CN104094056A - 用于燃气涡轮机的液体燃料喷嘴组件和将燃料喷射到燃烧器中的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于燃气涡轮机的液体燃料喷嘴组件和将燃料喷射到燃烧器中的方法。所述液体燃料喷嘴包括:在内管的端部的导向喷嘴,导向喷嘴将来自内管的液体燃料排出到燃烧器的燃烧室中;偏转器,其与导向喷嘴同轴并且包括圆柱形部段和截头圆锥形部段;中管,其与内管同轴并且具有围绕偏转器的圆柱形部段延伸的端部,其中吹扫空气通道设在中管和内管之间,吹扫空气通道的出口面向偏转器的截头圆锥形部段;以及喷射喷嘴,其具有接收来自中管和外管之间的燃料通道的液体燃料的环形敞开端部,其中喷射喷嘴包括具有指向偏转器的截头圆锥形部段的出口的喷嘴通道的环形阵列,且喷嘴通道设在截头圆锥形部段的外缘边的径向内侧。
Description
技术领域
本发明涉及燃气涡轮机中的燃料燃烧,并且特别地涉及用于燃气涡轮机中的燃烧器的液体燃料喷嘴。
背景技术
燃气涡轮机燃烧器混合大量燃料和压缩空气、燃烧最后产生的混合物并且生成燃烧气体以驱动涡轮机。用于工业燃气涡轮机的常规燃烧器典型地包括空气和燃料在其中混合并且发生燃烧的圆柱形燃烧“罐”的环形阵列。来自压缩器(例如轴流式压缩器)的压缩空气流入燃烧器中。
燃料通过延伸到每个罐中的燃料喷嘴组件喷射。燃料喷嘴组件可以被配置成燃烧液体燃料。这些燃料喷嘴组件典型地包括将经计量的量的燃料喷射到罐的燃烧室中的液体雾化喷嘴。燃料喷嘴组件可以从一对同轴雾化喷嘴排出燃料。当燃料从喷嘴排出时燃料可以混合以帮助燃料的雾化。
用于液体燃料的燃料喷嘴组件往往是复杂的机械装置。长期以来需要燃料喷嘴组件,其具有用于燃料和吹扫气体的较少通道和孔、机械上简单、耐用并且控制相对简单。
发明内容
本发明设想了一种新型液体燃料喷嘴组件,其紧邻排出液体燃料的喷嘴的下游在圆锥形偏转器上产生燃料膜。吹扫气体帮助在偏转器的表面上移动该膜。当膜在偏转器的缘边上流动时,膜***成小滴并且被雾化。燃料的***和雾化由在偏转器的缘边被引导的喷气(airblast)空气的剪切(shearing)和紧靠在偏转器的下游的气动失速(aerodynamic stalling)而增强。燃料膜的使用以及吹扫空气和喷气空气的相互作用增强液体燃料雾化的质量和燃料燃烧的稳定性。
在本说明书中构思并且公开了一种用于燃气涡轮机的燃烧器的液体燃料喷嘴组件,该液体燃料喷嘴组件包括:位于内管的端部的导向喷嘴,导向喷嘴将来自内管的液体燃料排出到燃烧器的燃烧室中;偏转器,偏转器与导向喷嘴同轴、并且包括圆柱形部段和截头圆锥形部段;中管,中管与内管同轴、并且具有围绕偏转器的圆柱形部段延伸的端部,其中吹扫空气通道在中管和内管之间,其中吹扫空气通道的出口面向偏转器的截头圆锥形部段;以及喷射喷嘴,喷射喷嘴具有接收来自中管和外管之间的燃料通道的液体燃料的环形敞开端部,其中喷射喷嘴包括具有指向偏转器的截头圆锥形部段的出口的喷嘴通道的环形阵列,并且喷嘴通道在截头圆锥形部段的外缘边的径向内侧。
在本说明书中构思并且公开了一种用于燃气涡轮机的燃料喷嘴组件,该组件包括:在液体燃料中心管的端部的导向喷嘴;与中心管同轴并且围绕中心管延伸的中管,其中用于吹扫空气的环形通道在中管和中心管之间;偏转器,偏转器包括圆柱形部段和从圆柱形部段向外延伸的截头圆锥形部段,其中圆柱形部段坐靠在导向喷嘴的外环形表面上、与导向喷嘴同轴、并且包括开口以将来自圆柱形部段的外表面的吹扫空气管道输送到形成于圆柱形部段和导向喷嘴之间的内环形管道;用于吹扫空气的环形通道,环形通道延伸到中管和偏转器的圆柱形部段的外表面之间,其中环形通道的出口邻近偏转器的圆柱形部段和截头圆锥形部段之间的接合部;以及喷射喷嘴,喷射喷嘴具有配置成接收来自中管和外管之间的燃料通道的液体燃料的环形敞开端部,其中喷射喷嘴包括具有与偏转器的截头圆锥形部段对准的出口的喷嘴通道的环形阵列,并且喷嘴通道在截头圆锥形部段的外缘边的径向内侧。
在本说明书中构思并且公开了一种雾化正由燃气涡轮机的燃烧器中的燃料喷嘴组件排出的液体燃料的方法,该方法包括:沿着偏转器的外表面在燃料喷嘴组件的排出端部段排出吹扫空气,其中偏转器具有圆柱形部段和从圆柱形部段向外延伸的截头圆锥形部段,并且外表面至少包括截头圆锥形部段的面对排出的吹扫空气的表面;将液体燃料排出到偏转器的外表面上,其中液体燃料在外表面上形成膜,并且在外表面上流动的吹扫空气在外表面上移动液体燃料;当液体燃料的膜在截头圆锥形部段的缘边上流动时,液体燃料被雾化;朝着截头圆锥形部段的缘边引导喷气空气以增强液体燃料的雾化;以及在燃料喷嘴组件的下游的燃烧区中燃烧液体燃料、喷气空气和吹扫空气。
附图说明
在下面进一步描述并且在附图中示出本发明的结构、操作和特征,其中:
图1是工业燃气涡轮机中的常规燃烧器的横截面图。
图2是安装到工业燃气涡轮机中的燃烧罐的端部壳体的燃料喷嘴组件的横截面图。
图3是图2中所示的燃料喷嘴组件的出口区域的横截面图。
图4是侧视图,在横截面中显示了安装在燃料喷嘴组件上的导向喷嘴和偏转器。
图5是作为燃料喷嘴组件的部件的喷射喷嘴的横截面的侧视图。
图6是作为燃料喷嘴组件的部件的偏转器的横截面的透视图。
图7是燃料喷嘴组件的侧面的横截面图,其中该视图指向导向喷嘴和偏转器。
具体实施方式
图1是侧视图,在部分横截面中显示了包括轴流式涡轮机12、燃烧器14的环形阵列和轴流式压缩器16的涡轮发动机10。工作流体18(例如大气)由压缩器加压,并且被管道输送到每一个燃烧器14。每个燃烧器的一个端部联接到歧管,所述歧管将液体燃料20和吹扫气体22(例如压力下的大气)输送到燃烧器。燃料和吹扫气体流动通过每个燃烧室中的燃料喷嘴组件24、与加压工作流体混合并且在每个燃烧器的燃烧室26中燃烧。燃烧气体28从燃烧室流动通过燃烧室和涡轮机之间的管道30,以驱动涡轮机的叶片(桨叶)32并且转动燃气涡轮机的轴。轴的旋转驱动压缩器16并且转移来自燃气涡轮机的有用输出功率。
每个燃烧器14具有外圆柱形壳体34。来自压缩器的压缩空气(例如工作流体18)流动通过燃烧器中的形成于圆柱形套筒36和圆柱形燃烧内衬38之间的环形管道40。燃烧室26设在燃烧器的中空内衬内。压缩空气在与燃烧气体流动通过燃烧区的相反流动方向上流动。
端盖42在与用于热燃烧气体的管道30相对的端部覆盖每个燃烧器。端盖支撑用于歧管的联接器44,所述歧管将液体燃料20和被动吹扫空气22提供给每个燃烧器。端盖42包括将液体燃料20和吹扫空气22引导到燃料喷嘴组件24的通道。
图2是安装到燃气涡轮机中的燃烧罐的端盖42的燃料喷嘴组件24的横截面图。燃料喷嘴组件附连到坐靠在端盖42的前表面上的安装法兰46。圆锥形基座49支撑液体燃料和吹扫空气流动通过的一组同心管。内管50形成用于液体燃料或液体燃料乳化液(在本说明书中被统称为液体燃料)的大体直的通道。液体燃料乳化液的例子是柴油乳化液,例如柴油燃料混合物中水的乳化液。液体燃料20通过联接器供应到内管的入口52,流动通过管,并且通过在燃料喷嘴组件的前面的导向喷嘴54排出。
吹扫空气22在压力下通过联接器流动到燃料喷嘴组件,并且进入与内管50同轴的环形吹扫空气通道58。吹扫空气通道58限定在内管50和与内管同心的中管60之间。
除了流动通过内管以外,液体燃料流动通过第二燃料通道62。第二燃料通道62是由中管60和外管64限定的环形通道。第二燃料通道和第一燃料通道将液体燃料给送到设于燃料喷嘴组件的前(排出)端处的双燃料喷嘴布置。第一燃料喷嘴是设在燃料喷嘴组件的中心轴线处的导向喷嘴54。第二燃料喷嘴是设在第二燃料通道62的排出端处的喷射喷嘴84。导向喷嘴54和喷射喷嘴84从燃料喷嘴组件的前端排出液体燃料。
当液体燃料由导向喷嘴和喷射喷嘴排出时,从吹扫空气通道58排出的吹扫空气与液体燃料混合,并且帮助雾化液体燃料。当燃料和吹扫空气的混合物进入燃烧器中的燃烧区时,经雾化的液体燃料和空气在燃料喷嘴组件的端部的下游燃烧。
喷气空气68帮助雾化正从燃料喷嘴排出的燃料,并且提供用于燃烧和与燃烧气体混合的附加空气。喷气空气通道66与将燃料和吹扫空气输送到燃烧区的管50、60、64同轴。喷气空气通道66可以是将喷气空气68引导到燃料喷嘴组件的排出端的环形通道。喷气空气通道可以被分成多个环形通道。分离喷气空气通道的管中的空气口69(图3)允许扩散空气在这些通道之间、并且通过这些通道流动。
空气管70可以围绕管50、60、64,并且在这些管的排出端的略下游延伸。空气管将从环形管道40(图1)流动的压缩空气76引导到邻近燃烧室26的排出端78。空气管70可以包括环形转向引导叶片72,所述叶片使从管道40流动的空气转向进入空气管中、并且平行于燃料喷嘴组件的轴线。空气管70可以包括旋流器74,所述旋流器将涡旋旋转施加到流动通过管的压缩空气。
图3是燃料喷嘴组件24的出口区域的横截面图。流动通过中心管50的液体燃料穿过导向喷嘴54中的出口孔80,并且由出口孔80排出。出口孔80可以与燃料喷嘴组件的轴线同轴。导向喷嘴附连到内管50的端部。导向喷嘴可以为具有圆锥形突出部的大体圆柱形,所述圆锥形突出部设在其尖端、且具有中心喷嘴。从导向喷嘴排出的液体燃料朝着在燃料喷嘴组件的端部下游的燃烧室26流动。导向喷嘴可以具有沟道或叶片104(图4),从而当燃料流动通过中心喷嘴时将涡旋施加到燃料。涡旋帮助使从出口孔80喷射的燃料从喷嘴的中心线以圆锥形喷射形式径向扩张。
流动通过第二燃料通道62的液体燃料通过附连到外管64的端部的环形喷射喷嘴84排出。环形喷射喷嘴可以包括喷嘴通道86的圆形阵列,液体燃料从第二燃料通道62通过所述喷嘴通道流动到偏转器48的表面88中。
喷嘴通道86可以在横截面上为圆形。喷嘴通道可以被定向成相对于中心管的轴线具有5至25度的偏航(yaw)。喷嘴通道的偏航角将涡旋施加到从喷射喷嘴流动的燃料。来自喷射喷嘴的涡旋的方向可以与从中心喷嘴排出的燃料中的涡旋的方向、以及由燃料喷嘴组件施加到空气流(例如吹扫空气和主要燃烧空气)的涡旋的旋转方向相同。
液体燃料由喷嘴通道86排出,使得燃料在偏转器48的圆锥形部段114的外表面88上形成膜。燃料膜在偏转器的外表面88上流动,并且流动离开偏转器的外圆形缘边。从缘边92,燃料被雾化并且进入燃烧室。
流动通过吹扫空气通道58的吹扫空气由偏转器的圆柱形部段93分流(split)。偏转器将吹扫空气的第一流引导到偏转器的圆锥形部段114的表面88。吹扫空气在外表面88上流动,以帮助燃料膜在外表面88上移动并且离开缘边92。
偏转器的圆柱形部段93将吹扫空气的第二流沿着导向喷嘴的外圆锥形表面引导到出口孔80的排出区域。第二流从通道58通过布置在圆柱形部段中的开口96、流动到形成于偏转器的内表面和导向喷嘴的外表面之间的环形通道108(图4)中。第二流与从导向喷嘴排出的燃料喷射混合,以帮助雾化燃料并且冷却偏转器48。
喷气空气流动通过喷嘴82,所述喷嘴将喷气空气排出到截头圆锥形腔90中,所述截头圆锥形腔90在外圆柱形管94中位于管的端部。用于喷气空气的喷嘴82可以相对于燃料喷嘴组件的轴线倾斜,从而当喷气空气进入腔时将涡旋施加到喷气空气。导向喷嘴54、偏转器48和喷射喷嘴84也可以设在腔90内。偏转器的外缘边92可以与外管的端部对准。
图4是安装在燃料喷嘴组件24的前面的导向喷嘴54、偏转器48和喷射喷嘴84的横截面图。该图示出了导向喷嘴、偏转器和喷射喷嘴之间的空间关系,以及吹扫空气在偏转器上的流动和液体燃料通过出口孔80、并也通过喷射喷嘴、且在偏转器的外表面88上的流动。
导向喷嘴附连到内管50的端部,并且沿着管50的中心轴线排出液体燃料的喷射。导向喷嘴54可以装配在内管的端部上,并且由铜焊100保持/固持到管。液体燃料102流动通过内管、通过旋流器104并且从导向喷嘴的出口孔80流出。
导向喷嘴54的外圆柱形表面支撑偏转器的圆柱形部分93的端部的环形内表面106。用于吹扫空气的通道108形成于导向喷嘴的外圆柱形表面和环形内表面106之间。来自吹扫空气通道58的吹扫空气通过偏转器的圆柱形部分中的开口96的环形阵列到达通道108。环形通道108径向向内转向,以与导向喷嘴的圆锥形突出部分和偏转器的截头圆锥形部段110一致。吹扫空气112从通道108的端部、并且朝着液体燃料从中流动的出口孔80的出口流动。吹扫空气可以从所有方向(360度)朝着从出口孔80离开的液体燃料流动。吹扫空气112撞击在燃料上帮助雾化正从出口孔80排出的液体燃料。
流动通过通道58的吹扫空气也流动通过通道116,所述通道116形成于偏转器的圆柱形部分93的外表面和喷射喷嘴的圆柱形部分118之间。圆柱形部分118从中管的端部轴向地延伸。圆柱形部分118的后端可以包括具有环形台阶的端部119(图5),所述环形台阶装配在中管的台阶形端部上。在圆柱形部分的前端,内表面可以包括肋120,所述肋径向向内延伸并且抵靠偏转器的圆柱形部段93的外表面。肋120支撑圆柱形延伸部118的前面。肋可以平行于中管60的轴线,或者可以相对于该轴线倾斜。当空气离开喷射喷嘴并且沿着偏转器的截头圆锥形部段114的外表面88流动时,肋的倾斜可以用于将涡旋施加到吹扫空气122。吹扫空气的涡旋的方向可以与施加到正通过喷射喷嘴84的倾斜孔86排出的液体燃料的涡旋的方向相同,例如并流涡旋(concurrent swirl)。
当吹扫空气从通道116流动时,空气122在偏转器的向外延伸截头圆锥形部段114的外表面88上流动。在外表面88上流动的空气122帮助移动也正在表面88上流动的液体燃料124的膜。空气122可以在燃料和偏转器的表面88之间形成屏障空气层。吹扫空气122帮助沿着偏转器的截头圆锥形部段114的表面88径向向外输送燃料124的膜。吹扫空气122可以加速燃料124的膜朝着偏转器的截头圆锥形部段114的外圆形缘边92流动。
当燃料的膜和吹扫空气在缘边92上流动时,燃料和空气离开燃料喷嘴组件的表面、并且进入图1中所示的燃烧室26。当燃料在缘边92上流动时,燃料由可以形成涡旋以帮助雾化的吹扫空气雾化成小滴126。另外,从喷气空气通道66流动并且通过在燃料喷嘴组件的端部的腔90的喷气空气68撞击在偏转器的缘边92上。撞击喷气空气68通过剪切离开偏转器的缘边92的燃料的膜来帮助雾化液体燃料。
在偏转器的缘边92上流动的燃料小滴可以夹带在紧邻偏转器的截头圆锥形部段114的下游的失速或停滞流体流中。气动失速和停滞空气的该区域帮助燃料的快速和高效燃烧。
图5是喷射喷嘴84的横截面的透视图。喷射喷嘴包括具有敞开端部的圆柱形部分118,所述敞开端部具有台阶119以坐靠在中管60的敞开端部上。在喷射喷嘴的前面,肋120可以在横截面上为梯形、并且均具有抵靠偏转器的圆柱形部分93的外表面的平坦表面。允许吹扫空气经过喷射喷嘴的端部并且在偏转器的圆锥形表面88上流动的沟道127设在肋之间。肋和沟道可以倾斜设置,以将涡旋施加到流动通过喷射喷嘴的吹扫空气。肋的高度和沟道的宽度可以用于限定来自喷射喷嘴的空气流动通道的尺寸。
喷射喷嘴的部分截头圆锥形突出部128与圆柱形部分118的前部分重叠。突出部128的敞开端部附连到外管64的端部。突出部的敞开端部可以具有形成唇边130的台阶,所述唇边接合外管的端部上的台阶。突出部128可以径向向内渐缩到前环形面132。燃料孔86在该面敞开,以允许液体燃料从喷射喷嘴流动到偏转器的外表面88上。形成于喷射喷嘴的圆柱形部分118和重叠的截头圆锥形部分128之间的环形腔132提供在第二燃料通道62和孔86之间延伸的液体燃料通道。
孔86可以相对于管状通道50、60和64的轴线倾斜,其中孔86的倾斜角可以对应于喷射喷嘴的环形内表面上的沟道127的倾斜角。燃料孔86和沟道127的倾斜角可以是一致的,并且例如在10至45度之间。
图6是偏转器48的横截面的透视图,其中该横截面沿着偏转器的轴线获得。偏转器可以由金属材料(例如不锈钢)或陶瓷形成。偏转器可以由机械加工或铸造形成。
偏转器的圆柱形部分93可以包括环形内表面106,所述环形内表面包括坐靠在导向喷嘴54的外表面上的凸出台阶132。台阶132的高度也可以用于限定在图4中显示的吹扫空气通道108的宽度。
偏转器的圆柱形部分93中的开口96的环形阵列将吹扫空气引导到吹扫空气通道108中。开口96可以远离轴线相对于径线成例如15至45度的角。开口96的角可以被设定成以将涡旋流施加到通过喷嘴流动到通道108中的吹扫空气。
偏转器的前面包括向外延伸的截头圆锥形部段114和向内延伸的内截头圆锥形部段110。向外延伸的外截头圆锥形部段114上的缘边92可以在横截面上较薄和较圆。
向内截头圆锥形部段110可以以与图4中的导向喷嘴54的突出部上的锥度一致的角向内渐缩。在内截头圆锥形部段110的前面的环形开口134可以足够大,以允许导向喷嘴的突出部延伸通过该开口。开口134可以与导向喷嘴中的出口孔80对准,或从出口孔轴向地向后设置,如图4中所示。
图7是燃料喷嘴组件的侧面的横截面图,其中该视图涉及导向喷嘴54、偏转器48和喷射喷嘴84。外截头圆锥形部段114的表面88可以涂覆有燃料或碳疏憎(carbon phobic)涂层。疏憎涂层使得从孔86流动的燃料124倾向于不粘着到偏转器的表面88。燃料在表面88上形成膜,并且该膜在该表面上自由地流动和离开偏转器的边缘92。吹扫空气122的流动在偏转器的表面88上形成空气膜,所述空气膜也帮助防止燃料粘着到表面88。
尽管结合当前被认为是最可行和优选的实施例描述了本发明,但是应当理解本发明不限于所公开的实施例,而是相反地,旨在涵盖包括在附带权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
Claims (20)
1.一种用于燃气涡轮机的燃烧器的液体燃料喷嘴组件,所述液体燃料喷嘴包括:
位于内管的端部的导向喷嘴,所述导向喷嘴将来自所述内管的液体燃料排出到所述燃烧器的燃烧室中;
偏转器,所述偏转器与所述导向喷嘴同轴、并且包括圆柱形部段和截头圆锥形部段;
中管,所述中管与所述内管同轴、并且具有围绕所述偏转器的所述圆柱形部段延伸的端部,其中吹扫空气通道位于所述中管和所述内管之间,其中所述吹扫空气通道的出口面向所述偏转器的所述截头圆锥形部段;以及
喷射喷嘴,所述喷射喷嘴具有接收来自所述中管和外管之间的燃料通道的液体燃料的环形敞开端部,其中所述喷射喷嘴包括具有指向所述偏转器的所述截头圆锥形部段的出口的喷嘴通道的环形阵列,并且所述喷嘴通道设在所述截头圆锥形部段的外缘边的径向内侧。
2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件,其中,所述偏转器包括从所述圆柱形部段向内延伸的第二截头圆锥形部段,其中环形空气通道形成于所述第二截头圆锥形部段和所述导向喷嘴的锥形突出部之间。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷嘴组件,其中,所述燃料喷嘴组件还包括用于喷气空气的环形通道,其中所述环形通道的出口将喷气空气引导到所述偏转器的缘边上。
4.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件,其中,所述喷射喷嘴中的所述喷嘴通道被定向成相对于中心管的轴线具有5至25度的偏航。
5.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件,其中,所述偏转器的截头圆锥形部分的表面涂覆有燃料疏憎组合物。
6.根据权利要求1所述的燃料喷嘴组件,其中,所述燃料喷嘴组件还包括形成于所述外管的中空端部区域内的腔,其中所述腔向在所述外管的端部的燃烧区开放,并且所述喷射喷嘴和所述偏转器的端部位于所述腔内。
7.根据权利要求6所述的燃料喷嘴组件,其中,所述偏转器的外缘边设在所述腔的下游。
8.一种用于燃气涡轮机的燃料喷嘴组件,所述组件包括:
位于液体燃料中心管的端部的导向喷嘴;
与所述中心管同轴并且围绕所述中心管延伸的中管,其中用于吹扫空气的环形通道设在所述中管和所述中心管之间;
偏转器,所述偏转器包括圆柱形部段和从所述圆柱形部段向外延伸的截头圆锥形部段,其中所述圆柱形部段坐靠在所述导向喷嘴的外环形表面上、与所述导向喷嘴同轴、并且包括开口以将来自所述圆柱形部段的外表面的吹扫空气管道输送到形成于所述圆柱形部段和所述导向喷嘴之间的内环形管道;
用于吹扫空气的环形通道,所述环形通道延伸到所述中管和所述偏转器的所述圆柱形部段的外表面之间,其中所述环形通道的出口邻近所述偏转器的所述圆柱形部段和所述截头圆锥形部段之间的接合部;以及
喷射喷嘴,所述喷射喷嘴具有配置成接收来自所述中管和外管之间的燃料通道的液体燃料的环形敞开端部,其中所述喷射喷嘴包括喷嘴通道的环形阵列,所述喷嘴通道的环形阵列具有与所述偏转器的所述截头圆锥形部段对准的出口,并且所述喷嘴通道设在所述截头圆锥形部段的外缘边的径向内侧。
9.根据权利要求8所述的燃料喷嘴组件,其中,所述偏转器包括从所述圆柱形部段向内延伸的第二截头圆锥形部段,其中环形空气通道形成于所述第二截头圆锥形部段和所述导向喷嘴的锥形突出部之间。
10.根据权利要求8或9所述的燃料喷嘴组件,其中,所述燃料喷嘴组件还包括用于喷气空气的环形通道,其中所述环形通道的出口被定位成将喷气空气引导到所述偏转器的缘边上。
11.根据权利要求8所述的燃料喷嘴组件,其中,所述喷射喷嘴中的所述喷嘴通道被定向成相对于中心管的轴线具有5至25度的偏航角。
12.根据权利要求8所述的燃料喷嘴组件,其中,所述偏转器的所述截头圆锥形部分的表面涂覆有燃料疏憎组合物。
13.根据权利要求8所述的燃料喷嘴组件,其中,所述燃料喷嘴组件还包括形成于所述外管的中空端部区域内的腔,其中所述腔向在所述外管的端部的燃烧区开放,并且所述喷射喷嘴和所述偏转器的端部设在所述腔内。
14.根据权利要求13所述的燃料喷嘴组件,其中,所述偏转器的所述截头圆锥形部段的缘边在所述腔的下游。
15.一种雾化正由燃气涡轮机的燃烧器中的燃料喷嘴组件排出的液体燃料的方法,所述方法包括:
沿着偏转器的外表面在所述燃料喷嘴组件的排出端部段排出吹扫空气,其中所述偏转器具有圆柱形部段和从所述圆柱形部段向外延伸的截头圆锥形部段,并且所述外表面至少包括所述截头圆锥形部段的面向排出的吹扫空气的表面;
将液体燃料排出到所述偏转器的所述外表面上,其中液体燃料在所述外表面上形成膜,并且在所述外表面上流动的吹扫空气在所述外表面上移动液体燃料;
当所述液体燃料的膜在所述截头圆锥形部段的缘边上流动时,液体燃料被雾化;
朝着所述截头圆锥形部段的缘边引导喷气空气以增强液体燃料的雾化;以及
在所述燃料喷嘴组件的下游的燃烧区中燃烧液体燃料、喷气空气和吹扫空气。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,将液体燃料排出到所述偏转器的所述外表面上的步骤发生于包括在所述燃料喷嘴组件中的管的中空端部区域的腔中,其中所述腔向所述燃烧区开放。
17.根据权利要求16或15所述的方法,其中,所述方法还包括从所述缘边排出所述液体燃料的膜,其中所述缘边在所述腔的下游。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法,其中,排出到所述外表面上的液体燃料通过围绕所述偏转器的轴线的涡旋运动排出,并且吹扫气体通过与所述液体燃料的涡旋的旋转方向相同的涡旋运动排出到所述偏转器上。
19.根据权利要求15所述的方法,其中,所述方法还包括将吹扫空气分成第一流和第二流,所述第一流在所述偏转器的所述外表面上流动,所述第二流被引导到正由导向喷嘴排出的液体燃料,所述导向喷嘴与所述燃料喷嘴组件的轴线对准。
20.根据权利要求15所述的方法,其中,液体燃料的排出将涡旋运动施加到液体燃料,并且吹扫空气沿着所述外表面的排出将与所述液体燃料的涡旋运动的旋转方向相同的涡旋运动施加到吹扫空气。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104990697A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-21 | 重庆德蚨乐机械制造有限公司 | 一种增压器试验装置 |
CN108351105A (zh) * | 2015-09-16 | 2018-07-31 | 伍德沃德有限公司 | 预膜式燃料/空气混合器 |
CN108474558A (zh) * | 2015-12-30 | 2018-08-31 | 通用电气公司 | 用于双燃料燃烧器的液体燃料喷嘴 |
CN111197764A (zh) * | 2018-11-20 | 2020-05-26 | 通用电气公司 | 环形同心燃料喷嘴组件 |
CN111219735A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | 烧嘴喷枪;用于制造该烧嘴喷枪的方法和燃气涡轮组件 |
CN111578272A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-25 | 山西大学 | 一种自清洗式高效雾化油枪 |
CN111630321A (zh) * | 2017-11-08 | 2020-09-04 | 川崎重工业株式会社 | 燃烧器装置 |
CN115371081A (zh) * | 2021-05-18 | 2022-11-22 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 燃烧室后测量段及其冷却方法 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105705863B (zh) | 2013-11-08 | 2019-03-15 | 通用电气公司 | 用于燃料喷嘴的液体燃料筒 |
EP3126741B1 (en) | 2014-04-04 | 2020-07-15 | General Electric Company | Pre-film liquid fuel cartridge |
CN106461225B (zh) | 2014-05-12 | 2019-10-11 | 通用电气公司 | 预成膜液体燃料筒 |
US10107499B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-10-23 | General Electric Company | Fuel plenum for a fuel nozzle and method of making same |
JP6351071B2 (ja) | 2014-08-18 | 2018-07-04 | 川崎重工業株式会社 | 燃料噴射装置 |
JP6417620B2 (ja) * | 2014-10-24 | 2018-11-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃焼器、ガスタービン |
US10215415B2 (en) * | 2015-09-23 | 2019-02-26 | General Electric Company | Premix fuel nozzle assembly cartridge |
US10228140B2 (en) * | 2016-02-18 | 2019-03-12 | General Electric Company | Gas-only cartridge for a premix fuel nozzle |
US20170248318A1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | General Electric Company | Pilot nozzles in gas turbine combustors |
KR102071324B1 (ko) | 2018-02-20 | 2020-01-30 | 두산중공업 주식회사 | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 |
US10948189B2 (en) | 2018-12-17 | 2021-03-16 | Raytheon Technologies Corporation | Enhancement for fuel spray breakup |
KR102096579B1 (ko) * | 2019-04-01 | 2020-04-03 | 두산중공업 주식회사 | 액체 연료 노즐 및 이를 포함하는 가스 터빈 연소기 |
EP4050261A4 (en) * | 2019-10-23 | 2023-11-22 | IHI Corporation | LIQUID FUEL INJECTOR |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050241319A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Graves Charles B | Air assist fuel injector for a combustor |
US20070028619A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-08 | Rolls-Royce Plc | Fuel injector |
US20070157617A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-12 | Von Der Bank Ralf S | Lean premix burner with circumferential atomizer lip |
WO2011104304A2 (fr) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Snecma | Systeme d'injection pour chambre de combustion de turbomachine, comprenant des moyens d'injection d'air ameliorant le melange air-carburant |
CN102297429A (zh) * | 2010-06-24 | 2011-12-28 | 通用电气公司 | 燃料喷嘴组件 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6547163B1 (en) * | 1999-10-01 | 2003-04-15 | Parker-Hannifin Corporation | Hybrid atomizing fuel nozzle |
-
2012
- 2012-02-01 JP JP2014555524A patent/JP2015505596A/ja active Pending
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050241319A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Graves Charles B | Air assist fuel injector for a combustor |
US20070028619A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-08 | Rolls-Royce Plc | Fuel injector |
US20070157617A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-12 | Von Der Bank Ralf S | Lean premix burner with circumferential atomizer lip |
WO2011104304A2 (fr) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Snecma | Systeme d'injection pour chambre de combustion de turbomachine, comprenant des moyens d'injection d'air ameliorant le melange air-carburant |
CN102297429A (zh) * | 2010-06-24 | 2011-12-28 | 通用电气公司 | 燃料喷嘴组件 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104990697A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-21 | 重庆德蚨乐机械制造有限公司 | 一种增压器试验装置 |
CN104990697B (zh) * | 2015-06-25 | 2018-06-01 | 重庆德蚨乐机械制造有限公司 | 一种增压器试验装置 |
CN108351105A (zh) * | 2015-09-16 | 2018-07-31 | 伍德沃德有限公司 | 预膜式燃料/空气混合器 |
US10883719B2 (en) | 2015-09-16 | 2021-01-05 | Woodward, Inc. | Prefilming fuel/air mixer |
CN108351105B (zh) * | 2015-09-16 | 2021-05-07 | 伍德沃德有限公司 | 预膜式燃料/空气混合器 |
CN108474558A (zh) * | 2015-12-30 | 2018-08-31 | 通用电气公司 | 用于双燃料燃烧器的液体燃料喷嘴 |
CN108474558B (zh) * | 2015-12-30 | 2020-08-04 | 通用电气公司 | 用于双燃料燃烧器的液体燃料喷嘴 |
CN111630321A (zh) * | 2017-11-08 | 2020-09-04 | 川崎重工业株式会社 | 燃烧器装置 |
CN111197764A (zh) * | 2018-11-20 | 2020-05-26 | 通用电气公司 | 环形同心燃料喷嘴组件 |
CN111219735A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | 烧嘴喷枪;用于制造该烧嘴喷枪的方法和燃气涡轮组件 |
CN111578272A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-25 | 山西大学 | 一种自清洗式高效雾化油枪 |
CN115371081A (zh) * | 2021-05-18 | 2022-11-22 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 燃烧室后测量段及其冷却方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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