[发明专利]用于燃气涡轮机的喷射喷嘴组件

说明书

技术领域

本发明的主题涉及涡轮机领域，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮机的喷射喷嘴组件。

背景技术

总体而言，燃气涡轮机燃烧能够释放热能的燃料/空气混合物，以形成高温气流。高温气流通过热气路径被导向涡轮部分。涡轮部分将来自高温气流的热能转化成能够使涡轮轴旋转的机械能。涡轮部分可以用于多种应用，例如用于向泵或发电机提供动力。

许多涡轮机采用将可燃烧混合物导入燃烧室中的预混喷射喷嘴。在一些情况中，预混喷射喷嘴包括中心体部，中心体部朝向燃烧室的燃烧区域喷射可燃烧混合物的一部分。可燃烧混合物的另一部分朝向燃烧区域在中心体部上方、并且围绕中心体部流动。可燃烧混合物的在中心体部上方流动的部分通常产生朝向燃烧区域传播的环形漩涡。环形漩涡能够导致燃烧室中的火焰失稳，并且产生对涡轮机效率造成影响的不期望的燃烧动态现象。

发明内容

根据本发明示例性实施例的一个方面，一种喷射喷嘴组件包括：喷嘴体部，喷嘴体部具有外表面和限定了流动通路的内表面；以及中心体部，中心体部布置在喷嘴体部内并且沿流动通路延伸。中心体部包括第一端，第一端通过限定了流体通路的中间部分延伸至尖端部分。中间部分包括第一外部尺寸，并且尖端部分包括与第一外部尺寸不同的第二外部尺寸。中心体部包括沿尖端部分轴向延伸的多个凹槽。

所述尖端部分包括外面，所述多个凹槽中的每一个凹槽都包括延伸至第二端部的第一端部，所述第二端部在所述外面处暴露。所述第一端部相对于所述第二端部偏置。所述中心体部包括圆形横截面，所述第一外部尺寸限定了第一直径，并且所述第二外部尺寸限定了第二直径。所述第二直径大于所述第一直径，由此形成喇叭形区域。所述尖端部分包括流体连接至所述流体通路的环形流体增压室和形成在所述外面中的出口，所述出口流体连接至所述环形流体增压室。所述中心体部包括流体滤筒，所述流体滤筒通过所述流体通路延伸至所述出口，所述流体滤筒包括暴露于所述流动通路的出口部段。所述出口部段延伸超过所述外面。

根据本发明示例性实施例的另一个方面，一种涡轮机包括压缩机部分、操作性地联接至压缩机部分的涡轮部分、以及流体连接压缩机部分与涡轮部分的燃烧器部分。燃烧器部分包括喷射喷嘴组件，该喷射喷嘴组件包括：喷嘴体部，喷嘴体部包括外表面和限定了流动通路的内表面；以及中心体部，中心体部布置在喷嘴体部内并、且沿流动通路延伸。中心体部包括第一端，第一端通过限定了流体通路的中间部分延伸至尖端部分。中间部分包括第一外部尺寸，并且尖端部分包括与第一外部尺寸不同的第二外部尺寸。中心体部包括沿尖端部分轴向延伸的多个凹槽。

所述尖端部分包括外面，所述多个凹槽中的每一个凹槽都包括延伸至第二端部的第一端部，所述第二端部在所述外面处暴露。所述第一端部相对于所述第二端部偏置。所述中心体部包括圆形横截面，所述第一外部尺寸限定了第一直径，并且所述第二外部尺寸限定了第二直径。所述第二直径大于所述第一直径，由此形成喇叭形区域。所述尖端部分包括流体连接至所述流体通路的环形流体增压室和形成在所述外面中的出口，所述出口流体连接至所述环形流体增压室。所述中心体部包括通过所述流体通路延伸至所述出口的流体滤筒，所述流体滤筒包括暴露于所述流动通路的出口部段。所述出口部段延伸超过所述外面。

根据本发明示例性实施例的又一个方面，一种混合从喷射喷嘴通入涡轮机燃烧室中的第一流体与第二流体的方法包括以下步骤：使第一流体通过喷射喷嘴的中心体部；使第二流体通过中心体部上方；将第二流体导入形成在中心体部的尖端部分中的多个凹槽中；将纵向混合漩涡感生到第二流体中；以及从中心体部的尖端部分排出第一流体，纵向混合漩涡增强第一流体与第二流体的混合，以形成可燃烧混合物。

所述方法进一步包括：使第三流体流过流体滤筒到达所述尖端部分的内表面上。所述方法进一步包括将所述第三流体的一部分导入环形流体增压室中，所述环形流体增压室在所述尖端部分内延伸。所述方法进一步包括将所述第三流体的所述一部分从所述环形流体增压室朝向形成在所述尖端部分中的出口排出。

通过下文结合附图的描述，本发明这些以及其它的优点和特征将变得更加显而易见。

附图说明

说明书结论处的权利要求中特别指出并且明确要求保护被认为是本发明的主题。通过下文结合附图的详细描述，本发明的上述和其它的特征以及优点是显而易见的，在附图中：

图1是根据示例性实施例的燃气涡轮机的示意剖视图，该燃气涡轮机包括喷射喷嘴组件；

图2是根据示例性实施例的喷射喷嘴组件的部分横截面透视图；