[发明专利]有助于减少涡轮发动机中NOx排放物的方法和装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及燃气涡轮发动机，尤其涉及促使涡轮发动机减少NO_X排放物的方法和系统。

背景技术

至少某些已知的在燃气涡轮发动机上使用的燃烧器会在燃烧过程中生成作为副产品的NO_X排放物。通常，产生NO_X排放物的原因有两点。第一，燃烧器内产生的高燃烧温度促进了NO_X排放物的产生和排出。第二，增大的滞留时间或是燃料和空气在燃烧器内混合所需要的时间也促进了NO_X排放物的增加。

为有助于降低燃烧器的温度和减少滞留时间，至少某些已知的燃烧器包含有在燃烧器衬套上形成的稀释孔。特别地，稀释孔的位置布置为使得稀释空气流入燃烧室以提高燃油和空气在燃烧器中的混合速率。此外，稀释空气在维持理想的燃烧水平的同时有助于降低燃烧温度。

一般地，由于燃烧器衬套内部稀释孔的定位和/或定向，至少某些已知的符合国际民航组织(ICAO)航空环境保护委员会(CAEP)所规定的现有标准的燃烧器，也许并不满足更严格的标准。例如，至少某些已知的能满足当前CAEP标准(从2003年12月31日起生效)的发动机，可能不满足将从2007年12月31日起生效的将来CAEP标准。具体地，至少某些已知的发动机包括仅仅布置在燃烧器下游端的稀释孔。尽管如此，在这样的燃烧器内，稀释空气并不能有助于在可能产生NO_X排放物的燃烧室前端的滞留时间的减少和燃烧温度的降低。

发明内容

一方面，提供了一种制造用于燃气涡轮发动机的燃烧器衬套的方法。该方法包括提供具有多个在圆周方向上延伸的板的环状壳体。多个在圆周方向上延伸的板包括布置在壳体上游端的第一板以及布置在第一板的下游并与其相邻的第二板。该方法还包括在第一板上形成多个主稀释孔和在第二板上形成多个辅助稀释孔。设置这些稀释孔以使稀释空气流入壳体。

另一方面，提供了一种燃烧器衬套。该燃烧器衬套包括具有多个在圆周方向上延伸的板的环状壳体。多个在圆周方向上延伸的板包括布置在壳体上游端的第一板以及布置在第一板的下游并与其相邻的第二板。燃烧器衬套还包括形成在第一板上的多个主稀释孔，以及形成在第二板上的多个辅助稀释孔。设置这些稀释孔以使稀释空气流入壳体。

更进一步的，提供了一种燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括压缩机以及具有燃烧器衬套的燃烧器，该燃烧器衬套包括具有多个在圆周方向上延伸的板的环状壳体。多个在圆周方向上延伸的板包括布置在壳体上游端的第一板以及布置在第一板的下游并与其相邻的第二板。燃烧器衬套还包括形成在第一板上的多个主稀释孔，以及形成在第二板上的多个辅助稀释孔。设置这些稀释孔以使稀释空气从压缩机流入燃烧器。将这些稀释孔进一步设置得可帮助减少燃气涡轮发动机中的NO_X排放物。

附图说明

图1是示例的燃气涡轮发动机示意图；

图2是可以用于图1所示的示例燃气涡轮发动机的示例的燃烧器截面示意图；以及

图3是可以用于图2所示的燃烧器的示例燃烧器衬套的透视图；

图4是可以用于图2所示的燃烧器的另一示例燃烧器衬套的透视图。

具体实施方式

图1是一示例燃气涡轮发动机10的示意图。发动机10包括低压压缩机12，高压压缩机14，以及燃烧器组件16。发动机10还包括高压涡轮18，以及以串联的、轴流关系排列的低压涡轮20。压缩机12和涡轮20通过第一轴21接合，压缩机14和涡轮18通过第二轴22接合。在示例的实施例中，燃气涡轮发动机10是可以从俄亥俄州辛辛那提通用电气公司获得的CFM56燃气涡轮发动机或CF34-10。

图2是可以用于燃气涡轮发动机10(如图1所示)的示例燃烧器16的截面示意图。燃烧器16包括配置在外燃烧器壳56和内燃烧器壳58之间的外衬套52和内衬套54。外和内衬套52和54径向彼此间隔开以在它们之间限定出燃烧室60。外衬套52和外壳56在它们之间形成外部通道62，内衬套54和内壳58在它们之间形成内部通道64。整流罩组件66分别接合到外衬套和内衬套52和54的上游端。环状开口68通往在整流罩组件66上形成的开口从而使得压缩空气基本沿着箭头A指示的方向进入燃烧器16。压缩空气流过环状开口68以支持燃烧以及帮助冷却衬套52和54。