用于渦輪系統(tǒng)的微混合器系統(tǒng)及相關的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于渦輪系統(tǒng)的微混合器系統(tǒng)及相關的方法，具體而言，涉及一種微混合器系統(tǒng)，包括具有第一側壁和第二側壁的殼體。此外，該微混合器系統(tǒng)包括彼此隔開并且設置在該殼體內(nèi)的多個管。每個管都包括分別形成在第一和第二側壁中的入口和出口。該微混合器系統(tǒng)還包括具有形成在該殼體中的第一入口的第一氣室。第一氣室設置在多個管的第一部分周圍并且流體地聯(lián)接到多個管上。微混合器系統(tǒng)還包括具有形成在殼體中并且設置在多個管的第二部分周圍的第二入口的第二氣室。此外，該微混合器系統(tǒng)包括形成在第二側壁中的多個開口，它們包圍多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到第二氣室上。
【專利說明】
用于渦輪系統(tǒng)的微混合器系統(tǒng)及相關的方法
技術領域
[0001]本專利申請總體上涉及渦輪系統(tǒng)，且更特別地涉及用在此類渦輪系統(tǒng)中的微混合器系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]通常，渦輪系統(tǒng)可包括具有一個或更多微混合器的微混合器系統(tǒng)。此類微混合器系統(tǒng)接收燃料和空氣，且然后混合所接收的燃料和空氣以產(chǎn)生預混合燃料。該微混合器系統(tǒng)然后將預混合燃料供應給渦輪系統(tǒng)的燃燒器，以燃燒該預混合燃料。
[0003]典型地，取決于渦輪系統(tǒng)的運行狀態(tài)，由此類微混合器系統(tǒng)提供的預混合燃料具有狹窄的燃料對空氣比例范圍。微混合器系統(tǒng)通常在低火焰溫度狀態(tài)(也稱之為“低負載狀態(tài)”)或者全速和/或無負載狀態(tài)期間提供低的燃料對空氣比例，從而導致噴氣火焰損耗。此夕卜，在前述狀態(tài)下運行的渦輪系統(tǒng)可能產(chǎn)生相當高的排放并且因此可能不會給渦輪提供穩(wěn)定的運行環(huán)境。
[0004]因此，對于用來增強渦輪系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力的改善的微混合器系統(tǒng)存在需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一個示例性實施例，公開了一種微混合器系統(tǒng)。該微混合器系統(tǒng)包括具有第一側壁和第二側壁的殼體。此外，該微混合器系統(tǒng)包括彼此隔開并且設置在該殼體內(nèi)的多個管。每個管都包括形成在第一側壁中的入口和形成在第二側壁中的出口。該微混合器系統(tǒng)還包括具有形成在該殼體中的第一入口的第一氣室。第一氣室設置在多個管的第一部分周圍并且流體地聯(lián)接到多個管上。微混合器系統(tǒng)還包括具有形成在殼體中并且設置在多個管的第二部分周圍的第二入口的第二氣室。此外，該微混合器系統(tǒng)包括形成在第二側壁中的多個開口，它們包圍多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到第二氣室上。
[0006]根據(jù)另一個示例性實施例，公開了一種燃氣渦輪系統(tǒng)。該燃氣渦輪系統(tǒng)包括燃燒器，燃燒器具有襯里、流套筒和微混合器系統(tǒng)。流套筒設置在襯里周圍并且靠近燃燒器的頭端定位。微混合器系統(tǒng)設置成靠近燃燒器的頭端。該微混合器系統(tǒng)包括具有第一側壁和第二側壁的殼體。此外，該微混合器系統(tǒng)包括彼此隔開并且設置在該殼體內(nèi)的多個管。每個管都包括形成在第一側壁中的入口和形成在第二側壁中的出口。該微混合器系統(tǒng)還包括具有形成在該殼體中的第一入口的第一氣室。第一氣室設置在多個管的第一部分周圍并且流體地聯(lián)接到多個管上。微混合器系統(tǒng)還包括具有形成在殼體中并且設置在多個管的第二部分周圍的第二入口的第二氣室。此外，該微混合器系統(tǒng)包括形成在第二側壁中的多個開口，它們包圍多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到第二氣室上。
[0007]根據(jù)又另一個示例性實施例，公開了一種用于增強渦輪系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力的方法。該方法涉及接收進入微混合器系統(tǒng)的多個管的空氣。微混合器系統(tǒng)包括具有第一側壁、第二側壁的殼體，并且多個管彼此隔開且設置在殼體內(nèi)。該方法還涉及接收進入第一氣室的燃料，并將第一燃料從第一氣室供應至多個管。第一氣室設置在多個管的第一部分周圍并且流體地聯(lián)接到多個管上。該方法還涉及在多個管內(nèi)將第一燃料與空氣混合，以生成空氣-燃料混合物。此外，該方法涉及接收進入第二氣室的第二燃料，第二氣室設置在多個管的第二部分周圍，且然后通過形成在第二側壁中的每個管的出口引導空氣-燃料混合物。該方法還涉及通過形成在第二側壁中的多個開口引導第二燃料。多個開口包圍多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到第二氣室上。
[0008]解決方案1:一種微混合器系統(tǒng)，包括:
殼體，其包括第一側壁和第二側壁；
彼此隔開并設置在所述殼體內(nèi)的多個管，其中來自所述多個管的每個管均包括形成在所述第一側壁中的入口和形成在所述第二側壁中的出口 ；
第一氣室，其包括形成在所述殼體中的第一入口，其中所述第一氣室圍繞所述多個管的第一部分設置，并且流體地聯(lián)接至所述多個管；
第二氣室，其包括形成在所述殼體中并且設置在所述多個管的第二部分周圍的第二入口；以及
形成在所述第二側壁中的多個開口，其包圍所述多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。
[0009]解決方案2:如解決方案I所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，來自所述多個管的每個管均包括用于流體地聯(lián)接至所述第一氣室的至少一個孔。
[0010]解決方案3:如解決方案I所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，還包括靠近所述第二側壁并圍繞所述多個管的第二部分的子部分設置的泄流板，以在所述第二側壁和所述泄流板之間限定泄流區(qū)域。
[0011 ]解決方案4:如解決方案3所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，所述泄流板包括用于流體地將所述第二氣室聯(lián)接到所述泄流區(qū)域的多個通孔。
[0012]解決方案5:如解決方案4所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，所述多個開口包括圍繞相應管的相應出口的周邊的環(huán)形間隙。
[0013]解決方案6:如解決方案I所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，還包括形成在所述第二側壁中并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上的多個通道。
[0014]解決方案7:如解決方案6所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，來自所述多個開口的每個開口經(jīng)由來自所述多個通道的對應通道流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。
[0015]解決方案8: 一種燃氣渦輪系統(tǒng)，包括:
包括襯里的燃燒器；
流套筒，其設置在所述襯里周圍并且靠近所述燃燒器的頭端定位;以及靠近所述頭端設置的微混合器系統(tǒng)，其中所述微混合器系統(tǒng)包括:
殼體，其包括第一側壁和第二側壁；
彼此隔開并設置在所述殼體內(nèi)的多個管，其中來自所述多個管的每個管均包括形成在所述第一側壁中的入口和形成在所述第二側壁中的出口，其中所述多個管構造成接收空氣；
包括形成在所述殼體中的第一入口的第一氣室，其中所述第一氣室圍繞所述多個管的第一部分設置，并且流體地聯(lián)接到所述多個管上，其中所述第一氣室構造成接收第一燃料，并且其中所述多個管構造成將空氣與所述第一燃料混合以生成空氣-燃料混合物； 第二氣室，其包括形成在所述殼體中的第二入口并且圍繞所述多個管的第二部分設置，其中所述第二氣室構造成接收第二燃料;以及
形成在所述第二側壁中的多個開口，其包圍所述多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。
[0016]解決方案9:如解決方案8所述的燃氣渦輪系統(tǒng)，其特征在于，還包括靠近所述第二側壁并圍繞所述多個管的第二部分的子部分設置的泄流板，以在所述第二側壁和所述泄流板之間限定泄流區(qū)域。
[0017]解決方案10:如解決方案9所述的燃氣系統(tǒng)，其特征在于，所述泄流板包括用于流體地將所述第二氣室聯(lián)接到所述泄流區(qū)域的多個通孔。
[0018]解決方案11:如解決方案10所述的燃氣渦輪系統(tǒng)，其特征在于，所述多個開口包括圍繞相應管的相應出口的周邊的環(huán)形間隙。
[0019]解決方案12:如解決方案8所述的燃氣渦輪系統(tǒng)，其特征在于，還包括形成在所述第二側壁中并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上的多個通道。
[0020]解決方案13:如解決方案12所述的燃氣渦輪系統(tǒng)，其特征在于，來自所述多個開口的每個開口經(jīng)由來自多個通道的對應通道流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。
[0021]解決方案14:一種方法，包括:
接收進入微混合器系統(tǒng)的多個管的空氣，其中所述微混合器系統(tǒng)包括殼體，所述殼體包括第一側壁和第二側壁，其中所述多個管彼此隔開并且設置在所述殼體內(nèi)；
接收進入第一氣室的第一燃料并從所述第一氣室將所述第一燃料供應到多個管中，其中所述第一氣室圍繞多個管的第一部分設置并且流體地聯(lián)接到所述多個管上；
在所述多個管內(nèi)將所述第一燃料與空氣混合，以生成空氣-燃料混合物；
接收進入圍繞所述多個管的第二部分設置的第二氣室的第二燃料；
從來自所述多個管的每個管的出口引導所述空氣-燃料混合物，其中來自所述多個管的每個管的所述出口形成在所述第二側壁中；以及
引導來自形成在第二側壁中的多個開口的第二燃料，其中所述多個開口包圍所述多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。
[0022]解決方案15:如解決方案14所述的方法，其特征在于，供應所述第一燃料包括將所述第一燃料從所述第一氣室通過形成在每個管中的至少一個孔供應至所述多個管。
[0023]解決方案16:如解決方案14所述的方法，其特征在于，引導所述第二燃料包括: 將所述第二燃料從所述第二氣室供給至多個通道，其中來自所述多個通道的每個通道均形成在所述第二側壁中，并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上；以及
通過所述多個開口從所述多個通道供給所述第二燃料，其中來自所述多個開口的每個開口均流體地聯(lián)接到來自所述多個通道的對應的通道上。
[0024]解決方案17:如解決方案14所述的方法，其特征在于，引導所述第二燃料包括:
從所述第二氣室經(jīng)由形成在泄流板中的多個通孔將所述第二燃料供應到泄流區(qū)域，其中所述泄流區(qū)域限定在所述第二側壁和所述泄流板之間，所述泄流板靠近所述第二側壁并且圍繞所述多個管的第二部分的子部分設置;以及
從所述泄流區(qū)域通過所述多個開口供給所述第二燃料，所述多個開口包括圍繞相應的管的相應出口的周邊的環(huán)形間隙。
[0025]解決方案18:如解決方案14所述的方法，其特征在于，引導所述空氣-燃料混合物和所述第二燃料包括將所述空氣-燃料混合物引入燃氣渦輪系統(tǒng)的燃燒室，并且引導所述第二燃料包括在所述燃燒室中將所述第二燃料引向所述空氣-燃料混合物。
[0026]解決方案19:如解決方案18所述的方法，其特征在于，還包括基于所述燃氣渦輪系統(tǒng)的功率水平和聲學水平要求控制第一燃料和第二燃料的流量。
[0027]解決方案20:如解決方案14所述的方法，其特征在于，還包括在通過開口引導所述第二燃料之前使用所述第二燃料冷卻所述第二側壁的至少一部分。
【附圖說明】
[0028]當參考附圖閱讀以下詳細說明時，本發(fā)明公開的實施例的這些以及其他特征和方面將變得更好地理解，其中貫穿附圖相似的標號代表相似的部件，其中:
圖1是現(xiàn)有技術燃氣渦輪系統(tǒng)的示意性方塊圖；
圖2是圖1的燃氣渦輪系統(tǒng)的一部分的透視圖，圖示了多個微混合器的一部分；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的微混合器系統(tǒng)的透視圖；
圖4是根據(jù)圖3的示例性實施例的微混合器系統(tǒng)的一部分的示意圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例的微混合器系統(tǒng)的示意圖；以及圖6是根據(jù)圖5的示例性實施例的微混合器系統(tǒng)的一部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本文討論的實施例公開了用于渦輪系統(tǒng)的微混合器系統(tǒng)。在一個或更多實施例中，渦輪系統(tǒng)可為燃氣渦輪系統(tǒng)、蒸氣渦輪系統(tǒng)等。此外，如本文公開的實施例中公開的那樣，微混合器系統(tǒng)可應用于任何合適的裝置而不偏離本發(fā)明的范圍。此類微混合器系統(tǒng)設計用于給渦輪系統(tǒng)在低火焰溫度狀態(tài)或全速和/或無負載狀態(tài)期間提供相當高的調(diào)節(jié)能力。在本發(fā)明的某些實施例中，微混合器系統(tǒng)包括殼體，多個管，第一氣室和第二氣室。該殼體還包括第一側壁和第二側壁。多個管彼此隔開并且設置在該殼體內(nèi)。每個管都包括形成在第一側壁中的入口和形成在第二側壁中的出口。第一氣室包括形成在該殼體中的第一入口。第一氣室設置在多個管的第一部分周圍并且流體地聯(lián)接到多個管上。第二氣室包括形成在殼體中并且設置在多個管的第二部分周圍的第二入口。該微混合器系統(tǒng)還包括形成在第二側壁中的多個開口，它們包圍多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到第二氣室上。
[0030]圖1圖示了現(xiàn)有技術燃氣渦輪系統(tǒng)100的方塊圖，其包括壓縮機102，燃燒器104，渦輪106，以及具有多個微混合器108a，108b的微混合器系統(tǒng)108。壓縮機102經(jīng)由至少一個微混合器108a聯(lián)接到燃燒器104上。燃燒器104聯(lián)接到渦輪106上。在一個實施例中，每個微混合器108a，108b都包括多個管(圖1中沒有示出)。每個管都彼此隔開并且設置在殼體內(nèi)(圖1中沒有示出)。微混合器的數(shù)目可根據(jù)應用和設計標準而變化。
[0031]壓縮機102的多個葉片(圖1中未示出)的旋轉增加了通過進氣導葉120接收的空氣122的壓力，從而生成了壓縮空氣126。空氣122可為增壓氧化劑如氧氣、富氧空氣、少氧空氣或者它們的任意組合。壓縮空氣126和第一燃料IlOa被供應給微混合器108a。第二燃料IlOb被直接供應給另一個微混合器108b。第一和第二燃料110a，IlOb可包括液體燃料如汽油或者柴油和/或氣體燃料如天然氣或合成氣。在某些其他實施例中，每個微混合器108a，108b都可構造成接收第一燃料110a，第二燃料IlOb以及壓縮空氣126。這里應該指出的是多個微混合器108a，108b的構造可根據(jù)應用和設計標準而變化。
[0032]在一個實施例中，供應給微混合器108a的第一燃料IlOa可不同于供應給另一個微混合器108b的第二燃料110b。在某些其他實施例中，第一燃料IlOa和第二燃料IlOb可以是相同的。
[0033]壓縮空氣126和第一燃料I 1a在微混合器108a內(nèi)混合以生成空氣-燃料混合物128。燃燒器104從微混合器108a接收空氣燃料混合物128并從另一個微混合器108b接收第二燃料11 Ob?？諝馊剂匣旌衔?28和第二燃料11 Ob在燃燒器104內(nèi)燃燒并生成燃燒氣體124。燃燒氣體124然后被供應給渦輪106。
[0034]渦輪106包括經(jīng)由軸116聯(lián)接到負載114上的多個葉片(圖1中未示出)。當燃燒氣體124流過渦輪106時，多個葉片被旋轉，導致軸116的旋轉。結果，負載114被軸116的旋轉驅動。負載114可為發(fā)電機、飛機的推進器等。膨脹的氣體130由渦輪106生成，然后經(jīng)由排放出口118離開。
[0035]圖2是圖1的燃氣渦輪系統(tǒng)100的一部分132的透視圖，圖示了燃燒器104和微混合器系統(tǒng)108的一部分134。燃燒器104包括聯(lián)接到微混合器108a，108b上的上游頭端136。燃燒器104還包括襯里138以及徑向向外隔開并且包圍襯里138的流套筒140。燃燒器104包括靠近渦輪106設置的下游端142。在圖示的實施例中，燃燒器104的燃燒室由標號144代表。
[0036]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的微混合器系統(tǒng)308的透視圖。微混合器308包括殼體146，多個管148，第一氣室150，第二氣室152以及多個開口 154。
[0037]殼體146包括第一側壁156，第二側壁158以及中間壁160。第一側壁156通過中間壁160聯(lián)接到第二側壁158上。多個管148彼此隔開并且設置在該殼體146內(nèi)。每個管148都包括入口 162和出口 164。入口 162設置在第一側壁156內(nèi)而出口 164設置在第二側壁158內(nèi)。在某些其他實施例中，入口 162和出口 164可分別從第一和第二側壁156，158向外突出。多個開口154在第二側壁158中包圍至少其中一些管148的出口 164設置。每個管148都包括用于流體地聯(lián)接到第一氣室150的至少一個孔166。每個管148都可具有大約從大約0.5厘米到大約2厘米變化的直徑。多個管148以一個或更多束緊密隔開的管的形式平行布置。在某些其他實施例中，多個管148可以以具有螺旋輪廓的螺管的形式布置。
[0038]每個管148都構造成將空氣-燃料混合物128引入燃燒器的燃燒室144(圖2中所示)。具體地，空氣-燃料混合物128被通過出口 164供應且只有第二燃料I 1b被通過多個開口 154供應，至燃燒室。
第一氣室150形成在殼體146內(nèi)并且圍繞多個管148的第一部分168設置。多個管148的第一部分168靠近第一側壁156定位。第一氣室150包括聯(lián)接到第一側壁156上的第一邊界壁170和靠近第二氣室152定位的第二邊界壁172。此外，第一氣室150包括通過一個或更多孔(圖3中未示出)而流體地聯(lián)接到彼此的兩個室150a，150b。具體地，第一室150a靠近第一側壁156設置而第二室150b靠近第二氣室152設置。第一氣室150包括形成在中間壁160中的多個第一入口 174a，174b。第一入口 174a、174b分別流體地聯(lián)接到第一室150a和第二室150b上。
[0039]第二氣室152形成在殼體146內(nèi)并且圍繞多個管148的第二部分176設置。多個管148的第二部分176靠近第二側壁158定位。第二氣室152包括靠近第一氣室150的第二邊界壁172定位的第一邊界壁178以及聯(lián)接到第二側壁158上的第二邊界壁180。尤其是，第一氣室150的第二邊界壁172和第二氣室152的第一邊界壁178彼此由間隙182隔開。第二氣室152包括流體地聯(lián)接到管186上的第二入口 184，管186具有形成在第一側壁156中的開口 188。開口 188設置在第一側壁156的中心處。在某些其他實施例中，第二入口 184可設置在中間壁160上并且直接流體地聯(lián)接到第二氣室152上。
[0040]在微混合器系統(tǒng)308的運行期間，每個管148都通過入口162接收壓縮空氣126。第一氣室150的兩個室150a，150b通過第一入口 174a，174b接收第一燃料110a。第一燃料IlOa從兩個室150a，150b經(jīng)由一個或更多孔166供應到每個管148中。第一燃料I 1a然后在每個管148內(nèi)與壓縮空氣126混合以產(chǎn)生空氣-燃料混合物128。空氣-燃料混合物128然后被引導通過每個管148的出口 164。第二燃料IlOb通過管186被供應到第二氣室152的第二入口 184。第二燃料I 1b然后被供應通過多個開口 154。
[0041]圖4圖示了根據(jù)圖3的示例性實施例的微混合器系統(tǒng)308的一部分190的示意圖。該部分190圖示了微混合器系統(tǒng)308的出口。
[0042]如之前所討論的那樣，在第二側壁158中多個開口 154包圍每個管148的出口 164設置。每個開口 154都從形成在第二側壁158中的多個通道192經(jīng)由對應的通道流體地聯(lián)接至第二氣室152。
[0043]空氣-燃料混合物128被引導通過每個管148的出口164進入燃燒室144。然后在燃燒室144中燃燒空氣-燃料混合物128以生成第一火焰194。第二燃料I 1b被引導通過對應的通道192以及每個開口 154進入燃燒室144。尤其是，第二燃料IlOb被引向燃燒室144中的空氣一燃料混合物128。第二燃料IlOb然后在燃燒室144中燃燒以生成第二火焰196，第二火焰196然后與第一火焰194交叉。
[0044]在某些其他實施例中，燃氣渦輪系統(tǒng)100可包括通訊地聯(lián)接到控制單元(圖4中未示出)的多個傳感器(圖4中未示出)，用于調(diào)節(jié)第一燃料IlOa和第二燃料IlOb的流量。多個傳感器可包括例如聲學傳感器、排放物傳感器和/或速度傳感器。控制單元可包括基于處理器的裝置。多個傳感器可配置成基于感測到的燃氣渦輪系統(tǒng)100的參數(shù)生成多個輸入信號?？刂茊卧膳渲贸苫诙鄠€輸入信號生成用于調(diào)節(jié)一個或更多閥門(圖4中未示出)的一個或更多控制信號，以便分別控制到燃燒室144的第一燃料IlOa和第二燃料IlOb的供給。
[0045]到燃燒室144的空氣-燃料混合物128中的第一燃料Ila和第二燃料Ilb的流量的控制可基于燃氣渦輪系統(tǒng)100的功率水平和聲學水平要求。功率水平要求可與燃氣渦輪系統(tǒng)100的低火焰溫度狀態(tài)以及全速和/或無負載狀態(tài)相關。聲學水平要求受燃氣渦輪系統(tǒng)100的伴隨振動限制。
[0046]可將空氣-燃料混合物128中相當?shù)蛿?shù)量的第一燃料IlOa和相當高數(shù)量的第二燃料IlOb供應到燃燒室144，以便在低火焰溫度狀態(tài)、全速和/或無負載狀態(tài)下以及燃氣渦輪系統(tǒng)100的高振動而運行燃氣渦輪系統(tǒng)100。改變到燃燒室144的空氣-燃料混合物128中的第一燃料IlOa和第二燃料IlOb的供應量增大了燃氣渦輪系統(tǒng)100的調(diào)節(jié)能力，并使得能夠以相當?shù)偷呐欧哦浅７€(wěn)定地燃燒。這里應該指出的是術語“調(diào)節(jié)”意味著從極低溫狀態(tài)到極高溫狀態(tài)維持火焰的能力?？蓪⑾喈敻邤?shù)量的空氣-燃料混合物128和相當?shù)蛿?shù)量的第二燃料IlOb供應給燃燒室144，以便在正常運行條件下運行燃氣渦輪系統(tǒng)100，并生成低NOx排放物。在一個或更多實施例中，空氣-燃料混合物128中的第一燃料I1a的數(shù)量可在大約0%到大約100%的范圍中，而第二燃料I 1b的數(shù)量可在大約20%到大約100%的范圍中。第二燃料IlOb的數(shù)量可基于燃氣渦輪系統(tǒng)100的一個或更多運行狀態(tài)而變化。典型地，第二燃料IlOb用于平衡從燃氣渦輪系統(tǒng)100生成所需數(shù)量的功率(即火焰)所需的總燃料。
[0047]圖5圖示了根據(jù)另一個示例性實施例的微混合器系統(tǒng)408的示意圖。環(huán)形間隙254圍繞來自多個管248的相應的管的出口 264的周邊265形成，而不是如圖3和4的實施例中所示那樣包圍相應的管148的出口 164形成的多個開口 154。
[0048]在圖5的圖示實施例中殼體246包括第一側壁256，第二側壁258以及中間壁260。第一側壁256通過中間壁260聯(lián)接到第二側壁258上。多個管248彼此隔開并且設置在該殼體246內(nèi)。每個管248都包括入口 262和出口 264。入口 262設置在第一側壁256內(nèi)而出口 264設置在第二側壁258內(nèi)。每個管248都包括用于流體地聯(lián)接到第一氣室250的至少一個孔266。入口 262和出口 264分別從第一側壁和第二側壁256，258向外突出。第一氣室250形成在殼體246內(nèi)并且圍繞多個管248的第一部分268設置。第一氣室250包括設置在第一側壁256中的第一入口 274。第二氣室252形成在殼體246內(nèi)并且圍繞多個管248的第二部分276設置。第二氣室252包括設置在中間壁260中的第二入口 284。
[0049]微混合器系統(tǒng)408還包括靠近第二側壁258并圍繞多個管248的第二部分276的子部分302設置的泄流板300。泄流板300限定第二側壁258和泄流板300之間的泄流區(qū)域304。泄流板300包括用于將第二氣室252流體地聯(lián)接至泄流區(qū)域304的多個通孔306。
[0050]和圖3和4的實施例中所示的多個開口154類似，在圖示的實施例中，在第二側壁258中圍繞多個管248的至少其中一些管的出口 264的周邊265形成環(huán)形間隙254。環(huán)形間隙254通過泄流區(qū)域304流體地聯(lián)接到第二氣室252上。
[0051]在微混合器系統(tǒng)408的運行期間，每個管248都通過入口262接收壓縮空氣226且第一氣室250通過第一入口 274接收第一燃料210a。第一燃料210a從第一氣室250經(jīng)由至少一個孔266供應到每個管248中。壓縮空氣226和第一燃料210a在每個管248內(nèi)混合以生成空氣-燃料混合物228。空氣-燃料混合物228然后被引導通過每個管248的出口 264。第二氣室
252經(jīng)由第二入口 284接收第二燃料2 1b。第二燃料210b從第二氣室252經(jīng)由多個通孔306供應到泄流區(qū)域304中。第二燃料210b然后從泄流區(qū)域304經(jīng)由環(huán)形間隙254供應，導致第二側壁258的至少一部分冷卻。
[0052]圖6圖不了根據(jù)圖5的不例性實施例的微混合器系統(tǒng)408的一部分290的不意圖。該部分290圖示了微混合器系統(tǒng)408的出口。
[0053]如先前討論的那樣，空氣-燃料混合物228被引導通過每個管248的出口264進入燃燒室244。在燃燒室244中燃燒空氣-燃料混合物228以生成第一火焰294。第二燃料210b被引導通過每個開口 254(即環(huán)形間隙)進入燃燒室244。尤其是，第二燃料210b被引向燃燒室244中的空氣-燃料混合物228。第二燃料210b然后在燃燒室244中燃燒以生成第二火焰296，第二火焰296然后與第一火焰294交叉。
[0054]被供應給燃燒室244的第二燃料210b以及空氣-燃料混合物228中第一燃料210a的量可基于燃氣渦輪系統(tǒng)100的運行狀態(tài)而調(diào)節(jié)。
[0055]根據(jù)本文討論的一個或更多實施例，示例性的微混合器系統(tǒng)有利于通過改變渦輪系統(tǒng)的全速和/或無負載狀態(tài)期間供應給燃燒室的第二燃料的量而增強渦輪系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。此外，該微混合器系統(tǒng)有利于在燃燒器內(nèi)非常穩(wěn)定的燃燒環(huán)境，從而導致相當?shù)偷呐欧?。微混合器使得能夠在低火焰溫度狀態(tài)期間運行燃燒器而不損耗火焰。
[0056]雖然本文僅示出并描述了實施例的某些特征，但是本領域技術人員將想到許多改型和變化。因此，應該理解的是所附權利要求書旨在覆蓋落入本發(fā)明的精神內(nèi)的全部此類改型和變化。
【主權項】
1.一種微混合器系統(tǒng)，包括: 殼體，其包括第一側壁和第二側壁； 彼此隔開并設置在所述殼體內(nèi)的多個管，其中來自所述多個管的每個管均包括形成在所述第一側壁中的入口和形成在所述第二側壁中的出口 ； 第一氣室，其包括形成在所述殼體中的第一入口，其中所述第一氣室圍繞所述多個管的第一部分設置，并且流體地聯(lián)接至所述多個管； 第二氣室，其包括形成在所述殼體中并且設置在所述多個管的第二部分周圍的第二入口；以及 形成在所述第二側壁中的多個開口，其包圍所述多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。2.如權利要求1所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，來自所述多個管的每個管均包括用于流體地聯(lián)接至所述第一氣室的至少一個孔。3.如權利要求1所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，還包括靠近所述第二側壁并圍繞所述多個管的第二部分的子部分設置的泄流板，以在所述第二側壁和所述泄流板之間限定泄流區(qū)域。4.如權利要求3所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，所述泄流板包括用于流體地將所述第二氣室聯(lián)接到所述泄流區(qū)域的多個通孔。5.如權利要求4所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，所述多個開口包括圍繞相應管的相應出口的周邊的環(huán)形間隙。6.如權利要求1所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，還包括形成在所述第二側壁中并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上的多個通道。7.如權利要求6所述的微混合器系統(tǒng)，其特征在于，來自所述多個開口的每個開口經(jīng)由來自所述多個通道的對應通道流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。8.—種燃氣渦輪系統(tǒng)，包括: 包括襯里的燃燒器； 流套筒，其設置在所述襯里周圍并且靠近所述燃燒器的頭端定位；以及 靠近所述頭端設置的微混合器系統(tǒng)，其中所述微混合器系統(tǒng)包括: 殼體，其包括第一側壁和第二側壁； 彼此隔開并設置在所述殼體內(nèi)的多個管，其中來自所述多個管的每個管均包括形成在所述第一側壁中的入口和形成在所述第二側壁中的出口，其中所述多個管構造成接收空氣； 包括形成在所述殼體中的第一入口的第一氣室，其中所述第一氣室圍繞所述多個管的第一部分設置，并且流體地聯(lián)接到所述多個管上，其中所述第一氣室構造成接收第一燃料，并且其中所述多個管構造成將空氣與所述第一燃料混合以生成空氣-燃料混合物； 第二氣室，其包括形成在所述殼體中的第二入口并且圍繞所述多個管的第二部分設置，其中所述第二氣室構造成接收第二燃料;以及 形成在所述第二側壁中的多個開口，其包圍所述多個管的至少其中一些管的出口，并且流體地聯(lián)接到所述第二氣室上。9.如權利要求8所述的燃氣渦輪系統(tǒng)，其特征在于，還包括靠近所述第二側壁并圍繞所述多個管的第二部分的子部分設置的泄流板，以在所述第二側壁和所述泄流板之間限定泄流區(qū)域。10.如權利要求9所述的燃氣系統(tǒng)，其特征在于，所述泄流板包括用于流體地將所述第二氣室聯(lián)接到所述泄流區(qū)域的多個通孔。
【文檔編號】F23R3/28GK106051823SQ201610198597
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月1日 公開號201610198597.4, CN 106051823 A, CN 106051823A, CN 201610198597, CN-A-106051823, CN106051823 A, CN106051823A, CN201610198597, CN201610198597.4
【發(fā)明人】B.S.M.阿布德埃爾-納比, G.A.博亞德曼, G.A.薩拉扎羅瓦
【申請人】通用電氣公司