[发明专利]在燃气涡轮机上使用的、具有预混合的燃料和空气的切向环形燃烧器

权利要求书

1.一种用于燃气涡轮机的环形燃烧器，所述燃气涡轮机用在地面发电、陆基或海基车辆或航空发动机应用中，所述燃烧器包括：多个周向间隔开的燃料、空气和/或燃料-空气喷嘴，所述多个喷嘴排列在与纵向方向垂直的平面上；壳体/衬套，所述壳体/衬套由高温合金或陶瓷材料制成；被称为前壁的衬套，所述前壁由上述材料制成并将内衬套和外衬套连接以形成环形容积空间。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，燃料-空气混合物在离开所述燃料/空气喷嘴并进入燃烧室之前被预混合。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃料-空气喷嘴由同轴圆形区域和同心环形气流入口组成，在所述同轴圆形区域中，能够设置有轴向旋流器和/或导向燃料-空气喷嘴，在所述同心环形气流入口处，几乎不对气流产生涡流(0＜涡流＜0.5)。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其中，所述燃料-空气喷嘴具有几乎不对气流产生涡流的所述环形气流入口，以便引导具有大的切向速度的所述气流，这有效增大了靠近燃烧器出口的气流的角度，从而减小了第一级静止NGV的所需长度。

5.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，一排燃料/空气喷嘴以在周向上围绕所述燃烧器的外衬套的方式布置。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，两排或更多排的燃料/空气喷嘴以在周向上围绕所述燃烧器的外衬套的方式布置。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，在与纵向方向垂直的公共平面内周向间隔开并靠近所述前壁的喷嘴喷射燃料-空气混合物，该燃料-空气混合物比下游的一组喷嘴具有更大的燃料/空气比，且主要具有周向方向并能够具有径向方向和/或纵向方向。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，位于权利要求7所述的喷嘴下游并在与所述纵向方向垂直的公共平面内周向间隔开的喷嘴喷射燃料-空气混合物，该燃料-空气混合物具有比权利要求7中描述的喷嘴的燃料/空气比更低的燃料/空气比，且主要具有周向方向并能够具有径向方向和/或纵向方向。

9.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃料-空气喷嘴具有提供了使火焰稳定功能的导向燃料/空气喷嘴，尤其在部分载荷运行时使火焰稳定功能。

10.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃料-空气喷嘴能够具有在平面-平面之间的恒定或变化的角度值，如附图标记10所示，其范围为0度至90度。

11.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃料-空气喷嘴能够具有在同一平面内的恒定或变化的角度值，其范围为0度至90度。

12.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃料-空气喷嘴能够具有至少在同一平面内被分为两组的燃料-空气喷嘴，每一组以其值为0度至90度的不同角度点然。

13.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，处于不同平面内的所述喷嘴能够具有相同的燃料/空气比或不同的燃料/空气比。

14.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，处于同一平面内的所述燃料空气喷嘴能够具有相同的燃料/空气比或不同的燃料/空气比值。

15.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，切向指向的所述喷嘴大大增强了所述燃烧器的点火过程，这是因为相邻的喷嘴会将它们的火焰导向到其平面内的相邻喷嘴处，从而减少了对多个导向喷烧器的需求。

16.根据权利要求15所述的燃烧器，其中，所述增强的点火过程产生了固有地稳定的喷烧器，这将会降低火焰引起的震动以及在部分载荷和满载荷水平运行时由于火焰不稳定性产生的声响。

17.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述切向的燃料-空气喷嘴布置结构增强了反应物的混合，用于在非常低的载荷水平下有效燃烧。

18.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，由于提高了火焰稳定性，诸如低BTU气体的低反应性燃料能够容易地用在所述燃烧器中并在所述燃烧器中燃烧。

19.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，减少了使燃料-空气混合物燃烧所需的停留时间；因此，减小了所需的燃烧空间，这减少了发动机尺寸(这在所有燃气涡轮机的应用中都很重要)，并因此减小了重量/推力比(这在航空燃气涡轮机的应用中很重要)。