?用于燃料喷射喷管的连续冷却系统(包括燃料气体稳压室47和燃料油稳压室46)；?对进行前缘40冲击冷却:冲击冷却孔直径的范围为1.2 mm至1.8 mm，节距比(孔之间的距离与孔直径的比)的范围为3至10 ;
?销状翅片67对中间本体和后缘41进行对流冷却:销状翅片高度的范围为1.5 _至2.5 mm，节距比的范围为3至5(销状翅片之间的距离与销状翅片直径的比)；
?销状翅片67可为圆柱形、锥形、蹄形或泪滴形；
?冷却流最终通过喷嘴44之间的槽口、成环的喷嘴44(起载体空气的作用)和局部泻流冷却部(如果热点需要的话)排出。
[0050]波瓣喷管冷却可得到以下进一步的改进:
?冲击冷却通道高度可沿轴向改变(高度不必是恒定不变的)，尤其是沿下游方向增大，以优化交叉冷却流；
?可在中间本体和冷却通道的后缘41上应用旋涡发生器、直肋、V形或W形肋(图12中的71)，而非销来改进在那里的冷却情形； ?可在中间本体和后缘41上应用轴向方向的肋或流分隔器(图13中的72)来优化冷却流；
?可在一些热点上应用膜冷却孔或泻流冷却孔；
?如图14中显示的那样，冷却空气可作为旁路空气74从空气稳压室48旁通到中间本体，而不传送通过冲击冷却孔66。这帮助优化前缘40和后缘41之间的冷却，以及优化泻流冷却流所需的回流裕度。
[0051]其它可行改进如下:
?如图10中显示的那样，可在各个旋涡发生器28处提供导引肋70a、70b，将空气流导引得更接近旋涡发生器28的前面板69，因为没有这样的导引肋70a、70b，则热气回流裕度(BfM)非常低，所以前面板不能得到有效冷却；
?如图11中显示的那样，从两端对空气稳压室31馈送空气(也参见图9)。因为两个相逆的空气流碰撞可导致不稳定性，所以可在空气稳压室的纵向中部提供流分隔器76来避免这些逆流；
?如图15中显示的那样，在旋涡发生器28和喷嘴27之间提供额外的释放孔73，以破坏燃料气体稳压室30后面的空气流死角，以及提高这个区域的冷却速度，以实现较好的冷却；这些释放孔73还起膜冷却孔的作用。
【主权项】
1.一种燃料喷管(21，32，38，49)，其用于将混合有空气的气态和/或液态燃料喷射到流过燃气涡轮(10)的顺序燃烧器(17)的轴向热气流中，所述燃料喷管(21，32，38，49)包括至少一个指状物(22，39，35，52)，其基本垂直于所述燃气涡轮(10)的所述轴向热气流而沿纵向方向延伸到所述热气流中； 其中，所述至少一个指状物(22，39，35，52)构造成具有流线型横截面轮廓的流线型本体； 其中，所述本体具有基本平行于所述轴向热气流的两个侧向表面，所述两个侧向表面在它们的上游侧处由前缘(23，40，61)连结，并且在它们的下游侧处连结而形成后缘(24，41,62)； 其中，用于喷射混合有空气的气态和/或液态燃料的多个喷嘴(27，36，44，53)沿着所述后缘(24，41，62)分布； 其中，在所述本体的后缘区域中提供用于改进混合品质和减小所述顺序燃烧器(17)中的压力损失的器件(28，37，45，54); 其中，所述本体包括限定所述流线型横截面轮廓的封闭外壁(75)， 其中，在所述外壁(75)内提供沿纵向延伸的空气稳压室(31，48，55)，以将空气分布式地引入到所述至少一个指状物(22，39，35，52)中，所述空气稳压室(31，48，55)与所述外壁(75)相隔一距离，从而限定第一空隙；以及 其中，所述空气稳压室(31，48，55)设有多个分布式冲击冷却孔(66)，使得通过所述冲击冷却孔￠6)离开的空气冲击在所述本体的前缘区域的内侧上； 其特征在于， 所述冲击冷却孔(66)各自具有介于1.2 mm和1.8 mm之间的孔直径；以及所述冲击冷却孔￠6)以介于3和10之间的节距比布置在所述空气稳压室(31，48，55)处，所述节距比即为所述孔之间的距离和所述孔直径的比。2.根据权利要求1所述的燃料喷管，其特征在于， 在所述外壁(75)内提供沿纵向延伸的气体稳压室(30，47，56)，以将气态燃料分布式地引入到所述至少一个指状物(22，39，35，52)中， 所述气体稳压室(30，47，56)布置在所述前缘(23，40，61)和所述后缘(24，41，62)之间的中部，与所述外壁(75)相隔一距离，从而限定第二空隙，以将空气从所述空气稳压室(31，48，55)输送到所述前缘(23，40，61)。3.根据权利要求2所述的燃料喷管，其特征在于， 多个分布式销状翅片(67)在所述气体稳压室(30，47，56)的区域中布置在所述流线型本体的所述外壁(75)的内侧上，以用通过所述气体稳压室(30，47，56)和所述外壁(75)之间的所述第二空隙从所述空气稳压室(31，48，55)流到所述后缘区域的空气，对所述外壁(75)进行对流冷却；以及 所述销状翅片(67)具有垂直于所述外壁(75)的高度，所述高度介于1.5 mm和2.5 mm之间，以及 所述销状翅片(67)具有介于3和5之间的节距比。4.根据权利要求3所述的燃料喷管，其特征在于，所述销状翅片￠7)为圆柱形或锥形或蹄形，或者具有泪滴形销的形式。5.根据权利要求3所述的燃料喷管，其特征在于，在所述外壁(75)中在所述后缘区域处提供多个分布式泻流冷却孔(68)，在所述第二空隙中对所述外壁(75)进行对流冷却之后，来自所述空气稳压室(31，48，55)的空气通过所述多个分布式泻流冷却孔(68)离开所述流线型本体。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃料喷管，其特征在于，所述用于改进混合品质和减小所述顺序燃烧器(17)中的压力损失的器件(28，37，45，54)包括多个旋涡发生器(28，37)，其在所述流线型本体上布置在所述后缘区域处的两侧上。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃料喷管，其特征在于，所述用于改进混合品质和减小所述顺序燃烧器(17)中的压力损失的器件(28，37，45，54)包括在所述流线型本体的后缘(41)处布置在所述喷嘴(44，53)之间的波瓣(45，54)。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的燃料喷管，其特征在于，所述燃料喷管(21，38)构造成用于矩形喷燃器。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的燃料喷管，其特征在于，所述燃料喷管(32，49)构造成用于中心本体喷燃器。10.根据权利要求1所述的燃料喷管，其特征在于，所述空气稳压室(31，48，55)和所述外壁(75)之间的第一空隙的垂直于所述外壁(75)的高度从所述流线型本体的所述前缘(23,40,61)朝所述后缘(24，41，62)增大，以便降低横向流速度和提高下游的冲击冷却效率。11.根据权利要求6所述的燃料喷管，其特征在于， 所述旋涡发生器(28，37)中的各个包括前面板(69)，并且在所述旋涡发生器(28，37)处提供导引肋(70a，70b)，以便将空气流导引得更接近所述前面板(69)。12.根据权利要求1所述的燃料喷管，其特征在于， 空气从所述空气稳压室(31，48，55)的两侧馈送到所述空气稳压室(31，48，55)，以及 在所述空气稳压室(31，48，55)的纵向中部提供流分隔器(76)，以使来自两侧的所述空气流分开，以便避免不稳定性。13.根据权利要求2所述的燃料喷管，其特征在于，在所述气体稳压室(30，47，56)和所述外壁(75)之间的所述第二空隙处提供肋(71，72)，以改进这个区域中的对流冷却。14.根据权利要求2所述的燃料喷管，其特征在于，在所述空气稳压室(31，48，55)处提供旁路，通过所述旁路，旁路空气(74)独立于所述冲击冷却孔(66)，从所述空气稳压室(31，48，55)流到所述第二空隙中。15.根据权利要求2所述的燃料喷管，其特征在于，在所述外壁(75)中在所述气体稳压室(30，47，56)的下游端处提供释放孔(73)，以破坏所述气体稳压室(30，47，56)后面的空气流死角。16.根据权利要求6所述的燃料喷管，其特征在于，所述旋涡发生器(28，37)由陶瓷制成。
【专利摘要】本发明涉及用于具有顺序燃烧的燃气涡轮的燃料喷管冷却。本发明涉及燃料喷管，其用于将混合有空气的气态和/或液态燃料喷射到流过燃气涡轮的顺序燃烧器的轴向热气流中，所述燃料喷管包括至少一个指状物，其基本垂直于所述燃气涡轮的所述轴向热气流而沿纵向方向延伸到所述热气流中；所述至少一个指状物构造成具有流线型横截面轮廓的流线型本体；所述本体具有基本平行于所述轴向热气流的两个侧向表面，两个侧向表面在它们的上游侧处由前缘连结，并且在它们的下游侧处连结而形成后缘；用于喷射混合有空气的气态和/或液态燃料的多个喷嘴沿着所述后缘分布；在所述本体的后缘区域中提供用于改进混合品质和减小所述顺序燃烧器中的压力损失的器件。
【IPC分类】F23R3/38
【公开号】CN105627367
【申请号】CN201510804652
【发明人】高仙峰, U.本兹, A.特尤尔, M.德辛格
【申请人】通用电器技术有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月20日
【公告号】CN105627368A, EP3023696A1, EP3023697A1, US20160146466, US20160146468