[发明专利]燃气轮机

说明书

本申请可以相互参照三个共同待审(copending)的美国申请。这三个申请中的每一个相应地作为美国专利申请系列No.09/161115、09/161114和09/161170于1998.9.25日提交，每个该共同待审的美国申请在这里引入以作参考。

本发明涉及燃气轮机领域，尤其地涉及使用旋转流体流系统来供给燃烧室并且提高空气/燃料的混合和排放的改进型燃气轮机。

本发明的背景技术

现有技术的燃气轮机具有压缩机、燃料源、燃烧空气源、壳体和燃烧室，从而制备来自燃料和燃烧空气中的加热流体。燃烧室连接到燃料源、燃烧空气源和压缩机中。在实践中，来自压缩机的全部流体流导入燃烧室中。发动机具有涡轮转盘，该转盘具有接受来自燃烧室中的热流体的叶片。当涡轮转盘在发动机工作期间进行旋转时，来自燃烧室的加热流体流以一定角度导向到叶片中，从而确保平稳进入的条件。使用定子叶片来实现这个，该定子叶片以某一角度进行设置，并且以适合于转盘旋转的方式把来自燃烧室的加热流体导向到涡轮转盘中。这种燃气轮机公开在授权给Branstrom等人的美国专利3826084中。

定子叶片角度在正常情况下选择成提供最佳的、普通涡轮转盘工作条件(速度)。对于具有更多或者更少的稳定工作条件(如当用来产生功率时)的燃气轮机时，这种解决方案是可以接受的。在燃气轮机的负荷处于稳定时的应用中，涡轮转盘以稳定速度进行旋转，并且叶片的进入角度保持不变，因此使损失达到最小。另一方面，如果这种燃气轮机用来驱动机动车，那么这种情况基本上就不相同了。在那种应用中，涡轮转盘的速度根据机动车的负荷将在较宽的范围内进行改变。因此，进入角度在负荷波动的情况下也在较宽的范围内进行变化，而这将导致较大的损失。这个问题借助于使用具有定子叶片的传统方法不能得到解决。使用可控制定子叶片来改变叶片处的进入角度是可能的，但是它是一种非常复杂和昂贵的解决方案，该方案被给出了燃烧室下游处的高温和空间限制。其结果是，在机动车的应用中，燃气轮机将具有较大损失。而且，定子和叶片占了辅助空间，并且使发动机的设计更加复杂和昂贵。可控制叶片的使用使得发动机的可靠性降低。

上面所指出的问题在本发明的燃气轮机中得到了解决。

本发明的概述

本发明的目的是提供一种具有较高效率的上面那种燃气轮机。

本发明的另一目的是提供一种具有简单设计的更加紧凑的燃气轮机。

本发明的另一目的是改进燃气轮机的排放特性。

燃气轮机具有装置来把来自壳体内的环形空间中的旋转流体流加入到燃烧室的进入部分中，从而在燃烧室的进入部分内形成旋转流体流。借助于把流体从压缩机供给到涡轮转盘的叶片中，在壳体的环形空间内形成旋转流体流。

从优选实施例的下面详细描述和附图中可以知道，本发明的其它目的和优点将是显而易见的。

附图的简短说明

图1示出了本发明的燃气轮机的示意图；

图2示出了环形空间的实施例的剖视图(狮子座流星供给设计图(Leonid to supply a sketch))。

附图的详细说明

参照图1，燃气轮机具有：壳体10；用来供给压缩流体的压缩机12；安装在压缩机12的下游处的涡轮转盘14，压缩机12安装在涡轮转子上；燃烧室16，它用来制备供给到涡轮转盘14中的加热流体。燃烧室16具有开口18来接受由燃料源(未示出)所提供的燃料。燃烧室16限制出形成加热流体的燃烧区域20。燃烧空气如箭头A所示一样从空气源(未示出)供给到设置了开口18的燃烧室的进入部分中。

以19来表示的燃烧室的进入部分借助于燃烧室16的内部环形壁22和环形导向壁24来限制出，而该环形导向壁24以与环形内壁22成间隔开的关系而在燃烧室内延伸。环形导向壁24借助于托架26以这样的方式安装：为流体通道留下空间28。