RU2526410C2 - Способ поэтапного изменения подачи топлива в устройстве с камерой сгорания - Google Patents

Способ поэтапного изменения подачи топлива в устройстве с камерой сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2526410C2
RU2526410C2 RU2012114579/06A RU2012114579A RU2526410C2 RU 2526410 C2 RU2526410 C2 RU 2526410C2 RU 2012114579/06 A RU2012114579/06 A RU 2012114579/06A RU 2012114579 A RU2012114579 A RU 2012114579A RU 2526410 C2 RU2526410 C2 RU 2526410C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vortex
fuel
mixing
air
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2012114579/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012114579A (ru
Inventor
Дональд У. КЕНДРИК
Original Assignee
Лин Флейм, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лин Флейм, Инк. filed Critical Лин Флейм, Инк.
Publication of RU2012114579A publication Critical patent/RU2012114579A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2526410C2 publication Critical patent/RU2526410C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/30—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply comprising fuel prevapourising devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F05D2250/14—Two-dimensional elliptical
    • F05D2250/141—Two-dimensional elliptical circular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14004—Special features of gas burners with radially extending gas distribution spokes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00015—Trapped vortex combustion chambers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

Способ поэтапного изменения подачи топлива при эксплуатации реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, имеющего, по меньшей мере, одну полость с захваченным вихрем, при этом реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем дополнительно имеет как входное устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси в основное впускное отверстие реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, так и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в, по меньшей мере, одну подобную полость с захваченным вихрем в реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем. Входное устройство для предварительного смешивания содержит множество концентрических копланарных кольцевых элементов с аэродинамической формой, расположенных выше по потоку основного впускного отверстия, выровненных в аксиальном направлении в пределах проточного канала. Каждый кольцевой элемент имеет внутренний канал для топлива и дополнительно имеет множество отверстий для впрыска топлива, в результате чего топливо проходит из внутреннего канала во входной поток текучей среды вблизи кольца. Между каждыми двумя кольцевыми элементами образован кольцевой канал. Кольца дополнительно адаптированы, в результате чего отверстия для впрыска топлива ориентированы для впрыска топлива под углом, имеющим абсолютную величину от приблизительно 0о до приблизительно 90о относительно аксиального направления. Множество отверстий для впрыска топлива имеют неодинаковые диаметры, которые имеют разные величины. Каждая из величин выбрана для обеспечения заданного диапазона отношений мгновенных потоков топлива и воздуха. Вихревое устройство для предварительного смешивания содержит отверстия для впуска топлива и для впуска воздуха, камеру, в которой топливо и воздух смешиваются, и отверстие для выпуска воздушно-топливной смеси. Устройство для предварительного смешивания присоединено к реактору с камерой сгорания с захваченным вихрем так, что выпускное отверстие обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в реакционную полость с захваченным вихрем, и так, что воздушно-топливная смесь вводится в полость с захваченным вихрем под таким углом, что воздушно-топливная смесь соединяется с потоком вихря приблизительно сонаправленно с вихревым потоком. Способ также включает регулирование частей воздушно-топливной смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания, и вихревое устройство для предварительного смешивания, для приспосабливания к отличающимся нагрузкам во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем. Изобретение направлено на обеспечение устройством предварительного смешивания равномерного распределения топлива по площади поперечного сечения впускного отверстия камеры сгорания, получение однородной воздушно-топливной смеси, уменьшение габаритов зоны предварительного смешивания и снизить уровень выбросов вредных веществ. 23 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Изобретение относится к области турбин внутреннего сгорания и газовых турбин и, в частности, к конструкциям газовых турбин для обеспечения низкого уровня сухих выбросов и более точно относится к устройству и способам предварительного смешивания топлива и воздуха для обеспечения сверхнизких выбросов, образующихся при горении.
Устройство для предварительного смешивания может быть полезным для повышения стабильности пламени в системе выделения/преобразования энергии, такой как камера сгорания для энергоснабжения газотурбинного двигателя или генератора. Для краткости в данном описании везде используется термин «камера сгорания», но следует понимать, что в более общем случае изобретение относится к системам выделения/преобразования энергии, которые могут приводиться в действие или в качестве камеры сгорания, или в качестве устройства для риформинга топлива в зависимости от рабочих условий, а также в качестве специализированной камеры сгорания и специализированного устройства для риформинга. Если контекст явным образом не требует иного, термины «камера сгорания», «устройство для риформинга» и «система выделения/преобразования энергии» следует рассматривать как полностью взаимозаменяемые.
Устройства для предварительного смешивания, используемые в настоящее время в данной области техники, включают в себя узлы с конфигурацией, подобной «ступице и спицам», подобные тем, которые используются компаниями Дженерал электрик (General Electric), Пратт энд Уитни (Pratt & Whitney), Сименс (Siemens) и т.д. и которые размещены на входе в камеру сгорания, при этом топливо подается через ступицеобразный элемент и выходит из радиальных спицеобразных элементов и/или встроены в лопатки завихрителя. Спицеобразные элементы данных устройств для предварительного смешивания имеют множество аксиальных отверстий с одинаковыми размерами, поперечных к впускному отверстию камеры сгорания. При конструировании данных устройств для предварительного смешивания стремятся оптимизировать их для определенного отношения мгновенных потоков топлива и воздуха. Соответственно, данные устройства для предварительного смешивания лучше всего работают в узком диапазоне мощности и не обеспечивают наиболее однородной воздушно-топливной смеси во всем рабочем диапазоне двигателя. Система будет создавать зоны или со слишком бедной, или со слишком богатой воздушно-топливной смесью, отрицательно влияющие на выбросы. Таким образом, из этого следует, что дополнительное улучшение работы систем выделения/преобразования энергии может быть возможным при изменении конструкции устройства для предварительного смешивания, используемого совместно с данными системами, для обеспечения лучшего функционирования в более широком диапазоне рабочих условий.
В одном классе устройств с камерой сгорания, известном как камеры сгорания с «захваченным вихрем» (TVC), как указано в дальнейшем в данном описании, в зоне горения образована полость, например, между плохо обтекаемыми телами или в стенке камеры сгорания, в которой будут образовываться вихри и/или другая турбулентность, для стабилизации горения при бедных смесях. См., например, патент США №5857339 на имя Roquemore и др. Топливо и/или воздух могут нагнетаться в полость с захваченным вихрем через отдельные инжекторы для обеспечения большего смешивания в данной зоне и дополнительного повышения стабильности пламени. Отдельные элементы для впрыска топлива и воздуха могут быть расположены, например, на передней и задней стенках зоны с захваченным вихрем, ограниченной стенками полости камеры сгорания. См., например, патент США №5791148 на имя Burrus.
В работе Haynes и др., опубликованной в GE Global Research и озаглавленной ″Advanced Combustion Systems for Next Generation Gas Turbines, Final Report″, январь 2006 (DE-FC26-01NT41020), описана камера сгорания, аналогичная по конфигурации камере сгорания, описанной в патенте на имя Burrus. В некоторых вариантах осуществления, раскрытых в работе Haynes и др., в качестве альтернативы отдельным отверстиям для впуска топлива и воздуха, подобным ранее используемым на практике, топливо и воздух могут быть предварительно смешаны и введены через входной конус и/или через переднюю или заднюю стенки полости камеры сгорания. Варианты осуществления, в которых предварительная смесь вводилась как во входной конус, так и в полость камеры сгорания, приводили к образованию двух вихрей одного над другим при сильно турбулентном перемешивании.
В патенте США №7603841 на имя Steele и др., в котором описан другой вариант осуществления камеры сгорания с захваченным вихрем, раскрыта камера сгорания, имеющая предварительное смешивание на входе, а также задние форсунки, обеспечивающие ввод в полость камеры сгорания, частично ограниченную плохо обтекаемым телом. В данном варианте осуществления задние форсунки направлены в направлении, противоположном направлению потока поступающей предварительной смеси, для обеспечения турбулентного вихревого перемешивания.
До сих пор все конструкции камеры сгорания с захваченным вихрем, в которых обеспечивалось нагнетание топлива, воздуха и/или предварительно смешанных топлива и воздуха в полость камеры сгорания, были выполнены с возможностью индуцирования турбулентности для обеспечения образования дополнительных вихрей или же усиления турбулентного перемешивания в вихревой полости. Например, на фиг.3-7 работы Haynes и др. показан двойной захваченный вихрь в каждой полости камеры сгорания с захваченным вихрем. «Естественный» поток, который имел бы место в данных полостях, означающий поток текучей среды, который имел бы место естественным образом в полостях при отсутствии впрыска предварительной смеси, при условии, что поток в противном случае проходит по основной траектории потока в камере сгорания, представляет собой один вихрь. В случае, показанном на фиг.3-7 работы Haynes и др., второй вихрь в картине «двойного вихря» создается за счет впрыска предварительной смеси в полость камеры сгорания с захваченным вихрем и в противном случае не существовал бы. В других случаях, например тогда, когда создается только один вихрь, основной показанный вихрь мог бы существовать иным образом, но он существенно изменяется под действием добавляемой предварительной смеси, например, за счет его поступательного смещения из его естественного местоположения в полости, делается значительно более турбулентным или же в значительной степени искажается.
В патентной публикации США 2008/0092544 А1 на имя Rakhmailov (далее публикация ′544), принадлежащей заявителю по данной заявке, раскрыто устройство для предварительного смешивания, предусмотренное в комбинации с камерой сгорания, выполненной в соответствии с описанием патента США №7086854 на имя Rakhmailov и др. (далее патент ′854), принадлежащего заявителю по данной заявке. Устройство для предварительного смешивания в публикации ′544 предусмотрено только на входе камеры сгорания. Поток текучей среды во впускном отверстии данной камеры сгорания имеет высокую скорость, и, таким образом, предварительное смешивание на входе осуществляется в среде, обладающей высокой скоростью.
Несмотря на то, что конструкция, описанная в публикации ′544, предусматривает добавление входного устройства для предварительного смешивания к камере сгорания с рециркулирующим вихрем, описанной в патенте ′854, ни одно из данных двух описаний не содержит какого-либо упоминания о средстве для впрыска топлива, воздуха и/или предварительно смешанных топлива и воздуха непосредственно в вихревую полость. Действительно, в патенте ′854 определенно не предусмотрена возможность подачи топлива в горячий подвергающийся рециркуляции газ в полости с рециркулирующим вихрем, при этом в указанном патенте утверждается, что турбулентное механическое перемешивание может привести к уменьшению общей скорости рециркуляции, что приводит к неравномерному распределению топлива и к снижению температур в тех зонах, где рециркулирующий поток соединяется с входным потоком, что противоречит целям разработки по патенту ′854.
Каждое из соответствующих описаний патента на имя Roquemore и др., патента на имя Burrus, конструкции, приведенной в работе Haynes и другие, патента на имя Steele и др., патента ′854 и публикации ′544 полностью включено в настоящее описание путем ссылки во всех отношениях.
Было бы желательно усовершенствовать предшествующий уровень техники в ряде аспектов. Во-первых, было бы желательно усовершенствовать входные устройства для предварительного смешивания для камеры сгорания любого типа посредством выполнения устройства для предварительного смешивания в большей степени адаптируемым к более широкому диапазону условий работы. Во-вторых, было бы желательно обеспечить предварительное смешивание в вихревой зоне камеры сгорания для усиления, а не для разрушения обычного вихревого потока. В-третьих, было бы желательно разработать способы использования входных и вихревых устройств для предварительного смешивания предпочтительно в комбинации друг с другом.
Задача изобретения состоит в разработке более совершенного устройства для предварительного смешивания топлива и воздуха и способа использования его в камерах сгорания.
К желательным свойствам подобного устройства для предварительного смешивания относятся следующие:
- устройство для предварительного смешивания должно обеспечивать равномерное распределение топлива по площади поперечного сечения впускного отверстия камеры сгорания,
- устройство для предварительного смешивания должно обеспечивать получение однородной воздушно-топливной смеси в широком диапазоне условий работы двигателя,
- устройство для предварительного смешивания должно обеспечивать малую длину зоны предварительного смешивания,
- устройство для предварительного смешивания должно быть совместимым с широким спектром видов топлива, включая все газообразные и жидкие виды топлива, используемые в газовых турбинах,
- устройство для предварительного смешивания должно обеспечивать низкий уровень выбросов вредных веществ,
- устройство для предварительного смешивания или отдельное устройство для предварительного смешивания должно быть адаптируемым, чтобы способствовать стабилизации горения в полости с захваченным вихрем в камере сгорания с захваченным вихрем, в соответствии со структурами потока, для которых была предназначена камера сгорания с захваченным вихрем, включая структуры с малой турбулентностью в тех случаях, где они используются,
- должна быть обеспечена возможность согласования работы любого множества устройств для предварительного смешивания, используемых в конструкции, для обеспечения наилучшей эксплуатации в рабочем диапазоне системы,
- разработанные системы предварительного смешивания и способы должны быть применимы для широкого ряда применений.
В одном варианте осуществления данные цели могут быть достигнуты посредством выполнения входного узла для предварительного смешивания, содержащего ступицеобразный элемент, множество радиальных спицеобразных элементов и множество концентрических аэродинамических форсуночных колец, прикрепленных к спицеобразным элементам, с множеством радиально направленных отверстий для впрыска. Отверстия для впрыска выполнены с множеством разных диаметров, что способствует хорошему перемешиванию в широком диапазоне мощностей. Благодаря конфигурации и размерам отверстий узел совместим с газами и жидкостями. Радиальная концентрическая конфигурация зоны впрыска обеспечивает возможность получения короткого пути впрыска благодаря большему числу мест впрыска топлива на площади поперечного сечения.
В соответствии со вторым аспектом может быть предусмотрен предназначенный для использования совместно с конструкциями реакторов с захваченным вихрем дополнительный вариант осуществления устройства для предварительного смешивания, который обеспечивает впрыск предварительно смешанных топлива и воздуха непосредственно в полость с захваченным вихрем таким образом, чтобы это было совместимо со структурами потоков в полости, для которых система была предназначена. В том случае, когда данное устройство для предварительного смешивания используется совместно с конструкцией с рециркулирующим вихрем, оно может быть расположено так, что предварительно смешанные топливо и воздух будут соединяться с вихревым потоком тангенциально плавно и непрерывно и/или для усиления горения в тороидальной камере сгорания. В других конструкциях предварительная смесь может быть введена в одном или нескольких местах камеры сгорания с захваченным вихрем в одном или нескольких направлениях в соответствии с локальным вихревым потоком в зоне введения.
Также могут быть разработаны способы использования двух вариантов осуществления, описанных выше, совместно друг с другом, и их установочные параметры могут быть отрегулированы с обеспечением согласования друг с другом для поэтапного изменения подачи топлива во время эксплуатации. Таким образом, в результате был получен чрезвычайно низкий уровень выбросов вредных веществ.
В других вариантах осуществления альтернативные схемы расположения полостей камеры сгорания предусмотрены для реализации на практике поэтапного изменения подачи топлива в устройстве с камерой сгорания с захваченным вихрем, содержащем входное устройство для предварительного смешивания, предназначенное для впрыска воздушно-топливной смеси во впускное отверстие устройства с камерой сгорания, и одно или несколько вихревых устройств для предварительного смешивания, предназначенных для впрыска воздушно-топливной смеси в рециркулирующий вихрь в каждой из одной или нескольких полостей с захваченным вихрем. Множество полостей камеры сгорания с захваченным вихрем, подача в которые осуществляется из устройств для предварительного смешивания, могут быть расположены и простираться в аксиальном направлении, в радиальном направлении, по периферии, внутри или с обеспечением комбинаций данных расположений. Данные схемы расположения могут быть использованы совместно со способом поэтапного изменения подачи топлива, при этом соотношение долей смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания и соответствующие вихревые устройства для предварительного смешивания, может варьироваться в зависимости от условий эксплуатации.
Устройство с камерой сгорания и способы в соответствии с изобретением могут быть использованы во всех применениях газовых турбин, включая, без ограничения, выработку электроэнергии на суше, двигатели реактивных самолетов коммерческой авиации, вспомогательные силовые установки (ВСУ) для летательных аппаратов, на электростанции комбинированного цикла производства электроэнергии с внутрицикловой газификацией угля (IGCC) и в теплоэлектроцентралях (СНР) или на теплоэлектростанциях.
Таким образом, согласно первому объекту изобретения создан способ поэтапного изменения подачи топлива при эксплуатации реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, имеющего, по меньшей мере, одну полость с захваченным вихрем, при этом реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем дополнительно имеет как входное устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси в основное впускное отверстие реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, так и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в, по меньшей мере, одну подобную полость с захваченным вихрем в реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем, причем входное устройство для предварительного смешивания содержит множество концентрических копланарных кольцевых элементов с аэродинамической формой, расположенных выше по потоку основного впускного отверстия, выровненных в аксиальном направлении в пределах проточного канала, при этом каждый кольцевой элемент имеет внутренний канал для топлива, каждый кольцевой элемент дополнительно имеет множество отверстий для впрыска топлива, в результате чего топливо проходит из внутреннего канала во входной поток текучей среды вблизи кольца, причем между каждыми двумя кольцевыми элементами образован кольцевой канал, при этом кольца дополнительно адаптированы, в результате чего (i) отверстия для впрыска топлива ориентированы для впрыска топлива под углом, имеющим абсолютную величину от приблизительно 0 до приблизительно 90 градусов относительно аксиального направления; и (ii) множество отверстий для впрыска топлива имеют неодинаковые диаметры, причем диаметры имеют разные величины, при этом каждая из величин выбрана для обеспечения заданного диапазона отношений мгновенных потоков топлива и воздуха; причем вихревое устройство для предварительного смешивания содержит отверстие для впуска топлива, отверстие для впуска воздуха, камеру, в которой топливо и воздух смешиваются, и отверстие для выпуска воздушно-топливной смеси, при этом устройство для предварительного смешивания присоединено к реактору с камерой сгорания с захваченным вихрем так, что выпускное отверстие обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в реакционную полость с захваченным вихрем, и так, что воздушно-топливная смесь вводится в полость с захваченным вихрем под таким углом, что воздушно-топливная смесь соединяется с потоком вихря приблизительно сонаправленно с вихревым потоком; при этом способ включает регулирование частей воздушно-топливной смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания и вихревое устройство для предварительного смешивания, для приспосабливания к отличающимся нагрузкам во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем.
Предпочтительно, при запуске и при работе на низкой мощности до тех пор, пока не будет достигнуто предельное значение уровня выбросов NOX, подачу топлива осуществляют только через вихревое устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, при работе на средней мощности подачу топлива осуществляют главным образом через входное устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, при работе на высокой мощности подачу топлива осуществляют как через указанное вихревое, так и через входное устройства для предварительного смешивания.
Предпочтительно, объем воздуха, проходящего через вихревое устройство для предварительного смешивания, меньше объема воздуха, проходящего через входное устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, объем воздуха, проходящего через указанное вихревое устройство для предварительного смешивания, составляет менее приблизительно 50% от объема воздуха, проходящего через входное устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, объем воздуха, проходящего через вихревое устройство для предварительного смешивания, находится в пределах от приблизительно 20% до приблизительно 40% от объема воздуха, проходящего через входное устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, по существу постоянно во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, по меньшей мере, минимальное количество воздушно-топливной смеси вводят через вихревое устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, способ применяется во время запуска реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем для приспосабливания к отличающимся нагрузкам.
Предпочтительно, способ применяется во время изменения нагрузок реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем для приспосабливания к отличающимся нагрузкам.
Предпочтительно, способ применяется в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью выработки электроэнергии.
Предпочтительно, способ применяется в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве воздушно-реактивного двигателя для авиации.
Предпочтительно, способ применяется в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве вспомогательной установки для выработки электроэнергии.
Предпочтительно, способ применяется в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве турбины внутреннего сгорания для теплоэлектроцентрали.
Предпочтительно, способ применяется в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве турбины внутреннего сгорания для электростанции с парогазовой установкой с внутрицикловой газификацией угля.
Предпочтительно, реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем содержит множество полостей с захваченным вихрем, каждая из которых соединена с, по меньшей мере, одним вихревым устройством для предварительного смешивания, дополнительно включающий независимое регулирование частей воздушно-топливной смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания и каждое из вихревых устройств для предварительного смешивания, для приспосабливания к отличающимся нагрузкам во время работы указанного реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем.
Предпочтительно, множество полостей с захваченным вихрем включает в себя первую расположенную выше по потоку полость с захваченным вихрем и вторую расположенную ниже по потоку полость с захваченным вихрем, при этом расположенная ниже по потоку полость с захваченным вихрем расположена дальше по потоку в указанном реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем по отношению к указанной первой полости с захваченным вихрем.
Предпочтительно, при запуске и работе на низкой мощности до тех пор, пока не будет достигнут предельный уровень выбросов NOX, подачу топлива осуществляют главным образом через, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в расположенную выше по потоку полость с захваченным вихрем.
Предпочтительно, способ применяется для обеспечения до приблизительно 33% мощности.
Предпочтительно, при работе на средней мощности подачу топлива осуществляют главным образом через входное устройство для предварительного смешивания.
Предпочтительно, способ применяется для обеспечения от приблизительно 33% мощности до приблизительно 66% мощности.
Предпочтительно, при работе на высокой мощности основную подачу топлива обеспечивают через входное устройство для предварительного смешивания и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, соединенное с каждой из полостей с захваченным вихрем.
Предпочтительно, способ применяется для обеспечения приблизительно 66% мощности и более.
Предпочтительно, по существу постоянно во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, по меньшей мере, минимальное количество воздушно-топливной смеси вводят через указанное, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в расположенную выше по потоку полость с захваченным вихрем.
Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидными из приложенных чертежей и нижеследующего подробного описания.
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ далее делается ссылка на нижеприведенное описание, рассматриваемое совместно с приложенными чертежами, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные компоненты и на которых:
фиг.1 - выполненный с разрезом вид в перспективе с входной стороны в направлении выходной стороны трубчато-кольцевой камеры сгорания, включающей в себя два разных устройства для предварительного смешивания в соответствии с определенными вариантами осуществления изобретения;
Фиг.2A - сечение входного устройства для предварительного смешивания, показанного на фиг.1;
Фиг.2B - детализированное сечение спицеобразных и кольцевых элементов, образующих устройство для предварительного смешивания;
Фиг.3 - дополнительные сечения входного устройства для предварительного смешивания, проиллюстрированного на фиг.2A и 2B, которые также показывают местоположение отверстий для впрыска топлива в форсуночных кольцах;
Фиг.4 - выполненный с частичным вырывом и в перспективе вид снаружи тороидальной камеры вихревого устройства для предварительного смешивания, показанного на фиг.1;
Фиг.5 - альтернативный вариант осуществления вихревого устройства для предварительного смешивания, используемого в комбинации с камерой сгорания с захваченным вихрем, имеющей прямолинейные стенки в полости с захваченным вихрем;
Фиг.6A-6C - примеры стратегий поэтапного изменения подачи топлива в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, и фиг.6D-6E представляют собой соответствующие графики зависимости температуры пламени от мощности двигателя; и
Фиг.7A-7D - множество разных компоновок камеры сгорания, имеющих множество полостей камеры сгорания с захваченным вихрем, которые могут быть использованы совместно с управляемыми по отдельности входным и вихревыми устройствами для предварительного смешивания.
Нижеследующее представляет собой подробное описание определенных вариантов осуществления изобретения, выбранных для представления иллюстративных примеров того, как оно может быть предпочтительно реализовано. Объем изобретения не ограничен конкретными описанными вариантами осуществления, а также объем изобретения не ограничен каким-либо определенным вариантом реализации, состава, осуществления или характеристиками, показанными на сопровождающих чертежах или приведенными или описанными в разделе «Краткое изложение сущности изобретения» или в реферате. Кроме того, следует отметить, что в данном описании описан ряд способов, каждый из которых включает множество этапов. Ничто, содержащееся в данном письменном описании, не следует воспринимать как означающее любой обязательный порядок выполнения этапов данных способов за исключением того, что указано явным образом в тексте формулы изобретения.
Настоящее изобретение применимо для любой камеры сгорания газовой турбины или реакционной камеры. Некоторые аспекты данного изобретения соответствуют любой системе выделения/преобразования энергии, имеющей впускное отверстие для газообразного топлива или топлива, имеющего вид переносимых газом частиц жидкости, и окислителя (воздуха). Другие аспекты уместны при условии, что система выделения/преобразования энергии имеет признаки камеры сгорания с захваченным вихрем, которая будет рассмотрена.
Среди множества разных устройств для выделения/преобразования энергии имеются камеры сгорания и реакционные камеры, имеющие в основном установившийся режим циркуляции вихря в соответствии с некоторым аспектом, при этом данный вихрь «находится», по меньшей мере, частично вне прямой траектории потока, проходящей от впускного отверстия к выпускному отверстию камеры сгорания. Термин «камера сгорания с захваченным вихрем» (TVC), используемый в данном описании для обозначения одного класса оборудования, для которого применимо настоящее изобретение, будет использован в качестве наиболее общего названия систем выделения/преобразования энергии (камер сгорания и/или риформинг-установок), имеющих подобные характеристики, и внутренняя часть камеры сгорания, в которой «удерживается» вихрь, будет названа «реакционной полостью с захваченным вихрем». В полости с захваченным вихрем могут «удерживаться» один вихревой поток, два вихревых потока или множество вихревых потоков. Полость с захваченным вихрем может иметь стенки с непрерывной криволинейностью, или она может иметь прямолинейные стенки или стенки с другой формой, или может быть образована между плохо обтекаемыми телами, или может иметь комбинацию стенок и плохо обтекаемых тел. Камера сгорания или реакционная камера также может иметь множество полостей с захваченными вихрями. Примеры вариантов осуществления камеры сгорания с захваченным вихрем в соответствии с патентом на имя Roquemore и др., патентом на имя Burrus, конструкцией, приведенной в работе Haynes и др., и патентом на имя Steele и др. были рассмотрены ранее. Система выделения/преобразования энергии, раскрытая в патенте ′854, хотя и отличается в отношении материалов от данных камер сгорания с захваченным вихрем, должна также рассматриваться как камера сгорания с захваченным вихрем в рамках терминологии, используемой в данном описании.
В отношении камер сгорания с захваченным вихрем могут быть уместными дополнительные соображения, связанные с конструкцией реактора. Вихрь часто предназначен для того, чтобы способствовать поддержанию стабильности пламени в камере сгорания. Кроме того, некоторые конструкции базируются на использовании малой турбулентности для того, чтобы способствовать обеспечению равномерного перемешивания, что создает возможность сжигания бедных смесей при сравнительно низких температурах горения, в результате чего обеспечивается улучшение характеристик выбросов. На практике функционирование системы выделения/преобразования энергии может подвергаться колебаниям и возмущающим воздействиям, например, в результате разрывов непрерывности потока топлива или потока газа через компрессор, небольших разрывов между поверхностями или статистических аномалий, возникающих вследствие небольших отклонений от непрерывного и ламинарного потока, которые неизбежно возникают, когда реальные текучие среды динамически перемещаются с высокими скоростями вдоль реальных поверхностей машины и вступают в химические реакции друг с другом в реальном времени. Подобные отклонения и разрывы непрерывности время от времени могут приводить к нестабильности пламени. Тщательное перемешивание топлива и воздуха перед сжиганием (или риформингом) может быть использовано для улучшения характеристик выбросов и повышения стабильности работы подобных конструкций, а также других конструкций, в которых турбулентность может допускаться или поддерживаться после введения воздушно-топливной смеси.
В конструкциях камер сгорания с захваченным вихрем устройства для предварительного смешивания, расположенные до основного впускного отверстия по ходу потока, использовались для того, чтобы способствовать перемешиванию топлива и воздуха. Однако эксперименты показали, что имеются значительные возможности улучшения эксплуатационных характеристик данных конструкций входных устройств для предварительного смешивания.
В некоторых конструкциях камер сгорания с захваченным вихрем топливо, воздух и/или предварительно смешанные топливо и воздух нагнетались непосредственно в вихрь в камере сгорания для стабилизации работы камеры сгорания в целом. Например, задачей некоторых подобных конструкций было использование вихревого устройства для предварительного смешивания или дискретного впрыска/нагнетания топлива и/или воздуха, чтобы вызвать образование одного или нескольких дополнительных вихрей (в тех зонах, в которых в противном случае существовало бы меньшее число вихрей или только один вихрь) для обеспечения большей турбулентности при смешивании и увеличения времени нахождения текучей среды в вихревой полости камеры сгорания с захваченным вихрем. Однако такой непосредственный впрыск топлива или смеси, подобный ранее используемому на практике, при котором топливо, воздух и/или предварительно смешанные топливо и воздух вводятся под давлением в естественный вихревой поток с разрушением его, может привести к неравномерному перемешиванию и горячим участкам и может быть квазиоптимальным для снижения токсичности выхлопа.
Таким образом, дополнительные и разные режимы предварительного смешивания, помимо тех, которые уже используются на практике в данной области техники, могут быть предпочтительными как для конструкций камер сгорания с захваченным вихрем (включая камеры сгорания с захваченным вихрем с малой турбулентностью), так и для конструкций без камер сгорания с захваченным вихрем. Однако существуют определенные проблемы, которые должны быть решены для обеспечения успешного использования устройства для предварительного смешивания.
В систему выделения/преобразования энергии, как правило, подается воздух для горения в сжатом состоянии, поступающий из компрессора. Предварительно смешанные топливо и воздух, находящиеся под сравнительно высокими давлениями и при сравнительно высоких температурах, которые характеризуют потоки на выходе из компрессора, имеют тенденцию быть очень взрывоопасными. Для избежания подобного взрыва предварительное смешивание в подобной среде может выполняться таким образом, чтобы уменьшилось время нахождения смеси, полученной в результате предварительного смешивания, в зоне перед вводом в камеру сгорания. Это означает, что устройство для предварительного смешивания предпочтительно должно быть расположено настолько близко к впускному отверстию камеры сгорания, насколько это возможно на практике (с обеспечением малой длины зоны предварительного смешивания), и при этом в то же время обеспечивать надлежащее время нахождения для достижения заданной степени предварительного смешивания (что достижимо частично за счет наличия малых размеров зоны предварительного смешивания). Соответственно, предпочтительны конфигурации, обеспечивающие быстрое и равномерное предварительное смешивание.
Кроме того, устройство для предварительного смешивания предпочтительно должно быть совместимо с остальной частью конструкции системы. Например, в системах с малой турбулентностью устройство для предварительного смешивания не должно «базироваться» на работе с большой турбулентностью или вызывать ввод потока с большой турбулентностью, не совместимой с конструкцией системы в целом. В других конструкциях камер сгорания с вихревым потоком устройство для предварительного смешивания должно обеспечить ввод смеси так, чтобы это было совместимо с заданным полем течения в полости.
Конструкции двух взаимодополняющих устройств для предварительного смешивания были разработаны с учетом вышеприведенных принципов и результатов наблюдений. Фиг.1 представляет собой выполненный с разрезом вид в перспективе с входной стороны в направлении выходной стороны камеры сгорания, включающей в себя примеры данных двух разных устройств 21 и 31 для предварительного смешивания в соответствии с определенными вариантами осуществления изобретения.
Несмотря на то, что камера сгорания по фиг.1 имеет осесимметричную внутреннюю конфигурацию, она имеет «трубчатую» конструкцию (иногда называемую «трубчато-кольцевой», чтобы провести различие между ней и «полностью кольцевыми» конструкциями), так что множество подобных «трубчатых элементов», каждый из которых такой, как показанный частично на фиг.1, могут быть расположены в виде круглой конфигурации, при этом их выпускной канал направлен обычно вокруг большой турбины. Подобные конфигурации широко используются для силовых больших газовых турбин, предназначенных для выработки электроэнергии, например, в том случае, когда вал турбины обеспечивает приведение в действие большого электрогенератора. Несмотря на то, что фиг.1-4 сфокусированы на трубчатой конструкции, специалистам в данной области техники будет понятно то, что принципы данной конструкции могут быть легко адаптированы для «полностью кольцевой» конструкции камеры сгорания, в которой одна кольцевая камера сгорания выполнена с возможностью соединения/сопряжения, например, с кольцевым каналом турбины, предназначенным для впуска текучей среды. Полностью кольцевые конструкции могут быть использованы, например, в двигателях реактивных самолетов коммерческой авиации и во вспомогательных силовых установках (ВСУ), помимо больших турбин для выработки электроэнергии. Все данные конфигурации и применения, для которых они предназначены, находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Трубчатая камера сгорания в варианте осуществления, показанном на фиг.1, имеет впускное отверстие 6, выпускное отверстие 5 и зону 7 рециркуляции с точкой 14 отвода. В трех измерениях зона 7 рециркуляции образует тороидальную конструкцию вокруг оси основного потока, проходящего из впускного отверстия 6 в выпускное отверстие 5, внутри которой будет происходить рециркуляция вихря 22 во время работы камеры сгорания, при этом часть газообразных продуктов сгорания отводится в точке 14, и обеспечивается рециркуляция данной части вдоль и внутри криволинейной стенки 23, вокруг тороидальной зоны/камеры 7 для соединения ее вновь с основным потоком во впускном отверстии 6. Сжатый воздух для горения вводится в отверстии 10, предназначенном для впуска из компрессора, до впускного отверстия 6 по ходу потока. Входное устройство 21 для предварительного смешивания расположено между отверстием 10, предназначенным для впуска из компрессора, и впускным отверстием 6 камеры сгорания. В данном варианте осуществления по существу коническое, плохо обтекаемое тело 3 и 4 предусмотрено между устройством 21 для предварительного смешивания и впускным отверстием 6 камеры сгорания для образования сопла для ускорения предварительно смешанной смеси, выходящей из устройства 21 для предварительного смешивания. (Однако следует отметить, что в кольцевой конструкции плохо обтекаемое тело может быть вместо этого «двумерным» элементом, простирающимся в виде кольца (в виде сужающегося кольца) вокруг всего впускного отверстия кольцевой камеры сгорания вместо образования конусообразной конструкции, подобной показанной).
При рассмотрении других деталей данного варианта осуществления можно отметить, что плохо обтекаемое тело 3, 4 заканчивается у плиты 11, которая в трех измерениях образует круглую стенку в центре зоны 6 впускного отверстия; плохо обтекаемое тело 3, 4 опирается на радиальные спицеобразные элементы 17, распределенные в направлении вдоль окружности в зоне 6 впускного отверстия; отверстия 16 выполнены в плите 11 для охлаждения стенок (эффузии, эффузии с соударением или тому подобного); до впускного отверстия камеры сгорания по ходу потока расположено напорное отверстие 12; и в стенке тороидальной камеры предусмотрено место 15 установки, предназначенное для воспламенителя (непоказанного). Кроме того, в данном варианте осуществления (то есть в трубчатой камере сгорания) камера сгорания расположена внутри кожуха 41, имеющего по существу трубчатую форму.
В проиллюстрированном варианте осуществления также предусмотрено второе устройство 31 для предварительного смешивания (вихревое устройство для предварительного смешивания). Второе устройство для предварительного смешивания обеспечивает нагнетание в пространство 7 рециркуляции, но по принципу работы отличается от нагнетания предварительно смешанных топлива и воздуха, которое используется на практике в устройствах по предшествующему уровню техники. В вихревых устройствах для предварительного смешивания по предшествующему уровню техники предварительно смешанные топливо и воздух вводились в полость камеры сгорания с захваченным вихрем таким заданным образом, чтобы или создать один или несколько дополнительных и совершенно новых вихрей, или по существу разрушить поля потоков вихря, существующего естественным образом. В проиллюстрированном варианте осуществления нагнетание предварительно смешанных топлива и воздуха в вихревую зону предназначено для усиления естественного вихревого потока в полости, например, при введении в полость вдоль наружной стенки в направлении, касательном к естественному рециркулирующему потоку и сонаправленном по отношению к естественному рециркулирующему потоку в полости. Таким образом, это обеспечивает усиление вихревого потока без разрушения или значительного увеличения турбулентности.
Следует понимать, что несмотря на то, что фиг.1 показывает как устройство 21 для предварительного смешивания, так и устройство 31 для предварительного смешивания в рабочем положении, любое одно из устройств 21 или 31 для предварительного смешивания может быть предусмотрено, а другое может быть исключено, хотя, как рассмотрено ниже в данном описании, существуют режимы работы, в которых предпочтительно иметь оба устройства для предварительного смешивания.
В одном варианте осуществления вихревое устройство 31 для предварительного смешивания содержит некоторое количество топливных инжекторов, каждый из которых расположен вокруг периферии наружной стенки тороидальной камеры 7 и направлен тангенциально относительно направления выпускного отверстия камеры сгорания рядом с верхней мертвой точкой тороидальной камеры 7 и, следовательно, приблизительно по касательной к нему для впрыска предварительно смешанной смеси в том же направлении, в котором проходит естественный рециркулирующий поток текучей среды в тороидальной камере 7. Только один подобный инжектор показан в сечении по фиг.1, но следует понимать, что конструкция инжектора повторяется посредством аналогичных инжекторов, расположенных рядом вокруг периферии тороидальной камеры 7.
Две системы для предварительного смешивания будут описаны далее более подробно.
Входное устройство для предварительного смешивания
Фиг.2A, 2B и 3 показывают дополнительные детали входного устройства 21 для предварительного смешивания. В варианте осуществления, отображаемом в виде устройства 21 для предварительного смешивания, топливо (которое может представлять собой газообразное или жидкое топливо) вводится в отверстии 13 для ввода топлива в центральный ступицеобразный элемент 1 и выходит через посредство четырех радиальных спицеобразных элементов 19 и т.д. в четыре концентрических кольца 2A, 2B и т.д., смонтированные на спицеобразных элементах для подачи топлива. Впрыск топлива осуществляется под углом, находящимся в диапазоне от 0о до 90о относительно аксиального направления (или положительным, или отрицательным, то есть определяемом или в направлении от оси, или в направлении к оси в зависимости от определенных пар колец), но в любом случае так, что абсолютная величина угла находится в диапазоне от 0о до 90о и более предпочтительно - в диапазоне от 30 до 90о относительно аксиального направления, в кольцевые каналы, образованные между соседними кольцами 2A, 2B и т.д., в обладающий высокой скоростью воздух, выходящий из компрессора.
Концентрические кольца 2A, 2B и т.д. и спицеобразный элемент 19 имеют аэродинамическую форму, подобную показанной на фиг.2B. Число колец должно находиться в пределах от 2 до приблизительно 5 и предпочтительно должно обеспечивать блокировку потока менее чем на 50% или более предпочтительно - менее чем на 40%. Отверстия (проемы) 201, 202 и т.д. в кольцах 2A, 2B и т.д. выбраны для обеспечения надлежащего проникновения топлива в поступающий воздух для получения наиболее тщательно смешанной смеси (с минимальными степенями несмешивания) в рабочем диапазоне двигателя. Следовательно, они будут иметь разные размеры/диаметры в соответствии с заданными разными точками на графике нагрузки.
В альтернативном варианте осуществления топливо может подаваться к спицеобразным элементам от наружной периферии 212 кольцеобразной конструкции, а не из ступицеобразного элемента 211.
Отверстия 201 и 202 предпочтительно направлены для впрыска топлива преимущественно в радиальном направлении в поперечный поток воздуха из компрессора. В данном варианте осуществления для облегчения изготовления отверстия направлены под углом, составляющим приблизительно ±70о относительно аксиального направления. Однако данный угол не является критическим. Как правило, углы могут находиться в диапазоне от приблизительно ±0о до приблизительно ±90о, предпочтительно они находятся в диапазоне от приблизительно ±60о до приблизительно ±90о и более предпочтительно составляют приблизительно ±90о .
Диаметры отверстий не являются одинаковыми, при этом отверстия разных диаметров выполнены для обеспечения лучших эксплуатационных характеристик в разных диапазонах мощностей, то есть при разных уровнях отношений мгновенных потоков воздуха и топлива. Различные размеры/диаметры отверстий могут быть определены или посредством экспериментов при смешивании холодных потоков, посредством вычислительной гидродинамики (CFD) или эмпирических соотношений или с помощью любой комбинации данных подходов. Общее число отверстий может быть больше соответствующего числа в обычном устройстве для предварительного смешивания.
В одной конфигурации диаметры отверстий выбраны для получения множества отверстий с тремя разными диаметрами, приспособленных для получения наилучших смесей при рабочих диапазонах соответственно низких, средних и высоких мощностей. Например, малые отверстия могут быть выполнены с размерами, обеспечивающими оптимальную работу при низкой мощности (0-30% нагрузки двигателя); средние отверстия могут быть выполнены с размерами, обеспечивающими оптимальную работу при средней мощности (0-70% нагрузки двигателя), и большие отверстия могут быть выполнены с размерами, обеспечивающими оптимальную работу при высокой мощности (70-100% нагрузки двигателя), и использованы в комбинации для обеспечения наиболее равномерного смешивания во всем диапазоне мощностей. Каждое отверстие предпочтительно спарено с отверстием другого диаметра на двух соседних кольцах через кольцевой канал, ограниченный двумя кольцами. Отверстия с каждым из диаметров отверстий (трех разных диаметров в данном примере, хотя может быть предусмотрено большее число) могут быть распределены в направлении вдоль окружности приблизительно равномерно для гарантирования получения наиболее однородной смеси в пределах площади поперечного сечения отверстия для впуска предварительной смеси.
Приведенная в качестве примера схема расположения отверстий показана на фиг.3. Углы χ1 и χ2 (не показанные на чертежах) представляют собой радиальные угловые смещения отверстий. В нижеприведенной таблице в качестве одного возможного примера показана схема расположения отверстий для одного квадранта, для восьми рядов отверстий в проиллюстрированном варианте осуществления:
Номер ряда Угол χ1 (первое отверстие) Угол χ2 (интервал) Число отверстий
1 15 12 6
2 7 12,6 7
3 6 7,8 11
4 4,25 6,8 13
5 3,5 5,2 17
6 3,5 3,6 24
7 3,5 3,3 26
8 3 6,5 14
Комбинация данных признаков обеспечивает уменьшенные продолжительность/длину смешивания и размеры зоны смешивания, более широкую зону однородности смешивания в рабочем диапазоне двигателя и является совместимой с газообразным и жидким топливом.
Устройства для смешивания топлива и воздуха согласно предшествующему уровню техники также включают в себя некоторые конструкции со ступицеобразным и спицеобразными элементами, подобные рассмотренным ранее. Однако они не обеспечивают впрыска топлива из концентрических колец или не обеспечивают множества разных диаметров отверстий для впрыска, и они не имеют и/или не обеспечивают одной и той же степени однородности смешивания в любой заданный момент нагружения двигателя/в любой заданной точке на графике нагрузки двигателя. Стратегия предварительного смешивания, соответствующая предшествующему уровню техники, не обеспечит работы с более низким уровнем вредных выбросов по настоящему изобретению.
Входное устройство для предварительного смешивания, описанное выше, обеспечивает достижение ровных профилей смешивания и ультранизкие уровни выхлопов двигателя в отношении NOX (оксидов азота), СО, UHC (несгоревших углеводородов) и т.д. вследствие более высокой степени смешивания, обеспечиваемой за счет (a) неодинаковых диаметров отверстий, (b) множества отверстий и (c) меньших размеров зоны смешивания/меньшей продолжительности смешивания. Это обеспечивает лучшую равномерность смешивания в целом в большем рабочем диапазоне двигателя. Подход, описанный в настоящем описании, может быть адаптирован к любой схеме управления расходом топлива в двигателе (то есть к тому, как топливо будет дозировано подаваться в рабочем диапазоне двигателя: расход топлива в зависимости от нагрузки двигателя) и является совместимым с газообразным или жидким топливом. Он может быть адаптирован к любой камере сгорания, в которой используется жидкое и/или газообразное топливо, для любого применения, включая, без ограничения, главные воздушно-реактивные двигатели для авиации (включая турбовентиляторные двигатели, турбореактивные двигатели, прямоточные воздушно-реактивные двигатели и т.д.) и вспомогательные силовые установки (ВСУ).
Несколько месяцев испытаний при процессах сгорания, проводимых в нескольких точках рабочей нагрузки базового газотурбинного двигателя, показали, что данное устройство для предварительного смешивания совместно с остальными компонентами, описанными в настоящем описании, может обеспечить в результате ультранизкий уровень выбросов (NOX (оксиды азота), СО, UHC (несгоревшие углеводороды) <3 частей на миллион 15% O2 одновременно).
Вихревое устройство для предварительного смешивания
В одном варианте осуществления, как проиллюстрировано посредством вихревого устройства 31 для предварительного смешивания на фиг.1 и 4, топливо и воздух предварительно смешиваются перед впрыском в поток в тороидальной камере/полости. Инжекторы обеспечивают небольшие размеры зоны смешивания, множество мест впрыска и малую требуемую продолжительность предварительного смешивания. Топливо и воздух предварительно смешиваются или частично предварительно смешиваются перед впрыском в тороидальную камеру. Подвпрыск предварительной смеси способствует общей стабильности потока в тороидальной камере/полости.
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, естественный поток в тороидальной камере 7, то есть поток, который существовал бы без впрыска предварительной смеси, например, в результате прохода потока текучей среды по основному проточному каналу камеры сгорания (из впускного отверстия 6 к выпускному отверстию 5), представляет собой один вихрь 22, циркулирующий от точки 14 отвода вблизи выпускного отверстия, вдоль криволинейной стенки пространства рециркуляции в тороидальной камере 7 и обратно к точке вблизи впускного отверстия 6 камеры сгорания. Несмотря на то, что в данном варианте осуществления в вихревой полости 7 имеется один вихрь, данная вихревая полость 7 является сравнительно большой, что увеличивает время пребывания для сгорания в полости. В отличие от предшествующего уровня техники устройство 31 для предварительного смешивания обеспечивает впрыск предварительно смешанных топлива и воздуха непосредственно в зону 7 рециркуляции (в полость с захваченным вихрем) по касательной к стенке 23 и, таким образом, с обеспечением выравнивания относительно естественного вихревого потока 22 в полости, для введения предварительной смеси при минимальном разрушении структуры/формы естественного вихревого потока 22 и без значительной дополнительной турбулентности.
Как показано на фиг.4, вихревое устройство 31 для предварительного смешивания в одном варианте осуществления имеет отдельный топливный коллектор 99, подача в который осуществляется посредством трубчатого впускного отверстия 39 для топлива, расположенного в непосредственной близости от отверстий 8 для входа воздуха, и который обеспечивает выпуск топлива в поступающий воздушный поток через отверстие 8 перед впрыском в полость. В показанном варианте осуществления топливный коллектор 99 окружает тороидальную камеру 7, но имеется только одно впускное отверстие 39 для топлива (хотя впускное отверстие может «повторяться» в других местах в радиальном направлении). Кроме того, в данном варианте осуществления топливный коллектор 99 разделен круглой диффузионной пластиной 38, имеющей отверстия 42 и т.д. для дозированной подачи топлива в расположенный ниже коллектор 43 для уменьшения неравномерности давления топлива в направлении вдоль окружности в конструкции с одной питающей трубой. Топливо, выходящее из расположенного ниже коллектора 43, поступает в поступающий воздушный поток (из отверстия 8), через отверстия (проемы) 100 для топлива и т.д., смешивается с поступающим воздухом и поступает в тороидальную камеру 7 через отверстие 24. Способ предварительного смешивания не имеет решающего значения, но в данном варианте осуществления реализуется посредством простой струи в поперечном потоке. В качестве топлива может применяться любой тип топлива в виде текучей среды - жидкость, газ, топливо с низкой теплотворной способностью, обогащенный водородом («синтетический») газ и т.д.
Как показано посредством множества отверстий 24 на фиг.4, элементы 8, 100 и 24 повторяются в направлении вдоль окружности по периферии тороидальной камеры 7, и топливный коллектор 99 образует цилиндрическую конструкцию, обеспечивающую подачу во все впускные отверстия устройства для предварительного смешивания. В данном варианте осуществления рециркулирующий вихревой поток проходит от выпускного отверстия 5 к впускному отверстию 6, и поступающая предварительная смесь направляется в тороидальную камеру 7 так, чтобы обеспечить в результате плавный ввод в направлении приблизительно по касательной к рециркулирующему вихревому потоку и приблизительно в том же направлении, в котором проходит рециркулирующий вихревой поток, при малой турбулентности. В одном варианте осуществления может быть приблизительно 100 или более подобных отверстий (24 и т.д.), равномерно распределенных по кольцевой периферии наружной стенки тороидальной камеры 7, каждое из которых имеет диаметр, составляющий доли дюйма, и направлено по касательной непосредственно перед точкой крайней наружной окружной периферии тороидальной камеры 7. Например, в одном варианте осуществления может быть приблизительно 100 или более форсуночных отверстий, расположенных по кольцевой периферии наружной стенки тороидальной камеры 7, каждое из которых имеет диаметр от приблизительно 0,1 дюйма (2,54 мм) до приблизительно 0,2 дюйма (5,08 мм). Как правило, желательно иметь множество форсуночных отверстий для равномерного и непрерывного введения предварительной смеси, и чем больше число отверстий, тем меньше диаметр отверстия (относительно габаритных размеров резервуара, в котором удерживается вихрь), при этом большие количества и меньшие диаметры отверстий при любой определенной шкале размеров ограничены соображениями, связанными с потоком текучей среды, поскольку трение увеличивается вследствие малых диаметров отверстий. Таким образом, поступающая смесь входит плавно, образуя граничный слой для вихря 22.
Загрузочная доза предварительной смеси, которая выпускается в тороидальную камеру через вихревое устройство 31 для предварительного смешивания, усиливает/увеличивает тороидальный поток, а также обеспечивает характеризующуюся большой интенсивностью сгорания совокупность радикалов для дополнительной стабилизации основного потока.
Устройство 31 для предварительного смешивания может быть расположено в любом месте на периферии тороидальной камеры 7, но в том случае, когда рециркулирующий поток представляет собой один вихрь, перемещающийся в направлении от выпускного отверстия к впускному отверстию, устройство 31 для предварительного смешивания предпочтительно находится в квадранте, показанном на фиг.4, и более предпочтительно расположено так, чтобы впускное отверстие было расположено близко к точке А на данном чертеже (то есть ближе к точке 14 отвода) для обеспечения большего времени пребывания.
Комбинация устройства для предварительного смешивания и камеры сгорания с захваченным вихрем, показанная на фиг.1 и 4, отображает то, как вариант осуществления настоящего изобретения может быть включен в трубчатую камеру сгорания. В случаях применения для выработки электроэнергии в больших масштабах множество подобных камер сгорания могут быть расположены по существу с круговой схемой расположения и с выходом в газовую турбину, в свою очередь соединенную с электрогенератором.
Отверстия 8 для ввода воздуха также могут быть адаптированы к кольцевой конфигурации, отличающейся от показанной трубчатой конфигурации. Конструкция и схема расположения отверстий в кольцевой конфигурации будут топологически аналогичными конструкции и схеме расположения, показанным на фиг.4, при этом размеры отверстий будут соответствовать их расположению по периферии кольцевой камеры сгорания. Кольцевая камера сгорания также может быть присоединена к газовой турбине, предназначенной для выработки электроэнергии в больших масштабах. Кроме того, кольцевой вариант адаптации изобретения может быть применен, например, для главного воздушно-реактивного двигателя, применяемого в авиации (включая турбовентиляторные двигатели, турбореактивные двигатели, прямоточные воздушно-реактивные двигатели и т.д.), или для агрегата, состоящего из газовой турбины меньшего размера и электрогенератора и предназначенного для использования в качестве вспомогательной силовой установки (ВСУ). К другим примерам относятся турбины внутреннего сгорания на электростанции с парогазовой установкой с внутрицикловой газификацией угля или на теплоэлектроцентрали (СНР) или теплоэлектростанциях.
Вихревое устройство для смешивания, описанное в настоящем описании, не ограничено конструкциями камеры сгорания с захваченным вихрем с криволинейными стенками, подобными показанным на фиг.1 и 4. Например, как показано на фиг.5, вихревое устройство для предварительного смешивания может быть использовано вместе с полостью камеры сгорания с захваченным вихрем, имеющей прямоугольные стенки 534 и т.д. Полость 532 камеры сгорания с захваченным вихрем, расположенная в камере 501 сгорания, подобной показанной на фиг.5, имеет контур окружающей стенки, который приблизительно прямоугольный с трех сторон. (В данном варианте осуществления полость 531 камеры сгорания с захваченным вихрем представляет собой по существу зеркальное отображение полости 532 камеры сгорания с захваченным вихрем и образована аналогично). Полость 532 камеры сгорания с захваченным вихрем выполнена с такими формой и размерами, что один вихрь, приближенно показанный стрелкой 533, будет образован в ней посредством основного потока 534, проходящего через камеру 501 сгорания. Предварительно смешанные топливо и воздух могут быть введены так, что будет обеспечено усиление естественного вихревого потока в полости камеры сгорания с захваченным вихрем, например, в одном или обоих местах, соответствующих стрелкам 510 и 509. В случае стрелки 510 впрыск предварительной смеси осуществляется приблизительно по касательной к вихрю 533, и предварительная смесь поступает по существу вдоль стенки 534 рядом с вихрем 533. В случае стрелки 509, отображающей дополнительное устройство для предварительного смешивания, которое может быть или не быть использовано совместно с устройством для предварительного смешивания, ассоциируемым со стрелкой 510, впрыск также осуществляется приблизительно по касательной к вихрю 533, а также по существу в направлении, совпадающем с направлением, в котором поступающий поток 535 соединяется с вихревым потоком 533.
Конструкция камеры сгорания с захваченным вихрем, подобная показанной на фиг.5, может быть использована в трехмерной прямоугольной конструкции (то есть простирающейся вверх и вниз страницы с фиг.5), поперечное сечение которой показывает фиг.5. В альтернативном варианте конструкция камеры сгорания с захваченным вихрем с подобными полостями может быть «развернута» трехмерно в виде кольца с образованием кольцевой камеры сгорания с «верхней» и «нижней» тороидальными вихревыми полостями, имеющими прямолинейные стенки, также с сечением, которое соответствует зонам 531 и 532 верхней и нижней полостей, показанным на фиг.5. Прямоугольная конструкция может быть использована в качестве трубчатой камеры сгорания, и кольцевая конструкция может быть использована в качестве кольцевой камеры сгорания и соответственно может быть установлена в рабочем положении в применениях, аналогичных тем, которые описаны в связи с вариантом осуществления по фиг.1 и 4.
Поэтапное изменение подачи топлива
Несмотря на то, что, как было указано ранее, устройства 21 и 31 для предварительного смешивания могут функционировать независимо, комбинация из двух устройств 21 и 31 для предварительного смешивания, описанная в настоящем описании, или комбинация входного и прямого вихревого инжекторов других типов могут быть использованы при реализации стратегии поэтапного изменения подачи топлива в любом применении камеры сгорания с захваченным вихрем.
Увеличение подачи топлива через вихревое устройство 31 для предварительного смешивания относительно входного устройства 21 для предварительного смешивания может сделать работу более стабильной во время изменения нагрузок двигателя или при дроссельном режиме. Добавление сравнительно одинаковых количеств воздуха в оба устройства 31 и 21 для предварительного смешивания обеспечивает возможность лучшей работы при изменении нагрузок. Это может зависеть от двигателя, так что данные доли могут изменяться. Однако, как правило, количество воздуха, проходящего через устройство 31 для предварительного смешивания, как правило, должно быть меньше, чем количество воздуха, проходящего через устройство 21 для предварительного смешивания, или, более точно, должно составлять 20-40%.
В более общем случае поэтапное изменение подачи топлива, как предусмотрено в соответствии с одним вариантом осуществления данного изобретения, предусматривает впрыск топлива в множестве отдельных мест в камере сгорания для поддержания температур пламени в узких диапазонах так, чтобы выбросы NOX/CO/UHC находились на уровне ниже заданных значений. Во время запуска двигателя топливо сначала впрыскивается только через отверстия 100 вихревого устройства 31 для предварительного смешивания до тех пор, пока температуры (⌀) пламени не достигнут значений, соответствующих предельному уровню выбросов NOX (см. фиг.6A и 6D). В диапазоне средних мощностей (фиг.6B) осуществляется переключение работы, так что подача топлива осуществляется главным образом через входное устройство 21 для предварительного смешивания. В диапазонах высоких мощностей (фиг.6C) топливо впрыскивается как через входное устройство 21 для предварительного смешивания, так и через вихревое устройство 31 для предварительного смешивания. Подача топлива в отдельные зоны данным образом обеспечивает возможность «подъема» по кривой мощности при одновременном поддержании уровня выбросов NOX и СО в заданных пределах, как требуется с учетом требований к температуре пламени (см. фиг.6E).
Кроме того, камера сгорания может иметь конструкцию с множеством полостей камеры сгорания с захваченным вихрем, каждая из которых будет иметь отдельные отверстия для впуска из устройств для предварительного смешивания. Впрыск в соответствующие полости камеры сгорания с захваченным вихрем можно варьировать по отношению к впрыску в другие полости и по отношению к входному предварительному смешиванию для обеспечения более точного регулирования, а также для повышения равномерности температур во время изменения нагрузок за счет обеспечения возможности выполнения пошаговых изменений в подаче топлива через последовательность полостей, а не за счет больших изменений в подаче топлива в одну полость.
Рассматривая вариант осуществления на фиг.1 и 4, можно отметить, что вихревое устройство 31 для предварительного смешивания предпочтительно не полностью отключено во время работы. Напротив, предпочтительно осуществлять поэтапное изменение частей количества подаваемого топлива при переходе от одного устройства для предварительного смешивания к следующему, при этом вихревое устройство 31 для предварительного смешивания всегда поддерживается, по меньшей мере, в минимальной степени «включенным».
Другие варианты осуществления могут включать в себя множество полостей камеры сгорания с захваченным вихрем. Например, вариант осуществления, подобный показанному на фиг.7A, содержит две полости камеры сгорания с захваченным вихрем, расположенные в аксиальном направлении, а именно расположенную выше по потоку полость 702 камеры сгорания с захваченным вихрем и расположенную ниже по потоку полость 703 камеры сгорания с захваченным вихрем, с соответствующими отверстиями 742 и 743 для впуска из устройств для предварительного смешивания, а также входное устройство 791 для предварительного смешивания.
Множество полостей камеры сгорания с захваченным вихрем, подача в которые осуществляется из устройств для предварительного смешивания, может включать в себя полости камеры сгорания с захваченным вихрем, которые расположены в радиальном направлении друг относительно друга. Один пример подобного расположения показан на фиг.7B, которая показывает расположенные в радиальном направлении полости 712 и 713 и соответствующие отверстия 752 и 753 для впуска из устройств для предварительного смешивания, а также входное устройство 792 для предварительного смешивания.
Каждая полость камеры сгорания с захваченным вихрем в конструкциях с множеством полостей, таких как проиллюстрированные на фиг.7A и 7B, может иметь свое собственное отверстие для впуска из вихревого устройства для предварительного смешивания, как показано (или в альтернативном варианте отдельные впускные отверстия для топлива и/или воздуха), подача топлива в которое может осуществляться независимо от остальных полостей и/или основного впускного отверстия. Подобные конструкции/схемы расположения позволяют получить большее число воздушно-топливных зон и соответственно могут обеспечить лучшие эксплуатационные характеристики при изменении нагрузок за счет «распределения» изменений в подаче топлива по большему числу зон сгорания.
В других вариантах осуществления полости камеры сгорания с захваченным вихрем могут быть расположены только внутри камеры сгорания, как показано на фиг.7C и 7D. Подобные полости могут иметь, например, криволинейные стенки и могут быть расположены ступенчато в аксиальном направлении подобно полостям 722 и 723 на фиг.7C и могут иметь соответствующие отверстия 762 и 763 для впуска из устройств для предварительного смешивания (а также входное устройство 793 для предварительного смешивания), могут иметь прямолинейные стенки и могут быть расположены ступенчато в аксиальном направлении подобно полостям 732 и 733 на фиг.7D, и могут иметь соответствующие отверстия 772 и 773 для впуска из устройств для предварительного смешивания (а также входное устройство 794 для предварительного смешивания) или другие комбинации форм, местоположений и схем расположения полостей.
В варианте осуществления камеры сгорания с захваченным вихрем, имеющей множество полостей, расположенных в аксиальном направлении, предпочтительно полость, расположенная впереди всех по потоку (при минимуме), например полость 702 на фиг.7A, будет непрерывно снабжаться топливом во время работы, хотя и с переменным количеством топлива. При радиальной конфигурации наибольшая полость в радиальном направлении (при минимуме), например, полость 712 на фиг.7B, предпочтительно будет непрерывно снабжаться топливом во время работы, также с переменным количеством топлива.
Как указано выше, способ работы, описанный выше, не ограничен входным и вихревыми устройствами для предварительного смешивания, конкретно показанными или описанными в настоящем описании. Несмотря на то, что принцип функционирования «поэтапного изменения подачи топлива», подобный рассмотренному здесь, главным образом описан с особой ссылкой на конструкции устройств для предварительного смешивания, специально рассмотренные в настоящем описании, следует понимать, что любая камера сгорания с захваченным вихрем, в которой предусмотрена комбинация входного устройства для предварительного смешивания и направленного вихревого устройства для предварительного смешивания, может потенциально получить преимущества от использования данного способа.
Комбинация входного устройства для предварительного смешивания и одного или нескольких вихревых устройств для предварительного смешивания, подача топлива в которые может осуществляться независимо, обеспечивает лучшую оптимизацию по сравнению с той, которая могла быть обеспечена ранее для работы при ультранизком уровне выбросов. Каждое из устройств для предварительного смешивания предпочтительно обеспечивает уменьшенную продолжительность/длину зоны смешивания и/или размеры зоны смешивания, в результате чего обеспечивается более широкая зона однородности смешивания в рабочем диапазоне двигателя и, следовательно, лучшие характеристики уровня выбросов, совместимо с многими видами топлива (газообразными или жидкими), может быть адаптировано для любой схемы управления расходом топлива в двигателе и, действительно, является оптимальным для применений с поэтапным изменением подачи топлива.
Например, при схеме расположения множества полостей в аксиальном направлении, подобной схеме расположения, показанной на фиг.7A, одна стратегия поэтапного изменения подачи топлива в камеру сгорания при изменении нагрузок в большую и меньшую сторону может предусматривать подачу топлива через первое отверстие 742 для впуска из тороидального устройства для предварительного смешивания при уровне мощности от 0 до 33%, «выключение» устройства 742 для предварительного смешивания и подачу топлива главным образом через основное входное устройство 791 для предварительного смешивания в диапазоне мощностей от 33 до 66% и последующее использование основного потока через все три устройства 791, 742 и 743 для предварительного смешивания для диапазона мощностей от 66 до 100%. Аналогичным образом также другие стратегии могут быть разработаны для любой из схем расположения, показанных на фиг.1, 4, 6A-6C, 7A-7D, и других конфигураций. В некоторых вариантах осуществления устройства управления подачей топлива для соответствующих устройств для предварительного смешивания могут быть приведены в действие вручную; в других вариантах осуществления устройства управления могут быть компьютеризированы на основе таких входных параметров, как мощность, температура, концентрация NOX (оксидов азота) или СО, время и т.д., или могут быть компьютеризированы с использованием ручной коррекции.
Подход, предусматривающий поэтапное изменение подачи топлива и описанный в общих чертах выше, не ограничен использованием его при применении устройств для предварительного смешивания, имеющих конструктивные характеристики, рассмотренные в связи с фиг.1-4. Например, в работе Haynes и другие используются обычные устройства для предварительного смешивания как для основного впускного отверстия камеры сгорания, так и для полости камеры сгорания с захваченным вихрем. Тем не менее, способ, аналогичный тому, который описан выше, может быть реализован на практике при использовании такой камеры сгорания для поэтапного изменения потока топлива и воздуха при переходе от одного устройства для предварительного смешивания к другому или для комбинации устройств для предварительного смешивания, которая лучше всего подходит для работы в разных диапазонах мощностей.
Аналогичным образом, полезность поэтапного изменения подачи топлива, подобного описанному выше, распространяется на все типы применений газовых турбин, требующие переменной выходной мощности, включая выработку электроэнергии в больших масштабах, применения в авиации, включая главные воздушно-реактивные двигатели (включая турбовентиляторные двигатели, турбореактивные двигатели, прямоточные воздушно-реактивные двигатели и т.д.) и вспомогательные силовые установки (ВСУ), а также на турбины внутреннего сгорания на электростанции с парогазовой установкой с внутрицикловой газификацией угля и на теплоэлектроцентралях или теплоэлектростанциях.
Следовательно, очевидно, что изобретение обеспечивает решение задач, поставленных выше, и обеспечивает ряд преимуществ с точки зрения простоты использования и эффективности по сравнению с предшествующим уровнем техники. Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано подробно, следует понимать, что различные изменения, замены и переделки могут быть легко определены/заданы специалистами в данной области и могут быть выполнены в нем без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, определяемых формулой изобретения.

Claims (24)

1. Способ поэтапного изменения подачи топлива при эксплуатации реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, имеющего, по меньшей мере, одну полость с захваченным вихрем, при этом реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем дополнительно имеет как входное устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси в основное впускное отверстие реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, так и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в, по меньшей мере, одну подобную полость с захваченным вихрем в реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем,
причем входное устройство для предварительного смешивания содержит множество концентрических копланарных кольцевых элементов с аэродинамической формой, расположенных выше по потоку основного впускного отверстия, выровненных в аксиальном направлении в пределах проточного канала, при этом каждый кольцевой элемент имеет внутренний канал для топлива, каждый кольцевой элемент дополнительно имеет множество отверстий для впрыска топлива, в результате чего топливо проходит из внутреннего канала во входной поток текучей среды вблизи кольца, причем между каждыми двумя кольцевыми элементами образован кольцевой канал, при этом кольца дополнительно адаптированы, в результате чего
(i) отверстия для впрыска топлива ориентированы для впрыска топлива под углом, имеющим абсолютную величину от приблизительно 0о до приблизительно 90о относительно аксиального направления; и
(ii) множество отверстий для впрыска топлива имеют неодинаковые диаметры, причем диаметры имеют разные величины, при этом каждая из величин выбрана для обеспечения заданного диапазона отношений мгновенных потоков топлива и воздуха,
причем вихревое устройство для предварительного смешивания содержит отверстие для впуска топлива, отверстие для впуска воздуха, камеру, в которой топливо и воздух смешиваются, и отверстие для выпуска воздушно-топливной смеси, при этом устройство для предварительного смешивания присоединено к реактору с камерой сгорания с захваченным вихрем так, что выпускное отверстие обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в реакционную полость с захваченным вихрем, и так, что воздушно-топливная смесь вводится в полость с захваченным вихрем под таким углом, что воздушно-топливная смесь соединяется с потоком вихря приблизительно сонаправленно с вихревым потоком,
при этом способ включает регулирование частей воздушно-топливной смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания и вихревое устройство для предварительного смешивания, для приспосабливания к отличающимся нагрузкам во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем.
2. Способ по п.1, при котором при запуске и при работе на низкой мощности до тех пор, пока не будет достигнуто предельное значение уровня выбросов NOX, подачу топлива осуществляют только через вихревое устройство для предварительного смешивания.
3. Способ по п.1, при котором при работе на средней мощности подачу топлива осуществляют главным образом через входное устройство для предварительного смешивания.
4. Способ по п.1, при котором при работе на высокой мощности подачу топлива осуществляют как через указанное вихревое, так и через входное устройство для предварительного смешивания.
5. Способ по п.4, при котором объем воздуха, проходящего через вихревое устройство для предварительного смешивания, меньше объема воздуха, проходящего через входное устройство для предварительного смешивания.
6. Способ по п.5, при котором объем воздуха, проходящего через указанное вихревое устройство для предварительного смешивания, составляет менее приблизительно 50% от объема воздуха, проходящего через входное устройство для предварительного смешивания.
7. Способ по п.6, при котором объем воздуха, проходящего через вихревое устройство для предварительного смешивания, находится в пределах от приблизительно 20% до приблизительно 40% от объема воздуха, проходящего через входное устройство для предварительного смешивания.
8. Способ по п.1, при котором по существу постоянно во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, по меньшей мере, минимальное количество воздушно-топливной смеси вводят через вихревое устройство для предварительного смешивания.
9. Способ по п.1, применяемый во время запуска реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем для приспосабливания к отличающимся нагрузкам.
10. Способ по п.1, применяемый во время изменения нагрузок реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем для приспосабливания к отличающимся нагрузкам.
11. Способ по п.1, применяемый в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью выработки электроэнергии.
12. Способ по п.1, применяемый в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве воздушно-реактивного двигателя для авиации.
13. Способ по п.1, применяемый в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве вспомогательной установки для выработки электроэнергии.
14. Способ по п.1, применяемый в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве турбины внутреннего сгорания для теплоэлектроцентрали.
15. Способ по п.1, применяемый в системе, содержащей реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем и дополнительно содержащей газовую турбину, при этом система выполнена с возможностью использования в качестве турбины внутреннего сгорания для электростанции с парогазовой установкой с внутрицикловой газификацией угля.
16. Способ по п.1, при котором реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем содержит множество полостей с захваченным вихрем, каждая из которых соединена с, по меньшей мере, одним вихревым устройством для предварительного смешивания, дополнительно включающий независимое регулирование частей воздушно-топливной смеси, вводимых через входное устройство для предварительного смешивания и каждое из вихревых устройств для предварительного смешивания, для приспосабливания к отличающимся нагрузкам во время работы указанного реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем.
17. Способ по п.16, при котором множество полостей с захваченным вихрем включает в себя первую расположенную выше по потоку полость с захваченным вихрем и вторую расположенную ниже по потоку полость с захваченным вихрем, при этом расположенная ниже по потоку полость с захваченным вихрем расположена дальше по потоку в указанном реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем по отношению к указанной первой полости с захваченным вихрем.
18. Способ по п.17, при котором при запуске и работе на низкой мощности до тех пор, пока не будет достигнут предельный уровень выбросов NOX, подачу топлива осуществляют главным образом через, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в расположенную выше по потоку полость с захваченным вихрем.
19. Способ по п.18, применяемый для обеспечения до приблизительно 33% мощности.
20. Способ по п.17, при котором при работе на средней мощности подачу топлива осуществляют главным образом через входное устройство для предварительного смешивания.
21. Способ по п.20, применяемый для обеспечения от приблизительно 33% мощности до приблизительно 66% мощности.
22. Способ по п.17, при котором при работе на высокой мощности основную подачу топлива обеспечивают через входное устройство для предварительного смешивания и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, соединенное с каждой из полостей с захваченным вихрем.
23. Способ по п.22, применяемый для обеспечения приблизительно 66% мощности и более.
24. Способ по п.17, при котором по существу постоянно во время работы реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, по меньшей мере, минимальное количество воздушно-топливной смеси вводят через указанное, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в расположенную выше по потоку полость с захваченным вихрем.
RU2012114579/06A 2009-09-13 2009-11-30 Способ поэтапного изменения подачи топлива в устройстве с камерой сгорания RU2526410C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24194009P 2009-09-13 2009-09-13
US61/241,940 2009-09-13
PCT/US2009/066120 WO2011031280A1 (en) 2009-09-13 2009-11-30 Method of fuel staging in combustion apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012114579A RU2012114579A (ru) 2013-10-20
RU2526410C2 true RU2526410C2 (ru) 2014-08-20

Family

ID=43729135

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114579/06A RU2526410C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Способ поэтапного изменения подачи топлива в устройстве с камерой сгорания
RU2012114584/06A RU2537109C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Входное устройство для предварительного смешивания топлива и воздуха, а также узел, содержащий такое устройство, систему выделения/преобразования энергии и газовую турбину (варианты)
RU2012114581/06A RU2534643C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Устройство для предварительного смешивания в комбинации с реактором с камерой сгорания с захваченным вихрем, а также узел, содержащий устройство предварительного смешивания и реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем (варианты)
RU2012114576/06A RU2572733C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Камера сгорания и узел, содержащий такую камеру сгорания (варианты).

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114584/06A RU2537109C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Входное устройство для предварительного смешивания топлива и воздуха, а также узел, содержащий такое устройство, систему выделения/преобразования энергии и газовую турбину (варианты)
RU2012114581/06A RU2534643C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Устройство для предварительного смешивания в комбинации с реактором с камерой сгорания с захваченным вихрем, а также узел, содержащий устройство предварительного смешивания и реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем (варианты)
RU2012114576/06A RU2572733C2 (ru) 2009-09-13 2009-11-30 Камера сгорания и узел, содержащий такую камеру сгорания (варианты).

Country Status (17)

Country Link
US (4) US8726666B2 (ru)
EP (4) EP2475855A4 (ru)
JP (4) JP5629321B2 (ru)
KR (4) KR20120098620A (ru)
CN (4) CN102713441B (ru)
AU (4) AU2009352301B2 (ru)
BR (4) BR112012005612A2 (ru)
CA (4) CA2773951A1 (ru)
HK (4) HK1176388A1 (ru)
IL (4) IL218606A (ru)
IN (4) IN2012DN02180A (ru)
MX (4) MX2012003097A (ru)
MY (4) MY169951A (ru)
RU (4) RU2526410C2 (ru)
UA (4) UA102633C2 (ru)
WO (4) WO2011031281A1 (ru)
ZA (4) ZA201201789B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647035C1 (ru) * 2017-03-24 2018-03-13 Олег Савельевич Кочетов Вихревая форсунка
RU2667276C1 (ru) * 2018-01-31 2018-09-18 Олег Савельевич Кочетов Вихревая форсунка

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8418468B2 (en) * 2010-04-06 2013-04-16 General Electric Company Segmented annular ring-manifold quaternary fuel distributor
US8438852B2 (en) 2010-04-06 2013-05-14 General Electric Company Annular ring-manifold quaternary fuel distributor
US20120144832A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 General Electric Company Passive air-fuel mixing prechamber
US9140455B2 (en) * 2012-01-04 2015-09-22 General Electric Company Flowsleeve of a turbomachine component
US20130192234A1 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 General Electric Company Bundled multi-tube nozzle assembly
US9074773B2 (en) * 2012-02-07 2015-07-07 General Electric Company Combustor assembly with trapped vortex cavity
US20130199190A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Jong Ho Uhm Fuel injection assembly for use in turbine engines and method of assembling same
EP2644997A1 (en) * 2012-03-26 2013-10-02 Alstom Technology Ltd Mixing arrangement for mixing fuel with a stream of oxygen containing gas
US9121613B2 (en) * 2012-06-05 2015-09-01 General Electric Company Combustor with brief quench zone with slots
US20140123651A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 Ernest W. Smith System for providing fuel to a combustor assembly in a gas turbine engine
US20140137560A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-22 General Electric Company Turbomachine with trapped vortex feature
US9677766B2 (en) * 2012-11-28 2017-06-13 General Electric Company Fuel nozzle for use in a turbine engine and method of assembly
CN103104936B (zh) * 2012-12-24 2014-11-05 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种用于组织大流量中低热值燃料燃烧的单元喷嘴
US9310082B2 (en) 2013-02-26 2016-04-12 General Electric Company Rich burn, quick mix, lean burn combustor
US9267689B2 (en) * 2013-03-04 2016-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Combustor apparatus in a gas turbine engine
US9850869B2 (en) * 2013-07-22 2017-12-26 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector
CN103499107B (zh) * 2013-09-11 2015-07-08 中国科学院力学研究所 一种以加热煤油为燃料的超声速燃烧室
US20150323185A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 General Electric Compamy Turbine engine and method of assembling thereof
WO2016161036A1 (en) 2015-04-01 2016-10-06 Compliant Games, Inc. Respiratory therapy instrument offering game-based incentives,training, and telemetry collection
CN104847498B (zh) * 2015-05-27 2016-04-06 厦门大学 导流驻涡一体化的级间燃烧室
US10072846B2 (en) 2015-07-06 2018-09-11 General Electric Company Trapped vortex cavity staging in a combustor
US10578307B2 (en) 2015-10-09 2020-03-03 Dresser-Rand Company System and method for operating a gas turbine assembly including heating a reaction/oxidation chamber
US10184666B2 (en) 2015-11-23 2019-01-22 Siemens Energy, Inc. Fuel nozzle having respective arrays of pre-mixing conduits with respective vortex generators
US11603794B2 (en) * 2015-12-30 2023-03-14 Leonard Morgensen Andersen Method and apparatus for increasing useful energy/thrust of a gas turbine engine by one or more rotating fluid moving (agitator) pieces due to formation of a defined steam region
US10823418B2 (en) 2017-03-02 2020-11-03 General Electric Company Gas turbine engine combustor comprising air inlet tubes arranged around the combustor
US10539073B2 (en) 2017-03-20 2020-01-21 Chester L Richards, Jr. Centrifugal gas compressor
US11262073B2 (en) * 2017-05-02 2022-03-01 General Electric Company Trapped vortex combustor for a gas turbine engine with a driver airflow channel
US20190017441A1 (en) * 2017-07-17 2019-01-17 General Electric Company Gas turbine engine combustor
EP3450850A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-06 Siemens Aktiengesellschaft A gas turbine combustor assembly with a trapped vortex cavity
US10976052B2 (en) * 2017-10-25 2021-04-13 General Electric Company Volute trapped vortex combustor assembly
US11486579B2 (en) 2018-02-26 2022-11-01 General Electric Company Engine with rotating detonation combustion system
US11473780B2 (en) * 2018-02-26 2022-10-18 General Electric Company Engine with rotating detonation combustion system
US11156164B2 (en) 2019-05-21 2021-10-26 General Electric Company System and method for high frequency accoustic dampers with caps
US11174792B2 (en) 2019-05-21 2021-11-16 General Electric Company System and method for high frequency acoustic dampers with baffles
CN113028449B (zh) * 2021-02-26 2023-03-17 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 一种燃气发生器流线型燃料分流盘
US11912946B2 (en) * 2021-03-29 2024-02-27 The Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Army Fuel endothermic reaction to cool a load
CN115076722B (zh) * 2022-06-01 2023-06-06 南京航空航天大学 一种燃油预蒸发式凹腔驻涡火焰稳定器及其工作方法
US11725820B1 (en) * 2022-06-07 2023-08-15 Thomassen Energy B.V. Halo ring fuel injector for a gas turbine engine
CN115899769A (zh) * 2022-10-17 2023-04-04 南京航空航天大学 一种内级凹腔与外级旋流耦合的燃烧室
WO2024124325A1 (en) * 2022-12-14 2024-06-20 Ekona Power Inc. Trapped vortex mixer for mixing fluids
US20240263788A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-08 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor with central fuel injection and downstream air mixing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1792127A1 (ru) * 1989-09-21 1995-01-27 Агрегатное конструкторское бюро "Кристалл" Система топливоподачи турбореактивного двигателя
RU2286474C1 (ru) * 2005-05-11 2006-10-27 ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" Устройство подачи и дозирования топлива с управляемым электроприводом

Family Cites Families (296)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010A (en) * 1849-01-09 Improvement in the manufacture of hats
US1284182A (en) 1917-12-28 1918-11-05 Doble Detroit Steam Motors Co Method of and means for burning liquid fuel.
US1388707A (en) * 1918-10-01 1921-08-23 John O Heinze Turbine
US1374045A (en) 1920-02-26 1921-04-05 Melbourne E Vezie Burner
GB196452A (en) 1922-03-15 1923-04-26 Henry Andrews Hepburn Improvements in or relating to internal combustion turbine engines
US1472784A (en) 1922-10-13 1923-11-06 beaedsley
US1732234A (en) 1928-03-21 1929-10-22 Westinghouse Electric & Mfg Co Turbine blade
US1868143A (en) * 1928-08-24 1932-07-19 John O Heinze Turbine
US1952281A (en) * 1931-12-12 1934-03-27 Giration Des Fluides Sarl Method and apparatus for obtaining from alpha fluid under pressure two currents of fluids at different temperatures
US2095991A (en) * 1933-03-08 1937-10-19 Milo Ab Gas turbine system of the continuous combustion type
US2236426A (en) 1938-07-27 1941-03-25 Bbc Brown Boveri & Cie Turbine blade
CH223843A (de) 1939-05-19 1942-10-15 Jendrassik Georg Verfahren zum Betrieb von Gasturbinenanlagen und Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
US2354213A (en) * 1939-11-25 1944-07-25 Jendrassik George Rotary engine, mainly gas turbine
FR882329A (fr) 1939-11-25 1943-05-31 Procédé et installation pour le démarrage et l'exploitation à charge partielle de compresseurs rotatifs, de turbines ou de groupes de ces machines
US2293756A (en) 1940-06-21 1942-08-25 Henry D Mackaye Gas burner
US2303381A (en) * 1941-04-18 1942-12-01 Westinghouse Electric & Mfg Co Gas turbine power plant and method
US2322987A (en) 1941-10-06 1943-06-29 West Perry Turbine system
US2401826A (en) * 1941-11-21 1946-06-11 Dehavilland Aircraft Turbine
US2410259A (en) * 1941-12-13 1946-10-29 Fed Reserve Bank Elastic fluid mechanism
US2469678A (en) 1943-12-18 1949-05-10 Edwin T Wyman Combination steam and gas turbine
US2409159A (en) * 1944-08-26 1946-10-08 Allis Chalmers Mfg Co Elastic fluid conditioning apparatus
US2441751A (en) * 1945-05-22 1948-05-18 Bbc Brown Boveri & Cie Gas turbine plant
CH246353A (de) 1945-05-22 1946-12-31 Bbc Brown Boveri & Cie Gasturbinenanlage.
US2506581A (en) * 1945-06-30 1950-05-09 Jr Albon C Cowles Means for cooling gas turbine blades
US2535488A (en) 1946-04-25 1950-12-26 Hartford Nat Bank & Trust Co Device comprising a gas turbine
GB612097A (en) * 1946-10-09 1948-11-08 English Electric Co Ltd Improvements in and relating to the cooling of gas turbine rotors
CH258675A (de) 1947-10-20 1948-12-15 Tech Studien Ag Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen und Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
US2532740A (en) * 1948-02-10 1950-12-05 William H Speer Fuel burner provided with combustion gas recirculating means
US2959215A (en) 1948-06-19 1960-11-08 Robert I Warnecke Apparatus for opposing flare back in fluid fuel burners
CH266731A (de) 1948-08-11 1950-02-15 Siegfried Keller & Co Vorrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten bei hochtourigen Turbomaschinen mit fliegender Läuferanordnung.
US2722101A (en) * 1948-12-21 1955-11-01 Solar Aircraft Co Gas turbine sealing and cooling structure
US2579049A (en) * 1949-02-04 1951-12-18 Nathan C Price Rotating combustion products generator and turbine of the continuous combustion type
US2715011A (en) * 1949-07-19 1955-08-09 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Ceramic blade for turbine engine
US2701444A (en) * 1950-01-26 1955-02-08 Solar Aircraft Co Burner for jet engines
US2726511A (en) 1950-05-18 1955-12-13 Solar Aircraft Co Afterburners
GB727796A (en) 1951-05-10 1955-04-06 Nat Res Dev Improvements relating to combustion equipment for burning liquid fuel and to gas turbine plant in which it is incorporated
US2784551A (en) 1951-06-01 1957-03-12 Orin M Raphael Vortical flow gas turbine with centrifugal fuel injection
DE897902C (de) 1951-06-02 1953-11-26 Eberspaecher J Sicherung des Schmiermittelraumes gegen OElverluste bei hochtourigen Stroemungsmaschinen durch Entlueftung
FR1058197A (fr) 1951-06-15 1954-03-15 Power Jets Res & Dev Ltd Perfectionnements apportés aux installations avec turbines à gaz
DE867634C (de) 1951-07-31 1953-02-19 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Labyrinth-Dichtung
US2862359A (en) * 1952-10-28 1958-12-02 Gen Motors Corp Fuel manifold and flameholder in combustion apparatus for jet engines
DE1011670B (de) 1955-06-03 1957-07-04 H C Ernst Schmidt Dr Ing Dr Re Ringfoermige Misch- oder Brennkammer, insbesondere fuer Gasturbinen
US2986882A (en) 1955-06-27 1961-06-06 Vladimir H Pavlecka Sub-atmospheric gas turbine circuits
FR1166419A (fr) 1955-07-08 1958-11-12 Procédé et moyens de mise en oeuvre pour tirer de l'énergie mécanique de la chaleur sensible d'une masse gazeuse chaude, sensiblement à la pression atmosphérique ambiante, et application aux turbines à gaz
GB825124A (en) * 1955-09-14 1959-12-09 Reginald Percy Fraser Improvements relating to combustion chambers and to the production of clean gaseous combustion products
US2999359A (en) * 1956-04-25 1961-09-12 Rolls Royce Combustion equipment of gas-turbine engines
US2821067A (en) 1956-05-28 1958-01-28 Boeing Co Combustion chamber construction in a gas turbine engine
FR1163559A (fr) 1956-12-21 1958-09-29 Bertin & Cie Perfectionnement aux turbines
US2970438A (en) * 1958-03-04 1961-02-07 Curtiss Wright Corp Circular fuel spray bars
US3034298A (en) 1958-06-12 1962-05-15 Gen Motors Corp Turbine cooling system
DE1219732B (de) * 1958-07-12 1966-06-23 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, beispielsweise einer Gasturbine
US2973808A (en) 1958-07-18 1961-03-07 Jr William B Fox Flame stabilizer-mixer
US3209536A (en) 1960-04-04 1965-10-05 Ford Motor Co Re-expansion type gas turbine engine with intercooler fan driven by the low pressure turbine
CH384942A (de) 1961-08-09 1965-02-26 Escher Wyss Ag Verfahren und Einrichtung zur Förderung des Arbeitsmittels beim Arbeitsmittelwechsel zwischen dem Arbeitskreislauf einer geschlossenen Gasturbinenanlage und einem Arbeitsmittelspeicher zum Zwecke der Veränderung des Druckpegels in der Anlage
US3255586A (en) 1962-09-12 1966-06-14 Dresser Ind Gas turbine capable of rapidly accepting or rejecting a load with minimum speed deviation
FR1340751A (fr) 1962-12-11 1963-10-18 Cem Comp Electro Mec Perfectionnement aux turbines à combustion
US3309866A (en) * 1965-03-11 1967-03-21 Gen Electric Combustion process and apparatus
US3361183A (en) * 1965-07-28 1968-01-02 Comb Efficiency Corp Liquid fuel burner
US3287904A (en) 1965-10-14 1966-11-29 Warren Henry Russell Gas turbine engine
US3369361A (en) 1966-03-07 1968-02-20 Gale M. Craig Gas turbine power plant with sub-atmospheric spray-cooled turbine discharge into exhaust compressor
US3469396A (en) 1966-07-02 1969-09-30 Shigeru Onishi Gas turbine
US3418808A (en) 1966-07-05 1968-12-31 Rich David Gas turbine engines
DE1476836B1 (de) 1966-09-27 1970-01-29 Man Turbo Gmbh Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung,insbesondere Gasturbinenanlage
DE1751845B2 (de) * 1968-08-07 1972-02-24 Daimler Benz Ag, 7000 Stuttgart Gasturbinentriebwerk fuer flugzeuge
FR1588974A (ru) * 1968-10-02 1970-03-16
US3527054A (en) * 1969-01-23 1970-09-08 Gen Electric Pressurization of lubrication sumps in gas turbine engines
US3597134A (en) 1969-01-23 1971-08-03 Frank W Bailey Liquid fuel burning apparatus
GB1170793A (en) 1969-05-05 1969-11-19 Fiat Spa Power Turbine-Engine Unit
US3613360A (en) 1969-10-30 1971-10-19 Garrett Corp Combustion chamber construction
DE2018641C2 (de) 1970-04-18 1972-05-10 Motoren Turbinen Union Umkehrbrennkammer fuer gasturbinentriebwerke
US3826084A (en) 1970-04-28 1974-07-30 United Aircraft Corp Turbine coolant flow system
US3699681A (en) * 1970-07-09 1972-10-24 Bbc Sulzer Turbomaschinen Load control for gas turbine plant
US3625003A (en) * 1970-09-08 1971-12-07 Gen Motors Corp Split compressor gas turbine
US3689039A (en) 1970-11-25 1972-09-05 Du Pont Method of heating oxygen-containing gases
US3703808A (en) * 1970-12-18 1972-11-28 Gen Electric Turbine blade tip cooling air expander
US3705784A (en) * 1971-01-11 1972-12-12 Burnham Corp Liquid fuel burner having reduced thermal stress and rapid start-up time
US3800527A (en) * 1971-03-18 1974-04-02 United Aircraft Corp Piloted flameholder construction
US3727401A (en) 1971-03-19 1973-04-17 J Fincher Rotary turbine engine
DE2116779C3 (de) 1971-04-06 1973-10-25 Rohling Kg, 4784 Ruethen Heizkessel
US3785145A (en) * 1971-11-10 1974-01-15 Gen Motors Corp Gas turbine power plant
GB1435687A (en) 1971-11-26 1976-05-12 Chair R S De Gas generators
CA953160A (en) * 1972-02-01 1974-08-20 Clifford G. Otway Method and apparatus for mixing and turbulating particulate fuel with air for subsequent combustion
US3971209A (en) 1972-02-09 1976-07-27 Chair Rory Somerset De Gas generators
US3775974A (en) 1972-06-05 1973-12-04 J Silver Gas turbine engine
NL7209417A (ru) 1972-07-06 1974-01-08
JPS5145728B2 (ru) * 1972-08-21 1976-12-04
DE2262597A1 (de) 1972-12-21 1974-07-11 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Vorrichtung zum kuehlen von vollprofillaufschaufeln von kraftfahrzeuggasturbinen
FR2217546B3 (ru) 1973-02-09 1977-05-06 Djordjenic Bozidar
US3826083A (en) * 1973-07-16 1974-07-30 Gen Motors Corp Recirculating combustion apparatus jet pump
US3886732A (en) * 1973-09-27 1975-06-03 Joseph Gamell Ind Inc Internal combustion engine having coaxially mounted compressor combustion chamber, and turbine
US3876363A (en) 1974-01-02 1975-04-08 Aqua Chem Inc Atomizing method and apparatus
US4024705A (en) * 1974-01-14 1977-05-24 Hedrick Lewis W Rotary jet reaction turbine
US4370094A (en) 1974-03-21 1983-01-25 Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Aktiengesellschaft Method of and device for avoiding rotor instability to enhance dynamic power limit of turbines and compressors
US3982910A (en) 1974-07-10 1976-09-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hydrogen-rich gas generator
US4563875A (en) 1974-07-24 1986-01-14 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
US4586328A (en) 1974-07-24 1986-05-06 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
DE2437990A1 (de) 1974-08-07 1976-02-26 Rory Somerset De Chair Gasturbinentriebwerk
US4032305A (en) 1974-10-07 1977-06-28 Squires Arthur M Treating carbonaceous matter with hot steam
US3927958A (en) * 1974-10-29 1975-12-23 Gen Motors Corp Recirculating combustion apparatus
US3980422A (en) * 1975-08-11 1976-09-14 Hed Industries, Inc. Oil injection means for liquid fuel burner
US4022544A (en) 1975-01-10 1977-05-10 Anatoly Viktorovich Garkusha Turbomachine rotor wheel
US3971210A (en) 1975-01-22 1976-07-27 Dresser Industries, Inc. Start-up compressed air system for gas turbine engines
US4020809A (en) * 1975-06-02 1977-05-03 Caterpillar Tractor Co. Exhaust gas recirculation system for a diesel engine
US4183420A (en) 1975-08-20 1980-01-15 Nissan Motor Company, Limited Gas turbine engine control system
US3990831A (en) * 1975-09-04 1976-11-09 Consolidated Natural Gas Service Co., Inc. Recirculating burner
US3994665A (en) * 1975-09-12 1976-11-30 Consolidated Natural Gas Service Co., Inc. Recirculating burner
US4151709A (en) 1975-09-19 1979-05-01 Avco Corporation Gas turbine engines with toroidal combustors
US4008041A (en) 1975-10-02 1977-02-15 Gerald Alton Roffe Apparatus for the gas phase combustion of liquid fuels
US4046223A (en) 1975-10-15 1977-09-06 General Electric Company Bearing sump cooling arrangement
SE402147B (sv) 1975-12-05 1978-06-19 United Turbine Ab & Co Gasturbinanleggning med tre i samma gaspassage anordnade koaxiella turbinrotorer
US4003199A (en) * 1976-03-01 1977-01-18 General Motors Corporation Turbine engine with air brake
US4193568A (en) 1976-07-06 1980-03-18 Heuvel Norman L Disc-type airborne vehicle and radial flow gas turbine engine used therein
US4204401A (en) 1976-07-19 1980-05-27 The Hydragon Corporation Turbine engine with exhaust gas recirculation
US4091613A (en) * 1976-07-30 1978-05-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Independent power generator
US4130388A (en) 1976-09-15 1978-12-19 Flynn Burner Corporation Non-contaminating fuel burner
US4149503A (en) 1976-10-01 1979-04-17 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US4100733A (en) * 1976-10-04 1978-07-18 United Technologies Corporation Premix combustor
US4142836A (en) 1976-12-27 1979-03-06 Electric Power Research Institute, Inc. Multiple-piece ceramic turbine blade
US4084922A (en) 1976-12-27 1978-04-18 Electric Power Research Institute, Inc. Turbine rotor with pin mounted ceramic turbine blades
US4140473A (en) 1977-01-13 1979-02-20 Allied Chemical Corporation Apparatus and method to control process to replace natural gas with fuel oil in a natural gas burner
FR2385899A1 (fr) 1977-03-29 1978-10-27 Hedrick Lewis Moteur a reaction
DE2744899C3 (de) 1977-10-06 1982-02-11 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Gasturbinenanlage für den Antrieb von Fahrzeugen
JPS5477820A (en) 1977-12-02 1979-06-21 Hitachi Ltd Method of cooling gas turbine blade
FR2421026A1 (fr) 1978-03-28 1979-10-26 Glaenzer Spicer Sa Dispositif de support de pieces destinees a subir une operation de brochage ou analogue
JPS5523314A (en) 1978-08-02 1980-02-19 Toyota Motor Corp Apparatus for controlling re-circulation of exhaust gas discharged from engine
US4280817A (en) 1978-10-10 1981-07-28 Battelle Development Corporation Solid fuel preparation method
US4311431A (en) 1978-11-08 1982-01-19 Teledyne Industries, Inc. Turbine engine with shroud cooling means
FR2456371A1 (fr) 1979-05-07 1980-12-05 Commissariat Energie Atomique Procede de decontamination en ruthenium d'effluents radio-actifs liquides et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
US4329114A (en) 1979-07-25 1982-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Active clearance control system for a turbomachine
DE2937631A1 (de) 1979-09-18 1981-04-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Brennkammer fuer gasturbinen
US4277938A (en) 1979-10-15 1981-07-14 Caterpillar Tractor Co. Combination rotating fluidized bed combustor and heat exchanger
WO1981001312A1 (en) 1979-11-01 1981-05-14 William H Belke Rotating fluidized bed combustor
US4350008A (en) 1979-12-26 1982-09-21 United Technologies Corporation Method of starting turbine engines
CA1147564A (en) 1980-02-04 1983-06-07 Jean-Paul Levesque Centrifugal chambers gas turbine
NL8001472A (nl) 1980-03-12 1981-10-01 Tno Installatie voor warmteterugwinning bij verbrandingsmachine met compressor.
SE423742B (sv) 1980-09-29 1982-05-24 United Motor & Transmissions A Gasturbinanleggning for automotiv drift
EP0059490B1 (de) * 1981-03-04 1984-12-12 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Ringbrennkammer mit Ringbrenner für Gasturbinen
CA1180554A (en) 1981-05-29 1985-01-08 Masaru Mitsumori Mixed fuels
FR2519374B1 (fr) 1982-01-07 1986-01-24 Snecma Dispositif de refroidissement des talons d'aubes mobiles d'une turbine
DE3202358A1 (de) 1982-01-26 1983-08-18 Kurt 7518 Bretten Reiber Keilring-wirbelkammer zur extremen beschleunigung der wirbelmasse
GB2119027A (en) 1982-04-24 1983-11-09 Rolls Royce Turbine assembly for a gas turbine engine
US4549402A (en) 1982-05-26 1985-10-29 Pratt & Whitney Aircraft Of Canada Limited Combustor for a gas turbine engine
EP0095882B1 (en) 1982-05-27 1990-01-10 B. & H. Manufacturing Company, Inc. A method of and apparatus for applying labels of heat shrink material to articles and articles so wrapped
US4433540A (en) 1982-06-07 1984-02-28 General Motors Corporation Low emission combustor
US4501053A (en) 1982-06-14 1985-02-26 United Technologies Corporation Method of making rotor blade for a rotary machine
EP0103370A1 (en) 1982-08-11 1984-03-21 Rolls-Royce Plc Improvements in or relating to gas turbine engines
DE3482915D1 (de) 1983-05-31 1990-09-13 United Technologies Corp Schutzsystem fuer lagerkammer.
GB8323011D0 (en) 1983-08-26 1983-09-28 Carbogel Ab Aqueous slurries
US4502277A (en) 1984-01-25 1985-03-05 Demos Papastavros Turbine power plant system
US4899537A (en) 1984-02-07 1990-02-13 International Power Technology, Inc. Steam-injected free-turbine-type gas turbine
US4704136A (en) 1984-06-04 1987-11-03 Freeport-Mcmoran Resource Partners, Limited Partnership Sulfate reduction process useful in coal gasification
US4629413A (en) 1984-09-10 1986-12-16 Exxon Research & Engineering Co. Low NOx premix burner
US5003766A (en) 1984-10-10 1991-04-02 Paul Marius A Gas turbine engine
US4641495A (en) 1985-02-05 1987-02-10 A/S Kongsberg Vapenfabrikk Dual entry radial turbine gas generator
FR2577990B1 (fr) 1985-02-22 1989-03-03 Electricite De France Procede et installation de production d'energie motrice ou electrique, notamment a turbine a gaz
GB2175993B (en) * 1985-06-07 1988-12-21 Rolls Royce Improvements in or relating to dual fuel injectors
EP0206683A3 (en) 1985-06-17 1988-08-03 The University Of Dayton Internal bypass gas turbine engines with blade cooling
US4791784A (en) 1985-06-17 1988-12-20 University Of Dayton Internal bypass gas turbine engines with blade cooling
US4732091A (en) 1985-09-30 1988-03-22 G.G.C., Inc. Pyrolysis and combustion process and system
GB2189845B (en) 1986-04-30 1991-01-23 Gen Electric Turbine cooling air transferring apparatus
CH671449A5 (ru) 1986-07-08 1989-08-31 Bbc Brown Boveri & Cie
US4790133A (en) 1986-08-29 1988-12-13 General Electric Company High bypass ratio counterrotating turbofan engine
US4845941A (en) 1986-11-07 1989-07-11 Paul Marius A Gas turbine engine operating process
DE3721834A1 (de) 1987-07-02 1989-01-12 Eberspaecher J Einrichtung zur vorwaermung von fluessigem brennstoff fuer heizgeraete in mobilen einheiten
CH672450A5 (ru) 1987-05-13 1989-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie
US4831817A (en) 1987-11-27 1989-05-23 Linhardt Hans D Combined gas-steam-turbine power plant
US5054279A (en) 1987-11-30 1991-10-08 General Electric Company Water spray ejector system for steam injected engine
GB2216191B (en) 1988-03-31 1992-08-12 Aisin Seiki Gas turbine cogeneration apparatus for the production of domestic heat and power
DE3817617A1 (de) 1988-05-25 1989-07-20 Daimler Benz Ag Abgasturbolader fuer eine brennkraftmaschine
US5193337A (en) 1988-07-25 1993-03-16 Abb Stal Ab Method for operating gas turbine unit for combined production of electricity and heat
CH679799A5 (ru) 1988-07-25 1992-04-15 Christian Reiter
US5052176A (en) * 1988-09-28 1991-10-01 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation Combination turbojet-ramjet-rocket propulsion system
DE3835932A1 (de) 1988-10-21 1990-04-26 Mtu Muenchen Gmbh Vorrichtung zur kuehlluftzufuehrung fuer gasturbinen-rotorschaufeln
US4991391A (en) 1989-01-27 1991-02-12 Westinghouse Electric Corp. System for cooling in a gas turbine
US5331803A (en) 1989-07-24 1994-07-26 Sundstrand Corporation Method of obtaining a desired temperature profile in a turbine engine and turbine engine incorporating the same
US5095221A (en) 1989-11-03 1992-03-10 Westinghouse Electric Corp. Gas turbine control system having partial hood control
US5280703A (en) 1989-12-11 1994-01-25 Sundstrand Corporation Turbine nozzle cooling
US5174108A (en) 1989-12-11 1992-12-29 Sundstrand Corporation Turbine engine combustor without air film cooling
US5669216A (en) 1990-02-01 1997-09-23 Mannesmann Aktiengesellschaft Process and device for generating mechanical energy
US5832715A (en) 1990-02-28 1998-11-10 Dev; Sudarshan Paul Small gas turbine engine having enhanced fuel economy
US5123242A (en) 1990-07-30 1992-06-23 General Electric Company Precooling heat exchange arrangement integral with mounting structure fairing of gas turbine engine
GB9023004D0 (en) * 1990-10-23 1990-12-05 Rolls Royce Plc A gas turbine engine combustion chamber and a method of operating a gas turbine engine combustion chamber
JP3077939B2 (ja) * 1990-10-23 2000-08-21 ロールス−ロイス・ピーエルシー ガスタービン燃焼室及びその操作方法
US5105617A (en) 1990-11-09 1992-04-21 Tiernay Turbines Cogeneration system with recuperated gas turbine engine
US5231833A (en) 1991-01-18 1993-08-03 General Electric Company Gas turbine engine fuel manifold
US5269133A (en) 1991-06-18 1993-12-14 General Electric Company Heat exchanger for cooling a gas turbine
US5198310A (en) 1991-09-11 1993-03-30 Institute Of Gas Technology Thermal management in fuel cell system by feed gas conditioning
US5265425A (en) 1991-09-23 1993-11-30 General Electric Company Aero-slinger combustor
US5212943A (en) 1991-10-08 1993-05-25 Sundstrand Corporation Reduced thermal stress turbine starting strategy
US5201796A (en) 1991-10-15 1993-04-13 United Technologies Corporation Gas turbine engine arrangement
US5201530A (en) 1991-10-18 1993-04-13 United Technologies Corporation Multi-layered brush seal
US5232335A (en) 1991-10-30 1993-08-03 General Electric Company Interstage thermal shield retention system
US5195884A (en) 1992-03-27 1993-03-23 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Low NOx formation burner apparatus and methods
US5255507A (en) 1992-05-04 1993-10-26 Ahlstrom Pyropower Corporation Combined cycle power plant incorporating atmospheric circulating fluidized bed boiler and gasifier
US5266024A (en) 1992-09-28 1993-11-30 Praxair Technology, Inc. Thermal nozzle combustion method
US5432007A (en) 1992-10-06 1995-07-11 Shizu Naito Solvent-free organosiloxane composition and its use
GB2273316B (en) 1992-12-12 1996-02-28 Rolls Royce Plc Bleed valve control
US5310319A (en) 1993-01-12 1994-05-10 United Technologies Corporation Free standing turbine disk sideplate assembly
DE4312078C2 (de) 1993-04-13 1995-06-01 Daimler Benz Ag Abgasturbolader für eine aufgeladene Brennkraftmaschine
EP0626543A1 (en) 1993-05-24 1994-11-30 Westinghouse Electric Corporation Low emission, fixed geometry gas turbine combustor
DE4318405C2 (de) 1993-06-03 1995-11-02 Mtu Muenchen Gmbh Brennkammeranordnung für eine Gasturbine
US5628182A (en) 1993-07-07 1997-05-13 Mowill; R. Jan Star combustor with dilution ports in can portions
US5794431A (en) 1993-07-14 1998-08-18 Hitachi, Ltd. Exhaust recirculation type combined plant
US5350293A (en) 1993-07-20 1994-09-27 Institute Of Gas Technology Method for two-stage combustion utilizing forced internal recirculation
DE4331779A1 (de) 1993-09-18 1995-03-23 Abb Management Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion der Spaltstrommischverluste und der Spaltanregung von rotierenden thermischen Maschinen
US5497615A (en) 1994-03-21 1996-03-12 Noe; James C. Gas turbine generator set
US5452574A (en) 1994-01-14 1995-09-26 Solar Turbines Incorporated Gas turbine engine catalytic and primary combustor arrangement having selective air flow control
US5442904A (en) 1994-03-21 1995-08-22 Shnaid; Isaac Gas turbine with bottoming air turbine cycle
US5415478A (en) 1994-05-17 1995-05-16 Pratt & Whitney Canada, Inc. Annular bearing compartment
WO1996009496A1 (fr) 1994-09-24 1996-03-28 Nkk Corporation Bruleur a tube rayonnant et procede de fonctionnement de tels bruleurs a tube rayonnant
US5597167A (en) 1994-09-28 1997-01-28 United Technologies Corporation Brush seal with fool proofing and anti-rotation tab
US5575616A (en) 1994-10-11 1996-11-19 General Electric Company Turbine cooling flow modulation apparatus
FR2730555B1 (fr) 1995-02-15 1997-03-14 Snecma Ensemble d'injection de carburant pour chambre de combustion de turbines a gaz
US5857339A (en) * 1995-05-23 1999-01-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Combustor flame stabilizing structure
US5791148A (en) 1995-06-07 1998-08-11 General Electric Company Liner of a gas turbine engine combustor having trapped vortex cavity
DE19524732A1 (de) 1995-07-07 1997-01-09 Bmw Rolls Royce Gmbh Lagerkammer-Anordnung für eine Gasturbinen-Welle
DK94695A (da) 1995-08-23 1997-02-24 Haldor Topsoe As Fremgangsmåde til generering af elektrisk energi
US5727378A (en) 1995-08-25 1998-03-17 Great Lakes Helicopters Inc. Gas turbine engine
US5664414A (en) 1995-08-31 1997-09-09 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for generating power
US5762156A (en) 1995-10-31 1998-06-09 Ford Global Technologies, Inc. Hybrid electric propulsion system using a dual shaft turbine engine
US5647215A (en) * 1995-11-07 1997-07-15 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine combustor with turbulence enhanced mixing fuel injectors
JP3795951B2 (ja) 1996-01-31 2006-07-12 三洋電機株式会社 低ＮＯｘバーナおよび排ガス再循環制御方法
US6032466A (en) 1996-07-16 2000-03-07 Turbodyne Systems, Inc. Motor-assisted turbochargers for internal combustion engines
DE19637025A1 (de) 1996-09-12 1998-03-19 Stephan Herrmann Vorverdampfender und vorvermischender Brenner für flüssige Brennstoffe
US5740745A (en) 1996-09-20 1998-04-21 Nalco Fuel Tech Process for increasing the effectiveness of slag control chemicals for black liquor recovery and other combustion units
US5771696A (en) * 1996-10-21 1998-06-30 General Electric Company Internal manifold fuel injection assembly for gas turbine
EP0870990B1 (de) 1997-03-20 2003-05-07 ALSTOM (Switzerland) Ltd Gasturbine mit toroidaler Brennkammer
US6562086B1 (en) 1997-06-26 2003-05-13 Baker Hughes Inc. Fatty acid amide lubricity aids and related methods for improvement of lubricity of fuels
US5927067A (en) * 1997-11-13 1999-07-27 United Technologies Corporation Self-cleaning augmentor fuel manifold
US6134876A (en) 1997-11-26 2000-10-24 General Electric Company Gas turbine engine with exhaust expander and compressor
CA2225263A1 (en) 1997-12-19 1999-06-19 Rolls-Royce Plc Fluid manifold
GB9726957D0 (en) 1997-12-19 1998-02-18 Schmitz Hans J Ladder
GB9805364D0 (en) 1998-03-13 1998-05-06 Finlay Sam Interlocking vertical support column
US6077035A (en) 1998-03-27 2000-06-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Deflector for controlling entry of cooling air leakage into the gaspath of a gas turbine engine
US6141954A (en) * 1998-05-18 2000-11-07 United Technologies Corporation Premixing fuel injector with improved flame disgorgement capacity
EP0967424B1 (fr) 1998-06-26 2004-03-17 Techspace aero Dispositif de turbomachine avec un joint d'étanchéité
DE59810347D1 (de) 1998-09-10 2004-01-15 Alstom Switzerland Ltd Schwingungsdämpfung in Brennkammern
US6145296A (en) 1998-09-25 2000-11-14 Alm Development, Inc. Gas turbine engine having counter rotating turbines and a controller for controlling the load driven by one of the turbines
US6305157B1 (en) 1998-09-25 2001-10-23 Alm Development, Inc. Gas turbine engine
US6295801B1 (en) * 1998-12-18 2001-10-02 General Electric Company Fuel injector bar for gas turbine engine combustor having trapped vortex cavity
JP3457907B2 (ja) 1998-12-24 2003-10-20 三菱重工業株式会社 デュアルフュエルノズル
US6272844B1 (en) 1999-03-11 2001-08-14 Alm Development, Inc. Gas turbine engine having a bladed disk
US6212871B1 (en) 1999-03-11 2001-04-10 Alm Development, Inc. Method of operation of a gas turbine engine and a gas turbine engine
FR2792678B1 (fr) 1999-04-23 2001-06-15 Inst Francais Du Petrole Procede de recuperation assistee d'hydrocarbures par injection combinee d'une phase aqueuse et de gaz au moins partiellement miscible a l'eau
US6234746B1 (en) 1999-08-04 2001-05-22 General Electric Co. Apparatus and methods for cooling rotary components in a turbine
US6050095A (en) 1999-08-17 2000-04-18 Alliedsignal Inc. Turbocharger with integrated exhaust gas recirculation pump
DE19948674B4 (de) * 1999-10-08 2012-04-12 Alstom Verbrennungseinrichtung, insbesondere für den Antrieb von Gasturbinen
US6331006B1 (en) 2000-01-25 2001-12-18 General Electric Company Brush seal mounting in supporting groove using flat spring with bifurcated end
US6610110B1 (en) 2000-02-11 2003-08-26 The Lubrizol Corporation Aviation fuels having improved freeze point
US6481209B1 (en) * 2000-06-28 2002-11-19 General Electric Company Methods and apparatus for decreasing combustor emissions with swirl stabilized mixer
US8272219B1 (en) * 2000-11-03 2012-09-25 General Electric Company Gas turbine engine combustor having trapped dual vortex cavity
US6442939B1 (en) * 2000-12-22 2002-09-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Diffusion mixer
DE10104695B4 (de) 2001-02-02 2014-11-20 Alstom Technology Ltd. Vormischbrenner für eine Gasturbine
US6564555B2 (en) * 2001-05-24 2003-05-20 Allison Advanced Development Company Apparatus for forming a combustion mixture in a gas turbine engine
EP1262714A1 (de) 2001-06-01 2002-12-04 ALSTOM (Switzerland) Ltd Brenner mit Abgasrückführung
US7003961B2 (en) 2001-07-23 2006-02-28 Ramgen Power Systems, Inc. Trapped vortex combustor
US7603841B2 (en) 2001-07-23 2009-10-20 Ramgen Power Systems, Llc Vortex combustor for low NOx emissions when burning lean premixed high hydrogen content fuel
US6813889B2 (en) 2001-08-29 2004-11-09 Hitachi, Ltd. Gas turbine combustor and operating method thereof
US6663380B2 (en) 2001-09-05 2003-12-16 Gas Technology Institute Method and apparatus for advanced staged combustion utilizing forced internal recirculation
US6663752B2 (en) 2001-10-03 2003-12-16 Hadronic Press, Inc. Clean burning liquid fuel produced via a self-sustaining processing of liquid feedstock
US6735490B2 (en) 2001-10-12 2004-05-11 General Electric Company Method and system for automated integration of design analysis subprocesses
US6669463B2 (en) 2002-01-11 2003-12-30 General Motors Corporation Quick start large dynamic range combustor configuration
US6735949B1 (en) * 2002-06-11 2004-05-18 General Electric Company Gas turbine engine combustor can with trapped vortex cavity
US6761033B2 (en) * 2002-07-18 2004-07-13 Hitachi, Ltd. Gas turbine combustor with fuel-air pre-mixer and pre-mixing method for low NOx combustion
JP2004125379A (ja) 2002-07-29 2004-04-22 Miura Co Ltd 低ＮＯｘ燃焼方法とその装置
US7086544B1 (en) * 2002-08-16 2006-08-08 Schulte Corporation Support assembly for a hanger bar
EP1394471A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Brenner
KR100470980B1 (ko) 2002-10-14 2005-03-08 박길원 에멀젼 연료유의 연소방법
US6851263B2 (en) * 2002-10-29 2005-02-08 General Electric Company Liner for a gas turbine engine combustor having trapped vortex cavity
EP1585889A2 (en) * 2003-01-22 2005-10-19 Vast Power Systems, Inc. Thermodynamic cycles using thermal diluent
GB2398863B (en) 2003-01-31 2007-10-17 Alstom Combustion Chamber
US7074033B2 (en) 2003-03-22 2006-07-11 David Lloyd Neary Partially-open fired heater cycle providing high thermal efficiencies and ultra-low emissions
CN1875219B (zh) * 2003-10-03 2011-10-05 Alm蓝色火焰有限公司 燃烧方法及实施该方法的装置
CA2540561C (en) * 2003-10-03 2009-12-15 Anatoly M. Rakhmailov Combustion method and apparatus for carrying out same
US7036321B2 (en) * 2003-10-08 2006-05-02 Honeywell International, Inc. Auxiliary power unit having a rotary fuel slinger
EP1524473A1 (de) 2003-10-13 2005-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoff
US20050150376A1 (en) 2004-01-13 2005-07-14 Crawley Wilbur H. Method and apparatus for monitoring the components of a control unit of an emission abatement assembly
JP2005221202A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Denso Corp 触媒燃焼装置
JP2005221201A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Denso Corp 触媒燃焼加熱装置
US6983600B1 (en) * 2004-06-30 2006-01-10 General Electric Company Multi-venturi tube fuel injector for gas turbine combustors
US7481059B2 (en) * 2004-08-12 2009-01-27 Volvo Aero Corporation Method and apparatus for providing an afterburner fuel-feed arrangement
US20060107667A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Haynes Joel M Trapped vortex combustor cavity manifold for gas turbine engine
US20060191268A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 General Electric Company Method and apparatus for cooling gas turbine fuel nozzles
RU2280768C1 (ru) * 2005-05-23 2006-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" Теплоэлектроцентраль с газотурбинной установкой
EP2041494B8 (en) * 2005-12-14 2015-05-27 Industrial Turbine Company (UK) Limited Gas turbine engine premix injectors
GB2437990B (en) 2006-01-24 2008-06-25 Toumaz Technology Ltd Frequency divider circuits
US7909898B2 (en) 2006-02-01 2011-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Method of treating a gaseous mixture comprising hydrogen and carbon dioxide
US20070193110A1 (en) 2006-02-21 2007-08-23 Schwab Scott D Fuel lubricity additives
US8197249B1 (en) * 2006-04-28 2012-06-12 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Fully premixed low emission, high pressure multi-fuel burner
US8701416B2 (en) * 2006-06-26 2014-04-22 Joseph Michael Teets Radially staged RQL combustor with tangential fuel-air premixers
BRPI0718271A2 (pt) 2006-10-18 2013-11-12 Lean Flame Inc Premisturtador para gás e combustível para uso em combinação com o dispositivo de liberação / conversão de energia
GB0625016D0 (en) * 2006-12-15 2007-01-24 Rolls Royce Plc Fuel injector
US8322142B2 (en) * 2007-05-01 2012-12-04 Flexenergy Energy Systems, Inc. Trapped vortex combustion chamber
EP2142777A4 (en) 2007-05-01 2011-04-13 Ingersoll Rand Energy Systems COMBUSTION CHAMBER IN VORTEX PIÉGÉ
EP2351845A1 (en) 2007-06-01 2011-08-03 Solazyme, Inc. Renewable chemicals and fuels from oleaginous yeast
GB2456147B (en) * 2008-01-03 2010-07-14 Rolls Royce Plc Fuel Injector Assembly for Gas Turbine Engines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1792127A1 (ru) * 1989-09-21 1995-01-27 Агрегатное конструкторское бюро "Кристалл" Система топливоподачи турбореактивного двигателя
RU2286474C1 (ru) * 2005-05-11 2006-10-27 ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" Устройство подачи и дозирования топлива с управляемым электроприводом

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
фиг. 2-3. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647035C1 (ru) * 2017-03-24 2018-03-13 Олег Савельевич Кочетов Вихревая форсунка
RU2667276C1 (ru) * 2018-01-31 2018-09-18 Олег Савельевич Кочетов Вихревая форсунка

Also Published As

Publication number Publication date
IN2012DN02175A (ru) 2015-08-21
AU2009352301B2 (en) 2015-07-30
CN102686849A (zh) 2012-09-19
MY157599A (en) 2016-06-30
RU2012114576A (ru) 2013-10-20
US20110061395A1 (en) 2011-03-17
IL218604A (en) 2015-04-30
EP2475856A1 (en) 2012-07-18
MX2012003094A (es) 2012-08-03
WO2011031280A1 (en) 2011-03-17
UA105063C2 (ru) 2014-04-10
RU2534643C2 (ru) 2014-12-10
HK1176388A1 (zh) 2013-07-26
MX2012003095A (es) 2012-08-03
JP2013504735A (ja) 2013-02-07
CN102686849B (zh) 2015-09-02
US8689562B2 (en) 2014-04-08
ZA201201788B (en) 2012-11-28
JP5629321B2 (ja) 2014-11-19
US20110061390A1 (en) 2011-03-17
JP2013504733A (ja) 2013-02-07
AU2009352303B2 (en) 2015-07-30
IL218606A0 (en) 2012-05-31
CA2773943A1 (en) 2011-03-17
WO2011031278A1 (en) 2011-03-17
AU2009352301A1 (en) 2012-04-12
CA2773947A1 (en) 2011-03-17
JP2013504734A (ja) 2013-02-07
HK1176663A1 (zh) 2013-08-02
JP5638613B2 (ja) 2014-12-10
MY157598A (en) 2016-06-30
KR20120098620A (ko) 2012-09-05
KR20120098621A (ko) 2012-09-05
HK1176664A1 (zh) 2013-08-02
WO2011031281A1 (en) 2011-03-17
US20110061391A1 (en) 2011-03-17
RU2012114579A (ru) 2013-10-20
UA106387C2 (ru) 2014-08-26
ZA201201786B (en) 2012-11-28
BR112012005523A2 (pt) 2017-05-23
EP2475934A4 (en) 2015-02-11
HK1176989A1 (zh) 2013-08-09
MX2012003096A (es) 2012-08-03
IL218605A (en) 2015-04-30
IL218607A0 (en) 2012-05-31
JP5663024B2 (ja) 2015-02-04
BR112012005521A2 (pt) 2019-09-24
MY169951A (en) 2019-06-19
MY159337A (en) 2016-12-30
CA2773951A1 (en) 2011-03-17
RU2012114581A (ru) 2013-10-20
CN102713203B (zh) 2015-07-22
AU2009352302A1 (en) 2012-04-12
CN102713202B (zh) 2015-07-22
BR112012005522A2 (pt) 2019-09-24
RU2537109C2 (ru) 2014-12-27
CN102713441B (zh) 2015-07-22
CA2773946A1 (en) 2011-03-17
IL218606A (en) 2014-11-30
AU2009352304B2 (en) 2015-09-03
CN102713441A (zh) 2012-10-03
UA102633C2 (ru) 2013-07-25
JP5663023B2 (ja) 2015-02-04
IN2012DN02176A (ru) 2015-08-21
EP2475857A1 (en) 2012-07-18
EP2475855A1 (en) 2012-07-18
KR20120098619A (ko) 2012-09-05
MX2012003097A (es) 2012-08-03
AU2009352304A1 (en) 2012-04-12
UA108082C2 (uk) 2015-03-25
EP2475934A1 (en) 2012-07-18
CN102713203A (zh) 2012-10-03
IL218604A0 (en) 2012-05-31
US8726666B2 (en) 2014-05-20
IN2012DN02180A (ru) 2015-08-21
EP2475857A4 (en) 2015-02-18
US20110061392A1 (en) 2011-03-17
JP2013504736A (ja) 2013-02-07
ZA201201789B (en) 2012-11-28
IN2012DN02179A (ru) 2015-08-21
US8549862B2 (en) 2013-10-08
ZA201201787B (en) 2012-11-28
BR112012005612A2 (pt) 2016-06-21
CN102713202A (zh) 2012-10-03
IL218605A0 (en) 2012-05-31
EP2475856A4 (en) 2015-02-11
US8689561B2 (en) 2014-04-08
IL218607A (en) 2015-04-30
EP2475855A4 (en) 2015-04-29
RU2572733C2 (ru) 2016-01-20
AU2009352303A1 (en) 2012-04-12
RU2012114584A (ru) 2013-10-20
WO2011031279A1 (en) 2011-03-17
KR20120092111A (ko) 2012-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2526410C2 (ru) Способ поэтапного изменения подачи топлива в устройстве с камерой сгорания
US11692709B2 (en) Gas turbine fuel mixer comprising a plurality of mini tubes for generating a fuel-air mixture
US20220290862A1 (en) Fuel mixer
KR102014828B1 (ko) 연료 과농­희박 예혼합형 공업용 가스연소기 및 그 작동방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171201