[0057]35后装式预混合导向缸体
[0058]36燃料筒
[0059]37中心燃料通道
[0060]38沿轴向伸长的外周壁
[0061]40空气入口
[0062]42喷嘴出口
[0063]43辅助空气通道
[0064]44中心本体
[0065]45燃料管道
[0066]46环形燃料通道
[0067]47旋流器导叶
[0068]48燃料预混合喷射环(旋喷器)
[0069]49燃料出口开口
[0070]50径向外部空气通道
[0071]51中心本体44的中空内部
[0072]52进入燃料预混合喷射环48中的径向燃料通道
[0073]53预混合导向喷嘴60的内部通路
[0074]54限定中心本体44的中空内部51的内部圆筒形壁
[0075]55沿轴向延伸的燃料导管
[0076]56空气仓室
[0077]57径向空气供应管
[0078]58上游端板
[0079]59燃料入口管
[0080]60预混合导向喷嘴
[0081]61预混合导向喷嘴60中的预混合通道
[0082]61a 填充开口
[0083]61b 出口开口
[0084]62燃料入口
[0085]62a 二次燃料入口
[0086]63燃料仓室
[0087]64预混合管
[0088]65a上游端板
[0089]65b下游端板
[0090]67预混合导向喷嘴60的入口
[0091]68预混合导向喷嘴60的出口。
【具体实施方式】
[0092]现在将详细参照本实用新型的当前实施例，其一个或更多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来引用图中的特征。已经使用附图和描述中的相同或相似的标号来引用本实用新型的相同或相似的部件。
[0093]以说明本实用新型而不是限制本实用新型的方式来提供各个示例。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，可在本实用新型中作出修改和改变，而不偏离本实用新型的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例上，以产生另一个实施例。因而，意图是本实用新型覆盖在所附权利要求及其等效物的范围内的此类修改和改变。
[0094]将理解的是，本文提到的范围和极限包括位于规定的极限内的所有范围(即，子范围和子极限)。例如，100至200的范围的还包括110至150、170至190、153至162和145.3至149.6的子范围。另外，高达7的极限还包括高达5、高达3和高达4.5的子极限，以及在该极限内的子范围，诸如大约I至5和3.2至6.5的子范围。
[0095]参照图1，示意性地示出燃气涡轮系统10的若干部分的简图。涡轮系统10可使用液体或气体燃料(诸如天然气和/或富含氢的合成气体)来运行涡轮系统10。如描绘的，多个燃料喷嘴组件12吸入燃料供应14，使燃料与空气混合，并且将空气燃料混合物分配到燃烧器16中。如例如图2中显示的，燃料喷嘴组件12通过喷嘴凸缘25连接于燃烧器16的端板27，并且燃料可通过燃烧器16的端板27被动或主动地供应到各个燃料喷嘴组件12。如下面更全面地说明的，燃料供应14采取许多不同的备选实施例。如例如图2中示意性地显示的，燃料喷嘴组件12可包括后装式预混合导向喷嘴60(图15)，其通过导向凸缘29连接于燃烧器16的端板27。如例如图2和6中示意性地显示的，空气燃料混合物在燃烧器16内的燃烧室反应区32中燃烧，从而产生热的加压排气。如图1中示意性地显示的，燃烧器16将排气朝向排气出口 20引导通过涡轮18。随着排气传送通过涡轮18，气体迫使一个或更多个涡轮叶片使轴22围绕系统10的轴线旋转。轴22可连接于涡轮系统10的各种构件，包括压缩机24，压缩机24还包括可联接于轴22的叶片。随着涡轮18的轴22旋转，压缩机24内的叶片也旋转，从而压缩来自空气进口 23的空气，并且将压缩空气推入燃烧器的首端容积13和/或燃料喷嘴12中。轴22还可连接于机械负载28，机械负载28可为车辆或固定负载，诸如例如动力设备中的发电机或飞行器上的推进器。负载28可包括能够由涡轮系统10的旋转输出提供功率的任何适当的装置。
[0096]图2示出图1中示意性地描绘的涡轮系统10的实施例的部分的横截面侧视图。图2中示出的涡轮系统10的实施例包括位于燃烧器16的首端容积13内的一对燃料喷嘴12。各个示出的燃料喷嘴12可包括在一起集成成组的多个燃料喷嘴和/或独立的燃料喷嘴，其中，各个示出的燃料喷嘴12至少大致依靠或完全依靠在内部结构支承件(例如，负载承载流体通道)上。在操作中，空气通过空气进口而进入涡轮系统10，并且可在压缩机24中被加压。如例如图2中示意性地显示的，压缩空气从扩散器出口 26进入燃烧器16的首端容积13。接着，压缩空气可与燃料(例如，烃气体或液体)混合，用于在燃烧器16内燃烧。例如，燃料喷嘴12可按适合最佳燃烧、排放、燃料消耗和功率输出的比，将燃料空气混合物喷射到燃烧器16中。
[0097]如例如图3和6中示意性地显示的，喷嘴组件12的实施例可形成有沿轴向伸长的外周壁38，沿轴向伸长的外周壁38具有空气入口 40和喷嘴出口 42。中心本体44沿着喷嘴组件12的纵向中心轴线延伸到喷嘴组件12中。如例如图6中示意性地显示的，中心本体44可包括内部圆筒形壁54，内部圆筒形壁54限定中心本体44的中空内部51。内部圆筒形壁54绕着喷嘴组件12的中心轴线或纵向轴线同心地布置，并且构造和设置用于将空气供应到中心本体44的下游端。
[0098]在图(包括例如图3和图6)中被标为30的箭头示意性地指示空气沿箭头所指的方向流动。类似地，在图(包括例如图4和6)中被标为31的箭头示意性地指示燃料沿箭头所指的方向流动。
[0099]如例如图6中示意性地显示的，中心本体44可合乎需要地限定燃料供应通道，该燃料供应通道构造为环形燃料通道46，环形燃料通道46将燃料的一些部分供应到旋喷器，该旋喷器限定沿径向定向的燃料预混合喷射环48，其包围中心本体44，并且在中心本体44和外周壁38之间沿径向延伸。燃料供应到沿径向定向的燃料预混合喷射环48的部分被看作主动燃料供应，因为其在其泵送到燃料预混合喷射环48中时受主动控制。如图3和图6中示意性地显示的，在操作期间，离开压缩机24(未在图3和图6中显示)的加压空气流到径向外部空气通道50中，径向外部空气通道50限定在外周壁38和外壁44之间，外壁44限定各个燃料喷嘴组件12的中心本体44。
[0100]燃料预混合喷射环48合乎需要地包括旋流器导叶47，旋流器导叶47使在径向外部空气通道50中流经导叶47的空气旋流。燃料出口开口 49 (未在图3中显示)限定成通过燃料预混合喷射环48的旋流器导叶47。如图6中示意性地显示的，来自环形燃料通道46的燃料通过径向燃料通道52流到燃料预混合喷射环48中，并且离开限定成通过燃料预混合喷射环48的旋流器导叶47的燃料出口开口 49 (未在图3中显示)。从燃料出口开口49中排出的燃料供应到径向外部空气通道50中，用于预混合燃烧室反应区32上游的径向外部空气通道50中的燃料和空气。在空气被引导向空气旋流器导叶47时，对空气施加旋流型式，并且该旋流型式有利于使空气与从空气旋流器导叶47的燃料出口开口 49排到经过的空气流中的一次燃料混合。离开径向外部空气通道50的空气/燃料混合物流到燃烧室反应区32中，其中，空气/燃料混合物燃烧。
[0101]如图3、4和5中示意性地显示的，预混合导向喷嘴60的示例性实施例限定多个沿轴向伸长的中空预混合通道61。如例如图3和图4中示意性地显示的，预混合导向喷嘴60具有在上游端处的入口 67，入口 67连接于中心本体44的下游端。预混合导向喷嘴60具有在下游端处的出口 68，出口 68设置成沿轴向与预混合导向喷嘴60的上游端相对。如例如图4中示意性地显示的，预混合导向喷嘴60限定沿轴向延伸的内部通路53，其与中心本体44的中空内部51流体地连通。
[0102]如例如图4中示意性地显示的，各个预混合通道61具有设置在中心本体44的下游端附近的上游端。各个预混合通道61的上游端限定填充开口 61a，填充开口 61a允许流体流到中空预混合通道61中，并且与中心本体44的内部通道51流体地连通。各个预混合通道61具有下游端，该下游端设置成沿轴向与预混合通道61的上游端相对，并且设置在预混合导向喷嘴60的下游端附近。各个预混合通道61的各个下游端限定出口开口 61b，出口开口 61b允许流体从中空预混合通道61中排放。
[0103]在图3、4和5中示意性地显示的预混合导向喷嘴60的实施例中，预混合导向喷嘴60中的预混合通道61限定为设置成沿周向围绕预混合导向喷嘴60的轴向中心线33 (图4)的多个预混合管64的中空内部。如例如图4中示意性地显示的，预混合导向喷嘴60的该实施例中的各个预混合管64在预混合导向喷嘴60的上游端板65a和下游端板65b之间沿轴向延伸。如图5中示意性地显示的，存在十七个预混合通道61，其在预混合导向喷嘴60的外周边附近布置成圆形，该圆形合乎需要地具有大约5.1 cm的直径测量。各个预混合通道61合乎需要地具有范围为7.6 cm至12.7 cm的轴向长度，并且各个预混合通道61的直径合乎需要地测量小于6.35 cm，并且合乎需要地具有2.54 mm至5.1 mm的范围。预混合导向喷嘴60的该实施例合乎需要地获得大约百分之三的空气/燃料混合