[发明专利]具有被动吹扫空气通路的涡轮发动机的燃料喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴。

背景技术

在发电行业中使用的涡轮发动机典型地包括多个燃烧器，该多个燃烧器同心地布置在通向涡轮区段的输入端周围。在图1中显示了典型的燃烧器组件。该燃烧器组件包括第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴两者。

第一燃料喷嘴和第二燃料喷嘴将燃料喷射到从涡轮机的压缩机侧接收到的压缩空气流中。燃料与空气混合，然后燃料-空气混合物在燃料喷射器的下游、一个或多个燃烧区中被点燃。理想地，在位于燃料喷嘴的远端的下游的位置处发生燃烧，使得喷嘴本身不经受非常高的温度。另外，燃料喷嘴包括吹扫空气通路是普遍的，吹扫空气通路引导设计成以便冷却喷嘴的压缩空气流。

在一些涡轮机运行条件期间，临时阻止燃料喷嘴的吹扫空气通路引导冷却空气流。在那些情况下，邻近燃烧区的燃料喷嘴部分可经受非常高的温度，非常高的温度会损害燃料喷嘴。典型地，喷嘴的下游端会经受最高的温度，并且因此最有可能受损。

发明内容

在一方面，本发明可实施为一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括：具有中心纵向轴线的细长壳体；至少一个燃料输送通路，其沿着壳体的至少一部分延伸；以及主动吹扫空气通路，其沿着壳体延伸，并且将吹扫空气输送到位于喷嘴的排出端处的至少一个主动吹扫空气排出开口。燃料喷嘴还包括被动吹扫空气通路，其具有接纳来自喷嘴外部及壳体的上游端附近的位置的空气的入口，并且具有位于喷嘴的排出端处的出口。

在另一方面，本发明可实施为一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括：具有中心纵向轴线的细长壳体；燃料输送通路，其沿着壳体的至少一部分延伸；以及主动吹扫空气通路，其沿着壳体延伸，并且将吹扫空气输送到位于该喷嘴的下游端处的至少一个主动吹扫空气排出开口。该燃料喷嘴还包括被动吹扫空气通路，其具有接纳来自喷嘴外部及壳体的上游端附近的位置的空气的入口，并且具有位于喷嘴的下游端处的出口，其中，当在运行的涡轮发动机中使用燃料喷嘴时，喷嘴外部及壳体的上游端附近的空气与位于被动吹扫空气通路的出口处的空气之间的压差促使吹扫空气沿着被动吹扫空气通路从入口流到出口。

附图说明

图1是示出了涡轮发动机的典型燃烧器的元件的截面图；

图2是在涡轮发动机的燃烧器中使用的第二燃料喷射喷嘴的截面图；

图3是第二燃料喷嘴的另一个实施例的截面图；以及

图4是示出了在燃料传输过程期间存在于两个不同的燃料喷嘴的尖端处的温度的曲线图。

部件列表

10  涡轮

12  压缩机

20  过渡导管

30  流动套管

35  端盖

40  燃烧器衬套

50  燃烧器盖

50  成角度的壁

60  第一燃料喷嘴

70  第二燃料喷嘴

80  气室

90  第一燃烧区

100 第二燃料喷嘴

100 第二燃烧区

110 中心通路

110 第一通路

110 中心吹扫空气通路

115 旋流器板

120 第二(引导燃料)通路

125 旋流器板

130 第三通路

140 第四通路

145 燃料喷射器

146 燃料输送孔口

150 集管/歧管

160 第二通路

162 燃料输送线路

162 孔口

164 吹扫空气线路

166 过渡燃料输送线路

166 过渡燃料供应线路

170 第一通路

具体实施方式

图1中示出了用于涡轮发动机的典型的燃烧器组件。如该图中所示，燃烧器包括过渡导管20，过渡导管20将燃烧气体传送到涡轮区段中。过渡导管20附连到燃烧器衬套40上。流动套管30包围燃烧器衬套40的外部。

来自涡轮机的压缩机区段的压缩空气被传送到燃烧器衬套40和流动套管30之间的环形空间中。图1中的箭头示出了压缩空气的运动方向。如图1所示，压缩空气沿着燃烧器衬套40和流动套管30之间的环形空间运动到燃烧器的上端。然后压缩空气转弯且进入燃烧器衬套40内部的空间。

多个燃料喷嘴60、70位于燃烧器的上游端处。多个第一燃料喷嘴60安装在燃烧器盖50周围的环形环件中。另外，至少一个第二燃料喷嘴70位于燃烧器的中心中。如图1所示，第二燃料喷嘴70典型地沿着燃烧器的长度延伸更大的距离。