用于高频电磁启动燃烧过程的设备的制作方法

专利名称：用于高频电磁启动燃烧过程的设备的制作方法
技术领域：
本公开内容主要涉及燃气轮机燃烧器，并且更具体地涉及在燃气轮机燃烧器中的燃烧过程期间中使用高频电磁辐射。
背景技术：
燃气轮机广泛用于动力生成(或发电)的商业运营。典型的燃气轮机包括在前的压缩机、中部周围的一个或多个燃烧器，以及在后的涡轮。压缩机将动能给予工作流体(空气)以使其达到高度受激励的状态。经压缩的工作流体离开压缩机并流至燃烧器。燃烧器使燃料与压缩的工作流体相混合，并使燃料和工作流体的混合物点燃以产生具有较高温度、压力和速度的燃烧气体。燃烧气体流至涡轮，在其中，该燃烧气体膨胀以产生功。燃气轮机正变为日益需要以较高的效率运行，同时产生较少排放物。较高的效率可通过升高燃气轮机燃烧器中的燃料混合物的温度来实现。然而，较高的燃烧温度可导致排放物增加，如增加NOx排放物。因此，经常会在较高效率的燃烧与减少NOx排放物之间权衡。此外，低BTU燃料相比于其它燃料，通常相对便宜。然而，低BTU燃料可能很难燃烧，且还会导致NOx排放物增加。NOx排放物可通过使用较低燃烧温度来降低。较低燃烧温度可通过将贫燃料的空气燃料混合物供送至燃烧器来实现。然而，较低燃烧温度可由于不完全的燃料燃烧而导致过多的一氧化碳(CO)和未燃的碳氢化合物(UHC)的排放物，其中，不完全的燃料燃烧可能起因于较低的燃烧温度。此外，CO和UHC排放物还可起因于燃气轮机以低负载操作，如在下调(turndown)状态期间。温度较低、效率较高的燃烧过程可通过在燃烧过程期间使用高频电磁辐射来实现。例如，美国专利No. 5，370，525公开了燃烧可通过将多个磁控管围绕喷燃器(burner) 定位且将微波引导至燃烧区来加强。在燃烧期间使用电磁辐射可导致产生自由基，该自由基支持CO和其它UHC的后燃(或补充燃烧)，从而导致较少的CO和UHC排放物。此外，电磁辐射通过激发燃料中的碳原子来促进燃料燃烧，从而提高燃烧过程的效率。用于将高频电磁辐射提供给燃烧器的燃烧区的现有系统可能需要对现有燃烧器结构进行复杂的改进。此外，这些系统通常不会同时地从单个来源向燃气轮机的多个不同区域提供电磁辐射。而且，现有系统不可能提供将高频电磁辐射集中应用于燃烧器低温区域上的能力，该燃烧器低温区域例如邻近用于燃烧器的未燃燃料喷嘴或燃烧器的无火焰区域。因此，本领域中将期待一种用于向燃烧器的燃烧区提供高频电磁辐射的设备和系统，其克服以上缺点且容许在降低的温度下有较少N0x、C0和UHC排放物的更为高效的燃烧过程。

发明内容
本发明的方面和优点将在以下说明中部分地阐述，或可根据该说明而清楚，或可通过实施本发明而理解到。本公开内容的一个示例性实施例涉及一种在燃烧过程期间向燃烧器提供电磁辐射的设备。燃烧器包括用于将燃料混合物供送给燃烧器的燃料喷嘴。该设备包括电磁辐射源、联接到电磁辐射源上的第一波导(waveguide)，以及联接到第一波导上的第二波导。第二波导包括定位成用以将电磁辐射传送至燃烧器的低温区域的电磁辐射出口。在燃烧过程期间，该低温区域具有一定的操作温度，在没有电磁辐射的情况下，该操作温度低于维持燃料混合物燃烧的温度。本公开内容的另一示例性实施例涉及一种用于在燃烧过程期间向燃烧器提供电磁辐射的设备。该设备包括电磁辐射源和联接到电磁辐射源上的第一波导。该设备还包括联接到第一波导上的环形歧管波导和联接到该歧管波导上且从该歧管波导延伸的分支波导。分支波导包括定位在燃烧器壁中的开口附近的电磁辐射出口。本公开内容的另一示例性实施例涉及一种用于在燃烧过程期间向燃烧器提供电磁辐射的设备。该设备包括电磁辐射源、联接到电磁辐射源上的第一波导，以及联接到第一波导上的第二波导。第二波导包括安装在燃烧器的燃料喷嘴内的第一管结构。对本公开内容的这些示例性实施例可作出改变和修改。参照以下说明和所附权利要求，本发明的这些及其它特征、方面和优点将会得到更好的理解。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且结合说明一起用于阐述本发明的原理。


在参照附图的以下说明书中，针对本发明的普通技术人员阐明了本发明包括其最佳模式的完整和能够实现的公开内容，在附图中图1绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于向燃烧器提供电磁辐射的设备的剖面透视图；图2绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于向燃烧器提供电磁辐射的设备的截面视图；图3绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于向燃烧器提供电磁辐射的设备中使用的电磁辐射出口的截面视图；图4绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于向燃烧器提供电磁辐射的设备的截面视图；图5绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于向燃烧器提供电磁辐射的设备的截面视图；以及图6绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于向燃烧器提供电磁辐射的设备的截面视图。零件清单100燃烧器110燃烧器壁112燃烧器内部115 开口
120中央燃料喷嘴122外周燃料喷嘴124外周燃料喷嘴126外周燃料喷嘴130 外壳200电磁辐射源210 第一波导220环形歧管波导230分支波导232电磁辐射出口234 钟形口236 塞子238介电材料240电磁能250火焰区252火焰区260 等离子体流带(streamer)262 点310温度曲线320气体击穿强度曲线330电磁能强度曲线340 点500电磁辐射源510 第一波导512 导体515连接件520第一管结构522第二管结构524 间隙525 钟形口530流动箭头532流动箭头610燃烧器615燃烧器内部620燃料喷嘴
具体实施例方式现将详细地参照本发明的实施例，其中的一个或多个实例在附图中示出。各实例均是以解释本发明的方式来提供的，而并不限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中产生各种修改和变型。例如， 示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一实施例来使用，以产生又一个实施例。因此，期望的是，本发明涵盖归入所附权利要求及其等同方案的范围内的这些修改和变型。一般而言，本公开内容涉及一种用于在燃烧过程期间向燃烧器提供电磁辐射的设备和系统。尽管本公开内容将参照用于产生燃烧气体以在燃气轮机中使用的燃烧器进行阐述，但本领域的普通技术人员使用本文所提供的公开内容，应当容易理解到本发明同样适用于任何燃烧过程。本公开内容的实施例用于将高频电磁辐射(如微波辐射或其它适合的高频电磁辐射)提供至燃烧器的内部来加强燃烧过程和减少燃烧过程期间产生的排放物。高频电磁辐射具有足以在由电磁辐射形成的振荡场中产生混乱状态的等离子体流带的频率和功率。 等离子体流带可集中在燃烧器的低温区域，如未燃燃料喷嘴附近的无火焰区。等离子体流带产生支持任何未燃CO或UHC在燃烧器中后燃的电子和紫外线辐射。此外，等离子体流带可通过激发燃烧器中点燃的燃料中的碳原子来促进燃烧过程。通过应用高频电磁辐射来加强燃烧容许在基本负载状态下使用贫燃料的空气燃料混合物或低BTU燃料混合物，它们在没有应用电磁辐射的情况下一般不会燃烧。使用这些贫燃料的空气燃料混合物或低BTU燃料可导致燃烧过程的燃烧温度降低，从而导致NOx 排放物减少。此外，在燃烧过程期间，由燃烧器低温区域中的等离子体流带所产生的原子团 (radical)支持CO和UHC的后燃，导致CO和UHC排放物的减少。此外，本公开内容的实施例可用于支持燃气轮机在低负载状态下的操作期间燃料的高效燃烧。例如，在燃气轮机的下调状态期间，电磁辐射可提供至燃气轮机的燃烧器，以便即使在燃烧器的低温区域也支持高效燃烧和减少CO和UHC排放物。电磁辐射可通过包绕燃烧器的环形歧管波导或通过配备有波导的燃料喷嘴而应用于燃烧器的内部。环形歧管波导和燃料喷嘴波导的实施例可具体地构造成用于将电磁辐射发射至燃烧器内部的低温区域。如本文所用，燃烧器的"低温区域"旨在表示燃烧过程期间在燃烧器中具有一定操作温度的区域，该操作温度低于在没有应用电磁辐射的情况下维持燃料混合物在燃烧器内部燃烧的温度。环形歧管波导和燃料喷嘴波导可在没有对燃烧器进行较大结构修改的情况下予以实施。环形歧管波导和燃料喷嘴波导还可将电磁辐射从单个电磁辐射源同时提供至燃烧器的多个区域。实际上，环形歧管波导和燃料喷嘴波导可构造成用以将电磁辐射同时地传送至燃烧器内部的多个低温区域，如多个未燃燃料喷嘴附近。以此方式，本公开内容的实施例可通过容许燃气轮机在基本负载状态外操作来有效减少CO和UHC排放物、扩大稳定的燃烧器操作范围，以及节省燃料。现参看图1，现在将详细地阐述本公开内容的第一示例性实施例。图1提供了圆柱形燃烧器100的剖面透视图，该圆柱形燃烧器100包括用于向燃烧器100提供电磁辐射的设备。燃烧器100以剖面透视图示出，以便示出燃烧器100的内部112。如图所示，燃烧器100包括燃烧器壁110和燃烧器内部112。燃烧过程在燃烧器内部112内发生。燃烧器100包括多个燃料喷嘴，包括中央燃烧喷嘴120和外周燃料喷嘴 122，124和126。外周燃料喷嘴122，124和126以相对于中央燃料喷嘴120成径向间隔开的关系设置。燃烧器100可包括任意数目的外周燃料喷嘴而并不脱离本公开内容的范围。中央燃料喷嘴120和外周燃料喷嘴122，124和1 用于将空气燃料混合物传送至燃烧器内部112。空气燃料混合物在燃烧器内部112点燃以产生具有较高温度、压力和速度的燃烧气体，这些燃烧气体在燃气轮机中用于产生功。如下文将更为详细描述的那样，电磁辐射提供至燃烧器内部112，以便提高燃烧器内部112中的燃烧过程的效率。电磁辐射源200用来产生用于燃烧器100的高频电磁辐射。电磁辐射源200优选定位成与燃烧器100间隔开，以避免可能由燃烧器100造成的不利的加热效应。在特定的实施例中，电磁辐射源200包括构造成用以产生微波能的磁控管。然而，其它适合的高频电磁辐射源也可使用而并不脱离本公开内容的范围。电磁辐射源的具体类型将基于特定应用和提供给燃烧器100的高频能量信号的类型来确定。例如，电磁辐射源200可构造成用以将脉冲式电磁辐射信号提供给燃烧器100。电磁辐射源200联接到第一波导210上以便将电磁辐射传送至第二波导，如环形歧管波导220。第一波导210可为用于引导由电磁发生器200产生的电磁辐射的任何类型的结构。例如，第一波导210可包括尺寸确定为用以传送电磁波的中空结构，该电磁波通过从中空结构的内壁弹回以横向电(TE)模式或横向磁模式(TM)传播波导的长度。在另一实施例中，第一波导210可具有同轴构造以提供横向电磁(TEM)模式的传播。波导210的尺寸和构造可随设计选择而变化。例如，第一波导210实际上可包括多个相联接的波导。第一波导210联接到环形歧管波导220上。环形歧管波导220可为构造成用以以 TE模式、TM模式或其它适合的传播模式来传送高频电磁辐射的任何适合的波导。例如，环形歧管波导220可为尺寸确定为用以容许电磁辐射的TE模式传播或TM模式传播的中空结构。环形歧管波导220在图1中示为大致具有环形形状，该环形形状包绕燃烧器100的一部分。然而，环形歧管波导220不限于这种环形形状，且可包括其它形状，如矩形形状、多边形形状或能够大致环绕燃烧器100的其它适合的形状。环形歧管波导220不必形成完整的环或完全围绕燃烧器100。实际上，环形歧管波导220可如所期望那样包括局部环形区段或多个局部环形区段。例如，环形歧管波导220 可包括半圆形波导，其围绕燃烧器100圆周的大约10%、大约20%、大约30%、大约40%、 大约50 %、大约60 %、大约70 %、大约80 %、大约90 %、大约100 %或任何其它百分比，而这并未脱离本公开内容的范围。环形歧管波导220大致围绕燃烧器100，以便提供多个位置用于将电磁辐射传输至燃烧器内部112。具体而言，至少一个分支波导230联接到环形歧管波导220上且从该环形歧管波导220延伸。类似于环形歧管波导220，分支波导230可为中空结构，其构造成用以以TE模式、TM模式或任何其它适合的传播模式传送高频电磁辐射。图1中所绘的分支波导230为中空结构，其中，电磁波通过从中空结构内壁弹回而以TE模式或TM模式传播分支波导230的长度。分支波导230将电磁辐射传送至电磁辐射出口 232。电磁辐射出口 232可为槽形天线(或隙缝天线，slot antenna)或其它适合的出口，用于将电磁辐射引导至燃烧器内部 112。图3示出了电磁辐射出口 232的一个示例性实施例。如图3中所示，电磁辐射出口 232大致可包括钟形口 234，以便改善电磁辐射与燃烧器内部112的电感耦合。此外，电磁辐射出口 232可包括插入钟形口 234中的介电材料238的塞子236。介电材料238可提供
7对电磁辐射出口 232、分支波导230和环形歧管波导220组件的内部结构的密封，以防止污染或其它有害影响。回来参看图1，电磁辐射出口 232定位在提供于燃烧器壁110中的开口 115附近。 燃烧器壁Iio中的开口 115定位在外周燃料喷嘴124附近，以便将电磁辐射集中应用于外周燃料喷嘴124附近的燃烧器内部112中的区域。类似于电磁辐射出口 232，开口 115类似地可包括介电材料的塞子或盖子，用以保持燃烧器内部112与外部环境的密封。燃烧器壁110可包括多个开口 115。各开口 115均可定位成邻近外周燃料喷嘴，如邻近外周燃料喷嘴122，124和1 的其中之一。根据本公开内容的特定实施例，多个分支波导230可从环形歧管波导220延伸，使得定位在各分支波导230端部处的电磁辐射出口 232定位在多个开口 115中的各个附近。以此方式，环形歧管波导220可在对燃烧器100结构进行最小修改的情况下将电磁辐射同时地传送至燃烧器内部112的多个区域。参看图2，现在将详细阐述图1中所绘的示例性实施例的操作。如图所示，环形歧管波导220包绕一部分燃烧器100，且包括联接到环形歧管波导220上并从该环形歧管波导220延伸的多个分支波导230。分支波导230设置在限定于燃烧器壁110与燃烧器100 外壳130之间的间隙中。以此方式，分支波导230可在视线方面受到屏蔽和保护而免于受损。各分支波导230均包括定位成用以将电磁辐射传送至外周燃料喷嘴之一附近的燃烧器内部112的电磁辐射出口 232，该外周燃料喷嘴例如为外周燃料喷嘴122和124。具体而言， 各电磁辐射出口 232均定位在限定于燃烧器壁110中的开口 115附近，且各开口 115均定位成邻近外周燃料喷嘴之一。根据本公开内容的实施例，高频电磁辐射从电磁辐射源传送至环形歧管波导220。 电磁辐射围绕环形歧管波导220行进，且分流至分支波导230。电磁辐射然后从电磁辐射出口 232经由燃烧器壁110中的开口 115传送至燃烧器内部112中。环形歧管波导220容许将电磁辐射聚集在燃烧器内部的低温区域中，如未燃燃料喷嘴或燃烧器100的无火焰区附近。例如，在图2中，燃料喷嘴120和122已点燃而分别形成火焰区250和252。燃料喷嘴IM保持未燃，这可导致燃烧器内部112的低温区域，且可导致未燃的CO和UHC。为了解决未燃CO和UHC的问题，高频电磁辐射从环形歧管波导220传送至燃烧器内部112。火焰区252阻挡电磁辐射从电磁辐射出口 232传送至外周燃料喷嘴122附近， 如262处所示。然而，不存在火焰区来阻挡电磁辐射传送至未燃燃料喷嘴124附近。电磁辐射于是通过环形歧管波导220重新分布，且传送至邻近未燃燃料喷嘴124的区域。如下文更为详细阐述的那样，电磁辐射将在未燃燃料喷嘴124附近的区域中形成混乱状态的等离子体流带260。混乱状态的等离子体流带260产生支持未燃CO和UHC在燃烧器内部112 的低温区域中后燃的原子团。参看图4，现在将详细阐述在燃烧器内部112的低温区域中产生混乱状态的等离子体流带沈0。图4提供了一部分燃烧器100的截面视图。高频电磁辐射240从环形歧管波导220、分支波导230和电磁辐射出口 232传送至燃烧器内部112。电磁辐射240经由定位成邻近未燃外周燃料喷嘴的开口 115传送。在燃烧器内部112添加图线，以示出随在燃气轮机中位置的变化而变化的温度曲线310、气体击穿强度曲线320以及感应电磁辐射强度曲线330。温度曲线310示出了燃气轮机内部温度可从其最低的大约^OK变至其峰值的大约1800K。未燃燃料喷嘴附近的区域具有接近大约550K的温度，且可认作是燃烧器内部112的低温区域。如曲线320所示，气体击穿强度随着从低温区域移动至燃烧器内部112的较高温区域而减小。为了支持低温区域中的气体击穿和气体燃烧，必须向低温区域处的燃气轮机内部112提供附加的能量。电磁辐射强度曲线330绘出了燃烧器内部的感应电场强度。在电磁辐射强度超过气体的气体击穿强度的点340处，将会发生电击穿且将形成等离子体流带。在由电磁辐射形成的振荡电磁场中移动的等离子体流带将形成混乱状态的等离子体流带。混乱状态的等离子体流带将导致电子和紫外线放射的产生和原子团的产生，以便支持 CO和UHC在燃烧器内部112的低温区域中后燃。由于气体动力和燃烧过程可能很慢，故图1中的电磁辐射源200可以一定的脉冲范围操作，以便提供来降低用于电磁辐射源200操作的功率需求。例如，在特定实施例中， 从电磁辐射源传送的电磁信号可具有大约IGHz至大约30GHz的载波频率，如大约8GHz至大约12GHz，大约5KHz至大约50KHz的脉冲频率，如大约IOKHz至大约30KHz，以及大约60kW 至大约IOOkW的功率。在该特定实施例中，第一波导210、环形歧管波导220以及分支波导230可包括大约IOmm至大约24mm的矩形管，以便将电磁辐射传送至燃烧器内部112。电磁辐射可经由第一波导210、环形歧管波导220和分支波导230以TE模式或TM模式传播，且提供大约 800kV/m至大约900kV/m的电场强度。图5和图6绘出了根据本公开内容的示例性实施例的用于将电磁辐射传送至燃烧器的设备的变型的截面视图。在该示例性实施例中，燃料喷嘴自身包括用于将电磁辐射传送至燃烧器内部中的波导。如果燃料喷嘴燃烧，则燃烧区将阻挡电磁辐射传送到燃烧器内部中。如果燃料区未燃烧，则电磁辐射将提供至未燃燃料喷嘴附近的燃烧器内部中的区域。 如上文所述，这将支持未燃CO和UHC在未燃燃料喷嘴附近的区域中后燃。尽管该示例性实施例在下文参照一个示例性燃料喷嘴进行了阐述，但本领域的普通技术人员将理解到该设备可如所期望的那样在用于燃烧器的一个或多个燃料喷嘴中予以实施。图5绘出了用于将燃料提供至燃烧器610的燃烧器内部615的示例性燃烧喷嘴 620。如流动箭头530所示，空气燃料混合物从燃料喷嘴620提供至燃烧器内部615。空气燃料混合物在燃烧器内部615中点燃，以产生具有较高温度、压力和速度的燃烧气体。电磁辐射源500用于产生用于燃烧器610的高频电磁能。电磁辐射源500优选定位成与燃烧器610间隔开，以避免不利的加热效应。在特定的实施例中，电磁辐射源500包括构造成用以产生微波能的磁控管。然而，其它适合的高频电磁辐射源也可使用而并未脱离本公开内容的范围。电磁辐射源500的特定类型可基于特定应用和提供给燃烧器610的电磁辐射信号的类型来确定。例如，电磁辐射源500可构造成用以将脉冲电磁辐射信号提供给燃烧器610。第一波导510用于从电磁辐射源500提供电磁辐射。第一波导510可为用于引导从电磁辐射源提供的电磁辐射的任何结构。例如，第一波导510可为矩形中空结构，其尺寸确定为用以传送电磁波，该电磁波通过从中空结构壁弹回而以TE模式或TEM模式传播第一波导510的长度。在另一实施例中，第一波导510可具有同轴构造来容许TEM传播。波导 510的尺寸和构造可随设计选择而变化。例如，第一波导510实际上可包括多个相联接的波导。第一波导510经由导体512联接到安装于燃料喷嘴620内的第二波导上。第二波导可包括安装在燃料喷嘴620内的第一管结构520。导体512用于将电磁辐射从第一波导 510提供至第二波导。例如，在特定的实施例中，导体512可联接到提供于第一波导510的第一波腹点(antinode)和提供在第二波导的第一管结构520中的第二波腹点上。导体512 可经由提供在第一管结构520壁中的开孔提供至第一管结构520。介电盖子515可提供在设置于第一管结构520壁中的开孔处，以便使第一管结构与外部环境密封。第二波导包括安装在燃料喷嘴620内的第一管结构520。第一管结构520可包括用于改善第一管结构520与燃烧器内部615之间的电感耦合的钟形口 525。第二管结构522 定位在第一管结构520内。第二管结构522可构造为中空的，或可为实心件。间隙524限定在第一管结构520与第二管结构522之间。在特定的实施例中，如流动箭头532所示，燃料可经由间隙5M供送至燃烧器内部615。第一管结构520和第二管结构522限定用于将电磁辐射传送至燃烧器内部615的同轴波导。电磁辐射以TEM模式沿限定在第一管结构520与第二管结构522之间的间隙 5M传播。如上文详细描述的那样，电磁辐射产生混乱状态的等离子体流带，该等离子体流带产生自由电子和紫外线辐射。这导致产生支持未燃CO和UHC在燃烧器中后燃的原子团。图6中绘出了该示例性实施例的另一实施方式。在图6中，定位在燃料喷嘴内的单个管结构520用作第二波导。单个管结构520可包括钟形口 525，用以改善与燃烧器内部615的电感耦合。此外，单个管结构520可构造成如流动箭头532所示那样将燃料供送至燃烧器内部615。电磁辐射可通过从管结构520内壁弹回而以TE模式或TM模式沿管结构520传播。以此方式，图6中的单个管结构520可向燃烧器610内部615提供电磁辐射， 如提供至燃烧器内部615的低温区域。本领域的普通技术人员应容易理解的是，在不脱离本公开内容范围的情况下可对示例性实施例作出变型和修改。利用一个实施例描述的特征可与参照另一实施例描述的特征相结合来产生又一不同实施例。例如，本文公开的环形歧管波导实施例可与本文所公开的燃料喷嘴波导实施例相结合，以在燃烧过程期间向燃烧器提供电磁辐射。本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域的技术人员所想到的其它实例。如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言并无不同的结构元件或如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言并无实质差异的同等结构元件，则认为这些其它实例落在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于在燃烧过程期间向燃烧器(100)提供电磁辐射的设备，所述燃烧器(100) 包括用于将燃料混合物供送给所述燃烧器(100)的至少一个燃料喷嘴(120)，所述设备包括电磁辐射源O00)；联接到所述电磁辐射源(200)上的第一波导O10)；以及联接到所述第一波导(210)上的第二波导，所述第二波导包括定位成用以向所述燃烧器(100)的低温区域传送电磁辐射的电磁辐射出口 ；其中，在所述燃烧过程期间，所述低温区域的操作温度低于在没有所述电磁辐射的情况下维持所述燃料混合物燃烧的温度。
2.根据前述权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于，所述燃料混合物为低BTU 燃料混合物。
3.根据前述权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于，所述第二波导包括环形歧管波导O20)；以及从所述环形歧管波导(220)延伸的分支波导030)，所述分支波导(230)包括电磁辐射出口 032)，所述电磁辐射出口(232)定位在提供于所述燃烧器(100)的壁中的开口附近， 所述开口(115)构造成用于使电磁辐射穿透到所述燃烧器(100)中。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设备包括联接到所述环形歧管波导 (220)上的多个分支波导030)，各所述分支波导(230)均包括定位在限定于所述燃烧器 (100)的壁中的开口附近的电磁辐射出口 032)。
5.根据前述权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于，所述第二波导包括安装在所述燃料喷嘴(620)内的第一管结构(520)。
6.根据前述权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于，所述第二波导包括安装在所述第一管结构(520)内的第二管结构(522)，以便在所述第二管结构(522)与所述第一管结构(520)之间限定间隙(5M)，所述间隙(524)作用为用于将电磁辐射传送至所述燃烧器 (610)的同轴波导。
7.根据前述权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于，所述电磁辐射源包括磁控管。
8.根据前述权利要求中任何一项所述的设备，其特征在于，所述电磁辐射源操作成用以向所述第一波导(510)提供脉冲电磁辐射信号。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述脉冲电磁辐射信号具有大约IGHz至大约30GHz的载波频率。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述脉冲电磁辐射信号具有大约5KHz至大约50KHz的脉冲频率。
全文摘要
本发明涉及用于高频电磁启动燃烧过程的设备。具体而言，公开了一种用于在燃烧过程期间向燃烧器(100)提供电磁辐射的设备。电磁辐射源(200)经由第一波导(210)向第二波导传送电磁辐射，该第二波导包括定位成用以将电磁辐射传送至燃烧器(112)内部的电磁辐射出口(232)。电磁辐射传送至燃烧器(100)的低温区域，以便减少一氧化碳(CO)和未燃碳氢化合物(UHC)的排放物。此外，电磁辐射促进燃烧过程，使得贫燃料的空气燃料混合物和低BTU气体可在较低燃烧温度下燃烧，从而导致NOx排放物减少。
文档编号F23D14/46GK102213424SQ20111007692
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者A·K·瓦利夫, D·V·特雷泰亚科夫, S·A·奥斯金, S·A·梅什科夫, V·A·米特罗法诺夫 申请人:通用电气公司