[发明专利]具有提高的混合能力的用于头端直接空气喷射的设备

权利要求书

1.一种用于减少燃气涡轮发动机烃燃烧系统中一氧化碳和氧气排放量的方法，所述方法包括：

(a)将指定量的烃燃料和氧化剂成分直接送至所述烃燃烧系统中的至少一个燃烧室的头端中；

(b)将指定量的大体惰性的气体送至所述燃烧室，同时送入烃燃料和所述氧化剂成分；

(c)将所述烃燃料和所述氧化剂成分的混合物点燃，以形成燃烧室排气流；

(d)使用所述大体惰性的气体的一部分来冷却所述燃烧室排气流，以冷却所述燃烧室；

(e)对所述燃烧室排气流中存在的一氧化碳和氧气量进行检测；以及

(f)基于检测到的一氧化碳和氧气量来调节至所述燃烧室燃料、氧化剂和大体惰性的气体的进料量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大体惰性的气体流包括排气再循环流，所述排气再循环流含有氮、二氧化碳以及残余量的一氧化碳和氧气。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂成分包括空气。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，送至所述燃烧室中的所述大体惰性的气体流的量最高是送至所述燃烧室的所述燃料和空气混合进料的50％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将固定量的稀释剂成分喷射到所述燃烧室的所述头端中的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在喷射到所述燃烧室之前降低所述排气再循环流的温度的步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧系统包括多个燃烧室的阵列，每个所述燃烧室包括混合的进料流，所述混合的进料流包括所述大体惰性的气体流的一部分。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排气再循环流的大部分通过喷射到与所述燃烧室壳构成一体的流通道中而用于冷却所述燃烧室，并且随后从所述流通道中排出。

9.一种燃气涡轮发动机，其包括：

燃气压缩机；

至少一个燃烧室；

由来自所述燃烧室的膨胀排气来驱动的涡轮机；

所述燃烧室的主燃料回路，所述燃料回路包括用于将烃燃料和空气送至每个燃烧室的装置；

用于将大体惰性的气体流送至所述燃烧室中的装置；

设在所述燃烧室的所述排气流中的一氧化碳和氧气传感器；以及

控制装置，所述控制装置用于基于所述检测到的一氧化碳和氧气的量来确定要送至所述燃烧室中的燃料、空气和大体惰性的气体流的量。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机进一步包括外部流通道，所述外部流通道与所述燃烧室壳构成一体并且其大小可接纳足够用于冷却所述燃烧室排气的所述排气再循环流的一部分。

11.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述外部流通道包括多个孔，所述多个孔足够将多达50％的所述排气再循环流喷射到所述燃烧室的内部中。

12.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机进一步包括用于将额外的稀释材料喷射到所述燃烧室的所述头端中的装置。

13.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机进一步包括压缩机，用于在喷射到所述燃烧室中之前增加所述大体惰性的气体流的压力。

14.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，额外的燃烧室形成围绕中心轴布置的等距燃烧室的阵列，每个所述燃烧室具有用于喷射空气、燃料和所述排气再循环流的混合物的装置。

15.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机进一步包括多个喷嘴，所述多个喷嘴用于将所述空气和燃料喷射到所述燃烧室中。