專利名稱：三元組反向旋轉(zhuǎn)渦漩器和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及燃燒器，且更特定地涉及用于低排放燃燒過(guò)程的稀薄預(yù)混合燃燒器的燃料-空氣混合器。
背景技術(shù)：
在歷史上，從燃料獲取能量在帶有擴(kuò)散控制(也稱為非預(yù)混合)燃燒的燃燒器內(nèi)進(jìn)行，其中反應(yīng)物最初是分離的且反應(yīng)僅發(fā)生在燃料和氧化劑之間的界面上，在此處混合及反應(yīng)均發(fā)生。這樣的裝置的例子包括但不僅限于航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和用于動(dòng)力生成、船舶推進(jìn)、氣體壓縮、熱電聯(lián)產(chǎn)、和海洋平臺(tái)動(dòng)力等的航改燃?xì)廨啓C(jī)。在設(shè)計(jì)這樣的燃燒器中，工程師具有挑戰(zhàn)性的不僅在于對(duì)維持或降低燃燒器的總尺寸、增加最大運(yùn)行溫度和增加比能量釋放率的持續(xù)需求，而且在于對(duì)降低法規(guī)限制的污染物的形成以及它們到環(huán)境中的排放的日益增長(zhǎng)的需求。所關(guān)心的主要污染物的例子包括氮的氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、未燃燒和部分燃燒的碳?xì)浠衔锖蜏厥覛怏w,例如二氧化碳(CO2)。因?yàn)樵诎l(fā)生燃燒時(shí)對(duì)流體機(jī)械混合、與局部化學(xué)當(dāng)量燃燒相關(guān)的峰值溫度、在升高的溫度區(qū)域內(nèi)的駐留時(shí)間和氧的可獲得性的依賴所導(dǎo)致的控制流動(dòng)中局部成分變化的困難，所以對(duì)于滿足當(dāng)前和將來(lái)的排放要求同時(shí)維持增加性能的希望水平，擴(kuò)散燃燒器提供了有限的能力。近來(lái)，稀薄預(yù)混合燃燒器已用于進(jìn)一步降低不希望的污染物的排放水平。在這些燃燒器中，通過(guò)使用燃料-空氣混合器，在任何顯著的化學(xué)反應(yīng)在燃燒器內(nèi)發(fā)生前，使準(zhǔn)確的燃料和氧化劑的量在混合室或混合區(qū)域內(nèi)很好地混合，因此便于對(duì)以上所列出的擴(kuò)散燃燒器和其他本領(lǐng)域中已知的燃燒器的困難的控制。預(yù)混合燃燒器的常規(guī)燃料-空氣混合器合并多組內(nèi)反向旋轉(zhuǎn)渦漩器和外反向旋轉(zhuǎn)渦漩器，它們一般地鄰近混合道的上游端布置以向空氣流賦予渦漩。已知在這樣的設(shè)備內(nèi)的不同的燃料噴射方式，包括向內(nèi)和/或外環(huán)形渦漩器提供第一燃料，內(nèi)和/或外環(huán)形渦漩器可以包括空心的葉片，葉片帶有與罩內(nèi)的燃料歧管流體連通的內(nèi)腔，和/或?qū)⒌诙剂贤ㄟ^(guò)由中心體壁內(nèi)與第二燃料充滿區(qū)流體連通的多個(gè)孔的交叉射流而噴射到混合道內(nèi)。在這樣的設(shè)備中，來(lái)自壓縮機(jī)的高壓空氣通過(guò)渦漩器被噴射到混合道內(nèi)以形成強(qiáng)烈的剪切區(qū)域且燃料從外渦漩器葉片通道和/或中心體孔噴射到混合道內(nèi)，使得在燃料/空氣混合物在混合道的下游端供給出到燃燒器內(nèi)且點(diǎn)燃前高壓空氣和燃料被混合。因?yàn)榻徊嫔淞骱途植咳剂蠂娚潼c(diǎn)和渦漩被賦予的方式，在常規(guī)的燃料-空氣混合器內(nèi)的燃料濃度在混合器壁附近在出口面處最高，因此阻礙了在混合道出口處對(duì)燃料濃度局部變化的控制，特別是當(dāng)考慮到對(duì)于能以大范圍的燃料適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行的燃燒器的需求時(shí)，大范圍的燃料包括但不限制于天然氣、氫氣和合成燃料氣體(也已知為合成氣)，其是從煤或其他材料氣化過(guò)程所獲得的富含一氧化碳和氫的氣體。因此，輸送到火焰區(qū)的燃料濃度分布形式可能包含不希望的空間變化，因此最小化了預(yù)混合對(duì)于污染物形成過(guò)程的完全影響以及對(duì)于在燃燒區(qū)內(nèi)的總體火焰穩(wěn)定性的影響可能性。因此存在對(duì)于在具有在其出口處的提高的控制燃料濃度局部變化能力同時(shí)維持在混合道內(nèi)的流動(dòng)分離和火焰保持控制的稀薄預(yù)混合燃燒器中使用的燃料-空氣混合器的需求。此增加的控制將允許開(kāi)發(fā)具有降低的長(zhǎng)度而大體上不影響設(shè)備內(nèi)的總體壓力下降的預(yù)混合設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
以上總結(jié)的和其他在本領(lǐng)域中已知的需求的一個(gè)或多個(gè)通過(guò)燃料-空氣混合器解決，該燃料-空氣混合器包括由壁限定的環(huán)形罩、布置在環(huán)形罩的上游端部部分處的第一和第二渦漩器，第二渦漩器布置在第一渦漩器徑向外側(cè)、將第一和第二渦漩器分開(kāi)的轂、沿環(huán)形罩軸向延伸的中心體、在環(huán)形罩的上游端部部分處繞環(huán)形罩周向布置的燃料罩、和布置在內(nèi)渦漩器和外渦漩器下游的第三渦漩器，第三渦漩器構(gòu)造為在從鄰近環(huán)形罩壁的環(huán)形罩外側(cè)區(qū)域進(jìn)入第三渦漩器的第二氣體流上施加獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)。披露本發(fā)明的實(shí)施例也包括低排放燃燒器和具有以上總結(jié)的燃料-空氣混合器的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。在所披露的發(fā)明的另一個(gè)方面中，燃?xì)鉁u輪機(jī)披露為包括壓縮機(jī)、燃燒燃料和空氣的預(yù)先混合的混合物的與壓縮機(jī)流體連通的燃燒器、和位于燃燒器下游的使離開(kāi)燃燒器的高溫氣體流膨脹的渦輪機(jī)。這樣的燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器具有燃料-空氣混合器，燃料-空氣混合器包括由壁限定的環(huán)形罩、布置在環(huán)形罩的上游端部部分處的第一和第二渦漩器，第二渦漩器布置在第一渦漩器徑向外側(cè)、將第一和第二渦漩器分開(kāi)的轂、沿環(huán)形罩軸向延伸的中心體、在環(huán)形罩的上游端部部分處繞環(huán)形罩周向布置的燃料罩、和布置在內(nèi)渦漩器和外渦漩器下游的第三渦漩器，第三渦漩器構(gòu)造為在從鄰近環(huán)形罩壁的環(huán)形罩外側(cè)區(qū)域進(jìn)入第三渦漩器的第二氣體流上施加獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)。在披露的本發(fā)明的另一個(gè)方面中，披露了氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括構(gòu)造為從空氣分離氧的空氣分離單元、用于準(zhǔn)備天然氣的氣體處理單元、用于使氧與天然氣在升高的溫度和壓力下反應(yīng)以產(chǎn)生富含一氧化碳和氫氣的合成氣的燃燒器、和與燃燒器流體連通以從合成氣獲取功且熄滅合成氣的渦輪膨脹器。這樣的氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的燃燒器包括燃料-空氣混合器，燃料-空氣混合器具有由壁限定的環(huán)形罩、布置在環(huán)形罩的上游端部部分處的第一和第二渦漩器，第二渦漩器布置在第一渦漩器徑向外側(cè)、將第一和第二渦漩器分開(kāi)的轂、沿環(huán)形罩軸向延伸的中心體、在環(huán)形罩的上游端部部分處繞環(huán)形罩周向布置的燃料罩、和布置在內(nèi)渦漩器和外渦漩器下游的第三渦漩器，第三渦漩器構(gòu)造為在從鄰近環(huán)形罩壁的環(huán)形罩外側(cè)區(qū)域進(jìn)入第三渦漩器的第二氣體流上施加獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)。用于在燃燒系統(tǒng)中預(yù)混合燃料和氧化劑的方法也在所披露的本發(fā)明的實(shí)施例的范圍內(nèi)，這樣的方法包括如下步驟將第一氧化劑流吸入燃料-空氣混合器的環(huán)形罩內(nèi)側(cè)，在第一渦鏇器內(nèi)使第一氧化劑流的第一部分在第一方向渦鏇，在第二渦鏇器內(nèi)使第一氧化劑流的第二部分在與第一方向相對(duì)的第二方向渦漩，將燃料從燃料罩噴射到燃料-空氣混合器內(nèi)，將第二氣態(tài)流吸入環(huán)形罩內(nèi)側(cè)，和在第三渦漩器內(nèi)使第二氣態(tài)流渦漩，第三渦漩器布置在燃料罩和第一和第二渦漩器的軸向位置下游，第二氣態(tài)流從環(huán)形罩外側(cè)的區(qū)域吸入，且第二氣態(tài)流的渦漩為使得控制環(huán)形罩的出口處的環(huán)形罩壁附近的燃料濃度。以上的簡(jiǎn)要描述闡述了本發(fā)明的特征，以使得更好地理解如下的本發(fā)明的詳細(xì)描述，且使得更好地認(rèn)識(shí)到對(duì)本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，存在本發(fā)明的其他特征，這些其他特征將在后文中描述且為附帶的權(quán)利要求書(shū)的主題。因此，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的數(shù)個(gè)優(yōu)選實(shí)施例前，應(yīng)理解的是本發(fā)明在其應(yīng)用上不限制于構(gòu)造的細(xì)節(jié)和在如下的說(shuō)明闡述或附圖內(nèi)的圖示的部件的布置。本發(fā)明可以具有其他實(shí)施例且可以以多種方式實(shí)行和完成。也應(yīng)理解的是，在此使用的措辭和術(shù)語(yǔ)用于描述目的且不應(yīng)視作限制。同樣，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本披露所基于的構(gòu)思可以容易地用作用于設(shè)計(jì)用于完成本發(fā)明的數(shù)個(gè)目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，重要的是，權(quán)利要求書(shū)被視作包括這樣的等價(jià)構(gòu)造，只要它們不偏離本發(fā)明的精神和范圍。進(jìn)一步地，前述的摘要的目的是使得美國(guó)專利和商標(biāo)局以及一般公眾且特別是本領(lǐng)域內(nèi)的不熟悉專利或法律術(shù)語(yǔ)或措辭的科學(xué)家、工程師和從業(yè)者能從粗略的查閱而快速地確定本申請(qǐng)的技術(shù)披露的屬性和實(shí)質(zhì)。因此，摘要不意圖于限定僅由權(quán)利要求書(shū)界定的本發(fā)明或本申請(qǐng)，也不意圖于以任何方式限制本發(fā)明的范圍。


通過(guò)結(jié)合附圖考慮而參考如下詳細(xì)描述使本發(fā)明變得更好理解，從而容易地獲得對(duì)本發(fā)明及其許多附帶優(yōu)點(diǎn)的更完整的認(rèn)識(shí)，各圖為
圖1是根據(jù)本技術(shù)的方面的具有帶燃料-空氣混合器的燃燒器的燃?xì)鉁u輪機(jī)的概略圖
示；
圖2是根據(jù)本技術(shù)的方面的使用在圖1的燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)的低排放筒式燃燒器的典型構(gòu)造的概略圖示；
圖3是根據(jù)本技術(shù)的方面的使用在圖1的燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)的低排放環(huán)形燃燒器的另一個(gè)典型構(gòu)造的概略圖示；
圖4是根據(jù)本技術(shù)的方面的具有燃料-空氣混合器的另一個(gè)典型的低排放環(huán)形燃燒器的部分截面視圖；和
圖5圖示了圖4的燃料-空氣混合器的徑向渦漩器的透視圖?，F(xiàn)在參考附圖，其中類似的參考數(shù)字在所有不同的視圖中指示相同或?qū)?yīng)的零件，將描述所披露的燃料-空氣混合器設(shè)備的數(shù)個(gè)實(shí)施例。在如下的解釋中，將使用在燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)使用的所披露的燃料-空氣混合器的典型實(shí)施例。然而，對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將容易地顯見(jiàn)的是相同的燃料-空氣混合器可以使用在其中通過(guò)燃料和氧化劑的預(yù)混合來(lái)主要地控制燃燒的其他應(yīng)用中。圖1圖示了燃?xì)鉁u輪機(jī)10，燃?xì)鉁u輪機(jī)10具有在運(yùn)行中將高壓空氣供給到低排放燃燒器12內(nèi)的壓縮機(jī)14。在噴射到燃燒器12內(nèi)的燃料與空氣(或另外的氧化劑)燃燒之后，高溫燃?xì)庠诟邏合码x開(kāi)燃燒器12且通過(guò)渦輪機(jī)16膨脹，渦輪機(jī)16通過(guò)軸18驅(qū)動(dòng)了壓縮機(jī)14。如本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所理解，在此參考的空氣或空氣流也指任何其他氧化劑，包括但不限制于純氧。在一個(gè)實(shí)施例中，燃燒器12包括筒式燃燒器。在替代的實(shí)施例中，燃燒器12包括筒式環(huán)形燃燒器或純的環(huán)形燃燒器。取決于應(yīng)用，燃?xì)饪梢赃M(jìn)一步在噴嘴(未示出)中膨脹以生成推力，或燃?xì)鉁u輪機(jī)10可以具有附加渦輪機(jī)(未示出)以從燃?xì)猥@取附加能量來(lái)驅(qū)動(dòng)外載荷。如在圖1中圖示，燃燒器12包括限定了燃燒區(qū)的燃燒器殼體20。另外，如在下文中進(jìn)一步解釋且在圖2至圖5中圖示，燃燒器12包括燃料-空氣混合器以在燃燒區(qū)內(nèi)燃燒前混合壓縮空氣和燃料。圖2圖示了在圖1的燃?xì)鉁u輪機(jī)10內(nèi)使用的低排放燃燒器22的典型構(gòu)造。在圖示的實(shí)施例中，燃燒器22包括帶有單一的燃料-空氣混合器的筒式燃燒器；然而，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，取決于應(yīng)用和希望的輸出，在給定的燃燒器筒內(nèi)也可以使用多個(gè)混合器。燃燒器22包括燃燒器外殼24和布置在燃燒器外殼24內(nèi)的燃燒器襯26。燃燒器22也包括穹頂板28和構(gòu)造為降低燃燒器壁溫度的熱屏蔽30。進(jìn)一步地，燃燒器22包括燃料-空氣混合器32，以在燃燒前預(yù)混合氧化劑和燃料。雖然圖2圖示了帶有單一燃料-空氣混合器32的筒式燃燒器，但本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，具有多個(gè)燃料-空氣混合器32的筒式燃燒器也在所披露的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于使用例如氫作為燃料的應(yīng)用，燃料-空氣混合器32可以布置為實(shí)現(xiàn)在燃燒器22內(nèi)的分級(jí)燃料引入。在運(yùn)行中，燃料-空氣混合器32接收空氣流34，空氣流34與從燃料充滿區(qū)引入到燃料-空氣混合器32內(nèi)的燃料混合。隨后，空氣-燃料混合物在燃燒器22內(nèi)的火焰36內(nèi)燃燒。在外殼24內(nèi)也可以提供稀釋或冷卻孔38，如所圖示。圖3圖示了在圖1的燃?xì)鉁u輪機(jī)10內(nèi)使用的低排放燃燒器40的另一個(gè)典型構(gòu)造。在圖示的實(shí)施例中，燃燒器40包括帶有單一燃料-空氣混合器的環(huán)形燃燒器；然而，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，取決于應(yīng)用和希望的輸出，在給定的環(huán)形燃燒器內(nèi)也可以使用多個(gè)周向布置的混合器。如所圖示，內(nèi)部外殼42和外部外殼44限定了燃燒器40內(nèi)的燃燒區(qū)。另外，燃燒器40典型地包括內(nèi)燃燒器襯46和外燃燒器襯48以及穹頂50。進(jìn)一步地，燃燒器40包括布置為鄰近內(nèi)燃燒器襯46和外燃燒器襯48的內(nèi)熱屏蔽52和外熱屏蔽54以及用于將空氣流58弓I導(dǎo)到燃燒區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散器部分56。燃燒器40也包括布置在燃燒區(qū)的上游的燃料-空氣混合器60。在運(yùn)行中，燃料-空氣混合器60從燃料充滿區(qū)經(jīng)由燃料管線62和64接收燃料。進(jìn)一步地，來(lái)自燃料管線62和64的燃料與來(lái)流空氣流58混合且將用于燃燒的燃料-空氣混合物輸送到火焰66。圖4描繪了具有根據(jù)本技術(shù)的方面的燃料-空氣混合器72的另一個(gè)典型的低排放環(huán)形燃燒器70的部分截面視圖。如本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將理解到，環(huán)形燃燒器70是適合于使用在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)的連續(xù)燃燒的燃燒器具類型，且包括其內(nèi)限定了燃燒室76的空心主體74?？招闹黧w74 —般在形式上是環(huán)形的且包括外襯48、內(nèi)襯46和帶穹頂端部或穹頂50。如所示出，空心主體74的帶穹頂端部50連接到燃料-空氣混合器72，以允許隨后從燃料-空氣混合器72引入燃料-空氣混合物到燃燒室76內(nèi)，同時(shí)具有由作為結(jié)果的混合物的點(diǎn)燃導(dǎo)致的最小的污染物形成。與在此描述的修改不同，燃料-空氣混合器72將一般地具有在美國(guó)專利No 5，351，477，No 5，251，447和No 5，165，241中的混合器的形式，這些專利共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人且其內(nèi)容在此通過(guò)對(duì)其的完整參考合并。如所圖示，燃料-空氣混合器72包括內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82。內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82優(yōu)選地反向旋轉(zhuǎn)。如本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將理解，關(guān)鍵的不在于內(nèi)渦漩器80或外渦漩器82使流過(guò)它們的空氣在何方向旋轉(zhuǎn)，只要一個(gè)渦漩器的旋轉(zhuǎn)方向與另一個(gè)渦漩器的旋轉(zhuǎn)方向相反即可。轂84將內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82相互分離，從而允許內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82共環(huán)且允許它們分開(kāi)地使進(jìn)入它們的空氣旋轉(zhuǎn)。內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82優(yōu)選地是軸向的，但它們可以是徑向的或軸向和徑向的一些組合。如本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所已知，內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82具有葉片，葉片以相對(duì)于燃燒器的軸向軸線A的從大約40度到大約60度變化的角度布置。另外，流動(dòng)通過(guò)內(nèi)渦漩器80的空氣與流動(dòng)通過(guò)外渦漩器82的空氣的質(zhì)量比可以通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)整，優(yōu)選地大致等于1:3。燃料-空氣混合器72進(jìn)一步包括帶有燃料入口 88的燃料罩86，燃料罩86周向地在混合器的上游端處圍繞混合器，還包括布置在燃料罩86的下游的環(huán)形罩90。燃料罩86可以與外渦漩器82的葉片流體連通且從燃料罩86噴射的燃料可以由合適的燃料供給和控制機(jī)構(gòu)計(jì)量，如常規(guī)地已知。同樣，外渦漩器82的葉片優(yōu)選地是具有連接到燃料罩86和燃料通道的內(nèi)腔的空心設(shè)計(jì)，以將燃料從燃料罩86噴射到環(huán)形罩90內(nèi)。也如常規(guī)地已知，雖然在圖中未描繪，但燃料通道可以與內(nèi)渦漩器80的葉片流體連通地提供。雖然未圖示，但本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，形成環(huán)形罩90的壁可以包括一個(gè)或多個(gè)與來(lái)自環(huán)形罩90外側(cè)的壓縮空氣流體連通的空氣通道，以允許空氣在環(huán)形罩90內(nèi)側(cè)流動(dòng)，以激勵(lì)沿環(huán)形罩90的內(nèi)表面定位的空氣和燃料的邊界層。這些空氣流通道可以不考慮燃料以何種方式噴射到燃料-空氣混合器72內(nèi)或燃料和空氣如何在燃料-空氣混合器72內(nèi)混合而實(shí)施。這是因?yàn)橛蛇@樣的空氣通道供給的空氣對(duì)于激勵(lì)沿環(huán)形罩90的內(nèi)環(huán)形表面的邊界層將是有效的，且增加了空氣在環(huán)形罩90內(nèi)的向前速度。此外，空氣也將具有稀釋在邊界層內(nèi)的任何燃料濃度的效果且因此降低了邊界層內(nèi)的火焰速度，所有這些將降低環(huán)形罩90內(nèi)回火的可能性。如在圖4中進(jìn)一步圖示，中心體94提供在燃料-空氣混合器72內(nèi)，中心體94可以具有直圓柱部分的形式，或優(yōu)選地具有大體上均勻地從其上游端向其下游端會(huì)聚的形式。中心體94優(yōu)選地定尺寸為在燃料-空氣混合器72的下游端96前終止。在一個(gè)實(shí)施例中，中心體94可以優(yōu)選地包括通過(guò)其尖端的通道，以將具有相對(duì)地高的軸向速度的空氣接納到鄰近中心體94的燃燒室76內(nèi)，此特別的實(shí)施例能降低局部燃空比，以幫助將火焰推向中心體尖端的下游。中心體94可以進(jìn)一步包括多個(gè)優(yōu)選地定位在緊靠?jī)?nèi)渦漩器80的下游的孔，燃料也可以從此多個(gè)孔噴射到燃料-空氣混合器72內(nèi)。將理解的是，如果氣態(tài)和液體燃料要噴射到燃料-空氣混合器72內(nèi)，則氣態(tài)燃料將優(yōu)選地通過(guò)渦漩器葉片通道噴射且液體燃料將通過(guò)布置在中心體94內(nèi)的孔噴射。因此，將理解的是，燃料類型的改變可以相當(dāng)?shù)乜焖俣?jiǎn)單地通過(guò)增加通過(guò)布置在中心體94內(nèi)的孔噴射的燃料量同時(shí)相應(yīng)地降低通過(guò)葉片噴射的燃料量來(lái)實(shí)現(xiàn)。如在圖4中進(jìn)一步圖示，在燃料罩86和環(huán)形罩90之間，燃料-空氣混合器72包括徑向渦漩器92。如先前所解釋，在內(nèi)渦漩器80或外渦漩器82內(nèi)引入的燃料具有向環(huán)形罩90的表面積聚的傾向，因此造成了在環(huán)形罩90的下游端96處帶有高燃料濃度的區(qū)域。在環(huán)形罩90的出口附近處的增加的燃料濃度可能不僅增加了向環(huán)形罩90內(nèi)回火的可能性，而且增加了在燃燒室76內(nèi)形成的NOx的量。徑向渦漩器92的有利特征之一是通過(guò)它引入的空氣增進(jìn)了在環(huán)形罩90的表面附近的燃料空氣混合，因此降低和/或消除了在環(huán)形罩90的出口處具有高燃料濃度的區(qū)域，且因此降低了在燃燒室76內(nèi)形成的NOx的總量。圖5示出了徑向渦漩器92的透視圖。如在圖5中示出，徑向渦漩器92包括布置在其上游端處的第一環(huán)98，第一環(huán)98具有多個(gè)布置在外表面102上的葉片100。每個(gè)葉片100布置在外表面102上，以周向地繞燃料-空氣混合器72的軸向軸線A延伸，使得每個(gè)葉片100的每個(gè)第一端部部分104位于靠近第一環(huán)98的外邊緣107定位的每個(gè)葉片102的第二端部部分106的徑向內(nèi)側(cè)。如所圖示，第一環(huán)98也包括從其內(nèi)邊緣軸向延伸的環(huán)形唇部108。徑向渦漩器92的另一個(gè)部件是軸向離開(kāi)第一環(huán)98布置的第二環(huán)110，以形成第一環(huán)98和第二環(huán)110之間的沿徑向方向和軸向方向延伸的間隙。如所示出，第二環(huán)110的第一表面112徑向向內(nèi)延伸，從而形成了在其中布置了多個(gè)葉片110的徑向延伸的間隙116。第二環(huán)110的第二表面114軸向延伸，以與第一環(huán)98的環(huán)形唇部108形成軸向延伸的間隙118。第二環(huán)110也包括套筒120，在組裝燃料-空氣混合器72時(shí)，在套筒120內(nèi)部布置了燃料-空氣混合器72的環(huán)形罩90。徑向渦漩器92沿燃料-空氣混合器72相對(duì)于內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82的位置的軸向位置和/或離開(kāi)徑向渦漩器92的空氣流的徑向旋轉(zhuǎn)度可以基于在燃料-空氣混合器72的下游端96處，特別是在緊接于環(huán)形罩92的壁的區(qū)域內(nèi)的燃料-空氣混合物的希望的混合程度來(lái)確定。另外，徑向渦漩器92的幾何形狀和尺寸可以基于希望的預(yù)混合效率和包括例如但不限制于燃料壓力、燃料溫度、來(lái)流空氣溫度和燃料噴射速度的因素的運(yùn)行條件，來(lái)選擇/優(yōu)化。燃料的例子包括天然氣、高氫氣體、氫、生物氣、一氧化碳和合成氣。然而，也可以使用多種其他燃料。以上所述的燃料-空氣混合器72特別地適合于使用在整體式氣化組合循環(huán)或IGCC內(nèi)，它是具有以由例如煤的固體燃料氣化導(dǎo)致的燃料的燃燒來(lái)驅(qū)動(dòng)的燃?xì)鉁u輪機(jī)的循環(huán)，同時(shí)使來(lái)自燃?xì)鉁u輪機(jī)的排氣與水/蒸汽換熱以生成過(guò)熱蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)。IGCC裝備的氣化部分通過(guò)將煤與氧在氣化器內(nèi)組合而產(chǎn)生了清潔的煤氣，以產(chǎn)生氣態(tài)燃料，主要地為氫和一氧化碳，或合成氣。氣體清潔過(guò)程然后清潔了合成氣，合成氣隨后在燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器內(nèi)使用以產(chǎn)生電力。IGCC裝備典型地具有較高的效率和較低的排放以及較高的輸出。在IGCC裝備內(nèi)當(dāng)從空氣分離單元或稱ASU內(nèi)獲得的氮被引入到燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器內(nèi)時(shí)，由此增加了通過(guò)燃?xì)鉁u輪機(jī)的質(zhì)量流量且通過(guò)折減用于燃燒的空氣而降低了總?cè)紵郎囟群脱鯘舛?，?shí)現(xiàn)了較高的輸出。根據(jù)所披露的發(fā)明的實(shí)施例的燃料-空氣混合器72適用于使用在IGCC裝備內(nèi)。特別地，燃料-空氣混合器72可以使用在燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器內(nèi)且當(dāng)燃燒合成氣時(shí)，氮可以引入到徑向渦漩器92內(nèi)，因此幫助降低在壁附近的高燃料濃度且增進(jìn)燃料空氣混合特性。也可以利用此徑向渦漩器，使得在高氫燃燒期間氮能流過(guò)罩且與罩內(nèi)的氫和空氣混合，從而再次避免了在燃料-空氣混合器的出口處的局部高當(dāng)量比的區(qū)域。在典型的IGCC燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器內(nèi)，氫和氮一起通過(guò)在內(nèi)渦漩器80和外渦漩器82內(nèi)的燃料噴射口被引入。在所披露的實(shí)施例的一些中，作為將氫與氮混合且將混合物通過(guò)燃料口引入的替代，將包含氫的碳清潔合成氣供給到燃料口且氮通過(guò)徑向渦漩器噴射或與來(lái)流空氣一起供給，因此折減空氣以降低總的氧可獲得性，從而與常規(guī)水平相比將NOx的水平降低了多達(dá)70%。在本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)中，在燃燒器出口處的NOx水平為3至5 ppm或更低。實(shí)現(xiàn)了這樣的在性能上的改進(jìn)，同時(shí)折減的空氣提供了在燃料-空氣混合器72的環(huán)形罩90內(nèi)對(duì)回火的增進(jìn)的阻礙和火焰保持。然而，雖然以上所總結(jié)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于IGCC裝備是清楚的，但本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將理解的是，所披露的燃料-空氣混合器可以用于翻新產(chǎn)生動(dòng)力的燃?xì)鉁u輪機(jī)的當(dāng)前燃燒器。以上描述的燃料-空氣混合器也可以使用在氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中，以增進(jìn)氧和天然氣在系統(tǒng)的燃燒器內(nèi)反應(yīng)前的預(yù)混合。典型地，氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)包括空氣分離單元、氣體處理單元和燃燒器。在運(yùn)行中，空氣分離單元將氧從空氣分離且氣體處理單元準(zhǔn)備用于在燃燒器內(nèi)轉(zhuǎn)化的天然氣。來(lái)自空氣分離單元的氧和來(lái)自氣體處理單元的天然氣被引導(dǎo)向燃燒器，在燃燒器內(nèi)天然氣和氧以升高的溫度和壓力反應(yīng)以產(chǎn)生合成氣。在此實(shí)施例中，燃料-空氣混合器聯(lián)接到燃燒器以便于氧和天然氣在燃燒器內(nèi)反應(yīng)前的預(yù)混合。進(jìn)一步地，燃料-空氣混合器的徑向渦漩器92便于來(lái)流天然氣的夾帶，以使得天然氣和氧能以高的燃料與氧的當(dāng)量比(例如大約3. 5至大約4且更高)混合，以最大化合成氣生產(chǎn)量，同時(shí)最小化駐留時(shí)間。在某些實(shí)施例中，蒸汽可以添加到氧或燃料以增進(jìn)過(guò)程效率。合成氣體然后被熄滅且引入到Fischer-Tropsh處理單元中，其中通過(guò)催化將氫氣和一氧化碳重組為長(zhǎng)鏈液體碳?xì)浠衔?。最后，液體碳?xì)浠衔镌诹鸦瘑卧獌?nèi)被轉(zhuǎn)化且分餾為產(chǎn)品。有利地，具有徑向渦漩器的燃料-空氣混合器生成了快速的天然氣和氧的預(yù)混合且在氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)內(nèi)駐留時(shí)間大體上短。以上描述的方法的多種方面在不同的應(yīng)用中具有實(shí)用性，例如在燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)使用的燃燒器和例如熔爐的加熱設(shè)備。此外，在此描述的技術(shù)增進(jìn)了燃料和空氣在燃燒前的預(yù)混合，因此大體上降低了排放且增進(jìn)了燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的效率。預(yù)混合技術(shù)可以對(duì)于不同的燃料使用，例如但不限制于高和低體積熱值的氣態(tài)化石燃料，包括天然氣、碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氫、生物氣和合成氣。因此，如已解釋，燃?空氣混合器可以使用在用于整體式氣化組合循環(huán)(IGCC)的燃料靈活的燃燒器內(nèi)以降低污染物排放。在某些實(shí)施例中，燃料-空氣混合器使用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)氫燃燒器和用于航改和重載機(jī)器的其他燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器內(nèi)。進(jìn)一步地，燃料-空氣混合器可以用于便于例如特別用于無(wú)二氧化碳循環(huán)和排氣再循環(huán)的氧-燃料的流的部分混合。因此，基于以上所述的附加的徑向渦漩器的預(yù)混合技術(shù)使得能增進(jìn)燃燒器內(nèi)的預(yù)混合和火焰穩(wěn)定性。此外，本技術(shù)使得能降低來(lái)自這樣的燃燒器的排放，特別是降低NOx排放，從而實(shí)現(xiàn)了燃?xì)鉁u輪機(jī)以環(huán)境友善的方式的運(yùn)行。在某些實(shí)施例中，此技術(shù)便于最小化越過(guò)燃燒器，更特定地氫燃燒器內(nèi)的壓力下降。另外，通過(guò)附加的徑向渦漩器實(shí)現(xiàn)的增進(jìn)的預(yù)混合便于對(duì)于燃燒器的增進(jìn)的關(guān)閉和回火阻力和增加的熄火裕量。在圖示的實(shí)施例中，燃料和空氣的更好的混合允許更好的關(guān)閉且允許以具有低到大約O. 2的當(dāng)量比的天然氣和空氣混合物運(yùn)行。另外，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，顯著地改進(jìn)了熄滅裕量。進(jìn)一步地，如以上所描述，此系統(tǒng)可以使用多種燃料，因此提供了增進(jìn)的燃料靈活性。例如，系統(tǒng)可以使用天然氣或H2作為燃料。這樣的系統(tǒng)的燃料靈活性消除了對(duì)于硬件改變或帶有不同燃料所要求的不同的燃料口的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的需求。如以上所述，所描述的燃料-空氣混合器可以使用多種燃料，因此提供了系統(tǒng)的燃料靈活性。此外，以上所述的技術(shù)可以使用在現(xiàn)有的筒式或筒式環(huán)形燃燒器內(nèi)，以降低排放和燃燒器內(nèi)的任何動(dòng)態(tài)振蕩和調(diào)制。此外，圖示的設(shè)備可以用作現(xiàn)有燃燒器內(nèi)的引燃器。用于在燃燒系統(tǒng)內(nèi)將燃料和氧化劑預(yù)混合的方法也在所披露的發(fā)明的實(shí)施例的范圍內(nèi)，這樣的方法包括如下步驟將第一氧化劑流吸入燃料-空氣混合器的環(huán)形罩內(nèi)側(cè)，在第一渦鏇器內(nèi)使第一氧化劑流的第一部分在第一方向渦鏇，在第二渦鏇器內(nèi)使第一氧化劑流的第二部分在與第一方向相對(duì)的第二方向渦漩，將燃料從燃料罩噴射到燃料-空氣混合器內(nèi)，將第二氣態(tài)流吸入環(huán)形罩內(nèi)側(cè)，和在第三渦漩器內(nèi)使第二氣態(tài)流渦漩，第三渦漩器布置在燃料罩和第一和第二渦漩器的軸向位置下游，第二氣態(tài)流從環(huán)形罩外側(cè)的區(qū)域吸入，且第二氣態(tài)流的渦漩為使得控制環(huán)形罩的出口處的環(huán)形罩壁附近的燃料濃度。在吸入第一氧化劑流的步驟中，這樣的氧化劑可以包括空氣或具有大約10%的體積含量的氧的氧化劑。另外，燃料可以包括合成氣且氧化劑是用于在氧-燃料燃燒器內(nèi)使用的高純度氧，或燃料可以包括合成氣且第二氣態(tài)流是氮流。參考以上描述，應(yīng)認(rèn)識(shí)到用于本發(fā)明的零件的最優(yōu)尺寸關(guān)系，包括尺寸變化，形成功能和運(yùn)行，組裝和使用方式對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員是容易地顯見(jiàn)和明顯的，且因此所有等價(jià)于在附圖中圖示且在說(shuō)明書(shū)中描述的關(guān)系意圖于僅由附帶的權(quán)利要求書(shū)的范圍所包括。另外，雖然以結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是實(shí)際的和本發(fā)明的數(shù)個(gè)典型實(shí)施例的特性和細(xì)節(jié)已在附圖中示出且在上文中完全地描述本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將顯見(jiàn)的是，可以進(jìn)行許多本發(fā)明的修改而不偏離在此闡述的原理和構(gòu)思。因此，本發(fā)明的正確的范圍應(yīng)僅通過(guò)附帶的權(quán)利要求書(shū)的最廣泛的解釋來(lái)確定以包括所有這樣的修改和等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.一種燃料-空氣混合器，其包括由壁限定的具有圓形截面的環(huán)形罩，該環(huán)形罩具有沿軸向方向延伸的軸向軸線、沿徑向方向延伸的徑向軸線、和上游和下游端部部分；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處的第一渦漩器；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處在徑向方向上在第一渦漩器外側(cè)的第二渦漩器；將第一和第二渦漩器分離的轂，該轂構(gòu)造為允許在環(huán)形罩的上游端部部分處進(jìn)入環(huán)形罩的第一氣體流的第一部分和第二部分獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，氣體流的第一和第二部分分別由第一和第二渦漩器旋轉(zhuǎn)；沿環(huán)形罩的軸向軸線延伸的中心體；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處在徑向方向上在第二渦漩器外側(cè)且周向繞環(huán)形罩的燃料罩，該燃料罩構(gòu)造為將燃料噴射到環(huán)形罩內(nèi)以與氣體流的第一和第二部分混合；和在燃料罩和第一和第二渦漩器的軸向位置下游布置在燃料-空氣混合器中的第三渦漩器，該第三渦漩器為徑向渦漩器，其構(gòu)造為允許從環(huán)形罩壁外側(cè)區(qū)域進(jìn)入第三渦漩器的第二氣體流的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，第二氣體流在鄰近環(huán)形罩壁的區(qū)域處進(jìn)入環(huán)形罩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中第一渦漩器和第二渦漩器反向旋轉(zhuǎn)，并且基于環(huán)形罩的出口平面處的所需燃料濃度值確定從第三渦漩器到第一渦漩器和第二渦漩器的軸向距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中第一渦漩器和第二渦漩器是從包括徑向渦漩器、軸向渦漩器和徑向/軸向渦漩器的設(shè)備組中選出的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中第一渦漩器包括第一組葉片且燃料罩與第一組葉片流體連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中第二渦漩器包括第二組葉片且燃料罩與第二組葉片流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中第一和第二渦漩器分別包括第一組和第二組葉片，且燃料罩與第一組和第二組葉片流體連通。
7 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中從燃料罩噴射到環(huán)形罩內(nèi)的燃料是合成氣且第二氣體流是氮?dú)饬?，以折減第一氣體流內(nèi)的氧量來(lái)控制位于環(huán)形罩下游處的燃燒區(qū)域內(nèi)形成的NOx的量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中第二氣體流是空氣流且第二氣體流的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)構(gòu)造為降低鄰近環(huán)形罩壁的區(qū)域內(nèi)在環(huán)形罩出口處的局部燃料濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，其中所述燃料是在包括天然氣、高氫氣體、氫、生物氣、一氧化碳和合成氣的物質(zhì)組中進(jìn)行選擇的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器，第三渦漩器進(jìn)一步包括第一環(huán)，其具有多個(gè)布置在其外表面上的葉片和從第一環(huán)的內(nèi)邊緣軸向延伸的環(huán)形唇部；和從第一環(huán)軸向分開(kāi)布置的第二環(huán)，以形成第一環(huán)和第二環(huán)之間的間隙，其包括多個(gè)布置在第一環(huán)外表面的葉片，第二環(huán)包括徑向向內(nèi)延伸的第一表面以形成該間隙的第一部分和軸向延伸的第二表面以形成該間隙的第二部分，第二環(huán)也包括構(gòu)造為接收燃料-空氣混合器的環(huán)形罩的套筒。
11.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料-空氣混合器的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，其中所述燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器包括筒式燃燒器、或者筒式環(huán)形燃燒器、或者環(huán)形燃燒器。
13.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)，其包括壓縮機(jī)；與壓縮機(jī)流體連通的構(gòu)造為燃燒燃料和空氣的預(yù)先混合的混合物的燃燒器，該燃燒器包括布置在燃燒器上游的燃料-空氣混合器，該燃料-空氣混合器包括由壁限定的具有圓形截面的環(huán)形罩，該環(huán)形罩具有沿軸向方向延伸的軸向軸線、沿徑向方向延伸的徑向軸線、和上游和下游端部部分；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處的第一渦漩器；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處在徑向方向上在第一渦漩器外側(cè)的第二渦漩器；將第一和第二渦漩器分離的轂，該轂構(gòu)造為允許在環(huán)形罩的上游端部部分處進(jìn)入環(huán)形罩的第一氣體流的第一部分和第二部分獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，氣體流的第一和第二部分分別由第一和第二渦漩器旋轉(zhuǎn)；沿環(huán)形罩的軸向軸線延伸的中心體；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處在徑向方向上在第二渦漩器外側(cè)且周向繞環(huán)形罩的燃料罩，該燃料罩構(gòu)造為將燃料噴射到環(huán)形罩內(nèi)以與氣體流的第一和第二部分混合；和在燃料罩和第一和第二渦漩器的軸向位置下游布置在燃料-空氣混合器中的第三渦漩器，該第三渦漩器為徑向渦漩器，其構(gòu)造為允許從環(huán)形罩壁外側(cè)區(qū)域進(jìn)入第三渦漩器的第二氣體流的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，第二氣體流在鄰近環(huán)形罩壁的區(qū)域處進(jìn)入環(huán)形罩；和位于燃燒器下游且構(gòu)造為使離開(kāi)燃燒器的氣體流膨脹的渦輪機(jī)。
14.一種氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，其包括構(gòu)造為從空氣分離氧的空氣分離單元；用于準(zhǔn)備天然氣的氣體處理單元；用于使氧與天然氣在升高的溫度和壓力下反應(yīng)以產(chǎn)生富含一氧化碳和氫氣的合成氣的燃燒器；布置在燃燒器上游的燃料-空氣混合器，以便于將氧與天然氣在燃燒器內(nèi)反應(yīng)前預(yù)混合，該燃料-空氣混合器包括由壁限定的具有圓形截面的環(huán)形罩，該環(huán)形罩具有沿軸向方向延伸的軸向軸線、沿徑向方向延伸的徑向軸線、和上游和下游端部部分；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處的第一渦漩器；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處在徑向方向上在第一渦漩器外側(cè)的第二渦漩器；將第一和第二渦漩器分離的轂，該轂構(gòu)造為允許在環(huán)形罩的上游端部部分處進(jìn)入環(huán)形罩的第一氣體流的第一部分和第二部分獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，氣體流的第一和第二部分分別由第一和第二渦漩器旋轉(zhuǎn)；沿環(huán)形罩的軸向軸線延伸的中心體；布置在環(huán)形罩的上游端部部分處在徑向方向上在第二渦漩器外側(cè)且周向繞環(huán)形罩的燃料罩，該燃料罩構(gòu)造為將燃料噴射到環(huán)形罩內(nèi)以與氣體流的第一和第二部分混合；和在燃料罩和第一和第二渦漩器的軸向位置下游布置在燃料-空氣混合器中的第三渦漩器，該第三渦漩器為徑向渦漩器，其構(gòu)造為允許從環(huán)形罩壁外側(cè)區(qū)域進(jìn)入第三渦漩器的第二氣體流的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，第二氣體流在鄰近環(huán)形罩壁的區(qū)域處進(jìn)入環(huán)形罩；和與燃燒器流體連通的渦輪膨脹器，以從合成氣體獲取功且熄滅合成氣體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于接收熄滅的合成氣體且用于將熄滅的合成氣體催化轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔锪黧w的Fischer-Tropsh處理單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體到液體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于將碳?xì)浠衔锪黧w分餾為至少一種有用產(chǎn)品的裂化單元。
17.一種用于使燃料和氧化劑在燃燒系統(tǒng)內(nèi)預(yù)混合的方法，其包括將第一氧化劑流通過(guò)燃料-空氣混合器的環(huán)形罩的氧化劑入口吸入到燃料-空氣混合器的環(huán)形罩內(nèi)側(cè)；在第一渦鏇器內(nèi)使第一氧化劑流的第一部分在第一方向渦鏇；在第二渦漩器內(nèi)使第一氧化劑流的第二部分在第二方向渦漩，第二方向與第一方向相對(duì)；將燃料從燃料罩噴射到燃料-空氣混合器內(nèi)，該燃料罩一般地布置在與第一和第二渦漩器所處的軸向位置相同的軸向位置處；將第二氣態(tài)流吸入環(huán)形罩內(nèi)側(cè)；和在第三渦漩器內(nèi)使第二氣態(tài)流渦漩，該第三渦漩器為徑向渦漩器，其在燃料罩和第一和第二渦漩器的軸向位置下游布置在燃料-空氣混合器中，第二氣態(tài)流從環(huán)形罩外側(cè)的區(qū)域吸入，且第二氣態(tài)流的渦漩為使得控制環(huán)形罩的出口處的環(huán)形罩壁附近的燃料濃度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述氧化劑包括空氣或者具有大約10%的體積含量的氧的氧化劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述燃料包括合成氣且所述氧化劑包括用于在氧-燃料燃燒器內(nèi)使用的高純度氧。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述燃料包括合成氣且所述第二氣態(tài)流包括
全文摘要
本發(fā)明涉及三元組反向旋轉(zhuǎn)渦漩器和使用方法。燃料-空氣混合器包括環(huán)形罩、反向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)渦漩器和外渦漩器、分離內(nèi)渦漩器和外渦漩器的轂、沿環(huán)形罩軸向延伸的中心體、布置在外渦漩器徑向外側(cè)周向地繞環(huán)形罩的燃料罩、和布置在內(nèi)渦漩器和外渦漩器下游的徑向渦漩器，徑向渦漩器構(gòu)造為允許與流過(guò)內(nèi)渦漩器和外渦漩器的流分開(kāi)的從環(huán)形罩壁外側(cè)區(qū)域進(jìn)入環(huán)形罩的第二氣體流的獨(dú)立徑向旋轉(zhuǎn)，徑向旋轉(zhuǎn)的第二氣體流在鄰近環(huán)形罩的外壁的區(qū)域處進(jìn)入環(huán)形罩。
文檔編號(hào)F23R3/38GK103032900SQ201310005639
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者A.M.埃爾卡迪, A.T.埃武萊特 申請(qǐng)人:通用電氣公司