延迟贫喷射歧管混合系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及延迟贫喷射歧管混合系统，其用以将预混燃料/空气混合物喷射到罐式环形燃气涡轮燃烧器的主燃烧区下游的燃烧区中。
【背景技术】
[0002]对于燃烧涡轮发动机中的分级燃烧，多种设计存在，但是大多数是由多个管件和接头构成的复杂组件。一种用于燃烧涡轮发动机中的分级燃烧是延迟贫喷射。在该类型的分级燃烧中，延迟贫燃料喷射器位于主燃料喷射器的下游。在该下游位置处燃烧燃料/空气混合物可用于改进NOx性能。NOx或氮氧化物是焚烧常规碳氢燃料的燃气涡轮发动机所产生的主要的不合乎需要的空气污染排放物中的一种。
[0003]当前的延迟贫喷射组件对于新的燃气涡轮单元和现有单元的改装两者而言为昂贵且高成本的。其原因之一是常规延迟贫喷射系统的复杂性，特别是与燃料输送相关联的那些系统。与这些复杂系统相关联的许多部件必须设计成耐受涡轮环境的极端热和机械负载，这显著地增加了制造费用。即使如此，常规延迟贫喷射组件仍具有燃料泄漏到压缩机排放壳体中的高风险，这可导致自动点火和安全危险。
[0004]气体燃料典型地使用管组件从供应歧管传输至燃烧器喷射器。
[0005]喷射器典型地与燃烧器套筒连接，而燃料管线可连接于燃烧器的不同构件，诸如安装法兰。波纹管可用于容纳在启动和停机期间的热偏移。这些单独的子组件需要在运行中相对于彼此移动。然而，构件安装为模块，并且不合乎需要的是子组件在安装期间相对于彼此移动，这可导致对波纹管的损坏。因此，组件要求必须正确使用并要求操作者经验的精致组装工具。此外，气体燃料使用管组件从供应歧管传输至燃烧器喷射器。当燃气涡轮被点燃时，供应歧管与喷射器之间的相对热位移可在管中产生不合乎需要的应变。
【发明内容】
[0006]在示例性实施例中，一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的歧管混合系统包括燃料源、与燃料源联接的燃料喷射器，以及能够与燃料喷射器协作并包括混合空气入口的歧管混合器。燃料喷射器能够相对于歧管混合器移位，同时定位成将燃料从燃料源输送至歧管混合器。歧管混合器成形为将来自燃料源的燃料与经由混合空气入口输入的空气混合用于喷射到燃烧器中。
[0007]在另一个示例性实施例中，一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器包括包含在燃料喷嘴下游的主燃烧区的燃烧室，以及界定燃烧室的衬套和流动套筒组件。歧管混合系统联接在燃烧器安装法兰与衬套和流动套筒组件之间，并且将预混合的燃料和空气输送至主燃烧区的下游。
[0008]技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的歧管混合系统，所述歧管混合系统包括:
[0009]燃料源；
[0010]与所述燃料源联接的燃料喷射器；以及
[0011 ] 能够与所述燃料喷射器协作并包括混合空气入口的歧管混合器，
[0012]其中所述燃料喷射器能够相对于所述歧管混合器移位，同时定位成将燃料从所述燃料源输送至所述歧管混合器，并且其中所述歧管混合器成形为将来自所述燃料源的所述燃料与经由所述混合空气入口输入的空气混合用于喷射到所述燃烧器中。
[0013]技术方案2.根据技术方案I所述的歧管混合系统，其特征在于，所述燃料喷射器包括设置在所述歧管混合器内部的长钉构件。
[0014]技术方案3.根据技术方案2所述的歧管混合系统，其特征在于，包括设置在所述歧管混合器内部的多个长钉构件。
[0015]技术方案4.根据技术方案2所述的歧管混合系统，其特征在于，所述歧管混合器包括装固于其上游端的端帽，并且其中所述长钉构件延伸穿过所述端帽中的开口。
[0016]技术方案5.根据技术方案4所述的歧管混合系统，其特征在于，所述端帽包括环绕所述长钉构件的护罩。
[0017]技术方案6.根据技术方案2所述的歧管混合系统，其特征在于，所述混合空气入口中的至少一些定位在所述长钉构件的端部上游。
[0018]技术方案7.根据技术方案I所述的歧管混合系统，其特征在于，所述混合空气入口围绕所述歧管混合器的周边形成。
[0019]技术方案8.根据技术方案I所述的歧管混合系统，其特征在于，所述歧管混合器成形为使得所述歧管混合器的径向高度小于所述歧管混合器的周向宽度。
[0020]技术方案9.根据技术方案8所述的歧管混合系统，其特征在于，所述歧管混合器包括弯曲长方形形状。
[0021]技术方案10.根据技术方案9所述的歧管混合系统，其特征在于，所述歧管混合器包括在其下游端处的过渡件，所述过渡件成形为使所述歧管混合器中的所述燃料和空气从轴向混合方向转动到径向喷射方向。
[0022]技术方案11.根据技术方案10所述的歧管混合系统，其特征在于，所述过渡件的至少一部分是圆筒形的。
[0023]技术方案12.根据技术方案I所述的歧管混合系统，其特征在于，所述歧管混合器包括大致在所述歧管混合器的端部中间的一圈表面空气入口孔。
[0024]技术方案13.—种用于燃气涡轮发动机的燃烧器，所述燃烧器包括:
[0025]包括在燃料喷嘴下游的主燃烧区的燃烧室；
[0026]界定所述燃烧室的衬套和流动套筒组件；
[0027]联接在燃烧器安装法兰与所述衬套和流动套筒组件之间的歧管混合系统，所述歧管混合系统将预混合的燃料和空气输送至所述主燃烧区域的下游，所述歧管混合系统包括:
[0028]燃料源；
[0029]与所述燃料源联接的燃料喷射器；以及
[0030]能够与所述燃料喷射器协作并包括混合空气入口的歧管混合器，
[0031]其中所述燃料喷射器能够相对于所述歧管混合器移位，同时定位成将燃料从所述燃料源输送至所述歧管混合器，并且其中所述歧管混合器成形为将来自所述燃料源的燃料与经由所述混合空气入口输入的空气混合用于喷射到所述燃烧器中。
[0032]技术方案14.根据技术方案13所述的燃烧器，其特征在于，所述歧管混合器成形为使得所述歧管混合器的径向高度小于所述歧管混合器的周向宽度。
[0033]技术方案15.根据技术方案14所述的燃烧器，其特征在于，所述歧管混合器包括弯曲长方形形状。
[0034]技术方案16.根据技术方案15所述的燃烧器，其特征在于，所述歧管混合器包括延伸穿过所述衬套和流动套筒组件的、在其下游端处的过渡件，所述过渡件成形为使所述歧管混合器中的所述燃料和空气从轴向混合方向转动到径向喷射方向，用于在所述主燃烧区的下游喷射到所述燃烧器中。
[0035]技术方案17.根据技术方案16所述的燃烧器，其特征在于，所述过渡件的至少一部分是圆筒形的。
[0036]技术方案18.根据技术方案13所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料喷射器包括设置在所述歧管混合器内部的长钉构件。
[0037]技术方案19.根据技术方案18所述的燃烧器，其特征在于，包括设置在所述歧管混合器内部的多个长钉构件。
【附图说明】
[0038]图1示出典型燃烧涡轮系统；
[0039]图2是常规燃烧器的截面图；
[0040]图3是示出歧管混合系统的透视图；
[0041]图4是燃料喷射器与歧管混合器之间的接合部的特写图；
[0042]图5是歧管混合系统的侧视图；以及
[0043]图6是歧管混合系统的示意截面图。
[0044]部件列表
[0045]10燃烧涡轮系统
[0046]12压缩机
[0047]14燃烧器
[0048]16 涡轮
[0049]20燃烧器
[0050]22 头端
[0051]21燃料喷嘴
[0052]23主燃烧区
[0053]24 衬套
[0054]25过渡件
[0055]26流动套筒
[0056]67冲击套筒
[0057]27流动环
[0058]28延迟贫喷射系统
[0059]30燃料喷射器
[0060]32歧管混合器
[0061]34混合空气入口
[0062]36长钉构件
[0063]38 端帽
[0064]40 护罩
[0065]42过渡件
[0066]44表面空气入口孔。
【具体实施方式】
[0067]图1是示出典型燃烧涡轮系统10的图示。燃气涡轮系统10包括压缩进入空气以产生压缩空气供应的压缩机12、焚烧燃料以便产生高压高速热燃气的燃烧器14，