專利名稱：具有帶輔助導(dǎo)葉的預(yù)混器的渦輪機燃料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴。更具體而言，所公開的 主題涉及燃料噴嘴中的預(yù)混器。
背景技術(shù)：
燃氣渦輪發(fā)動機燃燒燃料和空氣的混合物用以產(chǎn)生熱燃燒氣體，該熱燃燒氣體繼 而又驅(qū)動一個或多個渦輪。具體而言，熱燃燒氣體推動渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動軸使一個或 多個負載例如發(fā)電機旋轉(zhuǎn)。如所認識到的那樣，火焰形成在具有燃料和空氣的可燃混合物 的燃燒區(qū)中。令人遺憾的是，火焰有可能從燃燒區(qū)向上游傳播到燃料噴嘴中，這可導(dǎo)致因燃 燒熱量而造成破壞。這種現(xiàn)象通常稱為回火。同樣，火焰有時會形成在表面上或其附近，這 也可導(dǎo)致因燃燒熱量而造成破壞。這種現(xiàn)象通常稱為火焰穩(wěn)定。例如，火焰穩(wěn)定可出現(xiàn)在 低速區(qū)域中的燃料噴嘴上或其附近。具體而言，燃料流噴射到空氣流中可在燃料流噴射點 附近造成低速區(qū)域，這可導(dǎo)致火焰穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
在范圍上與初始要求得到專利保護的發(fā)明相稱的一些實施例在下文中進行了概 述。這些實施例并非旨在限制要求得到專利保護的本發(fā)明的范圍，而是這些實施例僅意圖 提供對本發(fā)明可能形式的簡要概括。實際上，本發(fā)明可包含與下文闡述的實施例相似或不 同的多種形式。在第一實施例中，一種系統(tǒng)包括渦輪發(fā)動機，該渦輪發(fā)動機包括燃燒器和設(shè)置在 燃燒器中的燃料噴嘴，其中，燃料噴嘴包括設(shè)置在空氣流通路中的第一導(dǎo)葉，以及從第一導(dǎo) 葉的表面伸出的第二導(dǎo)葉，其中，燃料流通路經(jīng)由第一導(dǎo)葉和第二導(dǎo)葉延伸至第二導(dǎo)葉中 的燃料端口，其中，燃料端口引向空氣流通路中。在第二實施例中，一種系統(tǒng)包括燃料噴嘴輔助導(dǎo)葉，該燃料噴嘴輔助導(dǎo)葉包括可 安裝導(dǎo)葉的基底(base)，該基底包括燃料入口，其中，可安裝導(dǎo)葉的基底構(gòu)造成用以安裝到 設(shè)置在燃料噴嘴空氣流通路中的主導(dǎo)葉的表面上，以及從可安裝導(dǎo)葉的基底延伸的本體， 其中，該本體包括從燃料入口轉(zhuǎn)向到燃料出口的燃料通道，以及燃料出口具有大致與穿過 燃料入口的燃料入口方向交叉的燃料出口方向。在第三實施例中，燃料噴嘴輔助導(dǎo)葉包括可安裝導(dǎo)葉的基底，該基底包括燃料入 口，其中，可安裝導(dǎo)葉的基底構(gòu)造成用以安裝到燃料噴嘴的主導(dǎo)葉上；從可安裝導(dǎo)葉的基底 沿第一方向延伸的本體，其中，該本體包括與可安裝導(dǎo)葉的基底相對的封閉面，且該本體包 括沿與第一方向交叉的第二方向朝向彼此會聚的第一漸縮形側(cè)面和第二漸縮形側(cè)面；以及 從燃料入口延伸至第一漸縮形側(cè)面中的燃料出口的燃料通道。


當參照附圖閱讀如下詳細描述時，本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將變得
3更容易理解，所有附圖中的相似標號表示相似的零件，在附圖中圖1為整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電設(shè)備的實施例的示意性框圖；圖2為根據(jù)本技術(shù)的實施例的如圖1中所示的燃氣渦輪發(fā)動機的剖面?zhèn)纫晥D；圖3為如圖2中所示的燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器的頭端的透視圖，示出了根據(jù)本 技術(shù)的一些實施例的多個燃料噴嘴；圖4為如圖3中所示的燃料噴嘴的截面?zhèn)纫晥D，示出了根據(jù)本技術(shù)的一些實施例 的具有旋流導(dǎo)葉和輔助導(dǎo)葉的預(yù)混器；圖5為在如圖4中所示的弓形線5-5內(nèi)所截取的燃料噴嘴的剖面透視圖，示出了 具有旋流導(dǎo)葉和輔助導(dǎo)葉的預(yù)混器的實施例；圖6為在如圖5中所示的弓形線6-6內(nèi)所截取的燃料噴嘴的局部剖面透視圖，示 出了設(shè)置在旋流導(dǎo)葉上的輔助導(dǎo)葉的實施例；以及圖7A、圖7B、圖7C和圖7D為圖6中的輔助導(dǎo)葉的實施例的透視圖。零件清單100整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)102燃料源104進料制備單元106氣化器108 漁料110氣體清潔單元111 硫112硫處理器113 鹽114水處理單元116氣體處理器117殘余氣體成分118燃氣渦輪發(fā)動機120燃燒器122空氣分離單元123空氣壓縮機124稀釋氣態(tài)氮(DGAN)壓縮機128冷卻塔130 渦輪131傳動軸132壓縮機1；34 負載136蒸汽渦輪發(fā)動機138熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)140 負載142冷凝器
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218第二側(cè)面
219方向線
220空氣流
221角
222輔助導(dǎo)葉
224噴射端口
230參考箭頭
232參考箭頭
234噴射出口
236封閉面
238側(cè)面
239側(cè)面
240入口端口
241可安裝導(dǎo)葉的基底
242長度
243本體
244寬度
245內(nèi)部燃料通道
246直徑
247內(nèi)部燃料通道
具體實施例方式下文將描述本發(fā)明的一個或多個特定實施例。為了提供對這些實施例的簡要描 述，在說明書中可能未描述實際實施方式的所有特征。應(yīng)當認識到，在任一這些實際實施方 式的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中一樣，必須作出許多特定實施方式的決定用以實 現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，如符合關(guān)于系統(tǒng)和關(guān)于商業(yè)的約束，這可能在一個實施方式與另一 個實施方式之間而有所變化。此外，應(yīng)當認識到，這樣的開發(fā)工作可能很復(fù)雜和耗費時間， 但對于具有本公開內(nèi)容益處的普通技術(shù)人員而言，仍為設(shè)計、制作和生產(chǎn)的常規(guī)事項。在介紹本發(fā)明各種實施例的元件時，用詞〃 一〃、‘‘一個〃、‘‘該〃和〃所述〃 意在表示存在該元件中的一個或多個。用語"包括"、“包含"和"具有"旨在為包括性 的，且意為可存在除所列元件外的其它元件。在如下文詳細描述的一些實施例中，燃氣渦輪發(fā)動機包括具有復(fù)合導(dǎo)葉(例如， 一個導(dǎo)葉設(shè)置在另一個導(dǎo)葉上)的一個或多個燃料噴嘴，用以阻止與回火和/或火焰穩(wěn)定 相關(guān)的熱破壞。具體而言，各燃料噴嘴均可包括燃料-空氣預(yù)混器，該預(yù)混器具有以周向布 置設(shè)置在空氣流通路中的多個旋流導(dǎo)葉，其中，各旋流導(dǎo)葉均包括構(gòu)造成用以將燃料噴射 到空氣流通路中的至少一個輔助導(dǎo)葉。如下文更為詳細描述的那樣，各輔助導(dǎo)葉均可從旋 流導(dǎo)葉的表面向外伸出。在一些實施例中，各輔助導(dǎo)葉均具有翼型狀本體，該翼型狀本體與 空氣流通路的方向大致對準。此外，輔助導(dǎo)葉可沿一個或多個方向?qū)⑷剂蠂娚涞娇諝饬魍?路中。例如，輔助導(dǎo)葉可沿相對于燃料噴嘴中心軸線的一個或多個徑向方向、一個或多個軸向方向，或一個或多個周向方向噴射燃料。在一些實施例中，輔助導(dǎo)葉可沿大致平行于空氣 流通路的一個或多個方向噴射燃料。例如，燃料噴射方向可相對于空氣流通路成至少小于 大約5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度或45度。因此，輔助導(dǎo)葉和相關(guān)燃料 噴射可顯著減小與燃料噴射相關(guān)的低速區(qū)域，從而顯著降低在燃料噴射附近火焰穩(wěn)定的可 能性。圖1為整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)100的實施例的示圖，該系統(tǒng)100可由合成 氣體(即，合成氣)提供動力。IGCC系統(tǒng)100的元件可包括諸如固體給料的燃料源102，其 可用作IGCC的能量源。燃料源102可包括煤、石油焦、生物質(zhì)、木質(zhì)材料、農(nóng)業(yè)廢物、焦油、 焦爐氣體和浙青，或其它含碳物品。燃料源102的固體燃料可傳送到進料制備單元104中。進料制備單元104例如可 通過切屑、碾磨、粉碎、粉化、壓塊或?；剂显?02來使燃料源102改變大小或改變形狀而 生成進料。此外，水或其它適合的液體可在進料制備單元104內(nèi)加入燃料源102中，用以形 成進料漿。在其它實施例中，沒有液體加入燃料源中，因而產(chǎn)生干進料。進料可從進料制備單元104傳送至氣化器106。氣化器106可將進料轉(zhuǎn)變成合成 氣，例如，一氧化碳和氫氣的組合。這種轉(zhuǎn)變可通過將進料暴露在處于升高的壓力和溫度下 的受控量的蒸汽和氧氣中而得以實現(xiàn)，壓力例如為大約20巴(bar)至85bar，而溫度例如為 大約700攝氏度至1600攝氏度，這取決于所使用的氣化器106的類型。氣化過程可包括使 進料經(jīng)歷熱解過程，由此進料受到加熱。在熱解過程期間，氣化器106內(nèi)的溫度范圍可從大 約150攝氏度變化至700攝氏度，這取決于用來產(chǎn)生進料的燃料源102。在熱解過程期間對 進料的加熱可產(chǎn)生固體(例如含碳殘余物)和殘余氣體(例如，一氧化碳、氫氣和氮氣)。 因熱解過程而由進料中殘留的含碳殘余物僅可重達初始進料重量的大約30%。燃燒過程然后可發(fā)生在氣化器106中。燃燒可包括將氧氣引入含碳殘余物和殘余 氣體中。含碳殘余物和殘余氣體可與氧氣反應(yīng)而形成二氧化碳和一氧化碳，這為隨后的氣 化反應(yīng)提供了熱量。燃燒過程期間的溫度范圍可從大約700攝氏度變化至1600攝氏度。接 下來，在氣化步驟期間，蒸汽可引入氣化器106中。含碳殘余物可與二氧化碳和蒸汽反應(yīng)， 以便在從大約800攝氏度至1100攝氏度的溫度范圍下產(chǎn)生一氧化碳和氫氣。實質(zhì)上，氣化 器使用蒸汽和氧氣用以容許一些進料"燃燒"，以便產(chǎn)生一氧化碳和能量，這驅(qū)使進一步 將進料轉(zhuǎn)變成氫氣和額外的二氧化碳的第二反應(yīng)。這樣，由氣化器106制造出合成的氣體。這種合成的氣體可包括大約85%的相等 比例的一氧化碳和氫氣，以及CH4、HC1、HF、C0S、NH3、HCN和H2S(基于進料中的硫含量)。這 種合成的氣體可稱為臟污合成氣，因為其包含例如H2s。氣化器106也可產(chǎn)生廢物如渣料 108，其可以是濕的灰燼材料。該渣料108可從氣化器106中除去，且例如可處理成路基或 其它建筑材料。為了清潔臟污的合成氣，可使用氣體清潔單元110。氣體清潔單元110可 凈化臟污的合成氣用以從臟污的合成氣中除去HCl、HF、COS、HCN和H2S,這可包括例如通過 硫處理器112中的酸性氣體除去過程在硫處理器112中分離硫111。此外，氣體清潔單元 110可通過水處理單元114從臟污的合成氣中分離出鹽113，其中，水處理單元114可使用 水凈化技術(shù)由臟污的合成氣產(chǎn)生有用的鹽113。隨后，來自于氣體清潔單元110的氣體可包 括清潔的合成氣(例如，已經(jīng)從合成氣中除去了硫111)，其具有微量的其它化學物質(zhì)，例如 NH3 (氨)和CH4 (甲烷)。
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氣體處理器116可用于從清潔的合成氣如氨和甲烷以及甲醇或任何殘余化學物 質(zhì)中除去殘余氣體成分117。然而，從清潔的合成氣中除去殘余的氣體成分117是可選的， 因為清潔的合成氣即使在包含殘余氣體成分117(例如，尾氣)時也可用作燃料。這里，清 潔的合成氣可包括大約3%的CO、大約55%的H2和大約40%的C02，并且大致去除了 H2S。 這種清潔的合成氣可輸送到燃氣渦輪發(fā)動機118的燃燒器120(例如，燃燒室)中作為可燃 的燃料。作為備選，在輸送到燃氣渦輪發(fā)動機之前，可從清潔的合成氣中除去C02。IGCC系統(tǒng)100還可包括空氣分離單元(ASU) 122。ASU 122可操作用以例如通過蒸 餾技術(shù)將空氣分離成組成氣體。ASU 122可從由補充空氣壓縮機123供送至其的空氣中分 離出氧氣，且ASU 122可將分離出的氧氣轉(zhuǎn)移到氣化器106中。此外，ASU 122可將分離出 的氮氣傳送至稀釋氮氣(DGAN)壓縮機124中。DGAN壓縮機124可將從ASU 122接收到的氮氣至少壓縮至壓力水平等于燃燒器 120中的壓力水平，以免干擾合成氣的正常燃燒。因此，一旦DGAN壓縮機124已經(jīng)將氮氣充 分地壓縮至適合的水平，則DGAN壓縮機124可將壓縮的氮氣轉(zhuǎn)移至燃氣渦輪發(fā)動機118的 燃燒器120中。氮氣可用作稀釋劑，例如以便有助于控制排放物。如前文所述，壓縮的氮氣可從DGAN壓縮機124中轉(zhuǎn)移到燃氣渦輪發(fā)動機118的燃 燒器120中。燃氣渦輪發(fā)動機118可包括渦輪130、傳動軸131和壓縮機132，以及燃燒器 120。燃燒器120可接收諸如合成氣的燃料，其可在壓力下噴射自燃料噴嘴。該燃料可與壓 縮空氣和來自DGAN壓縮機124中的壓縮氮氣相混合，且在燃燒器120內(nèi)燃燒。這種燃燒可 形成熱的加壓排出氣體。燃燒器120可將排出氣體引向渦輪130的排氣出口。當排出氣體從燃燒器120經(jīng) 過渦輪130時，排出氣體推動渦輪130中的渦輪葉片，以便使傳動軸131沿燃氣渦輪發(fā)動機 118的軸線旋轉(zhuǎn)。如圖所示，傳動軸131連接到燃氣渦輪發(fā)動機118的各個構(gòu)件上，包括壓 縮機132。傳動軸131可將渦輪130連接到壓縮機132上而形成轉(zhuǎn)子。壓縮機132可包括聯(lián) 接到傳動軸131上的葉片。因此，渦輪130中的渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致將渦輪130連接到 壓縮機132上的傳動軸131驅(qū)使壓縮機132內(nèi)的葉片旋轉(zhuǎn)。壓縮機132中的葉片的這種旋 轉(zhuǎn)促使壓縮機132壓縮經(jīng)由壓縮機132中的空氣進口所接收到的空氣。壓縮空氣然后可饋 送到燃燒器120中，且與燃料和壓縮氮氣相混合而容許更高效率的燃燒。傳動軸131還可 連接到負載134上，該負載134可為靜止負載，舉例而言，例如在發(fā)電站中用于發(fā)電的發(fā)電 機。實際上，負載134可為由燃氣渦輪發(fā)動機118的旋轉(zhuǎn)輸出而提供動力的任何適合的裝 置。IGCC系統(tǒng)100還可包括蒸汽渦輪發(fā)動機136和熱回收蒸汽發(fā)生(HRSG)系統(tǒng)138。 蒸汽渦輪發(fā)動機136可驅(qū)動第二負載140。第二負載140也可為用于發(fā)電的發(fā)電機。然而， 第一負載134和第二負載140兩者均可為能夠由燃氣輪發(fā)動機118和蒸汽渦輪發(fā)動機136 驅(qū)動的其它類型的負載。此外，如在示出的實施例中所示，盡管燃氣渦輪發(fā)動機118和蒸汽 渦輪發(fā)動機136可驅(qū)動單獨的負載134和140，但燃氣渦輪發(fā)動機118和蒸汽渦輪發(fā)動機 136也可串接使用，以便通過單個軸來驅(qū)動單個負載。然而，蒸汽渦輪發(fā)動機136和燃氣渦 輪發(fā)動機118的具體構(gòu)造為特定實施方式，且可包括區(qū)段的任何組合。系統(tǒng)100還可包括HRSG 138。來自于燃氣渦輪發(fā)動機118的加熱排出氣體可傳送到HRSG 138中，且用于加熱水和產(chǎn)生用于向蒸汽渦輪發(fā)動機136提供動力的蒸汽。來自于 例如蒸汽渦輪發(fā)動機136的低壓區(qū)段中的排氣可引入冷凝器142中。冷凝器142可利用冷 卻塔128將加熱的水交換成冷卻的水。冷卻塔128用于向冷凝器142提供冷卻水，以便有 助于冷凝從蒸汽渦輪發(fā)動機136轉(zhuǎn)移至冷凝器142的蒸汽。來自于冷凝器142的冷凝物繼 而又引入HRSG 138中。另外，來自于燃氣渦輪發(fā)動機118的排氣也可引入HRSG 138中用 以加熱來自于冷凝器142中的水并產(chǎn)生蒸汽。在諸如IGCC系統(tǒng)100的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中，熱排氣可從燃氣渦輪發(fā)動機118流出， 且傳送到HRSG 138中，在該處，熱排氣可用于產(chǎn)生高壓、高溫蒸汽。由HRSG 138產(chǎn)生的蒸 汽然后可經(jīng)過蒸汽渦輪發(fā)動機136而產(chǎn)生動力。此外，所產(chǎn)生的蒸汽還可供送給可使用蒸 汽的任何其它過程，例如，供送給氣化器106。燃氣渦輪發(fā)動機118的產(chǎn)生循環(huán)通常稱為" 頂循環(huán)"，而蒸汽渦輪發(fā)動機136的產(chǎn)生循環(huán)通常稱為"底循環(huán)"。通過組合如圖1中所 示的這兩種循環(huán)，IGCC系統(tǒng)100可在兩個循環(huán)中產(chǎn)生更高的效率。具體而言，來自于頂循 環(huán)的排氣熱量可經(jīng)俘獲并用來產(chǎn)生在底循環(huán)中使用的蒸汽。圖2為燃氣渦輪發(fā)動機118的實施例的剖面?zhèn)纫晥D。燃氣渦輪發(fā)動機118可使用 液體燃料和/或氣體燃料例如天然氣和/或富含氫的合成氣進行工作。燃氣渦輪發(fā)動機 118包括定位在一個或多個燃燒器146內(nèi)的一個或多個燃料噴嘴144。如圖所示，燃料噴嘴 144吸入供送的燃料，將燃料與下文所述的壓縮空氣相混合，并且將燃料_空氣混合物分配 到燃燒器146中，在該處，混合物燃燒從而形成熱的加壓排出氣體。在一個實施例中，六個 或更多燃料噴嘴144可采用環(huán)形或其它布置而附接到各燃燒器146的頭端上。此外，燃氣 渦輪發(fā)動機118可包括成環(huán)形布置的多個燃燒器16 (例如，4個、6個、8個或12個)?？諝饨?jīng)由空氣進口 148進入燃氣渦輪發(fā)動機118中，且可在壓縮機132的一個或 多個壓縮級中加壓。壓縮空氣然后可與氣體相混合，用于在燃燒器146內(nèi)燃燒。例如，燃料 噴嘴144可將燃料-空氣混合物以適合的比例噴射到燃燒器中，以便優(yōu)化燃燒、排放物、燃 料消耗和功率輸出。如下文論述的那樣，燃料噴嘴144的一些實施例包括具有輔助導(dǎo)葉的 旋流導(dǎo)葉，該輔助導(dǎo)葉構(gòu)造成用以顯著減少與燃料噴射到空氣流中相關(guān)的低速區(qū)域，從而 顯著降低燃料噴射區(qū)域中火焰穩(wěn)定的可能性。如上文參照圖1所述的那樣，燃燒器146經(jīng) 由渦輪130的一個或多個渦輪級將排出氣體引向排氣出口 150，用以產(chǎn)生動力。圖3為具有端蓋152的燃燒器頭端151的實施例的詳細透視圖，該端蓋152具有 通過密封接頭156而附接在表面154處的多個燃料噴嘴144。在示圖中，六個燃料噴嘴144 以環(huán)形布置通過接頭156附接到端蓋基底表面154上。然而，任何適合數(shù)目和布置的燃料 噴嘴144都可通過接頭156而附接到端蓋基底表面154上。頭端151將來自于壓縮機132 的壓縮空氣和穿過端蓋152的燃料傳送至各燃料噴嘴144，在進入燃燒器146中的燃燒區(qū) 之前，燃料噴嘴144至少部分地預(yù)混壓縮空氣和燃料作為空氣燃料混合物。如下文更為詳 細闡述的那樣，燃料噴嘴144可包括構(gòu)造成在空氣流通路中引起旋流的一個或多個旋流導(dǎo) 葉，其中，各旋流導(dǎo)葉均包括構(gòu)造成用以將燃料噴射到空氣流通路中的一個或多個輔助導(dǎo) 葉。具體而言，如下文詳細闡述的那樣，各輔助導(dǎo)葉均可具有從旋流導(dǎo)葉的表面向外伸出的 翼型狀本體，其中，翼型狀本體可定向成與空氣流通路對準。各輔助導(dǎo)葉均可包括構(gòu)造成 用以將燃料大致沿空氣流通路噴射到空氣流通路中的一個或多個燃料噴射端口。在此構(gòu)造 中，輔助導(dǎo)葉可顯著減小與直接從旋流導(dǎo)葉表面的燃料噴射相關(guān)的低速區(qū)域，從而降低燃料噴射區(qū)域中火焰穩(wěn)定的可能性。圖4為燃料噴嘴144的實施例的截面?zhèn)纫晥D，該燃料噴嘴144具有獨特的空氣流 對準燃料噴射裝置164，例如，具有輔助導(dǎo)葉222，其構(gòu)造成用以減小與燃料噴射相關(guān)的低 速區(qū)域，從而降低燃料噴射區(qū)域中火焰穩(wěn)定的可能性。在所示的實施例中，燃料噴嘴144包 括外周壁166和設(shè)置在外壁166內(nèi)的噴嘴中心本體168。外周壁166可描述為燃燒管，而噴 嘴中心本體168可描述為燃料供送管。燃料噴嘴144還包括燃料/空氣預(yù)混器170，該預(yù)混 器170具有空氣入口 172、燃料入口 174、旋流導(dǎo)葉176，以及位于壁166與中心本體168之 間的環(huán)形預(yù)混通道178 (例如，用于混合燃料和空氣的環(huán)形通道)。旋流導(dǎo)葉176構(gòu)造成用 以在燃料噴嘴144內(nèi)引起旋流。因此，鑒于該旋流特征，燃料噴嘴144可描述為旋流噴嘴。 如下文更為詳細闡述的那樣，各旋流導(dǎo)葉176均可包括從旋流導(dǎo)葉176的表面向外伸出到 環(huán)形預(yù)混通道178中的一個或多個輔助導(dǎo)葉222。應(yīng)當注意的是，燃料噴嘴144的各個方面可參照軸向方向或軸線179、徑向方向或 軸線180和周向方向或軸線181進行描述。例如，軸線179對應(yīng)于縱向中心線或縱向方向， 軸線180對應(yīng)于相對于縱向中心線的交叉方向或徑向方向，以及軸線181對應(yīng)于圍繞縱向 中心線的周向方向。如圖所示，燃料穿過燃料入口 174到燃料通道182中而進入噴嘴中心本體168。燃 料沖擊中間壁184，由此該燃料沿徑向引入到定位在旋流導(dǎo)葉176內(nèi)的導(dǎo)葉通道186中。導(dǎo) 葉通道186繼而又經(jīng)由一個或多個燃料端口 188將燃料引入一個或多個輔助導(dǎo)葉222中， 該輔助導(dǎo)葉222然后經(jīng)由燃料噴射端口 224將燃料噴射到環(huán)形預(yù)混通道178中。另外，輔助 導(dǎo)葉222從各旋流導(dǎo)葉176的一個或多個表面大致伸出，且經(jīng)由環(huán)形預(yù)混通道178沿相對 于空氣流更為對準的方向噴射燃料。在一些實施例中，輔助導(dǎo)葉222可具有翼型形狀。同 時，空氣經(jīng)由空氣入口 172引入預(yù)混器170中。當空氣越過旋流導(dǎo)葉176的翼型形狀和輔 助導(dǎo)葉222的翼型形狀時，其開始與從一個或多個噴射端口 224所噴射的燃料相混合，且在 環(huán)形預(yù)混通道178內(nèi)繼續(xù)混合。旋流導(dǎo)葉176可成角和/或彎曲成以便對流動給予旋流。 當燃料_空氣混合物離開預(yù)混通道178時，其進入在其中發(fā)生燃燒的燃燒區(qū)190中。預(yù)混 器170的這種空氣動力設(shè)計可有效地用于混合空氣和燃料來減少排放物，且還可有效地使 得燃燒器146燃燒區(qū)190中的燃料噴嘴144出口下游的火焰穩(wěn)定。此外，燃料噴嘴144可將諸如空氣的冷卻劑經(jīng)由冷卻劑入口 192引入中心本體168 中。冷卻劑在冷卻通道194內(nèi)如方向箭頭196所示那樣沿軸向179傳送，直到其沖擊端壁 198的內(nèi)部，由此，冷卻劑如方向箭頭202所示那樣使流動反向并進入反向流動通道200中。 反向流動通道200定位成與冷卻通道194同心，且可包含一系列肋條204，這些肋條204沿 反向流動通道200設(shè)置用以優(yōu)化和加強熱傳遞。在與端壁198相對的反向流動通道200端處，冷卻劑穿過開口 206而引入室208 中。冷卻劑穿過室208，并進入限定在外周壁166與內(nèi)部管狀壁212之間的環(huán)形腔210中。 定位在內(nèi)部管狀壁212內(nèi)的多個端口 214可用于容許冷卻劑在內(nèi)部管狀壁212上形成膜 (即，膜冷卻)，從而保護其免受熱燃燒氣體。例如，冷卻劑(例如，空氣)薄膜可用作非混合 屏障(即，沒有燃料和空氣的混合物)，以便阻礙直接在內(nèi)部管狀壁212上的火焰穩(wěn)定。冷 卻劑(例如，空氣)薄膜還可采用對流方式遠離壁166和212傳遞熱量。在所示的實施例 中，燃料噴嘴144相對于預(yù)混器170沿上游和下游軸向方向179引導(dǎo)冷卻劑(例如，空氣)
10穿過環(huán)形腔210，從而經(jīng)由在導(dǎo)葉176附近的端口 214提供冷卻。圖5為在圖4中的弓形線5-5內(nèi)所截取的預(yù)混器170的實施例的剖面透視圖。預(yù) 混器170包括沿周向181圍繞噴嘴中心本體168設(shè)置的旋流導(dǎo)葉176，使得導(dǎo)葉176從噴嘴 中心本體168沿徑向向外延伸至內(nèi)部管狀壁212。如圖所示，各旋流導(dǎo)葉176均包括具有導(dǎo) 葉通道186和室208的中空本體，例如，中空翼型狀本體。此外，各旋流導(dǎo)葉176均包括從 相對的第一側(cè)面216和第二側(cè)面218伸出的一對輔助導(dǎo)葉222，其中，各旋流導(dǎo)葉176均具 有帶燃料噴射端口 224的翼型狀本體。如下文闡述的那樣，輔助導(dǎo)葉222能夠?qū)崿F(xiàn)在平行 于空氣流220而非與空氣流220交叉(例如，垂直)的平面內(nèi)的燃料噴射。在一些實施例 中，各輔助導(dǎo)葉222使燃料流轉(zhuǎn)向超過至少大于或等于45度、60度、75度或90度的轉(zhuǎn)動。 例如，各輔助導(dǎo)葉222均可包括90度的內(nèi)部燃料通道。輔助導(dǎo)葉222結(jié)合旋流導(dǎo)葉176 — 起工作，用以改善燃料-空氣混合，同時還降低燃料噴射區(qū)域中火焰穩(wěn)定的可能性。在所示的實施例中，預(yù)混器170包括圍繞噴嘴中心本體168的圓周以45度增量 等距間隔開的八個旋流導(dǎo)葉176。在一些實施例中，預(yù)混器170可包括以相等或不同的增 量圍繞噴嘴中心本體168的圓周設(shè)置的任意數(shù)目的旋流導(dǎo)葉176 (例如，2個、3個、4個、5 個、6個、7個、8個、9個、10個、11個或12個)。旋流導(dǎo)葉176構(gòu)造成用以使流動圍繞軸線 179沿周向方向成旋流，且因此引起燃料_空氣混合。如圖所示，各旋流導(dǎo)葉176從上游端 部175向下游端部177折彎或彎曲。具體而言，上游端部175在軸向方向上大致定向為沿 軸線179，而下游端部177大致成角、彎曲，或取向為遠離沿軸線179的軸向方向。例如，下 游端部177可相對于上游端部175成大約5度至60度或大約10度至45度的角。結(jié)果，各 旋流導(dǎo)葉176的下游端部177使流動偏離或引導(dǎo)到圍繞軸線179的旋轉(zhuǎn)通路中(例如，旋 流流動)。該旋流流動在輸送到燃燒器146中之前加強了燃料噴嘴144內(nèi)的燃料-空氣混
I=I O此外，一個或多個噴射端口 224可設(shè)置在輔助導(dǎo)葉222上，位于旋流導(dǎo)葉176的上 游端部175處的燃料端口 188上方。例如，這些噴射端口 224的直徑可為大約1毫米(mm) 至100毫米、10毫米至50毫米、20毫米至40毫米或24毫米至35毫米。在一個實施例中， 噴射端口 224的直徑可為大約40mm至50mm。在另一個實施例中，噴射端口 224的直徑可為 大約0. 25mm至1mm。各旋流導(dǎo)葉176均可包括位于第一側(cè)面216和/或第二側(cè)面218上 的1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個或更多輔助導(dǎo)葉222，而各輔助導(dǎo)葉 222均可包括1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個或更多燃料噴射端口 224。 在一些實施例中，旋流導(dǎo)葉176可除去第一側(cè)面216或第二側(cè)面218上的輔助導(dǎo)葉222和 噴射端口 224。第一側(cè)面216和第二側(cè)面218可結(jié)合用以形成旋流導(dǎo)葉176的外表面。例 如，第一側(cè)面216和第二側(cè)面218可限定如上文所述的翼型狀表面。在一些實施例中，各旋 流導(dǎo)葉176均可包括大約1至5個輔助導(dǎo)葉222，其分別具有1至10個燃料噴射端口 224。 各輔助導(dǎo)葉222在沿第一側(cè)面216的第一空氣流與沿第二側(cè)面218的第二空氣流之間使空 氣流220分流或分開，其中，燃料噴射端口 224沿第一側(cè)面216和第二側(cè)面218將燃料噴射 到空氣流中。此外，各燃料噴射端口 224均可從各輔助導(dǎo)葉222的一個或多個表面定向在沿軸 線179的軸向方向上，沿軸線180的徑向方向上，和/或沿軸線181的周向方向上。換言 之，各燃料噴射端口 224均可具有相對于輔助導(dǎo)葉222表面的簡單角或復(fù)合角，從而引起燃料-空氣混合。在一些實施例中，各燃料噴射端口 224均可定向成大致沿位于相鄰旋流導(dǎo) 葉176之間的空氣流通路(例如，箭頭220)，例如大致沿軸線179。以此方式，輔助導(dǎo)葉222 可顯著減小燃料噴射上游的低速區(qū)域(例如，區(qū)域217)，從而顯著降低燃料噴射區(qū)域中火 焰穩(wěn)定的可能性。否則，在沒有輔助導(dǎo)葉222的情況下，旋流導(dǎo)葉176可將燃料直接交叉噴 射到空氣流220中，這會導(dǎo)致速度特別低的區(qū)域以及火焰穩(wěn)定的更大潛在可能。因此，代替 從旋流導(dǎo)葉176的表面216和218中的一個或兩個直接噴射燃料(即，與空氣流220大致 交叉)，輔助導(dǎo)葉222與空氣流220更為成直線、平行或一起地噴射燃料。例如，噴射端口 224可導(dǎo)致燃料相對于空氣流220 (例如，相對于軸線179)成大約0度至45度、5度至30 度或10度至20度的角流入旋流導(dǎo)葉176之間的空氣流220中。通過又一實例，燃料噴射 端口 224可導(dǎo)致燃料相對于空氣流220 (例如，相對于軸線179)成至少小于大約1度、2度、 3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度或45度的 角流入空氣流220中。圖6為在圖5中的弓形線6-6內(nèi)所截取的燃料噴嘴144的局部剖面透視圖，進一 步示出了從旋流導(dǎo)葉176伸出的輔助導(dǎo)葉222的實施例。如下文進一步闡述的那樣，輔助 導(dǎo)葉222構(gòu)造成用以使燃料噴射與空氣流220對準，以便減小與燃料噴射相關(guān)的低速區(qū)域， 從而降低火焰穩(wěn)定的可能性。如圖所示，輔助導(dǎo)葉222可從導(dǎo)葉176沿周向181向外延伸。 輔助導(dǎo)葉222例如覆蓋燃料端口 188用以經(jīng)由燃料噴射端口 224接收燃料且使燃料改變方 向。當燃料穿過燃料端口 188進入輔助導(dǎo)葉222 (即，沿軸線181)時，可沿軸向179改變方 向而經(jīng)由燃料噴射端口 224從輔助導(dǎo)葉222向下游流動，例如在由方向箭頭219所示的方 向上。如可在圖6中看到的那樣，燃料流(也即沿線219)大致在軸向179上與由方向箭頭 220所示的預(yù)混器170中的空氣流平行。以此方式，沿方向線219流動的燃料不能以交叉流 動的方式(例如，60度至90度)與沿方向線220流動的空氣顯著相交，而是可結(jié)合成用以 沿與預(yù)混器170中的空氣流220大致平行的方向流動。即是說，從輔助導(dǎo)葉222流出燃料 噴射端口 224的燃料可采用與箭頭220大致平行的方式流出輔助導(dǎo)葉222。以此方式，在燃 料如由線219所示的那樣沿下游方向噴射到空氣流220中之前，燃料從燃料端口 188到燃 料噴射端口 224改變方向或轉(zhuǎn)向大約90度。作為備選，燃料噴射端口 224的尺寸可形成為 使得燃料相對于空氣流220成一定角度流出輔助導(dǎo)葉222。例如，當燃料離開輔助導(dǎo)葉222 且噴射到預(yù)混器170中時，燃料可相對于預(yù)混器170中的空氣流220成大約5度、10度或 15度的角221流出燃料噴射端口 224。此外，在一個實施例中，輔助導(dǎo)葉222在徑向180上是可調(diào)的。即是說，如參考箭頭 230和232所示的那樣，輔助導(dǎo)葉222可向上和向下調(diào)整。換言之，輔助導(dǎo)葉222可通過例 如螺栓連接機構(gòu)(未繪出)圍繞燃料端口 188的軸線旋轉(zhuǎn)，該螺栓連接機構(gòu)(未繪出)容 許輔助導(dǎo)葉的軸向運動。以此方式，流出燃料噴射端口 224的燃料可沿由輔助導(dǎo)葉222的 旋轉(zhuǎn)所限定的特定角221與空氣流220相交。例如，輔助導(dǎo)葉222可在向上的方向230上 調(diào)整大約5度、10度、15度或20度，使得空氣流220以對應(yīng)于輔助導(dǎo)葉222的旋轉(zhuǎn)的角221 與燃料流219相交。作為備選，輔助導(dǎo)葉222可在向下的方向232上調(diào)整大約5度、10度、 15度或20度，使得空氣流220以對應(yīng)于輔助導(dǎo)葉222的旋轉(zhuǎn)的角221與燃料流219相交。 在一些實施例中，輔助導(dǎo)葉222可旋轉(zhuǎn)不同角度，用以調(diào)整預(yù)混器170中燃料和空氣的湍流 和混合。
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在一些實施例中，一個或多個輔助導(dǎo)葉222可包括周邊噴射出口 234。噴射出口 234可位于輔助導(dǎo)葉222的封閉面236上，用以泄放輔助導(dǎo)葉222內(nèi)的壓力。例如，噴射出 口 234可采用圓形布置沿輔助導(dǎo)葉222的封閉面236安置。然而，也可構(gòu)思出其它構(gòu)造用 于噴射出口 234的布置。燃料可從這些噴射出口 234中流出，且可交叉流動與流過導(dǎo)葉176 的空氣相交。在一些實施例中，噴射出口 234的尺寸可與燃料噴射端口 224相似或不同。 例如，噴射出口 234的尺寸可顯著小于燃料噴射端口 224。因此，在該部位由于有噴射出口 234而使得燃料和空氣的總體交叉流動明顯不足以在輔助導(dǎo)葉222后方引起低速回流區(qū)。 在一些實施例中，噴射出口 234可具有的直徑至少小于燃料噴射端口 224直徑的大約5%、 10%、15%、20%、25%、30%、40% 或 50%。在所示的實施例中，燃料噴射端口 224位于輔助導(dǎo)葉222的相對的側(cè)面238和239 上。在一些實施例中，一組燃料噴射端口 224可僅位于輔助導(dǎo)葉222的側(cè)面238或側(cè)面239 上。此外，盡管圖6中僅示出了一個輔助導(dǎo)葉222，但構(gòu)想到的是，可使用第二輔助導(dǎo)葉222 來覆蓋圖6中所示的未覆蓋的噴射端口 188。因此，結(jié)合預(yù)混器170使用的輔助導(dǎo)葉222的 數(shù)目可如期望那樣變化，以便影響燃料_空氣的混合特性，以及預(yù)混器170的總體壓降。圖7A、圖7B、圖7C和圖7D為圖6中的輔助導(dǎo)葉222的實施例的透視圖。圖7A示 出了輔助導(dǎo)葉222的第一透視底視圖，圖7B示出了輔助導(dǎo)葉222的前視圖，以及圖7C示出 了輔助導(dǎo)葉222的第二底部透視圖。如圖7A中所示，輔助導(dǎo)葉222包括設(shè)置在輔助導(dǎo)葉 222的第一側(cè)面238上的兩個燃料噴射端口 224。同樣，輔助導(dǎo)葉222可包括設(shè)置在第二側(cè) 面239上的兩個燃料噴射端口 224。輔助導(dǎo)葉222還包括燃料入口端口 240，該燃料入口端 口 240構(gòu)造成用以接收來自于燃料端口 188的燃料，同時安裝在如上文所述的旋流導(dǎo)葉176 的表面上。輔助導(dǎo)葉222包括可安裝導(dǎo)葉的基底241和從可安裝導(dǎo)葉的基底241延伸的本 體243 ，其中，本體243具有使燃料流從燃料入口端口 240轉(zhuǎn)向至燃料噴射端口 224的內(nèi)部 燃料通道245。例如，燃料通道245可使內(nèi)部燃料流從燃料入口端口 240轉(zhuǎn)向大約90度通 向燃料噴射端口 224。可安裝導(dǎo)葉的基底241可通過焊接接頭、一個或多個螺紋緊固件、粘合劑或其它 緊固件而聯(lián)接到旋流導(dǎo)葉176上。在一些實施例中，可安裝導(dǎo)葉的基底241可包括可旋轉(zhuǎn) 的底座(mount)，該底座構(gòu)造成用以使輔助導(dǎo)葉222能夠沿旋流導(dǎo)葉176的表面旋轉(zhuǎn)調(diào)整。 當達到旋流導(dǎo)葉176上的期望角位置時，輔助導(dǎo)葉222的可安裝導(dǎo)葉的基底241可固定到 旋流導(dǎo)葉176上。在一些實施例中，輔助導(dǎo)葉222和旋流導(dǎo)葉176可形成為單件式結(jié)構(gòu)。如圖7A中所示，輔助導(dǎo)葉222的形狀可為翼型形狀、橢圓形狀或淚珠形狀。輔助 導(dǎo)葉222的總體長度242的尺寸可至少小于旋流導(dǎo)葉176長度的1 %、2%、3%、4%、5%、 6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%。例如，輔助導(dǎo)葉222的長度242可小于大 約0. 1英寸、0. 2英寸、0. 3英寸、0. 4英寸、0. 5英寸、0. 6英寸、0. 7英寸、0. 8英寸、0. 9英寸 或1英寸。在一些實施例中，輔助導(dǎo)葉222的長度242可為大約0. 1英寸至0. 2英寸，或大 約0. 15英寸。應(yīng)當注意的是，噴射端口 240的尺寸可形成為用以覆蓋噴射端口 188，使得燃 料在未先經(jīng)過輔助導(dǎo)葉222以改變方向的情況下不可滲入到預(yù)混器170中。如圖7A中進一步示出，燃料噴射端口 224沿第一側(cè)面238和第二側(cè)面239可為橢 圓形狀。如圖所示，第一側(cè)面和第二側(cè)面大致朝向彼此成漸縮形或成角，用以限定翼型形 狀。因此，燃料噴射端口 224的橢圓形狀可歸因于圓柱形的內(nèi)部燃料通道與漸縮形的第一側(cè)面238和第二側(cè)面239的相交。在一些實施例中，燃料噴射端口 224可具有在輔助導(dǎo)葉 222的相對的第一側(cè)面238和第二側(cè)面239上彼此平行的軸線。在一些實施例中，燃料噴射 端口 224可在輔助導(dǎo)葉222相對的第一側(cè)面238和第二側(cè)面239上彼此會聚或發(fā)散。然而， 在輔助導(dǎo)葉222的各種實施例中，燃料噴射端口 224可具有任何適合的幾何形狀和構(gòu)造。圖7B中的輔助導(dǎo)葉222的前視圖包括輔助導(dǎo)葉222寬度244的測量結(jié)果。輔助 導(dǎo)葉222總體寬度244的尺寸可至少小于旋流導(dǎo)葉176寬度的1%、2%、3%、4%、5%、6%、 7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%或30%。例如，輔助導(dǎo)葉222的寬度244可小于大約 0. 1英寸、0. 2英寸、0. 3英寸、0. 4英寸、0. 5英寸、0. 6英寸、0. 7英寸、0. 8英寸、0. 9英寸或 1英寸。在一些實施例中，輔助導(dǎo)葉222的寬度244可為大約0. 001英寸至0. 2英寸、0. 05 英寸至0. 15英寸，或大約0. 06英寸?？邕^燃料噴射端口 224的直徑246例如可小于大約0. 005英寸、0. 01英寸、0. 015 英寸、0. 02英寸、0. 03英寸、0. 04英寸、0. 05英寸、0. 06英寸、0. 07英寸、0. 08英寸、0. 09英
寸或1英寸。例如，直徑246的范圍可從大約0. 005英寸變化至0. 02英寸，或可為大約0. 01 英寸。此外，如先前在圖7A中所示，燃料噴射端口 224沿第一側(cè)面238和第二側(cè)面239可 為橢圓形狀。因此，沿第一側(cè)面238和第二側(cè)面239，燃料噴射端口 224的寬度可等于如上 文所述的直徑246，而燃料噴射端口 224的長度例如可為直徑246的大約2倍、3倍、4倍、5 倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍。如圖7B中所示，燃料噴射端口 224設(shè)置在第一側(cè)面238 和第二側(cè)面239兩者上。在一些實施例中，燃料噴射端口 224可在側(cè)面238或側(cè)面239的 其中之一上排除。圖7C進一步示出了從底部透視圖中所截取的輔助導(dǎo)葉222。如圖7C中所示，燃 料入口端口 240引入內(nèi)部燃料通道245中，內(nèi)部燃料通道245通向燃料噴射端口 224的內(nèi) 部燃料通道247。因此，在輔助導(dǎo)葉222的本體243內(nèi)，內(nèi)部燃料通道245和247使燃料流 從燃料入口端口 240轉(zhuǎn)向大約90度通向燃料噴射端口 224。在沒有這些內(nèi)部燃料通道245 和247的情況下，燃料將沿交叉方向而非沿空氣流220的方向噴射到空氣流220中。換言 之，輔助導(dǎo)葉222引導(dǎo)且重新定向(例如，轉(zhuǎn)向大約90度)燃料流，使其更為接近地與空氣 流220對準。因此，輔助導(dǎo)葉222提供燃料從噴射端口 240到燃料噴射端口 224的內(nèi)部交 叉流動，從而避免燃料直接類似地交叉流動到空氣流220中。換言之，輔助導(dǎo)葉222引導(dǎo)燃 料流進入空氣流220中，以便更為平穩(wěn)地過渡或引入到空氣流220中。具體而言，燃料流穿 過入口端口 240，且沿內(nèi)部燃料通道245，直到其沖擊封閉部分236，該封閉部分236 (與輔 助導(dǎo)葉222的本體243 —起)引導(dǎo)燃料流入且穿過內(nèi)部燃料通道247而到達燃料噴射端口 224。然而，如上文所述，也可在封閉部分236中采用噴射燃料出口 234，用以容許在輔助導(dǎo) 葉222的內(nèi)部燃料通道245內(nèi)的壓力降低。與旋流導(dǎo)葉176具有直接沿其表面的燃料端口相比，輔助導(dǎo)葉222結(jié)合在旋流導(dǎo) 葉176上可顯著減小系統(tǒng)中的壓降。例如，預(yù)混器170中的總壓降可從例如大約35磅每平 方英寸(PSI)降低至大約10PSI。這種壓降可例如消除可能在如前文所述的回火期間隱匿 火焰的任何回流/低速區(qū)。以此方式，可顯著減小輔助導(dǎo)葉222上游火焰穩(wěn)定區(qū)域的潛在 可能。此外，通過如期望那樣調(diào)整輔助導(dǎo)葉222的位置、輔助導(dǎo)葉222的數(shù)目、輔助導(dǎo)葉222 的燃料噴射端口 224的數(shù)目和/或燃料噴射端口 224的尺寸，可針對預(yù)混器170優(yōu)化燃料 和空氣的混合。
圖7D為輔助導(dǎo)葉222的側(cè)視圖。如圖7D中所示，燃料入口端口 240引入內(nèi)部燃 料通道245中，該內(nèi)部燃料通道245通向燃料噴射端口 224的內(nèi)部燃料通道247。因此，在 輔助導(dǎo)葉222的本體243內(nèi)，內(nèi)部燃料通道245和247使燃料流從燃料入口端口 240轉(zhuǎn)向 大約90度通向燃料噴射端口 224，使得燃料噴射端口 224與內(nèi)部燃料通道245(例如，燃料 入口)大致交叉。在沒有這些內(nèi)部燃料通道245和247的情況下，燃料將沿交叉方向而非 沿空氣流220的方向噴射到空氣流220中。換言之，輔助導(dǎo)葉222沿線219引導(dǎo)且重新定 向(例如，轉(zhuǎn)向大約90度)燃料流，使其更為接近地與空氣流220對準?？蓸?gòu)想到的是，燃料通道247可相對于軸向軸線179成一定角度定位。即是說，燃 料通道147可在徑向180上定位，使得燃料噴射端口 224可位于第一側(cè)面238和第二側(cè)面 239上的部位248處。以此方式，燃料流可相對于空氣流220成一定角度離開燃料噴射端口 224。該角可與空氣流220成大于5度、10度、15度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、 55度、60度、65度、70度或75度。因此，根據(jù)期望的燃料空氣混合物特性，燃料流可從通道 247相對于空氣流220成一定角度離開輔助導(dǎo)葉222。本書面說明使用了包括最佳模式的實例用以公開本發(fā)明，且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人 員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何相結(jié)合的方法。本發(fā)明 可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員所構(gòu)想到的其它實例。 如果這些其它實例具有與權(quán)利要求的書面語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實 例包括與權(quán)利要求的書面語言無實質(zhì)差異的同等結(jié)構(gòu)元件，則認為這些實例落在權(quán)利要求 的范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種系統(tǒng)(100)，包括渦輪發(fā)動機(118)，其包括燃燒器(120)；以及設(shè)置在所述燃燒器(120)中的燃料噴嘴(144)，其中，所述燃料噴嘴(144)包括設(shè)置在空氣流通路(220)中的第一導(dǎo)葉(176)；以及從所述第一導(dǎo)葉(176)的表面(216)伸出的第二導(dǎo)葉(222)，其中，燃料流通路經(jīng)由所述第一導(dǎo)葉(176)和所述第二導(dǎo)葉(222)延伸至所述第二導(dǎo)葉(222)中的燃料端口(188)，其中，所述燃料端口(188)引向所述空氣流通路(220)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導(dǎo)葉(176)成角度用以提供旋流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二導(dǎo)葉(222)包括翼型部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二導(dǎo)葉(222)具有沿第一側(cè)面 (238)的第一燃料端口(224)和沿第二側(cè)面(239)的第二端口(224)，以及所述第一側(cè)面 (238)和所述第二側(cè)面(239)彼此相對。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一燃料端口(224)和所述第二燃料 端口(224)沿所述第一側(cè)面(238)和所述第二側(cè)面(239)呈橢圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一燃料端口(224)和所述第二燃料 端口(224)具有大致平行于所述空氣流通路(220)的第一燃料噴射方向(219)和第二燃料 噴射方向(219)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二導(dǎo)葉(222)包括在與所述第一導(dǎo) 葉(176)的表面(216)相對的所述第二導(dǎo)葉(222)的周邊側(cè)面(236)上的交叉流動燃料端 口(234)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二導(dǎo)葉(222)可沿所述第一導(dǎo)葉(176)的表面(216)旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導(dǎo)葉(176)包括主翼型形狀， 所述主翼型形狀具有沿所述空氣流通路(220)相對于上游端部(175)成角度的下游端部(177)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導(dǎo)葉(176)從中心管狀本體 (168)相對于所述中心管狀本體(168)的軸線(179)沿徑向(180)延伸，以及所述第二導(dǎo)葉 (222)從所述第一導(dǎo)葉(176)相對于所述中心管狀本體(168)的軸線(179)沿周向(181)延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有帶輔助導(dǎo)葉的預(yù)混器的渦輪機燃料噴嘴。具體而言，提供了一種系統(tǒng)(100)，其包括渦輪發(fā)動機(118)。渦輪發(fā)動機(118)包括燃燒器(120)和設(shè)置在燃燒器(120)中的燃料噴嘴(144)，其中，燃料噴嘴(144)包括設(shè)置在空氣流通路(220)中的第一導(dǎo)葉(176)和從第一導(dǎo)葉(176)的表面(216)伸出的第二導(dǎo)葉(222)，其中，燃料流通路經(jīng)由第一導(dǎo)葉(176)和第二導(dǎo)葉(222)延伸至第二導(dǎo)葉(222)中的燃料端口(188)，其中，燃料端口(188)引向空氣流通路(220)中。
文檔編號F02C7/22GK101892909SQ201010193530
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者V·納卡尼 申請人:通用電氣公司