凹入式燃料喷射器的布置的制作方法_2

文档序号:8547870阅读:来源:国知局
,并且位于中轴线周围的圆周上,所以燃烧流体的流动有效地把喷入流体吹向点火器。而且,由于凹穴是偏心布置的,并且穿过引燃器表面的中心延伸,可形成安装有相应的燃料喷射器的较小凹穴,从而还能减少由引燃燃烧器表面中心处的较大凹穴导致的不良空气动力学效应。
[0029]尤其是,若燃料喷射器是凹入到引燃器本体中的,则注入到凹穴中的燃料在到达中的燃烧流体流之前有更多的空间与时间雾化。因此,由于喷射的流体在被导向点火器单元之前有时间在凹穴内雾化,所以能够提高点燃效能。
[0030]具体而目,根据另一种不例性实施例,凹穴包括基底区和侧表面。基底区布置为凹入到引燃器本体中,并距凹穴周围的一段引燃器表面一定距离。侧表面连接凹穴周围的引燃器表面段和基底区。在侧表面和基底区之间有一个角度。该角度可在大约10°至大约80°的范围内,尤其是在大约30°至大约60°的范围内,优选大约为45°。
[0031]在一种示例性实施例中,燃料出口布置在基底区。基底区例如可由燃料出口形成。而且,基底区例如可包括安装有燃料出口的孔。因此,基部区的尺寸可与燃料出口的尺寸相似,从而可减小凹穴的尺寸。
[0032]根据另一种不例性实施例,燃料出口布置在侧表面上。
[0033]若燃料出口布置在侧表面上,则燃料可沿大致平行于侧表面的法向的喷射方向喷射。因此,喷射方向可更改为使得燃料被导向点火器单元。
[0034]根据另一种示例性实施例,侧表面包括曲面形状,尤其是凹形或凸形。因此,外侧面的平滑曲率可防止死角,从而可减少由凹穴导致的空气动力损失,并能减少紊流。
[0035]而且,根据另一种示例性实施例,基底区包括圆形、椭圆形或矩形轮廓。
[0036]根据另一种示例性实施例,燃烧室包括空气喷流喷射器。该空气喷流喷射器适合于向内腔中喷射空气喷流。
[0037]该空气喷流喷射器包括位于引燃器表面上的空气喷流出口,其中,该空气喷流出口布置在引燃器表面上,使得空气喷流可沿朝向燃料出口和点火器单元的方向喷射,从而把燃料导向点火器单元。
[0038]空气喷流喷射器的空气喷流出口例如包括喷嘴,该喷嘴把空气喷流导向预定的所需方向。根据本发明,空气喷流由空气喷流出口沿朝向燃料出口和点火器单元的方向喷射。例如,空气喷流喷射器、燃料喷射器和点火器单元可在引燃器表面处依次布置,使得从空气喷流出口喷射的空气喷流被喷向燃料喷射器和点火器单元。因此,空气喷流把由燃料喷射器喷射的燃料导向点火器单元。
[0039]空气喷流喷射器沿具有垂直于引燃器表面的法向的(方向)分量的喷射方向喷射空气喷流。换言之,空气喷流由空气喷流喷射器沿至少部分地平行于引燃器表面并且至少部分地不平行于引燃器表面的法向或不平行于燃烧室的中轴线的方向喷射。该空气喷流例如可为氧气或空气(即,压缩空气)。
[0040]因此,利用本发明的方式,由空气喷流喷射器喷射的空气喷流把由燃料喷射器喷射的燃料喷雾导向位于引燃器表面的点火器单元的点火器头上方,尤其是在点火阶段中。在燃气轮机正常运转时,可根据需要关断空气喷流喷射器和点火器单元。
[0041]通过本发明,特别地,在燃气轮机的起动阶段中,可靠数量的喷射燃料被导向点火器单元的上方。利用由空气喷流喷射器喷射的空气喷流,能够实现这一功能。不需要在燃烧室有活动部分或附加的导流元件。喷射的空气喷流例如可通过单个开关阀来轻松控制。
[0042]根据另一种示例性实施例,燃料喷射器、点火器单元和空气喷流喷射器围绕引燃燃烧器装置的中轴线沿周向布置。引燃燃烧器装置的中轴线可与上述的燃烧室中轴线平行和/或同轴。把燃料喷射器、点火器单元和空气喷流喷射器沿周向布置意味着燃料喷射器、点火器单元和空气喷流喷射器彼此相隔但可包括至引燃燃烧器装置的中轴线的相同或相似半径(距离)。
[0043]通常,燃烧室的内腔中的燃烧流体(例如燃料/空气混合物)的环流是绕中轴线导引的,因此是绕中轴线沿周向环流。因此,若空气喷流喷射器、燃料喷射器和点火器单元沿周向依次布置,则空气喷流至少部分地被导向燃烧室中的燃烧流体流向的周向方向。因此,由于空气喷流和燃烧室内的燃烧流体的流向能够辅助向点火器单元导引燃料,所以燃料能更高效地被导引至点火器单元。
[0044]根据另一种示例性实施例,燃料喷射器包括位于燃料出口的燃料喷嘴,从而能以雾化方式喷射燃料。
[0045]根据本发明的另一种示例性实施例,空气喷流出口形成为以空气喷雾锥的形式喷射空气喷流。该空气喷雾锥例如可包括圆锥形状。因此,通过在空气喷雾锥内喷射空气喷流,可捕获更多的喷射燃料,并把其导向点火器单元。
[0046]根据本发明的另一种示例性实施例,引燃器本体包括第一通道,该第一通道把内腔与引燃燃烧器装置的环境连接起来。燃料喷射器(例如燃料喷杆)插入到第一通道中。引燃器本体还包括第二通道,该第二通道把内腔与引燃燃烧器装置的环境连接起来,其中,空气喷流喷射器插入到第二通道中。
[0047]而且,根据本发明的另一种示例性实施例,在引燃器本体中还可形成一条公共通道。该公共通道把内腔与引燃燃烧器装置的环境连接起来,其中,燃料喷射器和空气喷流喷射器插入到公共通道中,并且在此实施例中可包括单个单元或多个单元。
[0048]根据本发明的另一种示例性实施例,布置有另一个空气喷流喷射器,用于向内腔内喷射另一条空气喷流。所述另一个空气喷流喷射器包括布置在引燃器表面的另一个空气喷流出口,从而可朝向燃料出口和点火器单元喷射另一条空气喷流,以便把燃料导向点火器单元。
[0049]具体而言,所述的另一个空气喷流喷射器与上述的空气喷流喷射器相隔。因此,多个相隔的空气喷流注射器可相对于同一个燃料喷射器出口以不同的方向喷射不同的空气喷流。因此,可实现适当的控制和更精确的燃料流向。
[0050]而且,根据另一种示例性实施例,可形成有多个偏心凹穴,这些凹穴相对于引燃燃烧器装置的中轴线偏心设置。所述的多个凹穴可围绕中轴线沿周向布置。更多相应的燃料喷射器可安装在各个偏心凹穴中。对于每个燃料喷射器,可布置相应的点火器单元。另外,可选地,各个空气喷流喷射器可布置在相应的燃料喷射器附近。
[0051]应说明的是,本发明的实施例是相对于不同的主题来做说明的。具体而言,某些实施例是基于设备类的权利要求说明的,而另一些实施例是基于方法类的权利要求说明的。但是,本领域技术人员从上述的及下文的说明能够理解,除另有所示外,除了属于某类主题的特征的任何组合,与不同主题相关的特征的任何组合(具体而言,设备类权利要求的特征和方法类权利要求的特征之间的组合)也应视为属于本申请的公开范围。
【附图说明】
[0052]通过下述实施例的说明,能够更清晰地了解本发明的上述方面和其它方面。下面将参照具体实施例更详细地解释本发明,但本发明不限于这些实施例。
[0053]图1是本发明的一种示例性实施例的包括凹穴的引燃燃烧器装置的示意图,在该凹穴中安装有燃料喷射器;
[0054]图2是本发明的一种示例性实施例的包括凹穴的引燃燃烧器装置的示意图,在该凹穴中安装有燃料喷射器和点火器单元;
[0055]图3是本发明的一种示例性实施例的包括三条通道的引燃燃烧器装置的示意图;
[0056]图4是本发明的一种示例性实施例的包括公共通道的引燃燃烧器装置的示意图;
[0057]图5是本发明的一种示例性实施例的引燃燃烧器装置的俯视图;
[0058]图6是图5所示的引燃燃烧器装置的透视图;
[0059]图7是本发明的一种示例性实施例的包括具有曲面形侧表面的凹穴的引燃燃烧器装置的透视图;
[0060]图8是本发明的一种示例性实施例的包括具有凹槽形状的凹穴的引燃燃烧器装置的透视图;
[0061 ] 图9示出了一种常规型
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