CN1878986A - 气涡轮引擎之稳定燃烧装置 - Google Patents

气涡轮引擎之稳定燃烧装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1878986A
CN1878986A CNA2004800328006A CN200480032800A CN1878986A CN 1878986 A CN1878986 A CN 1878986A CN A2004800328006 A CNA2004800328006 A CN A2004800328006A CN 200480032800 A CN200480032800 A CN 200480032800A CN 1878986 A CN1878986 A CN 1878986A
Authority
CN
China
Prior art keywords
burner
mixing chamber
combustion
fuel
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004800328006A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1878986B (zh
Inventor
M·康韦尔
V·D·米洛萨夫列维奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Industrial Turbomachinery
Siemens AG
Collins Engine Nozzles Inc
Original Assignee
Delavan Inc
Demag Delaval Industrial Turbomachinery Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delavan Inc, Demag Delaval Industrial Turbomachinery Inc filed Critical Delavan Inc
Publication of CN1878986A publication Critical patent/CN1878986A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1878986B publication Critical patent/CN1878986B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/74Preventing flame lift-off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F23R3/18Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2209/00Safety arrangements
    • F23D2209/20Flame lift-off / stability

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

本文系揭示一气涡轮燃烧器用之燃烧器,其利用一中央钝体驻焰器及一喷口装置来形成再循环区以稳定燃烧过程。此燃烧器包括,圆柱状主体及驻焰器,以及其它组件。驻焰器系配置于燃料一空气混合室内,并包含底座部及长钝体。底座部系以支撑方式衔接燃烧器主体,而长钝体则从底座部经内部混合室往轴向下游方向延伸以把燃烧点火点置于内部混合室之下游。于一代表性之具体实施例中,燃烧器还包括毗邻燃烧器主体下游端部之喷口装置。喷口装置系界定内部再循环室与燃烧器出口。内部再循环室乃设成用以接收来自混合室之燃烧前之气体,并以上游方向再循环部分之燃烧产物气体以辅助燃烧之稳定。

Description

气涡轮引擎之稳定燃烧装置
【发明所属之技术领域】
本发明系关于气涡轮用之燃烧器,尤有关适于稳定引擎燃烧之燃烧器,更有关结合喷口装置并利用中央钝体驻焰器以稳定燃烧过程之燃烧器。
【先前技术】
气涡轮之应用有多方面,包括发电、军事与商业飞行、管线传输、及海洋运输等。于气涡轮引擎中,系将燃料与空气供给燃烧室,而于此混合燃料与空气并以火焰点燃,从而开始燃烧。气涡轮引擎有若干主要技术问题与燃烧过程有关。这些问题包括,例如,燃烧器(burner/combustor)之热效率、燃料与空气之适当混合、火焰之稳定、脉冲与噪音之排除、及污染排放之控制,尤其是氮氧化物(NOX)。火焰之稳定乃指固定燃烧器内火焰之位置与强度以便消除脉冲和减低噪音以及达成其它目的。
气涡轮引擎之稳定燃烧系需要燃烧产物(亦即热与自由基)的循环程序,其中热与自由基系传回上游至火焰起始点以促进燃烧程序。
目前已知为了增进火焰之稳定可对燃料空气混合物供以旋流空气(swirled air)或赋予旋流至燃料空气混合物,从而使燃烧过程稳定。旋流稳定燃烧流体系藉由在燃烧器中线附近产生逆流从而将热与自由基传回上游至未燃之燃料空气混合物以促进燃烧。
Monroe等人之美国第5,131,334号、第5,365,865号、和第5,415,114号专利中揭示之烧炭燃烧器皆含赋予旋流至燃料空气混合物之火焰稳定器。此火焰稳定器包括复数个径向间隔且固定于位在中央燃料供应管上之环状元件上之扇叶组件。扇叶之形状与方位系设计成能提供旋流空气至燃料供应管之下游端。
整体而言包含于此作为参考之Samuelson之美国第5,477,685号专利乃揭示用于气涡轮燃烧器之旋流稳定稀薄燃烧注射器(lean burninjector)。于其例举具体实施例中,燃料空气混合物经由复数个径向出口而离开位于中央之喷嘴。一空气旋流器和一喷口装置系附接至萨谬森注射器(Samuelson injector)之下游端以促进再循环流。以径向离开喷嘴之燃料空气混合物系与因空气旋流器之故而以螺旋路径轴向行径注射器之空气相会。喷口装置乃使用于工业锅炉和火炉以强化及改变再循环热燃烧产物之形状。
利用旋流以稳定燃烧之传统燃烧器,例如上所示者,需有足够之旋流强度以使再循环得于中线附近产生,如第1图所示。如上述,在以旋流稳定之燃烧中,当于燃烧过程产生之热与自由基向上游传回至再循环区而与尚未反应之燃料空气混合物混合并开始燃烧时,燃烧方为稳定。燃烧之稳定系极仰赖这些热燃烧产物回至上游之再循环。再者,当再循环燃烧产物之速度增加,上游之热和化学活之燃烧产物之通量亦增加,且燃烧过程于更大范围之操作状况将趋于更稳定。
旋流强度对热燃烧产物再循环区之大小、形状和强度有强烈的影响。旋流强度以一无因次值数(nondimensional number)衡量之,其定义为角动量之轴向通量对轴向动量之轴向通量之比。通常,旋流数小于0.4时,再循环区并不会产生。当旋流数增加时会造成于前滞点之总压力减小。于第1图所示,前滞点为燃烧产物之上游流沿着中线与来自燃烧器空气下游轴向流会合之处,于此处所有速度皆为零。典型地,旋流数大于约0.6时会于前滞点产生一低压区。此低压区系使燃烧产物由燃烧器内压力较高之燃烧器下游端向上游流向压力减小之前滞点。此为导致主要再循环区形成之机制(见第1图)。
增加旋流数(Sn)倾向于减低前滞点压力及增加近中线之上游再循环速度。此增加之燃烧产物之上游流系增加了流至可启始强烈燃烧之前滞点之热气体和化学活性物质的通量。当旋流数低时(也就是0.4<Sn<0.6),前滞点之压力仅稍微低于再循环区后滞点之压力。因而,被传回上游之热和化学活性燃烧产物之通量低且燃烧较不稳定,尤其是当燃烧稀薄时更然。
旋流数对再循环区有其它影响。例如,Sn之增加将减低于前滞点之低压力且把后滞点往上游拉近而使再循环区缩短。再者,随Sn增加而增加之环向力,亦导致再循环区之直径扩大。
喷口装置乃使用于工业锅炉和火炉中以减低旋流数大小对再循环区长度与直径之影响。喷口装置亦容许于不增加Sn下把再循环区之直径扩大至喷口装置出口之直径。再者,于使用喷口装置时,再循环区长度对旋流数较不敏感,并呈现约为喷口装置出口直径2至2.5倍的长度。
喷口装置容许使用高Sn而不致产生大直径之再循环区。然而,使用喷口装置之燃烧器于强烈之旋流强度时,火焰倾向于向上游移动而深入燃烧器内进而毁损燃烧器之零件。再者,当燃烧初始于化学计量上之稀薄侧时,更浓之混合物将增加火焰速度。此火焰速度之增加亦促使火焰进一步往上游移动至燃烧器内。除毁损燃烧器之硬件外,深入燃烧器内而不受控制之火焰移动更会造成高氮氧化物之排放。
此外,当燃料/空气比改变时,稳定性问题会变得重大。当稀薄之预混燃烧变得非常稀薄时,火焰速度对燃料/空气比之改变变得非常敏感。持续变化之火焰速度常导致火焰位置之移位而造成燃烧压力之振荡与噪音。
当火焰进入燃烧器内致燃料/空气比变浓时亦能使燃烧不稳定发生,而使火焰更深入燃烧器内。较浓之燃料/空气比典型上系藉减低旋流强度来抵消。然而此将导致火焰进出燃烧器之循环过程。此一普遍不稳定性问题能造成非常高压之脉冲与氮氧化物排放之升高。此不稳定性属典型的低频不稳定,通常介于80至150赫兹(Hz)。其压力脉冲之振幅可高达0.1巴(bar)而对气涡轮引擎具破坏性。再者,于燃烧浓密之不稳定循环部分期间,会产生大量的氮氧化物。
鉴于以上所述习知技术之缺点,实需一种经改进之燃烧器,其不仅增进火焰之稳定,亦能减低压力之脉冲、噪音及氮氧化物之排放。
【发明内容】
本申请案系有关一种气涡轮燃烧器用之燃烧器,其利用中央钝体驻焰器及喷口装置以稳定燃烧过程。此燃烧器包括圆柱状主体、驻焰器及其它组件。
该燃烧器主体系包含轴向相对之上游与下游端部、至少一燃料入口信道、和至少一空气入口信道形成其中。燃料与空气入口信道乃建置成分别供应燃料与空气至形成于主体下游端部混合室。混合室具有复数个形成于其内部且环向间隔之表面以便使供给至混合室之燃料与空气产生旋流及混合。
驻焰器系配置于混合室内,包含底座部及长钝体。底座部系以支撑方式衔接燃烧器主体,而长钝体则从底座部经内部混合室以轴向下游方向延伸以把燃烧点火点置于内部混合室之下游处。
燃烧器还包括毗邻主体下游端部之喷口装置。喷口装置系界定内部再循环室与燃烧器出口。内部再循环室乃设成用以接收来自混合室之燃烧前之气体和用以于上游方向再循环部分之燃烧产物气体以辅助燃烧之稳定。
想象驻焰器之钝体系置于混合室中心,且具有一锥形上游区段和一实质圆柱尖端区。理想状况下,驻焰器之轴向长度以达大于约0.6之Sn而设计。旋流数乃切线动量对轴向动量之比,其系定义流经燃烧器而旋转之燃烧空气量对以轴向流动条件离开燃烧器之燃烧空气量的比。旋流数之数学定义可见于Monroe之美国第5,365,865号专利,其定义整体而言系引用于此。
于一示范具体实施例中,至少有一空气入口信道系以实质上径向向内之方向形成,而燃料则以实质上轴向方向进入主体之混合室。理想状况下,空气系以切线及径向朝内之方向进入空气入口而将旋流加诸通过燃烧器之空气,此乃设计用以达大于约0.6之Sn
熟习此类技艺之人士将能立即领会本发明可应用于任何形式之燃烧室或燃烧器,例如固态燃料燃烧器或火炉。
【实施方式】
熟知本项技术人员将由下述之较佳具体例之详细说明轻易地了解本申请案之燃烧器的上述及其它特征。在以下参照图式中,本发明类似之架构均以相似之组件符号标识。在第2图中,气涡轮燃烧器用之燃烧器一般系标示为组件符号100。燃烧器100系使用中央钝体驻焰器20和喷口装置80以稳定燃烧过程。燃烧器100包括圆柱状主体50、驻焰器20、喷口装置80以及其它组件。主体50及驻焰器20可用传统方式互相附接,或以紧配方式固持在一起,或机械式地连锁住。
燃烧器主体50包含轴向相对之上游与下游端部,分别为52和54。复数个轴向燃料入口信道56及复数个径向空气入口信道58系形成于主体50。熟习于此技术者可即体会改变燃料入口信道56及空气入口信道58之位置、数量、及取向不致悖离本文所示之发明,且于此描述之配置架构仅为说明目的。
燃料与空气入口信道56与58乃建成用置以分别供应燃料与空气至形成于主体下游端部之混合室60。混合室60具有复数个形成于其内部且环向间隔之表面62或涡轮叶,用以对被供给至混合室60之燃料与空气赋予旋流运动并予以混合室。
驻焰器20系置于混合室60内,含一底座部22及一长钝体24。底座部22系以支撑方式衔接燃烧器100之主体50,而长钝体24则从底座部22经内部混合室60以轴向下游方向延伸以便把燃烧点火点(combustion ignition point)或前滞点(forward stagnation point)75(参见第3图)置于内部混合室60之下游处。长钝体24尚有复数条形成于其表面外且轴向延伸之柱槽27,以定义燃烧器100内紊流之规模。
喷口装置80乃毗邻于燃烧器主体50之下游端部54。喷口装置80系界定内部再循环室82与燃烧器出口84。由内部表面82a所界定之内部再循环室82乃设成用以接收来自混合室60之燃烧前之气体和用以沿上游方向再循环部分之燃烧产物气体,以辅助燃烧之稳定。于此所揭示之具体实施例中,内部再循环室82为一典型文氏(venturi)形状。然而,其它能达成混合室与再循环室之气压梯度分离之形状者皆意含于此发明。
驻焰器20之钝体部分24系置于混合室60中心且有一锥形上游区段26和具有一径向放大头部之下游颈部区28。颈部区之形状可设成以进一步改善燃烧产物之再循环及火焰之稳定。潠择驻焰器20之轴向长度以便以大于约0.6、但不大于2.0之旋流数来锚定再循环区。如前所述,旋流数乃定义为流经燃烧器之旋转之燃烧空气量对以轴向流动条件离开燃烧器之燃烧空气量之比值。
燃烧器100乃用来使燃烧循环过程更稳定和大量减少使用稀薄预混燃烧之气涡轮引擎中因燃烧不稳定而冒出火花或产生压力脉冲之倾向。中心体驻焰器20和喷口装置80有两关键功效:1)燃烧起始点之位置系固定于空间中,和2)可达较高之旋流速度而不致使燃烧反燃(flash back)而进入燃烧器100之混合室60内。利用于中心轴之钝体驻焰器20之火焰锚定系容许燃料/空气比之自然波动和旋流速度之变动而不致改变火焰位置。增加旋流强度而不导致反燃之能力与燃烧起始点之固定,二者皆使燃烧过程更稳定。因此,与习知技术之燃烧器比较,喷口装置80与钝体驻焰器20之使用根本地改变了旋流稳定燃烧之稳定性。
驻焰器20实际上阻止火焰沿燃烧器100中心线反燃而进入混合室60。藉由阻止沿中心线反燃而进入混合室60,燃料—空气混合物可有较高之切线方向之旋流分量。增加旋流强度而无反燃系使喷口装置于增强朝上游再循环热气时更有效率,而使整个燃烧过程更稳定。增加向上游之再循环热量可使较稀薄之燃料—空气混合物燃烧稳定。此将于引擎操作中提供较大的弹性与稳健性,同时维持低引擎排放。
喷口装置80乃用来使再循环区小于单由旋流数影响下所产生之再循环区。喷口装置80容许高旋流数而同时维持直径小且长度短之再循环区。高旋流数造成前滞点与后滞点之压力有很大差异。此高气压梯度将导致热化学活性之燃烧产物以高速及高通量沿着中心线处附近流向燃烧起始之前滞区。于燃烧起始区之高通量热化学活性燃烧产物系容许稀薄之燃料和空气混合物可稳定的燃烧。稀薄燃料和空气混合物之燃烧稳定对于气涡轮引擎产生之低氮氧化物(NO和NO2)之排放有其重要性。
维持小的再循环区有益于保持热燃烧气体之化学活性,而容许更快与更稳定之燃烧起始,尤其是于低燃烧温度,此常发生在低氮氧化物NOX(一氧化氮NO和二氧化氮NO2)引擎低于1700K时。随燃烧压力升高及燃烧温度下降,于再循环中的低驻留时间对化学活性燃烧产物更显重要。于高压下,化学活性物(或称对快速起始燃烧有所助益之自由基)在高压影响下系快速地舒缓至均衡水准。高于均衡水准之自由基之寿命随压力之增加而缩短。当燃烧温度低,例如于低NOX引擎中,因自由基于低温时为均衡水准较低,对这些自由基之高的非均衡水准之有效利用越显重要。
第3图为旋流稳定燃烧器100之截面图,其描述燃烧产物往上游之再循环以维持燃烧过程。燃烧器100之上游与下游端分别以″U″和″D″为其参考标记。如图所示,燃烧产物之流动被分开至不同之区域,也就是主要再循环区90与外部再循环区92。
如前所述,使燃料—空气混合物旋流以使燃烧产物往上游移动之程序一般系被用来稳定燃烧。于揭示之燃烧器100中,钝体驻焰器20把主要再循环区90锚定于一固定位置。火焰前缘或预混流体之燃烧起始点94系沿着主要再循环区90之外表面产生,于外表面,热与自由基系混合且起始未反应过之预混燃料与空气。火焰起始于驻焰器20之末端而往下游方向扩展成圆锥形状。
即使燃料—空气混合物之比例有很显著改变,燃烧器100仍维持火焰之位置于驻焰器20之末端24。当稀薄之预混燃烧变得非常稀薄时,火焰速度对燃料/空气比变得非常敏感。此火焰速度之改变常导致火焰位置之移位,而可能导致燃烧压力之振荡。藉由以中心钝体驻焰器20来锚定火焰位置及避免火焰移动,可防止压力之振荡。
第4a图所提供之燃烧器100之截面图系说明锚定于驻焰器20之圆锥形火焰98。第4b至4d图所示为不含中心体驻焰器之燃烧器200。于燃烧器200中,当旋流强度强烈,或预混之燃料/空气混合物比例浓时,火焰298倾向往燃烧器移动而深入其内,如第4b图所示。当燃烧系化学计量上之稀薄侧时,使混合物较浓将增加火焰速度。增加之火焰速度会使火焰能进一步往上游移动。增加旋流强度亦能产生使火焰进一步往上游移动之相同倾向。一般并不希望火焰298进入燃烧器混合区260内,如第4b图所示。深入燃烧器200内而不受控制之火焰移动会毁损燃烧器之硬件及导致高氮氧化物之排放。加装中心钝体驻焰器20于喷口装置改装燃烧器会把主要再循环区90之前滞点96锚定于驻焰器20之端部,以防止主要再循环区90及火焰进入混合室60。对于本来会驱使前滞点96深入燃烧器100内、或朝向出口84、或甚至燃烧器外面之种种旋流强度,中心钝体驻焰器系把前滞点96(参见第3图)固定于驻焰器20之端部。是故,中心钝体驻焰器20把前滞点96及火焰198锚定于单一位置使其不致随旋流强度之变动而不停地移动。
中心钝体驻焰器20有一最佳位置,于此,旋流数可相同地增减且前滞点96与火焰198继续依附于驻焰器20上。假如旋流强度持续递减,火焰198将继续依附于驻焰器20直至最后火焰跳离驻焰器而稳定于下游相当远处、或于燃烧器出口84外。从相同的最佳旋流数和中心钝体驻焰器位置开始,增加旋流强度不会影响火焰位置,直至于某一临界旋流强度时,火焰位置跳往上游而吞没主要再循环区内之驻焰器20末端。只要操作条件保持于旋流强度与燃料/空气比之合理范围内,火焰位置将留在原处,即使引擎条件有所改变亦然。这些范围已证明系相当大,此乃燃烧器100之正面特性。
火焰位置之移动对于以非常稀薄之条件进行操作之燃烧***为一重大问题。于第4c图与第4d图所示之火焰198乃于最稀薄之燃料/空气比和/或最低之旋流强度所产生。当燃烧非常稀薄时,旋流稳定燃烧会变得非常不稳定。然而,减低NOX排放最具成效之方法为使燃烧稀薄到火焰温度能降至低于双原子氮与氧(N2与O2)分解及再结合成NO与NO2之温度。若于燃料和空气混合物燃烧前有近两倍之空气与燃料混合,多出之空气则做为被燃烧过程加热之隋性物质。只要有充足或更多的空气供给燃烧过程,燃烧过程释放之能量大小乃仅由已燃烧之燃料量来决定。超出燃烧所需之空气并不影响燃烧过程所释放能量之大小,但因燃料和空气之结合量系增加而于释放之能量则维持不变,火焰及燃烧产物之温度因而减低。火焰温度之减低亦减少NOX(NO与NO2)之合成。此几为目前所有低NOX排放之气涡轮引擎所依据之原理。
如上述,加装中心钝体驻焰器20于燃烧器100系容许旋流强度之增加而不致使火焰反燃至混合室60内。增加旋流强度之能力系令增加热燃烧产物回至上游之逆流。热燃烧产物之增加流动系提供更多之热与自由基,而使燃烧更扎实及较不易不稳定。
假如火焰前缘由燃烧器外开始,针对横跨燃烧器之固定压降,燃烧器将有一最大气流率。若某些扰动造成火焰跳入燃烧器内,经燃烧器之空气质量流率(mass flow rate)将减少,此乃因燃烧过程产生之热将使空气扩展而增加经燃烧器出口之体积流率。此针对固定压降之体积流率之增加将导致经燃烧器之空气质量流率的减少。对大部分气涡轮引擎而言,依引擎之功率额定值而定而使用6至100个燃烧器。若火焰跳入某些燃烧器,但非全部,则具有火焰于内部之燃烧器将烧得较浓烈。此乃因相同之燃料系经由共同燃料岐管平均供给每一燃烧器。由于燃烧器出口内部之燃烧,导致体积流率增加而致使空气质量流率减少,所以火焰于内之燃烧器烧得较浓。当燃烧初始为稀薄时,较浓密燃烧之结果为增加火焰速度。火焰速度之增加系容许火焰更深入燃烧器内。此将增加体积流率并额外减少空气质量流率而使燃烧更为浓密。一旦进入内部,火焰有可能会停留在一些燃烧器内,同时停留在其它燃烧器外。若此发生,于进入对应于较浓密之燃烧器之涡轮入口时将导致高NOX及出现热点。
于燃烧器内之燃烧过程亦将影响旋流之特性,其能导致把火焰拉入燃烧器内之先前程序的逆转。当火焰被拉入燃烧器内时,空气之质量流率将减少。通过旋流器之空气密度并没有改变而导致较低之速度及旋流强度之减低。旋流强度之减低易使主要再循环之前滞点往下游移动。燃烧过程本身亦有减低旋流强度之倾向,此乃因燃烧过程系平均地扩大各方向之流量。当火焰移入燃烧器内造成燃料/空气比变浓时会导致不稳定,此将使火焰更深入燃烧器内。抵消产生较高火焰速度之较浓燃料/空气比乃是旋流强度之衰退。此将形成火焰进出燃烧器之循环过程。而此普遍不稳定性问题能造成非常高压之脉冲与NOX排放之升高。此不稳定性乃一般低频不稳定,通常介于80至150赫兹。其压力脉冲之振幅可达0.1巴之压力振荡而对气涡轮引擎具破坏性。再者,于燃烧浓密之循环部分中,会产生大量的NOX。应用中心钝体驻焰器于以喷口装置为基础之燃烧器之发明系使火焰位置对于旋流强度及燃料/空气比之变动不敏感,而容许火焰稳定于驻焰器末端之固定位置。如此可消除导因于火焰移动之压力振荡及升高之NOX排放。
本发明对较佳具体实施例已详加描述,熟习此技艺之人士将能轻易领会运用本发明所揭示之内容可作不同的改变和/或修饰,,而不致脱离如所附之申请专利范围所界定之本发明之精神与技术范畴。
旋流数乃切线动量对轴向动量之比,其定义经燃烧器而旋转之燃烧空气流量对于沿轴向流动而离开燃烧器之燃烧空气流量的比。
【图标简单说明】
为使熟知本申请案所属技术之人士能立即体会如何制造与使用本申请案,可参照下列图式:
第1图为习知技术之旋流稳定燃烧器之截面透视图;
第2图为本发明含钝体驻焰器之旋流稳定燃烧器之截面透视图;
第3图为第2图燃烧器之截面图,其说明燃烧器内之旋流流动、主要再循环区前滞点之锚定、和于中心钝体驻焰器旁之火焰前缘;
第4a图乃依本发明之较佳具体实施例所建构之燃烧器之截面图,其说明火焰稳定于中心钝体驻焰器;
第4b图系习知技术之无中心钝体驻焰器之燃烧器之截面图,其说明火焰于反燃位置;
第4c图为第4b图燃烧器之截面图,其说明火焰位于燃烧器下游端部,近出口;及
第4d图为第4b图燃烧器之截面图,其说明火焰位于燃烧器出口之外。
【组件符号简单说明】
100    燃烧器                198    火焰
20     驻焰器                22     底座部
24     钝体                  26     上游锥形区段
27     柱槽                  28     下游颈部区
200    燃烧器                260    混合区
298    火焰
50     主体                  52     上游端部
54     下游端部              56     燃料入口信道
58     空气入口信道
60     混合室                62     表面或涡轮叶
75     前滞点
80     喷口装置              82     再循环室
82a    内部表面              84     燃烧器出口
90     主要再循环区          92     外部再循环区
94     燃烧起始点            98     圆锥形火焰

Claims (20)

1.一种燃气轮机(gas turbine)燃烧室(combustor)用的燃烧器,包括:
a)圆柱状主体,具有于轴向相对的上游与下游端部,该主体具有至少一个燃料入口信道、和形成其中的至少一个空气入口信道,这些信道适用于分别供应燃料与空气至界定在主体下游端部的混合室,该混合室构造成使供应至混合室的燃料与空气产生旋流并对其加以混合;及
b)火焰稳定器(flame holder),配置于该混合室内,并包含与燃烧器主体接合的底座部、及从底座部经内部混合室沿轴向下游方向延伸以控制将内部混合室燃烧点火点下游的位置的长钝体(elongated bluff body)。
2.如权利要求1所述的燃烧器,还包括:
喷口(quarl)装置,毗邻于燃烧器主体的下游端部布置,该喷口装置界定内部再循环室与燃烧器出口,该内部再循环室适用于接收来自混合室的预燃(precombustion)气体,并沿上游方向再循环部分的燃烧产物气体,以辅助稳定燃烧。
3.如权利要求1所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器的钝体配置于混合室内的轴向中心处。
4.如权利要求1所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器钝体具有锥形区。
5.如权利要求1所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器钝体有径向放大的尖端区。
6.如权利要求1所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器的轴向长度设成用以达到大于约0.6的涡流数。
7.如权利要求1所述的燃烧器,其中,该至少一个空气入口信道沿实质上径向朝内的方向形成。
8.如权利要求1所述的燃烧器,其中,燃料沿实质上轴向方向进入主体的混合室。
9.如权利要求1所述的燃烧器,其中,形成于燃烧器主体的该至少一个燃料入口信道包含用于给燃料赋予角动量的螺旋部。
10.如权利要求1所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器钝体具有多条形成于其外表面且轴向延伸的槽(flute)。
11.一种燃气轮机(gas turbine)燃烧室(combustor)用的燃烧器,包括:
a)圆柱状主体,具有于轴向相对的上游与下游端部,该主体具有至少一个燃料入口信道、和形成其中的至少一个空气入口信道,这些信道适用于分别供应燃料与空气至界定于主体下游端部的混合室,该混合室构造成使供应至混合室的燃料与空气产生旋流并对其加以混合;及
b)火焰稳定器,配置于该混合室内,并包含与燃烧器主体接合的底座部、及从底座部经内部混合室沿轴向下游方向延伸以控制内部混合室燃烧点火点下游的位置的长钝体;及
c)喷口(quarl)装置,毗邻于燃烧器主体的下游端部布置,该喷口装置界定内部再循环室与燃烧器出口,该内部再循环室适于接收来自混合室预燃(precombustion)气体,并沿上游方向再循环部分的燃烧产物气体,以辅助稳定燃烧。
12.如权利要求11所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器的钝体配置于混合室内的轴向中心处。
13.如权利要求11所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器钝体具有锥形区。
14.如权利要求11所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器钝体具有径向放大的尖端区。
15.如权利要求11所述的燃烧器,其中,火焰稳定器的轴向长度适于使主要再循环的涡流数稳定在约0.6和约2.0间范围。
16.如权利要求11所述的燃烧器,其中,该至少一个空气入口信道沿实质上径向朝内的方向形成。
17.如权利要求11所述的燃烧器,其中,燃料沿实质上轴向方向进入主体的混合室。
18.如权利要求11所述的燃烧器,其中,形成于燃烧器主体的该至少一个燃料入口信道包含用于给燃料赋予角动量的螺旋部。
19.如权利要求11所述的燃烧器,其中,该火焰稳定器钝体具有多条形成于其外表面且轴向延伸的槽(flute)。
20.一种燃气轮机(gas turbine)燃烧室(combustor)用的燃烧器,包括:
a)圆柱状主体,具有轴向相对的上游与下游端部,该主体具有至少一个燃料入口信道、和形成其中的至少一个空气入口信道,这些信道适用于分别供应燃料与空气至界定于主体下游端部的混合室,该混合室构造成供应至混合室的燃料与空气产生旋流并使其加以混合;及
b)配置于混合室内而用于将控制内部混合燃烧点火点下游的位置的装置。
CN2004800328006A 2003-09-05 2004-09-03 燃气轮机引擎的稳定燃烧装置 Expired - Fee Related CN1878986B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50051703P 2003-09-05 2003-09-05
US60/500,517 2003-09-05
PCT/US2004/028768 WO2005040682A2 (en) 2003-09-05 2004-09-03 Device for stabilizing combustion in gas turbine engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1878986A true CN1878986A (zh) 2006-12-13
CN1878986B CN1878986B (zh) 2010-04-28

Family

ID=34519984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2004800328006A Expired - Fee Related CN1878986B (zh) 2003-09-05 2004-09-03 燃气轮机引擎的稳定燃烧装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20050106520A1 (zh)
EP (1) EP1668295A2 (zh)
JP (1) JP4767851B2 (zh)
KR (1) KR101178195B1 (zh)
CN (1) CN1878986B (zh)
BR (1) BRPI0413966A (zh)
CA (1) CA2537949C (zh)
RU (1) RU2407950C2 (zh)
WO (1) WO2005040682A2 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102032576A (zh) * 2009-10-08 2011-04-27 通用电气公司 分级多管式预混合喷射器
CN103292349A (zh) * 2012-02-27 2013-09-11 通用电气公司 燃烧器和用于吹扫燃烧器的方法
CN103672891A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 阿尔斯通技术有限公司 预混喷燃器
CN104896510A (zh) * 2015-05-13 2015-09-09 广东电网有限责任公司电力科学研究院 火焰稳定器和带有该火焰稳定器的地面燃机燃烧室
CN106460676A (zh) * 2014-05-05 2017-02-22 西门子公司 用于运行燃烧装置的方法
CN109668172A (zh) * 2018-12-10 2019-04-23 中国航天空气动力技术研究院 一种可控脉动涡流的高速燃油掺混器
CN111520750A (zh) * 2020-03-25 2020-08-11 西北工业大学 新型燃烧室头部喷油结构

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060283181A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Arvin Technologies, Inc. Swirl-stabilized burner for thermal management of exhaust system and associated method
US7926282B2 (en) 2008-03-04 2011-04-19 Delavan Inc Pure air blast fuel injector
EP2107310A1 (en) 2008-04-01 2009-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Burner
EP2107312A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Pilot combustor in a burner
EP2107311A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Size scaling of a burner
EP2107313A1 (en) 2008-04-01 2009-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Fuel staging in a burner
JP5462449B2 (ja) * 2008-05-23 2014-04-02 川崎重工業株式会社 燃焼装置のバーナおよびこれを備えた燃焼装置
EP2434221A1 (en) * 2010-09-22 2012-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Method and arrangement for injecting an emulsion into a flame
EP2434218A1 (en) 2010-09-22 2012-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Burner with low NOx emissions
US11460188B2 (en) 2013-02-14 2022-10-04 Clearsign Technologies Corporation Ultra low emissions firetube boiler burner
US10386062B2 (en) 2013-02-14 2019-08-20 Clearsign Combustion Corporation Method for operating a combustion system including a perforated flame holder
US10119704B2 (en) 2013-02-14 2018-11-06 Clearsign Combustion Corporation Burner system including a non-planar perforated flame holder
WO2015112950A1 (en) 2014-01-24 2015-07-30 Clearsign Combustion Corporation LOW NOx FIRE TUBE BOILER
WO2015054323A1 (en) 2013-10-07 2015-04-16 Clearsign Combustion Corporation Pre-mixed fuel burner with perforated flame holder
JP6395363B2 (ja) * 2013-10-11 2018-09-26 川崎重工業株式会社 ガスタービンの燃料噴射装置
JP6177187B2 (ja) * 2014-04-30 2017-08-09 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器、ガスタービン、制御装置及び制御方法
JP5958981B2 (ja) * 2015-02-13 2016-08-02 新潟原動機株式会社 ガスタービン燃焼器における火炎リフト距離変更方法
FR3039254B1 (fr) * 2015-07-24 2021-10-08 Snecma Chambre de combustion comportant des dispositifs d'injection additionnels debouchant directement dans les zones de recirculation de coin, turbomachine la comprenant, et procede d'alimentation en carburant de celle-ci
CN105240872B (zh) * 2015-09-17 2018-05-25 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种燃烧室头部组件
RU2635958C1 (ru) * 2016-06-09 2017-11-17 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) Вихревая горелка для газовой турбины
US20180010795A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 General Electric Company Deflector for gas turbine engine combustors and method of using the same
CN110023679A (zh) * 2017-01-19 2019-07-16 克利尔赛恩燃烧公司 包括用于增强稳定性和降低温度的穿孔钝体火焰保持器的炉
US11175045B2 (en) * 2018-01-04 2021-11-16 General Electric Company Fuel nozzle for gas turbine engine combustor
US11920793B1 (en) * 2023-06-23 2024-03-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Adjustable gaseous fuel injector
CN117109029B (zh) * 2023-08-25 2024-02-02 西南科技大学 一种钝体火焰稳定器以及航空发动机燃烧组件

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2941362A (en) * 1953-11-02 1960-06-21 Curtiss Wright Corp Flame holder construction
DE2252357C2 (de) * 1972-10-25 1983-12-01 John Zink Co., Tulsa, Okla. Brenner für flüssigen Brennstoff
GB2035537A (en) * 1978-11-14 1980-06-18 Shell Int Research Dual-fuel burner
GB2175684B (en) * 1985-04-26 1989-12-28 Nippon Kokan Kk Burner
CA1288420C (en) * 1987-04-16 1991-09-03 Russell Estcourt Luxton Controlling the motion of a fluid jet
NL8902963A (nl) * 1989-12-01 1991-07-01 Int Flame Research Foundation Werkwijze voor het verbranden van brandstof met een laag nox-gehalte in de verbrandingsgassen door middel van getrapte brandstoftoevoer en brander te gebruiken daarbij.
JP2965639B2 (ja) * 1990-08-14 1999-10-18 株式会社東芝 ガスタービン燃焼器
ATE144316T1 (de) * 1990-12-19 1996-11-15 Asea Brown Boveri Brennerkopf für die vormischartige verbrennung eines flüssigen brennstoffes in einer atmosphärischen feuerungsanlage
US5365865A (en) * 1991-10-31 1994-11-22 Monro Richard J Flame stabilizer for solid fuel burner
US5131334A (en) * 1991-10-31 1992-07-21 Monro Richard J Flame stabilizer for solid fuel burner
US5259755A (en) * 1992-07-31 1993-11-09 Hauck Manufacturing Company Combination burner with boost gas injection
US5251447A (en) * 1992-10-01 1993-10-12 General Electric Company Air fuel mixer for gas turbine combustor
US5269679A (en) * 1992-10-16 1993-12-14 Gas Research Institute Staged air, recirculating flue gas low NOx burner
US5487274A (en) * 1993-05-03 1996-01-30 General Electric Company Screech suppressor for advanced low emissions gas turbine combustor
US5415114A (en) * 1993-10-27 1995-05-16 Rjc Corporation Internal air and/or fuel staged controller
US5477685A (en) * 1993-11-12 1995-12-26 The Regents Of The University Of California Lean burn injector for gas turbine combustor
US5351477A (en) * 1993-12-21 1994-10-04 General Electric Company Dual fuel mixer for gas turbine combustor
FR2717250B1 (fr) * 1994-03-10 1996-04-12 Snecma Système d'injection à prémélange.
US5471840A (en) * 1994-07-05 1995-12-05 General Electric Company Bluffbody flameholders for low emission gas turbine combustors
US5671597A (en) * 1994-12-22 1997-09-30 United Technologies Corporation Low nox fuel nozzle assembly
US5622489A (en) * 1995-04-13 1997-04-22 Monro; Richard J. Fuel atomizer and apparatus and method for reducing NOx
JPH09119641A (ja) * 1995-06-05 1997-05-06 Allison Engine Co Inc ガスタービンエンジン用低窒素酸化物希薄予混合モジュール
US5822992A (en) * 1995-10-19 1998-10-20 General Electric Company Low emissions combustor premixer
US6145450A (en) * 1996-02-06 2000-11-14 Foster Wheeler Corporation Burner assembly with air stabilizer vane
US5865609A (en) * 1996-12-20 1999-02-02 United Technologies Corporation Method of combustion with low acoustics
US6059566A (en) * 1997-07-25 2000-05-09 Maxon Corporation Burner apparatus
US6007326A (en) * 1997-08-04 1999-12-28 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion process
US6176087B1 (en) * 1997-12-15 2001-01-23 United Technologies Corporation Bluff body premixing fuel injector and method for premixing fuel and air
US6178752B1 (en) * 1998-03-24 2001-01-30 United Technologies Corporation Durability flame stabilizing fuel injector with impingement and transpiration cooled tip
GB2337102A (en) * 1998-05-09 1999-11-10 Europ Gas Turbines Ltd Gas-turbine engine combustor
JPH11344224A (ja) * 1998-06-02 1999-12-14 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
US6270337B1 (en) * 1998-06-12 2001-08-07 Precision Combustion, Inc. Dry, low NOx pilot
DE10205839B4 (de) * 2002-02-13 2011-08-11 Alstom Technology Ltd. Vormischbrenner zur Verminderung verbrennungsgetriebener Schwingungen in Verbrennungssystemen
US6691515B2 (en) * 2002-03-12 2004-02-17 Rolls-Royce Corporation Dry low combustion system with means for eliminating combustion noise
US6820411B2 (en) * 2002-09-13 2004-11-23 The Boeing Company Compact, lightweight high-performance lift thruster incorporating swirl-augmented oxidizer/fuel injection, mixing and combustion
CA2537926C (en) * 2003-09-05 2011-01-11 Delavan Inc. Pilot combustor for stabilizing combustion in gas turbine engines

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102032576A (zh) * 2009-10-08 2011-04-27 通用电气公司 分级多管式预混合喷射器
CN102032576B (zh) * 2009-10-08 2013-10-23 通用电气公司 分级多管式预混合喷射器
CN103292349A (zh) * 2012-02-27 2013-09-11 通用电气公司 燃烧器和用于吹扫燃烧器的方法
CN103292349B (zh) * 2012-02-27 2016-09-21 通用电气公司 燃烧器和用于吹扫燃烧器的方法
CN103672891A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 阿尔斯通技术有限公司 预混喷燃器
CN103672891B (zh) * 2012-08-31 2016-10-05 通用电器技术有限公司 预混喷燃器
CN106460676A (zh) * 2014-05-05 2017-02-22 西门子公司 用于运行燃烧装置的方法
CN106460676B (zh) * 2014-05-05 2018-05-08 西门子公司 用于运行燃烧装置的方法
CN104896510A (zh) * 2015-05-13 2015-09-09 广东电网有限责任公司电力科学研究院 火焰稳定器和带有该火焰稳定器的地面燃机燃烧室
CN104896510B (zh) * 2015-05-13 2017-02-01 广东电网有限责任公司电力科学研究院 火焰稳定器和带有该火焰稳定器的地面燃机燃烧室
CN109668172A (zh) * 2018-12-10 2019-04-23 中国航天空气动力技术研究院 一种可控脉动涡流的高速燃油掺混器
CN111520750A (zh) * 2020-03-25 2020-08-11 西北工业大学 新型燃烧室头部喷油结构

Also Published As

Publication number Publication date
JP4767851B2 (ja) 2011-09-07
KR101178195B1 (ko) 2012-08-30
EP1668295A2 (en) 2006-06-14
RU2407950C2 (ru) 2010-12-27
WO2005040682A2 (en) 2005-05-06
RU2006110986A (ru) 2006-07-27
CA2537949C (en) 2011-01-11
KR20060086358A (ko) 2006-07-31
US20050106520A1 (en) 2005-05-19
JP2007504429A (ja) 2007-03-01
BRPI0413966A (pt) 2006-10-31
WO2005040682A3 (en) 2005-08-11
CN1878986B (zh) 2010-04-28
CA2537949A1 (en) 2005-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1878986A (zh) 气涡轮引擎之稳定燃烧装置
AU2003237815B2 (en) Low nox combustion
CN1287112C (zh) 降低燃烧排放的方法和装置
US8443607B2 (en) Coaxial fuel and air premixer for a gas turbine combustor
AU2011247692B2 (en) Pulverized coal burner and pulverized coal boiler
US8113821B2 (en) Premix lean burner
CN101968220B (zh) 低氮氧化物燃烧工艺和燃烧装置以及应用
US20080280238A1 (en) Low swirl injector and method for low-nox combustor
CN1198207A (zh) 燃烧式燃烧器和使用燃烧式燃烧器的燃烧设备
CN1206808A (zh) 煤粉燃烧器
CN208920103U (zh) 燃气轮机轴向分级燃烧室
CN1162644C (zh) 粉煤燃烧器和粉煤燃烧设备及粉煤燃烧方法
CN1119571C (zh) 双流切向进气喷嘴的燃烧方法
US9995480B2 (en) Burner
CN104421933A (zh) 适用于燃烧器的一次风管、燃烧器和固体燃料锅炉
CN201944844U (zh) 低氮氧化物燃烧装置
JPH0791661A (ja) 燃焼器及びその運転方法
RU118029U1 (ru) Жаровая труба малоэмиссионной камеры сгорания с направленным вдувом воздуха
CN201688400U (zh) 一种煤粉燃烧器及包括该煤粉燃烧器的煤粉锅炉
RU2324117C1 (ru) Устройство для сжигания жидкого и/или газообразного топлива в газовой турбине
JP2003148732A (ja) 燃焼器及びガスタービン燃焼器
RU2106579C1 (ru) Трубчато-кольцевая камера сгорания газотурбинной энергетической установки
JP2761962B2 (ja) 低NO▲下x▼ボイラ用バーナ並びに低NO▲下x▼ボイラ及びその運転方法
SU1280271A1 (ru) Горелка
CN117722676A (zh) 一种三级进气旋流剪切的燃油预混合预蒸发多孔管

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

Free format text: FORMER OWNER: DELAVAN INC.

Effective date: 20140801

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS INDUSTRIAL TURBINE MACHINERY COMPANY

Effective date: 20140801

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Iowa

Patentee after: Delavan Inc.

Patentee after: SIEMENS industrial Turbomachinery

Address before: Iowa

Patentee before: Delavan Inc.

Patentee before: Demag Delaval Ind Turbomachine

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20140801

Address after: Munich, Germany

Patentee after: SIEMENS AG

Address before: Iowa

Patentee before: Delavan Inc.

Patentee before: SIEMENS industrial Turbomachinery

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100428

Termination date: 20150903

EXPY Termination of patent right or utility model