[发明专利]具有表面处理的燃料室预混合管

说明书

技术领域

本申请和产生的专利大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及具有其上的表面处理的燃料室预混合管，其用于在微混合器等中使用来用于改进且均匀的温度分布。

背景技术

燃气涡轮发动机的操作效率和输出大体随着热燃烧气体流动的温度升高而提高。然而，高燃烧气体流动温度可产生高水平的氮氧化物(NOx)和其它类型的管制排放物。因此，在有效的温度范围内操作燃气涡轮发动机同时还确保氮氧化物和其它类型的管制排放物的输出保持低于规定水平之间存在平衡行为。

可通过在燃烧之前提供燃料流动和空气流动的良好混合而促进氮氧化物等的较低排放水平。这种预混合倾向于降低燃烧温度和减少氮氧化物的输出。提供这种良好混合的一种方法为通过使用微混合器，其中，燃料和空气在室内的许多微混合管中混合。为了促进这种良好混合，相同量的燃料应当输送至每个混合管。然而，该目的可为有挑战性的，因为燃料密度部分地为温度的函数。假如是这样，则确保输送至每个管的燃料具有均匀的吸热可为困难的。此外，显著的温差可在混合管与室的外筒之间形成。该温差可随着时间的过去导致构件扭曲以及缩短的构件寿命。

因此，存在对具有改进的微混合器设计的燃烧器的期望。这种改进的微混合器设计可促进良好的燃料-空气混合，同时提供横跨混合管和外筒的更均匀的热分布。

发明内容

因此，本申请和产生的专利提供了一种用于在燃烧器中混合燃料流和空气流的微混合器燃料室。微混合燃料室可包括外筒和定位在外筒内的许多混合管。混合管可包括其上的一个或更多个热传递特征。

本申请和产生的专利还提供了一种促进横跨具有许多混合管的微混合器燃料室的均匀温度分布的方法。该方法可包括如下步骤：使处于第一温度的空气沿第一方向流动穿过混合管，使处于第二温度的燃料沿第二方向横跨混合管上的一个或更多个热传递特征流动，在流动空气与横跨热传递特征的流动燃料之间交换热，以及使燃料通过许多后孔口流动到混合管中。

本申请和产生的专利还提供了一种用于在燃烧器中混合燃料流和空气流的微混合器燃料室。微混合器燃料室可包括用于引入燃料流的外筒和定位在外筒内用于引入空气流的许多混合管。混合管可包括许多后孔口和其上的一个或更多个热传递特征，以在燃料流进入后孔口之前在燃料流与空气流之间交换热。

一种用于在燃烧器中混合燃料流和空气流的微混合器燃料室，其包括：外筒；以及定位在外筒内的多个混合管；多个混合管包括其上的一个或更多个热传递特征。

优选地，多个混合管从外筒的第一端部处的边界板延伸至第二端部处的燃料分配板。

优选地，外筒包括用于燃料流的其中的燃料空间。

优选地，多个混合管包括用于燃料流的多个后孔口。

优选地，燃料流包括绕着多个混合管中的每一个的多个后孔口的最高温度。

优选地，燃料流包括绕着多个混合管中的每一个的多个后孔口的基本上均匀的温度。

优选地，多个混合管包括外表面和内表面。

优选地，一个或更多个热传递特征绕着外表面定位。

优选地，一个或更多个热传递特征包括一个或更多个凹入的热传递特征。

优选地，一个或更多个凹入的热传递特征包括一个或更多个螺纹。

优选地，一个或更多个凹入的热传递特征包括一个或更多个凹痕。

优选地，一个或更多个热传递特征包括一个或更多个突出的热传递特征。

优选地，一个或更多个热传递特征包括一个或更多个肋。

优选地，一个或更多个热传递特征包括多个凹入的热传递特征和/或多个突出的热传递特征。

一种促进横跨具有许多混合管的微混合器燃料室的均匀温度分布的方法，其包括：使处于第一温度的空气沿第一方向流动穿过多个混合管；使处于第二温度的燃料沿第二方向横跨多个混合管上的一个或更多个热传递特征流动；在流动空气与横跨一个或更多个热传递特征的流动燃料之间交换热；以及使燃料经由多个后孔口流动到多个混合管中。

一种用于在燃烧器中混合燃料流和空气流的微混合器燃料室，其包括：用于引入燃料流的外筒；以及定位在外筒内用于引入空气流的多个混合管；多个混合管包括多个后孔口；并且多个混合管包括其上的一个或更多个热传递特征，以在燃料流进入多个后孔口之前在燃料流与空气流之间交换热。

优选地，多个混合管从外筒的第一端部处的边界板延伸至第二端部处的燃料分配板。

优选地，一个或更多个热传递特征包括一个或更多个凹入的热传递特征。

优选地，一个或更多个热传递特征包括一个或更多个突出的热传递特征。