[发明专利]燃烧器稀释分流系统

说明书

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本申请请求享受1996.11.26申请的美国临时申请60/031,780的权益。

技术领域

本发明总的涉及控制流入燃气涡轮发动机和其他热机的燃烧系统的空气流。本发明尤其涉及包括一个和燃烧器稀释分流管结合一起的单独阀的系统，用于选择性地控制燃烧空气和分流燃烧器主要部分的空气的相对比例。

发明背景

工业型燃气涡轮发动机可能采用旨在将氧化氮排出物减至最小的燃烧器系统。于1996.01.09授予mowill的为“单级定常燃料/空气比予混合燃烧器”的美国专利No.5,481,866号公开了这种燃烧器系统，为充分了解这种燃烧器，本说明书将其作为参考文献加以引用。该‘866专利公开了一种具有一个外冷式无孔燃烧器内衬的燃烧器，它从一文杜里形予混合器接纳全部燃烧空气。未通过予混合器进入燃烧器的过剩空气被输入用于从外部冷却燃烧器内衬，最终通过稀释孔口再进入燃烧区下游的流道中。用一个空气阀直接控制供给该混合器的空气量，以便将一氧化二氮排放物在所有功率调整值下减至最小。该空气阀具有间接控制通向稀释孔口的空气量的作用。

当在′866专利中公开的该型燃烧器同一个具有较高压缩比的压气机的发动机结合使用时，问题便产生了。在发动机低功率调整时，用以控制流向予混合器的空气的阀通常是关闭的，这就迫使大部分压缩空气流过该稀释口。虽然发动机的功率减小了，但压气机在低功率或惰转时泵出的空气总量欲仍很大，结果使低功率时的稀释空气流大大增加。然而稀释孔口的大小尺寸仍须保证在低气流量和高功率时有充分的回流余量。于是，在功率低和稀释流量大的情况下，稀释孔口过分地限制了稀释气流，从而使燃烧室前后的压降超过要求的数值，造成发动机的效率损失。

解决此问题的方法向来是除了在控制通向予混合器的空气的阀外，加一个独立的装置，用以根据不同的功率调整改变稀释孔口的流通面积。此法缺点是此装置通常非常复杂，因而使燃烧器系统的总成本大大增加。

因此在一氧化二氮排放物少的燃烧器系统中需要一种简单化方法，以便将不用于燃烧的过剩空气再送回到燃烧区下游的流道中，从而避免由可变面积稀释孔口带来的复杂性和费用。

发明概述

如上所述，本发明的目的在于提供一种燃烧器系统，在用将不用于燃烧的过剩空气返回到燃烧区下游的流道中的简化方法情况下使一氧化二氮的排放物减少，从而避免由可变面积稀释孔口带来的复杂性和费用。

本发明通过提供一种阀和一种低压降燃烧器分流管达到此目的。该阀同时控制供给予混合器的空气和进入大分流管的空气量。进入分流管的空气作为稀释空气又被导入主燃烧区下游的燃气流道。在低功率调整时，该阀将大部分空气导入分流管，实际上增加了通过固定面积稀释孔口的稀释流量。从而将燃烧器前后的压降控制在最佳值。

通过对本发明的一个优选实施例所作的下例详细说明结合附图一起阅读，可一目了然地明了本发明的上述和其他目的、特点及优点。

附图简述

图1表示一个低排放燃烧器的透视图，该燃烧器有两个本发明设想的那种稀释分流系统；

图2为图1所示燃烧器的另一透视图；

图3为沿图2A-A线的燃烧器和一个稀释分流系统的剖视图；

图4为图3一部分的局部放大剖视图；

图5为本发明设想的阀的透视图；

图6为本发明设想的阀的局部切开透视图；

图7为本发明设想的阀的另一局部切开透视图；

图8为本发明设想的阀的第三局部切开透视图；

图9为图1燃烧器的横剖视图；

图10为一部分燃烧器和稀释分流系统的透视图；

图11为燃烧器稀释分流系统示意图。

优选实施例说明

参照图1，本发明的分流系统整体以数字10表示。分流系统10包括一个和燃烧器分流管13相连的阀12。在该优选实施例中，采用2个分流系统10，它们分置于燃烧器的两侧，相距约180°。根据具体的发动机和用途，可以采用和此处不同数量和布置的分流系统。