[发明专利]具有设置成重新捕获燃烧器壁中的冷却空气以在燃烧工段形成防护空气流的喷射器组件的燃烧系统

说明书

提供了一种燃烧式涡轮发动机中的燃烧系统。该系统可以包括被流体联接成接纳燃烧产物横流(21)的燃烧器壁(40)。燃烧器壁(40)可以包括多个冷却空气导管(46)。喷射器组件(12)可以与冷却流体导管(46)流体连通以接纳穿过冷却流体导管的冷却流体。喷射器组件(12)包括用于将冷却流体流(22)喷射到燃烧工段中的装置(24、25、26)。冷却流体流可以设置成对被喷射以与燃烧产物横流混合的反应物流(19)与燃烧产物横流的相互作用进行调节。

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2016年8月3日的美国临时申请62/370,333的权益，该美国临时申请通过参引并入本文中。

本申请还涉及标题为“Ducting Arrangement with Injector AssembliesArranged to Form a Shielding Flow of Air in a Combustion Stage in a GasTurbine Engine(具有设置成在燃气涡轮发动机中的燃烧工段中形成防护空气流的喷射器组件的管道装置)”的美国专利申请(代理人案卷号201606756)和标题为“Method AndComputer-Readable Model For Additively Manufacturing Ducting Arrangement WithInjector Assemblies Forming A Shielding Flow Of Air(用于增材制造具有用于形成防护空气流的喷射器组件的管道装置的方法和计算机可读模型)”的美国专利申请(代理人案卷号201614940)，这两个专利申请中的每个专利申请与本文同时提交并且它们的全部内容通过参引并入。

技术领域

所公开的实施方式总体上涉及燃烧式涡轮发动机、比如燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及如可以在燃气涡轮发动机的燃烧系统中使用的喷射器组件和/或包括这种喷射器组件的管道装置。

背景技术

在大多数大型固定式燃气涡轮发动机中，燃料被从燃料源递送至燃烧段，在燃烧段处，燃料与空气混合并被点燃以产生限定工作气体的热燃烧产物。工作气体被引导至涡轮段，在涡轮段处，工作气体驱动涡轮转子旋转。已知的是，通过减少工作流体在燃烧段中的停留时间，可以减少NOx排放物的产生。减少该停留时间的一种方法是在主要燃烧工段的下游提供燃料和空气并点燃燃料和空气的一部分。该方法在本领域中被称为分布式燃烧系统(DCS)。例如参见美国专利8,375,726和8,752,386。以上列出的专利中的每个专利通过参引并入本文中。

附图说明

图1是所公开的用于燃烧式涡轮发动机的燃烧系统中的管道装置的局部示意图。该管道装置可以受益于所公开的下述喷射器组件：所述喷射器组件设置成在燃烧工段中喷射要与燃烧产物横流混合的相应的反应物流。

图2是示出了与所公开的喷射器组件相关的一些非限制性结构细节的剖视图。

图3是所公开的喷射器组件的侧视图。

图4是所公开的喷射器组件的半截面图，其示出了供空气流动穿过构造在喷射器组件中的通道的路径。

图5是用于设想由所公开的喷射器组件喷射的空气流产生的空气防护效应的简化示意图。该空气流可以配置成在反应物流被允许进入燃烧工段中时环绕由喷射器组件喷射的反应物流。该防护效应致使对喷射到燃烧工段中的反应物流点火延迟并允许在热的燃烧产物横流可以点燃反应物流之前有相对较长的时间间隔来增强共流混合。

图6是所公开的一个通过燃烧器系统、比如过渡管道输送燃烧产物的燃烧器壁或任何燃烧器部件的横截面分解视图，该燃烧器壁或任何燃烧器部件可以包括多面板结构，所述多面板结构包括可以与所公开的喷射器组件流体连通以重新捕获冷却空气从而产生防护空气流的多个冷却空气导管。