[发明专利]具有热控制器的涡轮燃料喷嘴

说明书

技术领域

本公开大体涉及用于涡轮发动机的燃料喷嘴的系统和布置，且更具体地，涉及涡轮发动机中的改进的燃料喷射、燃料空气混合和燃烧。

背景技术

燃气轮机发动机燃烧燃料空气混合物来产生热气，热气转而驱动涡轮使联接到一个或多个负载上的轴旋转。如所理解的，燃料空气混合物显著地影响发动机性能、燃料消耗和排放。特别地，液体燃料雾化或汽化不充分、液体或气体燃料混合不均匀或两者兼有可导致动力输出降低、特定燃料消耗增加以及排放增加。例如，排放可包括氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、一氧化碳和颗粒物质(PM)。由于燃料价格上涨且排放法规变得更加严格，所以最佳的燃料喷射和混合对于燃气轮机发动机来说变得日益重要。另外，液体燃料可在各种表面(例如在燃料喷射口附近)上导致焦化。因此，焦化可降低性能，且可能在表面上积聚不合需要的量之后需要进行清洁。

发明内容

下面对在范围方面与原本要求保护的发明相当的某些实施例进行了概述。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供对本发明的可行形式的简要概述。实际上，本发明可包括类似于或异于下面阐述的实施例的多种形式。

在第一个实施例中，一种系统包括涡轮发动机，涡轮发动机包括涡轮、燃烧器、压缩机和设置在燃烧器中的燃料喷嘴，其中，燃料喷嘴包括构造成以便控制燃料汽化、焦化或它们的组合的热控制器。

在第二个实施例中，一种系统包括构造成以便产生使涡轮燃料喷嘴中的燃料流出的燃料膜的燃料预成膜器，以及构造成以便控制与燃料预成膜器相关联的燃料汽化和焦化的热源。

在第三个实施例中，一种系统包括具有空气路径、燃料路径和沿着空气路径的表面的涡轮发动机燃料喷嘴。燃料路径可导向该表面。涡轮发动机燃料喷嘴还可包括构造成以便加热表面的加热元件。

附图说明

当参看附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解，在附图中，相同符号在所有图中始终表示相同部件，其中：

图1是根据本技术的一个实施例的、具有联接到燃烧器上的包括预成膜器和热源的燃料喷嘴的涡轮机系统的简图；

图2是根据本技术的一个实施例的、具有联接到端盖上的多个燃料喷嘴的如图1所示的燃烧器的剖面侧视图；

图3是根据本技术的一个实施例的、如图2所示的具有多个燃料预成膜器的燃料喷嘴的截面侧视图；

图4是根据本技术的一个实施例的、在图3所示的线4-4内得到的预成膜器、流动调节器和热控制器的截面侧视图；

图5是根据本技术的一个实施例的、在图3所示的线5-5内得到的预成膜器、流动调节器和热控制器的截面侧视图；

图6是如图4所示的联接到旋流器上的预成膜器和热源的另一个实施例的截面侧视图；

图7是根据本技术的一个实施例的、沿着图3所示的线7-7得到的包括多个燃料预成膜器的燃料喷嘴的截面端视图；以及

图8是如图5所示的联接到旋流器上的预成膜器和热源的另一个实施例的截面侧视图。

部件列表：

涡轮机系统10

预成膜器11

燃料喷嘴12

热源13

燃料供应14

温度控制器15

燃烧器16

箭头18

涡轮20

轴22

压缩机24

负载26

空气供应28

进气口30

箭头32

排气出口34

燃料喷嘴尖端36

端盖38

方向40

流动套管42

衬套44

空心环形空间45

过渡件46

压缩空气通道48

管49

法兰50

管道51

压缩空气通道52

管道53

燃料通道54

旋流喷嘴56

导叶孔57

下游方向58

波纹管59

下游预成膜器60

下游方向61

喷嘴端部65

弯曲截面68

孔70

流动调节器71

燃料导管72

下游方向73

下游预成膜器74

纵向轴线75

预成膜器部件76

方向77

箭头78

热源79

空气流80

加热元件84

下游后缘86

旋流喷嘴翼型件88