[发明专利]燃烧器中的导引燃烧室

权利要求书

1.一种导引燃烧室，其特别是用在燃气涡轮发动机的燃烧器(1)中，其特征在于：

所述导引燃烧室具有旋转对称的壁(21)，其限定了在下游端具有出口(6)的燃烧间，

所述燃烧间配备有用于产生富燃浓度的燃料和空气的装置，以便燃烧所述燃料产生非平衡未熄灭浓度的、温度升高到大于2000K的自由基流，

喉状部(33)位于导引燃烧室(5)的出口(6)处，其将所述流朝所述导引燃烧室的中心线的方向引导，并在所述导引燃烧室(5)出口(6)处沿所述中心线释放所述自由基流，

燃道(29)位于所述导引燃烧室(5)的喉状部(33)的下游。

2.根据权利要求1所述的导引燃烧室，其中所述导引燃烧室的壁(21)被分配板(25)包围，所述分配板(25)的表面上设置有孔，所述分配板(25)与所述壁(21)间隔一距离，以形成冷却空间层(25a)，利用穿过所述分配板(25)的所述孔的冷却空气(26)冷却所述壁(21)。

3.一种根据权利要求2所述的导引燃烧室的用途，其中所述冷却空气(25)在冷却了所述导引燃烧室的壁(21)之后与燃料混合，燃料/空气混合物被引导至所述导引燃烧室(5)下游的主贫油火焰(7)的剪切层中。

4.一种用于在导引燃烧室(5)的导引燃烧区(22)中燃烧燃料的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

在所述导引燃烧室(5)内部产生富燃浓度的燃料和空气，

燃烧所述燃料，以产生温度上升到高于2000K的非平衡未熄灭浓度的自由基(32)的流，

借助设置在所述导引燃烧室(5)的出口(6)上游的喉状部(33)将所述自由基(32)的流朝所述导引燃烧室(5)的中心线引导，

在所述导引燃烧室(5)的出口(6)处沿所述中心线释放所述自由基(32)的流。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述导引燃烧室(5)中形成非平衡水平的所述未熄灭浓度的自由基(32)的所述流和来自所述导引燃烧室(5)的导引燃烧区(22)的热，

将所述流沿所述导引燃烧室(5)的中心线向下游引导，

通过所述导引燃烧室(5)出口(6)处喉状部(33)的全开口释放所述流。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述导引燃烧室(5)的壁(21)的周围提供分配板(25)，该板的表面上设置有孔，

将所述分配板(25)布置成与所述壁(21)间隔一距离，以在所述壁(21)和所述分配板(25)之间形成间隔层(25a)，

提供冷却空气(26)，以穿过所述分配板(25)的所述孔，沿所述间隔层(25a)建立冷却空气(26)形成的流，以用于冷却所述导引燃烧室的壁(21)。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括以下步骤：

在所述导引燃烧室的出口处设置燃道(29)。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括以下步骤：

将加热状态的所述冷却空气(26)以下列方式之一供应至所述主贫油部分预混燃烧过程：

a)在所述导引燃烧室(5)的燃道(29)周围释放经加热的冷却空气，从而在主贫油部分预混燃烧过程的主回流区(20)的最上游端处供应冷却空气；

b)经加热的冷却空气从穿过燃道(4a，4b，4c)的通道(10)被引入所述主贫油部分预混燃烧过程中，其中所述燃道限定了容纳所述燃烧过程的燃烧间；

c)经加热的冷却空气以a)和b)混合的形式被提供给所述主贫油部分预混燃烧过程。

9.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括以下步骤：

在所述主回流区(20)中燃烧超过90％的燃料。

10.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括以下步骤：

在所述导引燃烧室(5)中燃料至多1％的燃料。

11.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括以下步骤：

在点火级中，通过加入混合了空气(24)的燃料(23)并使用点火器(34)给混合物点火来开始导引燃烧室(5)中的贫油火焰(35)，在导引火焰(35)点火之后，将火焰调节为贫油状态(低于当量比1，当量比大约为0.8)或者富油状态(大于当量比1，当量比介于大约1.4和1.6之间)。

12.根据权利要求6所述的方法，在燃烧器的部分负载操作时，其进一步包括以下步骤：

通过管道(30)将加热状态的所述冷却空气(26)与燃料混合，以达到富油燃料/空气混合物，

在所述回流区(20)的前驻点P供应所述富油燃料/空气混合物，以在所述主回流区中提供氧占主导的所述富油燃料/空气混合物，从而使所述氧有效地在所述剪切层(18)中与燃料/空气混合物混合。