專利名稱：燃燒室預混合器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于燃氣渦輪發(fā)動機燃燒室的預混合器。
背景技術：
在燃氣渦輪發(fā)動機中，預混合的空氣和燃料在設置于渦輪機上游的燃燒室內(nèi)燃燒，在所述燃燒室內(nèi)，由燃燒生成的高溫流體會產(chǎn)生機械能。所述機械能隨后會轉化為電能并傳輸?shù)诫娐分小Ｈ紵彝ǔ０ň哂蓄A混合通道的燃料噴嘴，在預混合通道中，空氣和燃料會互相混合。這種預混合可提高可燃材料進行完全燃燒的程度，從而減少發(fā)動機產(chǎn)生的排放物的量。因此，預混合的程度越高，排放物的量就越低。此類預混合程度的增加已通過在旋流器中使用大型旋流葉片和/或大量的旋流葉片得以實現(xiàn)，其中所述旋流器設置在預混合通道的上游端或附近。旋流葉片可改變可燃材料的流動方向，以促進燃料和空氣進行混合。然而，大型旋流葉片和/或大量旋流葉片會增加燃料噴嘴的總重量和成本，而且，即使使用所述旋流葉片，也有可能至少進入預混合通道的進口空氣是軸向或徑向的，而不是軸向流動和徑向流動的混合方向。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供一種燃燒室預混合器，所述燃燒室預混合器包括具有鐘口狀開口的燃燒管；多個管狀體，所述管狀體以疊套方式設置于燃燒管內(nèi)，以將可燃材料輸送至預混合通道，其中所述預混合通道設在所述燃燒管和所述多個管狀體中的最外層管狀體之間；以及在所述開口中周向排列的多個旋流器葉片，所述多個旋流器葉片中的每一個包括沿徑向尺寸從所述燃燒管向所述最外層管狀體延伸的主體，以及從所述開口向上游伸出的前緣。所述燃燒管經(jīng)形成以界定位于所述多個旋流器葉片下游的套管側孔。所述套管側孔位于靠近所述多個旋流器葉片的后緣的位置。所述多個管狀體中的所述最外層管狀體在上游方向發(fā)散。所述多個管狀體通過所述鐘口狀開口和所述鐘口狀開口下游的第二位置輸送可燃材料，其中，所述預混合通道從所述第二位置向下游方向收窄。所述多個管狀體中的一個或多個經(jīng)形成以界定燃料通道。所述多個管狀體包括具有內(nèi)部的中心體，所述內(nèi)部用于容納凈化空氣供應。所述多個旋流器葉片中的每一個以實質呈螺旋形的模式沿徑向尺寸延伸。所述多個旋流器葉片中的每一個的一個或多個在所述旋流器葉片的后緣處以一定角度傾斜。沿著所述預混合通道的壓力實質相同。另一方面，本發(fā)明提供一種燃燒室預混合器，其包括環(huán)形套管；環(huán)形壁，所述環(huán)形壁設置于所述套管內(nèi)以界定預混合通道和燃料通道，所述預混合通道從套管上游端向下游延伸，且從位于所述套管上游端的發(fā)散點徑向向內(nèi)延伸到會聚點，所述燃料通道經(jīng)配置以將燃料輸送到靠近所述發(fā)散點的所述預混合通道；以及中心體，所述中心體具有最內(nèi)層管以界定內(nèi)部通道，且在所述壁內(nèi)可裝載以界定中間通道，所述中間通道經(jīng)由第一孔與所述內(nèi)部通道流體連通，其中所述第一孔形成于所述最內(nèi)層管中，經(jīng)由第二孔與所述燃料通道流體連通，其中所述第二孔形成于所述壁中位于所述第一孔下游的位置，且經(jīng)由第三孔與所述預混合通道流體連通，其中所述第三孔形成于所述壁中位于所述第二孔下游、且靠近所述會聚點的位置。所述燃燒室預混合器進一步包括設置于所述套管上游端的多個旋流器葉片，其中所述套管和所述多個旋流器葉片的橫截面共同形成一個圓頂形。所述燃燒室預混合器進一步包括位于所述上游端的上游的安裝法蘭，其中所述壁從所述上游端向所述安裝法蘭發(fā)散，且所述壁包括內(nèi)壁部分和外壁部分，其中所述外壁部分在所述內(nèi)壁部分的下游邊緣處與所述內(nèi)壁部分岔開，以界定所述燃料通道。所述燃燒通道經(jīng)由設在所述外壁部分中的燃料孔將燃料輸送到所述預混合通道。所述燃料孔環(huán)繞所述外壁部分周向排列。所述第二孔在所述內(nèi)壁部分的所述下游邊緣處環(huán)繞所述內(nèi)壁部分周向排列。所述第三孔在所述內(nèi)壁部分的所述下游邊緣處環(huán)繞所述壁周向排列。所述第一孔環(huán)繞所述最內(nèi)層管周向排列。所述中間通道從所述會聚點向下游方向收窄。再一方面，本發(fā)明提供一種燃燒室預混合器，所述燃燒室預混合器包括環(huán)形燃燒管、經(jīng)形成以界定燃料通道的環(huán)形內(nèi)壁，以及經(jīng)形成以界定內(nèi)部的中心體，其中所述燃燒管、所述內(nèi)壁和所述中心體以疊套排列，以便所述燃燒管和所述內(nèi)部界定一個具有會聚上游端和下游部分的預混合通道，所述預混合通道在上游端與所述燃料通道流體連通，所述內(nèi)壁和所述中心體界定一個具有上游端和發(fā)散下游部分的中間通道，所述中間通道在上游端與燃料通道和所述內(nèi)部流體連通，且在相應上游端和下游部分的各自邊界處與所述預混合通道流體連通；且所述燃燒室預混合器進一步包括在所述預混合通道中周向排列的多個旋流器葉片，所述多個旋流器葉片中的每一個包括沿徑向尺寸從所述燃燒管向所述內(nèi)壁延伸的主體，以及從所述預混合通道的開口向上游伸出的前緣。通過以下說明并結合附圖可以更加清楚地了解到這些以及其他優(yōu)點和特征。


本專利申請文件中的權利要求書詳細指出并明確主張了本發(fā)明。通過以下說明并結合附圖可以清楚地了解本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點，其中圖1為本發(fā)明用于燃氣渦輪發(fā)動機燃燒室的預混合器的側視截面圖；圖2為圖1所示預混合器的透視圖；圖3為圖1所示燃氣渦輪發(fā)動機燃燒室的透視圖；具體實施方式
部分參考附圖以舉例方式介紹本發(fā)明的實施例及優(yōu)點和特征。元件符號列表
權利要求
1.一種燃燒室預混合器，包括一個具有鐘口狀開口的燃燒管；多個管狀體，所述多個管狀體以疊套方式設置于所述燃燒管內(nèi)，以將可燃材料輸送到一個預混合通道，其中所述預混合通道設在所述燃燒管和所述多個管狀體中的最外層管狀體之間；以及多個在所述開口中周向排列的旋流器葉片，所述多個旋流器葉片中的每一個包括一個沿徑向尺寸從所述燃燒管向所述最外層管狀體延伸的主體，以及一個從所述開口向上游伸出的前緣。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述燃燒管經(jīng)形成以界定位于所述多個旋流器葉片下游的套管側孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述套管側孔位于靠近所述多個旋流器葉片的后緣的位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述多個管狀體中的所述最外層管狀體在上游方向發(fā)散。
5.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述多個管狀體通過所述鐘口狀開口和所述鐘口狀開口下游的第二位置輸送可燃材料，其中，所述預混合通道從所述第二位置向下游方向收窄。
6.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述多個管狀體中的一個或多個經(jīng)形成以界定一個燃料通道。
7.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述多個管狀體包括一個具有內(nèi)部的中心體，所述內(nèi)部用于容納凈化空氣供應。
8.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述多個旋流器葉片中的每一個以實質呈螺旋形的模式沿徑向尺寸延伸。
9.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，所述多個旋流器葉片中的每一個的一個或多個在所述旋流器葉片的后緣處以一定角度傾斜。
10.根據(jù)權利要求1所述的燃燒室預混合器，其特征在于，沿著所述預混合通道的壓力實質相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒室預混合器，所述燃燒室預混合器包括具有鐘口狀開口的燃燒管；多個管狀體，所述多個管狀體以疊套方式設置于所述燃燒管內(nèi)，以將可燃材料輸送到預混合通道，其中所述預混合通道設在所述燃燒管和所述多個管狀體中的最外層管狀體之間；以及在所述開口中周向排列的多個旋流器葉片，所述多個旋流器葉片中的每一個包括沿徑向尺寸從所述燃燒管向所述最外層管狀體延伸的主體，以及從所述開口向上游伸出的前緣。
文檔編號F23R3/16GK102538009SQ20111038585
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者A·P·辛赫, G·D·邁爾斯, N·G·帕薩尼亞 申請人:通用電氣公司