas circunferencialmente alrededor de la primera pared anular, y cada una de dichas terceras aberturas está radialmente hacia fuera del venturi.
6. Un método para enfriar un venturi en una cámara de combustión para un motor de turbina a gas, dicho método que comprende: 20 proporcionar un revestimiento de cámara de combustión que tiene una primera pared anular y que incluye una cámara de premezcla para mezclar combustible y aire y una cámara de combustión para quemar dicho combustible y aire, dicha cámara de premezcla en comunicación con dicha cámara de combustión, y dicha primera pared anular que tiene por lo menos una primera abertura; proporcionar un venturi que comprende una segunda pared anular que incluye una pared convergente y una pared divergente, dicha pared convergente conectada a dicha pared divergente por lo que se define una porción de garganta del venturi, dicha porción de garganta está entre dicha cámara de premezcla y dicha cámara de combustión, dicha segunda pared anular está radialmente hacia dentro desde dicha primera pared anular y tiene un extremo de popa adyacente a dicha por lo menos una primera abertura; proporcionar un pasaje para hacer fluir aire de enfriamiento a través de dicho venturi, dicho pasaje que se extiende desde dicha primera abertura hasta por lo menos una segunda abertura, dicha por lo menos una segunda abertura está colocada radialmente hacia fuera de dicha cámara de premezcla y en comunicación con la misma, dicho pasaje incluye una primera porción radialmente hacia adentro desde dicha primera pared y radialmente hacia fuera desde dicha segunda pared y que se extiende a lo largo de dicha pared divergente y dicha pared convergente, y una segunda porción radialmente hacia fuera desde dicha cámara de premezcla, dicha segunda porción que se extiende desde dicha primera porción hasta dicha por lo menos una 21 segunda abertura; hacer fluir aire de enfriamiento a través de dicha por lo menos una primera abertura a dicha primera porción de dicho pasaje; transferir calor desde dicha segunda pared hasta dicho aire de enfriamiento, por lo que se enfría dicha segunda pared y se calienta dicho aire de enfriamiento; hacer fluir dicho aire de enfriamiento desde dicha primera porción de dicho pasaje hacia dicha segunda porción de dicho pasaje; hacer fluir dicho aire de enfriamiento desde dicha segunda porción de dicho pasaje a través de dicha por lo menos una segunda abertura hacia dicha cámara de premezcla.
7. El método de la reivindicación 6 en donde el paso de transferir calor desde dicha segunda pared a dicho aire de enfriamiento incluye transferir calor desde dicha pared divergente a dicho aire de enfriamiento, y subsiguientemente transferir calor desde dicha pared convergente a dicho aire de enfriamiento.
8. Un método para producir bajas emisiones de óxido nitroso de una cámara de combustión de un motor de turbina a gas, dicho método que comprende: proporcionar un revestimiento de cámara de combustión en dicha cámara de combustión, dicho revestimiento que tiene una primera pared anular y que incluye una cámara de premezcla para mezclar combustible y aire y una cámara de combustión para quemar dichos combustible y aire, dicha cámara de premezcla en comunicación con dicha cámara de combustión, y dicha primera pared 22 anular que tiene por lo menos una primera abertura; proporcionar un venturi que comprende una segunda pared anular que incluye una pared convergente y una pared divergente, dicha pared convergente conectada a dicha pared divergente por lo que se define una porción de garganta del venturi, dicha porción de garganta está entre dicha cámara de premezcla y dicha cámara de combustión, dicha segunda pared anular está radialmente hacia dentro desde dicha primera pared anular y tiene un extremo de popa adyacente a dicha por lo menos una primera abertura; proporcionar un pasaje para hacer fluir aire de enfriamiento a través de dicho venturi, dicho pasaje que se extiende desde dicha primera abertura hasta por lo menos una segunda abertura, dicha por lo menos una segunda abertura está colocada radialmente hacia fuera de dicha cámara de premezcla y en comunicación con la misma, dicho pasaje incluye una primera porción radialmente hacia adentro desde dicha primera pared y radialmente hacia fuera desde dicha segunda pared y que se extiende a lo largo de dicha pared divergente y dicha pared convergente, y una segunda porción radialmente hacia fuera desde dicha cámara de premezcla, dicha segunda porción que se extiende desde dicha primera porción hasta dicha por lo menos una segunda abertura; hacer fluir aire de enfriamiento a través de dicha por lo menos una primera abertura a dicha primera porción de dicho pasaje; transferir calor desde dicha segunda pared hasta dicho aire de enfriamiento, por lo que se enfría dicha segunda pared y se calienta 23 dicho aire de enfriamiento; hacer fluir dicho aire de enfriamiento desde dicha primera porción de dicho pasaje hacia dicha segunda porción de dicho pasaje; hacer fluir dicho aire de enfriamiento desde dicha segunda porción de dicho pasaje a través de dicha por lo menos una segunda abertura hacia dicha cámara de premezcla; y mezclar dicho aire de enfriamiento calentado con combustible en dicha cámara de premezcla y quemar dicho aire de enfriamiento y dicho combustible.
9. El método de la reivindicación 8 en donde el paso de transferir calor desde dicha segunda pared a dicho aire de enfriamiento incluye transferir calor desde dicha pared divergente a dicho aire de enfriamiento, y subsiguientemente transferir calor desde dicha pared convergente a dicho aire de enfriamiento.
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