CN115076726A - 燃料混合器 - Google Patents

Abstract

一种混合器，用于为发动机的燃烧器提供燃料‑空气混合器。混合器可以包括进入混合器的内部通道的燃料流和空气流。空气流可以由三个独立的空气流组成。第一空气流可以平行于混合器的中心轴线，用于将燃料拉入内部通道。第二空气流可以相对于混合器的中心轴线倾斜并且第三空气流可以与混合器本体相切。第二空气流和第三空气流可以将燃料流推向内部通道并远离边界层流。

Description

燃料混合器

技术领域

本公开涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃料混合器。特别地，本公开涉及一种被构造 为混合氢燃料的燃料混合器。

背景技术

用于以天然气为动力的涡轮发动机的当前混合器将燃料与空气混合以产生燃料-空气 混合物以提供给发动机的燃烧器。传统的混合器混合入口空气和入口燃料以产生燃料-空气 混合物。入口空气可以被引入燃烧器而不产生旋流。

发明内容

根据一个实施例，一种混合器被构造为向发动机的燃烧器提供燃料-空气混合物，混合 器包括：混合器本体，混合器本体具有内部通道，内部通道具有中心轴线；燃料流，燃料 流平行于中心轴线；第一空气流，第一空气流平行于中心轴线和燃料流；第二空气流，第二空气流相对于第一空气流和燃料流倾斜；和第三空气流，第三空气流与混合器本体相切，其中，第一空气流被构造为沿着中心轴线拉动燃料流通过内部通道，其中，第二空气流被构造为前向旋流射流，以防止混合器本体内的锥形表面上的低速流动，并且其中，第三空气流被构造为防止燃料流接近混合器本体的内壁。

根据一个实施例，一种混合器被构造为向发动机的燃烧器提供燃料-空气混合物，混合 器包括：混合器本体，混合器本体具有外表面、内部通道和中心轴线；燃料入口，燃料入 口平行于中心轴线定位，燃料入口被构造为将燃料流引入混合器本体的内部通道；中心空 气喷口(air jet)，中心空气喷口平行于中心轴线定位；第一组开口，第一组开口相对于中 心轴线倾斜；和第二组开口，第二组开口具有与混合器本体相切的入口表面，其中，中心空气喷口、第一组开口和第二组开口各自被构造为将空气流引入到混合器本体的内部通道， 其中，第一组开口和第二组开口被构造为防止燃料流接近混合器本体的内表面附近的边界 层流，并且其中，燃料流包括0％至100％的范围内的H2燃料。

根据一个实施例，一种混合器阵列，包括一个或多个根据本文公开的任何实施例的混 合器。

本公开的附加特征、优点和实施例通过考虑以下详细描述、附图和权利要求而被阐述 或显而易见。此外，应当理解，本公开的上述概述和以下详细描述都是示例性的并且旨在 提供进一步的解释，而不限制所要求保护的本公开的范围。

附图说明

从以下更具体地对各种示例性实施例的描述中，前述和其他特征和优点将变得明显， 如附图中所示，其中相似的附图标记通常表示相同、功能相似和/或结构相似的元件。

图1示出了根据本公开的实施例的传统混合器的示意性截面图。

图2示出了根据本公开的实施例的混合器阵列的示意性透视图。

图3A示出了根据本公开的实施例的混合器的示意性透视图。

图3B示出了根据本公开的实施例的图3A的混合器沿图3A中的剖面线A-A截取的示意图。

图3C示出了根据本公开的实施例的图3A的混合器沿图3A中的剖面线B-B截取的示意图。

图3D示出了根据本公开的实施例的图3A的混合器沿图3A中的剖面线C-C截取的示意图。

图4示出了根据本公开的实施例的混合器的示意性透视图。

图5示出了根据本公开的实施例的沿着类似于图3A中的B-B的剖面线截取的混合器 的示意性截面图。

图6示出了根据本公开的实施例的沿类似于图3A中的C-C的剖面线截取的混合器的 示意性截面图。

具体实施方式

下面详细讨论混合器的各种实施例。尽管讨论了特定实施例，但这仅是为了说明的目 的。相关领域的技术人员将认识到，在不背离本公开的精神和范围的情况下可以使用其他 部件和构造。

当前的混合器在混合器部件的壁上存在低速穴(pocket)和低速穴中的燃料-空气混合 物，这可能在混合器内产生回火/火焰保持，并且可能导致可能损坏混合器和/或燃烧器的 结构的高温。因此，传统的混合器不太适合氢和氢燃料的混合物，因为混合器部件上的火 焰保持和高温风险增加。需要一种可以以任何百分比混合氢燃料和空气以安全地呈现给发 动机的燃烧器的混合器。

本公开的混合器可以允许燃料从中央(例如，沿着纵向延伸通过混合器中的中心点的 中心轴线)或相对于混合器管中心线的径向偏移距离注入。混合器可包括可注入混合器管 的三个空气流。可以沿着平行于燃料流的通道注入中心空气流。第一空气流可通过后方的 D形前向旋流喷射孔注入。可以通过更靠近混合器外直径的切向圆形或成形空气喷口引入 第二空气流。第一空气流可以在混合器管内的锥形表面上产生高速。第二空气流可以产生 高近壁速度并且可以避免燃料接近壁和边界层流。混合器管可以产生期望的燃料/空气分布， 该分布可以减少火焰保持，减少NOx和CO排放，并允许氢(H2)燃料的不同混合物的燃烧。

本公开的混合器避免低速穴并且提供燃料和空气的均匀混合。与现有技术的混合器相 比，混合器可以布置成使得混合物在混合器内的预混合长度和停留时间更短。本公开的混 合器可以提供增强的混合，同时保持燃料以及因此燃料-空气混合物远离壁和边界层。本公 开的混合器可允许燃烧任何百分比的H2燃料，包括高百分比或100％的H2燃料。

参考图1，示出了传统混合器10的截面图。混合器10可包括外轮叶12和内轮叶14。外轮叶12可包括一个或多个开口16。燃料可以通过一个或多个开口16注入或引入。内轮 叶14可以包括开口18。可通过开口18注入或引入旋流空气流。来自内轮叶14的旋流空 气流可以在中心体20的外表面上分离。如图所示，混合器10的通路的横截面可以是环形 的。混合器10的布置不适用于氢(H2)燃料，因为该布置导致中心体20的外表面上的再 循环区域，其可能增加与H2燃料相关联的火焰保持风险。混合器10的长度可以使得燃料 -空气混合物在混合器10内的停留时间可能导致高的火焰保持风险。混合器10可导致靠近 轮叶的低速区。诸如混合器10的布置可以允许在燃料中混合较少体积的H2燃料。

参考图2，示出了混合器阵列100的示意性透视图。混合器阵列100可以包括一个或多个混合器102。混合器阵列100可以被划分为一个或多个区。例如，在图2中，混合器 阵列100可以划分为多个区：即A区、B区和C区等。A区、B区和C区中设置的一个或 多个混合器102可以都是相同的结构，也可以都是不同的结构，或者可以包括一些相同结 构的混合器和一些不同结构的混合器。混合器阵列100可以位于联接到燃烧器衬里106的 支撑件104上。

参考图3A-3D，示出了混合器200的示意图。参考图3A，示出了混合器200的部分 透视图。混合器200可以包括第一组开口202。每个开口202可以是D形的。也就是说， 开口202可以具有大致弯曲的表面202a和大致平坦的表面202b，使得开口202在平面图 中表现为“D”。平坦表面202b可以在开口202的上游，以使流沿着混合器200的外表面 被捕获或引导并进入开口202。开口202的整个横截面可以呈现D形。D形开口202可以 将空气引入前向旋流射流中，这可以防止锥形表面216(图3D)上的低速流动。可以设想 其他形状的开口202，只要该形状允许将空气引入前向旋流射流中以防止锥形表面上的低 速流动。第一组开口202可以将第一空气流A(如图3D所示)引入混合器200中。

继续参考图3A，混合器200可以包括第二组开口204。开口204可以延伸穿过混合器200的本体210。每个开口204可以是切向开口。也就是说，开口204可以具有与混合器 本体相切的表面205(图3D)。开口204的横截面可以是圆形的或其可以是其他形状的空 气喷口。简要地参考图3D，与开口202(其可以将空气引入更靠近内部通道220的中心) 相比，开口204可以将空气引入更靠近混合器200的内部通道220的壁214。第二组开口 204可引入空气以产生可避免燃料流接近内壁214的高近壁速度。也就是说，通过开口204 的空气流可以沿着内壁214形成空气边界层。通过开口202的空气流可以是高速空气流。 第一组开口202可以将第一空气流A引入并且第二组开口204可以将第二空气流B引入到 混合器200中。

参考图3B和3C，示出了图3A中的混合器200的截面图。特别地，图3B示出了沿着 图3A的剖面线A-A截取的第一组开口202的视图，并且图3C示出了沿着图3A的剖面线 B-B截取的第二组开口204的视图。如图所示，有六个开口202围绕混合器200的圆周放 置，六个开口204围绕混合器200的圆周放置。基于期望的流动特性和燃料-空气混合，可 以提供更多或更少的开口202、204。在图3B和3C中还可见一个或多个燃料入口206。燃 料入口206可围绕中心空气喷口208周向定位。取决于混合器200的位置和应用，燃料入 口206可以偏离中心轴线201(图3D)。如所提到的，第一空气流A可以流过开口202 并且第二空气流B可以流过开口204。

参考图3D，示出了混合器200的截面图。混合器200可以包括具有外表面212和内壁214的混合器本体210。第一组开口202和第二组开口204可以从外表面212穿过本体210 延伸到内壁214。本体210可以包括锥形表面216。如所提到的，本体210可以包括一个 或多个燃料入口206，该一个或多个燃料入口206具有用于将燃料流C输送到混合器200 的内部通道220的燃料通道218。本体210可包括中心空气喷口208，其具有用于将中心 空气流D输送到内部通道220的通道222。空气流D可以将燃料拉动通过混合器200的通 道222。空气流A可撞击锥形表面216以将燃料推向核心(core)(例如，朝向中心轴线201)。由于空气流相对于通道222的倾斜，空气流A和B可以引入旋流。空气流A和B 的倾斜有意将旋流引入混合器。

继续参考图3D，可以以一定角度引入流A和B，使得流A和B将燃料流C推入通道 220并远离内壁214。这可以允许燃料和空气的混合物远离边界层。流A通过撞击锥形表 面216以将燃料推向核心来实现这一点。流B通过停留在内壁214附近和/或粘附到内壁 214以在边界层中产生高速以防止燃料流迁移到内壁214来实现这一点。开口202、204、 206和208的位置、尺寸和角度可基于混合器200的出口224处的所需燃料/空气分布和所 需流动来选择。

参考图4，示出了混合器300的局部透视图。混合器300可以是图1的混合器阵列100中提供的混合器102。混合器300可以包括第一组开口302。第一组开口302可以与开口 202相同并且可以以相同的方式将流引入混合器300的内部。混合器300可以包括第二组 开口304。开口304可以与开口204相同并且可以以相同的方式将流引入混合器300的内 部。

继续参考图4，混合器300可以包括一个或多个开口326。开口326可以以与开口302相同的方式延伸通过混合器300的本体。每个开口326的直径可以大于单个开口304的直径。通过呈现直径小于开口326的开口304，可以发生空气的周向分级(staging)。也就 是说，可以围绕混合器300的圆周图案化具有更高速度和更低速度以及具有其他不同流动 特性的流动。这可以允许在混合器出口(例如，图3D中的224)处的不同的燃料分配。这 可能会导致热量释放的变化并有助于促进所需的流动动力学。尽管显示为单个开口326， 但多个开口326可以与开口304以交替的图案呈现。在一些示例中，开口326和304可以 围绕混合器300的圆周以任何图案呈现(例如，两个开口326，一个开口304，重复，或 反之亦然，等等)。可以基于混合器300的出口处的期望流动呈现开口304、326的任何 图案。

参考图5，示出了混合器400的截面图。混合器400可以是图1的混合器阵列100中提供的混合器102。混合器400可以与混合器200相同或相似。例如，混合器400可以包 括第一组开口402。第一组开口402可以与开口202相同并且可以以相同的方式将流引入 混合器400的内部。混合器400可以包括第二组开口404。开口404可以与开口204相同 并且可以以相同的方式将流引入混合器400的内部。混合器400可包括一个或多个燃料入 口406。燃料入口406可以与燃料入口206相同并且可以以相同的方式将燃料流引入混合 器400的内部。混合器400可以包括可以与中心空气喷口208相同的中心空气开口408。

继续参考图5，中心空气开口408可以包括静止轮叶428。静止轮叶428可包括一个或多个轮叶构件430。静止轮叶428可以作为中心轴向旋流器操作。静止轮叶428因此可 以以旋流方式引入空气流D(图3D)(由于空气流过静止轮叶428的轮叶构件430)。静 止轮叶428可将低旋流引入空气流D以改善燃料/空气混合物的径向扩散。

参考图6，示出了混合器500的截面图。混合器500可以是图1的混合器阵列100中提供的混合器102。混合器500可以包括第一组开口502。第一组开口502可以与开口202 相同并且可以以相同的方式将流A引入混合器500的内部。混合器500可以包括第二组开 口504。开口504可以与开口204相同并且可以以相同的方式将流B引入混合器500的内 部。

继续参考图6，燃料入口506可以是中心燃料入口506(与径向放置的燃料入口206相比)。燃料入口506可沿混合器500的中心轴线501引入燃料流C。中心空气喷口508 可以径向地围绕中心燃料入口506并且平行于中心燃料入口506定位。因此，可以平行于 燃料流C引入空气流。图6中的燃料从中心注入或以相对于混合器中心轴线501的径向偏 移距离注入。不同的管(例如，阵列100中的不同混合器可以具有不同的偏移方向，以在 混合器阵列的出口处产生热释放的变化。燃料入口506可以是单个孔口或多个孔口。

本文所述的混合器(例如，混合器200、300、400和500)可以是图1的混合器阵列100中提供的混合器102。如所提及的，图1的混合器阵列100中的一些或所有混合器102 可以是本文描述的任何混合器。例如，A区可以包括第一混合器类型(例如，混合器200、 300、400和500中的任何)，B区可以包括第二混合器类型并且C区可以包括第三混合器 类型。第一混合器类型、第二混合器类型和第三混合器类型中的每一个可以相同或不同。 在一些示例中，A区可以与B区相同而与C区不同。在一些示例中，A区可能不同于B 区和C区。在一些示例中，单个区内的混合器可能不同。在一些示例中，区A可以在混合 器区本身内具有不同的混合器类型。也就是说，例如，A区可以包括混合器200和混合器 300。混合器的任何组合都可以出现在阵列中。应当理解，阵列100中的特定混合器102 的特定混合器类型可以基于在该位置所期望的期望操作和流动特性来选择。因此，可以单 独选择每个单独的混合器102。这可能导致所有混合器102不同，所有混合器102相同， 或混合器的任何组合呈现在阵列100中。每个区中呈现的混合器可以被独立和单独地选择 和控制。

本文所述的混合器可包括用于将空气引入中心通道的第三组开口。可以设想三组或更 多组开口。第三组开口可定位成在轴向上更远离燃料入口。第三组开口可以包括单独的通 道和开口。第三组开口可以包括从第二组开口的通道分支并延伸到第三出口的通道。

在混合器中，开口的组数可以基于要混合到燃料中的空气流的期望量。开口的组数、 组内开口的数量、开口的大小、开口的位置、开口的倾斜或它们的任何组合可以取决于系 统可用的空气量是多少以及混合器输出处所需的燃料-空气混合物是什么。

如本文所述，本公开的混合器可以降低回火/火焰保持风险。在传统的混合器中，中心 体上存在再循环区，由于低速区，高H2燃料可能会在再循环区被截留，从而导致火焰保 持。与图3-6中描述的混合器相比，图2的常规混合器还具有更长的混合器长度，这可能导致燃料在混合器内的停留时间更长，从而导致火焰保持风险更高。这种传统的混合器可能导致较低的H2燃料混合能力。传统的混合器可以包括可以促进火焰保持的低速燃料穴。

空气的高速中心射流可产生将燃料朝向中心驱动的低压。由于本公开的混合器呈现的 旋流和流动动力学，火焰被稳定。很少燃料或没有燃料靠近混合器壁。本公开的混合器产 生紧凑的火焰结构和低且均匀的下游温度。本公开的混合器因此允许在混合器中没有低速 区域，而是在外混合器壁附近提供更高的速度以防止燃料接近边界层。燃料可以分布在中 心，远离混合器外直径。本公开的混合器可具有较短的混合长度(与现有技术的混合器相 比)，从而导致更短的停留时间。

氢燃料百分比可以从燃料混合物的0％到100％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比 可以从燃料混合物的10％到100％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合 物的20％到100％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的30％到100％ 之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的40％到100％之间的体积百分 比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的50％到100％之间的体积百分比变化。氢燃料 百分比可以从燃料混合物的60％到100％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃 料混合物的70％到100％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的80％ 到100％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的90％到100％之间的体 积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的55％到95％之间的体积百分比变化。氢 燃料百分比可以从燃料混合物的60％到90％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从 燃料混合物的65％到85％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的70％ 到80％之间的体积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的85％到100％之间的体 积百分比变化。氢燃料百分比可以从燃料混合物的95％到100％之间的体积百分比变化。 氢燃料百分比可以从燃料混合物的约55％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或 100％的体积百分比变化。本公开的混合器可以允许在发动机中燃烧100％的氢燃料。

增强的混合(与现有技术的混合相比)，例如由本文公开的混合器提供的，可以降低 NOx排放。本公开的混合器使燃料流远离混合器的内壁，即远离边界层空气流。通过保持燃料流远离内壁，降低了回火/火焰保持风险，不同级的空气有助于在混合器通道内实现均匀的燃料-空气混合，有助于保持低NOx排放。

关于本公开的混合器，特别值得注意的是以下能力：1)在混合器的中心附近注入燃 料并且在混合器的内壁附近没有或几乎没有燃料；2)以高速度和动量引入空气以保持燃 料朝向混合器的中心；3)在内壁附近提供旋流空气射流，以防止燃料接近混合器的内壁。 具有上述原理的混合器可以实现更低的排放和更低的回火/火焰保持风险，从而可以燃烧更 高含量的氢燃料。

本公开的混合器可以通过实现H2燃料的不同混合物的燃烧来减少或消除碳排放。燃 料中H2的百分比可以从0％到100％的H2以及其间的任何增量值变化。可以混合H2燃料的百分比以实现更低的NOx和CO排放。H2燃料的百分比可以基于管辖或系统的排放要 求和/或基于发动机的期望性能来选择或预定。H2燃料的燃烧可确保降低NOx排放。本公 开的混合器可以提供空气和燃料混合物的分布，其消除具有高H2燃料混合物的纯预混合 燃烧器/混合器设计的自燃、回火、火焰保持风险。

本公开的混合器可以包括中心高速轴向空气射流。中心射流可在混合器管的中心产生 低压。该中心低压可以允许H2燃料的混合物保持在混合器管的中心并远离预混合器外壁。 这可以避免混合器管内的火焰保持风险。中心空气射流可具有低旋流以改善燃料-空气混合 物的径向扩散。

H2燃料或其混合物可以从锥形表面以一定角度(例如，相对于中心混合器轴线的0度至90度的任何增量)注入。由于管的排列，本公开的混合器可以获得更小的紧凑火焰。 本公开的系统可以与燃料混合物一起使用，即可以通过不同的混合器注入多种燃料。例如，区A和C(图2)中的一个或多个混合器管可以具有H2燃料，而区B可以具有天然气燃 料。这可以实现更低的NOx和CO排放。燃料可以从中心注入或以相对于混合器中心线的 径向偏移距离注入。阵列中的不同管可以具有不同的偏移方向，以改变混合器阵列出口处 的热释放。可以提供一个或多个燃料孔口。

可以在锥形表面上引入旋流或非旋流的主空气流，从而在锥形尖端上产生高速流。以 这个角度引入的空气可以将燃料保持在混合器的中心线上。主气流可以包括可以相对于中 心混合器轴线具有角度的后旋流孔。这可以使流更接近混合器的外壁而流线化。

本公开的混合器可以包括第二组轮叶，其可以沿与上述空气相同的方向(例如，共旋) 或相反的方向引入次级、低旋流空气。这可能会在更靠近混合物的外壁处产生一片高速空 气，这可能会阻止燃料接近外壁边界层。中心非旋流射流与来自锥形表面和外混合器壁的 共旋流的组合可以产生独特的流动结构，其在混合器的核心中保持高速和更高的燃料浓度， 这可能会降低火焰保持并产生更少的排放。

因此，本公开提出了一种混合器，其允许空气的周向分级(通过使一些空气入口孔小 于剩余的空气入口孔)。这可以允许在混合器出口处实现特定的燃料分配模式，这可能会 产生热释放的变化并有助于动力学。混合的冲击旋流空气(例如，主气流和次级气流)和强核心射流(例如，燃料流)之间的剪切可以在混合器的出口处产生所需的燃料：空气比。由于流动结构引起的旋流，燃料-空气混合物的进一步混合可以在混合器出口之后在火焰前 表面之前进行。本公开的混合器提供了一系列紧凑的旋流火焰。

本公开的混合器在航改发动机、其他燃气涡轮发动机以及燃气涡轮应用之外的应用中 具有应用。本公开的混合器可以允许在发动机(例如，DLE发动机)中燃烧100％的氢燃料。燃烧高达100％的氢燃料能力可以实现零碳足迹，这可以与可再生能源合并，同时需 要很少或不需要水来实现更低的NOx排放。

本公开的进一步方面由以下条项的主题提供。

1.一种混合器，所述混合器被构造为向发动机的燃烧器提供燃料-空气混合物，所述混 合器包括：混合器本体，所述混合器本体具有内部通道，所述内部通道具有中心轴线；燃 料流，所述燃料流平行于所述中心轴线；第一空气流，所述第一空气流平行于所述中心轴 线和所述燃料流；第二空气流，所述第二空气流相对于所述第一空气流和所述燃料流倾斜； 和第三空气流，所述第三空气流与所述混合器本体相切，其中，所述第一空气流被构造为 沿着所述中心轴线拉动所述燃料流通过所述内部通道，其中，所述第二空气流被构造为前 向旋流射流，以防止所述混合器本体内的锥形表面上的低速流动，并且其中，所述第三空 气流被构造为防止所述燃料流接近所述混合器本体的内壁。

2.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料流、所述第一空气流、所述第二 空气流和所述第三空气流在进入所述混合器本体的所述内部通道之前是独立的流。

3.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料流或所述第一空气流与所述混合 器的所述中心轴线重合。

4.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述第一空气流被构造为将所述燃料流拉 入所述混合器的所述内部通道中。

5.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述第二空气流和所述第三空气流被构造 为使所述燃料流朝向所述中心轴线移动。

6.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述第三空气流防止所述燃料流到达边界 层空气流。

7.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料流包括0％至100％的范围内的 H2。

8.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料流包括10％至100％的范围内的 H2。

9.一种混合器，所述混合器被构造为向发动机的燃烧器提供燃料-空气混合物，所述混 合器包括：混合器本体，所述混合器本体具有外表面、内部通道和中心轴线；燃料入口， 所述燃料入口平行于所述中心轴线定位，所述燃料入口被构造为将燃料流引入所述混合器 本体的所述内部通道；中心空气喷口，所述中心空气喷口平行于所述中心轴线定位；第一 组开口，所述第一组开口相对于所述中心轴线倾斜；和第二组开口，所述第二组开口具有 与所述混合器本体相切的入口表面，其中，所述中心空气喷口、所述第一组开口和所述第 二组开口各自被构造为将空气流引入到所述混合器本体的所述内部通道，其中，所述第一 组开口和所述第二组开口被构造为防止所述燃料流接近所述混合器本体的内表面附近的 边界层流，并且其中，所述燃料流包括0％至100％的范围内的H2燃料。

10.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料入口或所述中心空气喷口具有与 所述混合器本体的所述中心轴线重合的中心轴线。

11.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述中心空气喷口、所述第一组开口和所 述第二组开口是进入所述内部通道的独立的进入点。

12.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述第一组开口和所述第二组开口围绕所 述混合器本体的所述外表面周向定位。

13.根据任何前述条项所述的混合器，其中所述第二组开口包括一个或多个第一开口和 一个或多个第二开口，所述一个或多个第二开口大于所述一个或多个第一开口，并且其中 所述第二组开口围绕所述混合器本体的所述外表面周向定位。

14.根据任何前述条项所述的混合器，进一步包括在所述中心空气喷口内的静止轮叶， 所述静止轮叶被构造为使空气流旋流通过所述中心空气喷口。

15.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料流包括10％至100％的范围内的 H2。

16.根据任何前述条项所述的混合器，其中，所述燃料流包括50％至100％的范围内的H2。

17.一种混合器阵列，包括一个或多个根据任何前述条项所述的混合器。

尽管前述描述针对优选实施例，但应注意，其他变化和修改对于本领域技术人员来说 将是显而易见的，并且可以在不背离本公开的精神或范围的情况下进行。此外，结合一个 实施例描述的特征可以结合其他实施例使用，即使上面没有明确说明。

Claims (10)

1.一种混合器，所述混合器被构造为向发动机的燃烧器提供燃料-空气混合物，其特征在于，所述混合器包括：

混合器本体，所述混合器本体具有内部通道，所述内部通道具有中心轴线；

燃料流，所述燃料流平行于所述中心轴线；

第一空气流，所述第一空气流平行于所述中心轴线和所述燃料流；

第二空气流，所述第二空气流相对于所述第一空气流和所述燃料流倾斜；和

第三空气流，所述第三空气流与所述混合器本体相切，

其中，所述第一空气流被构造为沿着所述中心轴线拉动所述燃料流通过所述内部通道，

其中，所述第二空气流被构造为前向旋流射流，以防止所述混合器本体内的锥形表面上的低速流动，并且

其中，所述第三空气流被构造为防止所述燃料流接近所述混合器本体的内壁。

2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，其中，所述燃料流、所述第一空气流、所述第二空气流和所述第三空气流在进入所述混合器本体的所述内部通道之前是独立的流。

3.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，其中，所述燃料流或所述第一空气流与所述混合器的所述中心轴线重合。

4.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，其中，所述第一空气流被构造为将所述燃料流拉入所述混合器的所述内部通道中。

5.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，其中，所述第二空气流和所述第三空气流被构造为使所述燃料流朝向所述中心轴线移动。

6.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，其中，所述第三空气流防止所述燃料流到达边界层空气流。

7.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，其中，所述燃料流包括0％至100％的范围内的H2。

8.根据权利要求7所述的混合器，其特征在于，其中，所述燃料流包括10％至100％的范围内的H2。

9.一种混合器，所述混合器被构造为向发动机的燃烧器提供燃料-空气混合物，其特征在于，所述混合器包括：

混合器本体，所述混合器本体具有外表面、内部通道和中心轴线；

燃料入口，所述燃料入口平行于所述中心轴线定位，所述燃料入口被构造为将燃料流引入所述混合器本体的所述内部通道；

中心空气喷口，所述中心空气喷口平行于所述中心轴线定位；

第一组开口，所述第一组开口相对于所述中心轴线倾斜；和

第二组开口，所述第二组开口具有与所述混合器本体相切的入口表面，

其中，所述中心空气喷口、所述第一组开口和所述第二组开口各自被构造为将空气流引入到所述混合器本体的所述内部通道，

其中，所述第一组开口和所述第二组开口被构造为防止所述燃料流接近所述混合器本体的内表面附近的边界层流，并且

其中，所述燃料流包括0％至100％的范围内的H2燃料。

10.根据权利要求9所述的混合器，其特征在于，其中，所述燃料入口或所述中心空气喷口具有与所述混合器本体的所述中心轴线重合的中心轴线。

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