CN101029599B - 组装燃气涡轮发动机的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种燃烧器组件(104)。所述燃烧器组件包括燃烧室(128)和至少一个从燃烧室向下游延伸出的过渡部分(130)。所述过渡部分有助于渠化导引来自燃烧器组件的燃烧气体。所述组件还包括连接到至少一个过渡部分上的至少一个空气控制系统(200)。所述空气控制系统包括至少一个连接到控制器上的偏压机构(236)以有助于减少运行中燃烧器组件的排放。

Description

组装燃气涡轮发动机的方法和设备
技术领域
本发明主要涉及燃气涡轮发动机，特别是，本发明涉及与燃气涡轮发动机一起使用的燃烧器。
背景技术
至少一些已公知的燃气涡轮发动机点燃和燃烧燃料和空气混合物以在放热反应中从燃料中释放热能，从而形成高温的燃烧气体流。燃烧反应的至少一种副产物可能会受到规章制度的限制。例如，在热驱动反应中，燃气涡轮发动机内的高温会促使空气中的氮气和氧气发生反应产生氧化氮(NOX)。通常，当进入发动机涡轮部段的燃烧气体流温度增高时，发动机效率增大。尽管如此，增高的燃烧气体温度可能有利于形成更多的NOX产物。
燃烧通常发生在燃烧器的上游区域或上游附近的区域，所述区域通常被认为是反应区或主区。燃料和空气的附加混合和燃烧可以发生在通常被认为是稀释区的区域中的反应区的下游。空气可以直接引入稀释区以稀释燃料和空气的混合物，从而有利于使进入涡轮部段的气体流达到预定的温度。
为了在涡轮发动机运行中有利于控制(包括降低)NOX的排放量，至少一些已公知的燃气涡轮发动机采用环状的燃烧器，该燃烧器以低燃油空气比运行，即燃烧器以这样的方式运行，其中燃料和空气在进入反应器的反应区之前进行预混。采用以一定燃料/空气比预混的燃料和空气的发动机的运行范围可能会受到限制。这是由于在燃烧运行一定范围内的预混燃料/空气比可能不利于在其它范围内达到类似的火焰稳定性。例如，至少一些已公知的发动机主要以具有超出发动机运转范围预定部分的预混火焰状态运行。当在此范围外进行操作时，空气和燃料在相关燃烧区域内混合的扩散燃烧通常用来补充和/或替代预混燃烧。扩散燃烧可能有增大NOX的生成量的趋势。因此，至少一些以低预混燃烧反应运行的已公知的发动机将一部分燃烧供给空气转向反应区域下游的稀释区域，并且进入气体流，用于在除了专门采用预混燃烧呈现的预定火焰稳定性的运行范围之外的运行范围中，改善发动机的点火和操作。因为一些空气绕过燃烧反应，因此这种方法有时被称为“旁路”。在这样的发动机内，在本发动机燃烧运行的额定范围中，燃料/空气比一般不是恒定的。例如，有助于在正长的发动机运行中降低燃烧反应温度的燃料/空气比值在燃气涡轮发动机启动或低功率运行期间可能是不够的。
发明内容
一方面，提供了一种组装包括至少一个燃烧器的燃气涡轮发动机的方法。所述方法包括提供至少一个空气控制系统。所述空气控制系统包括至少一个与控制机构相连的偏压机构。所述方法还包括将空气控制系统连接到至少一个燃烧器上以在发动机运行中有助于进行燃烧。
另一方面，提供了一种燃烧器组件。所述燃烧器组件包括燃烧室和至少一个从燃烧室向下游延伸出的过渡部分。所述过渡部分有助于渠化导引来自燃烧器组件的燃烧气体。所述组件还包括连接到至少一个过渡部分上的至少一个空气控制系统。所述空气控制系统包括至少一个连接到控制器上的偏压机构以有助于减少运行中燃烧器组件的排放。
又一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。所述发动机包括压缩机和至少一个位于压缩机下游的燃烧器组件。所述燃烧器组件包括燃烧室和至少一个位于压缩机下游的过渡部分。所述过渡部分有助于渠化导引来自燃烧器组件的燃烧气体。燃烧器组件还包括连接到至少一个过渡部分上的至少一个空气控制系统。所述空气控制系统包括连接到控制器上的至少一个偏压机构以有助于在燃烧器组件运行中减少排放物的形成。
附图说明
图1是一种典型的燃气涡轮发动机的剖视示意图；
图2是可以与图1所示的燃气涡轮发动机一起使用的一种典型的燃烧器组件的一部分的放大剖视图；
图3是可以与图2所示的燃烧器组件一起使用的一种典型的过渡连接件的放大剖视图；
图4是可以与图2和3所示的燃烧器组件一起使用的一种典型的空气分级系统的放大剖视图；
图5是沿图4中线A-A截取的空气分级系统的一部分的剖视图；和
图6是可以与图2所示的燃烧器组件一起使用的空气分级系统的可选实施例的剖视图。
具体实施方式
图1是一种典型的燃气涡轮发动机100的剖视示意图。发动机100包括压缩机组件102，燃烧器组件104，涡轮机组件106和普通的压缩机/涡轮机转子轴108。在一个实施例中，发动机100为南卡罗来纳州格林维尔市的通用电气公司生产的在市场上可以买到的PG9351FA发动机(PG9351FA engine)。应该注意到：发动机100仅是示范性的，而且本发明不限于发动机100，并且可替代地，在能起到所述作用的任何燃气涡轮发动机之内都能实现。
运行中，空气流动通过压缩机组件102，且压缩空气排放至燃烧器组件104。燃烧器组件104将燃料，例如天然气和/或燃油喷入空气流中，点燃燃料-空气混合物，从而通过燃烧使燃料-空气混合物膨胀并且产生高温燃烧气体流。燃烧器组件104与涡轮机组件106流动连通，并且朝向涡轮机组件106排放高温膨胀气体流。高温膨胀气体流向涡轮机组件106传递转动能，而且由于涡轮机组件106可转动地连接到转子108上，因此转子108其后提供给压缩机组件102转动动力。
图2是可以与图1所示的燃气涡轮发动机100一起使用的一种典型的燃烧器组件104的一部分的放大剖视图。燃烧器组件104与涡轮机组件106流动连通。燃烧器组件104还与压缩机组件102流动连通。压缩机组件102包括扩压器140和压缩机排气室142，其中扩压器140和排气室142两者互相流动连通，如下面进一步讨论地，这有利于渠化导引空气至燃烧器组件104。
在典型实施例中，燃烧器组件104包括基本上为环形的圆顶板120，所述圆顶板为多个燃料喷嘴122至少部分地提供了支撑。圆顶板120用保持构件(图2未示出)连接到基本上呈圆柱形的、环状的燃烧器外壳124上。一个基本上呈圆柱形的燃烧器衬套126被定位在外壳124内并通过外壳124受到支撑。衬套126限定出基本上呈圆柱形的燃烧室128。在燃烧器外壳124和燃烧器衬套126之间限定出环状的燃烧室冷却通道151。
过渡部分130，通常被称作过渡连接件130，被连接到燃烧器外壳124上，且便于渠化导引在室128中生成的燃烧气体至涡轮喷嘴132。在示例性的实施例中，过渡连接件130具有在外壁146上形成的多个开口144。过渡连接件130还具有在内壁150和外壁146之间限定出的环形通道148。内壁150限定出燃烧气体流导引腔154。如下面进一步讨论的，过渡连接件130还具有通常被称作空气分级系统200的空气控制系统200。
运行中，压缩机组件102经由共同的轴108受到涡轮机组件106的驱动(如图1所示)。当压缩机组件102旋转时，该压缩机组件压缩空气，并如相关箭头所示将压缩空气排入扩压器140。在示例性的实施例中，从压缩机组件102中排出的大部分空气通过压缩机排气室142被渠化导引至燃烧器组件104，少部分的压缩空气向下游被渠化导引用于冷却发动机100零件。更具体地，在排气室142内的加压压缩空气经过渡连接件130外壁146上的开口144被渠化导入过渡连接件130以及通道148中。然后空气从过渡连接件环形通道148向上游被渠化导入环状的燃烧室冷却通道151。空气从通道151排出并被导入燃料喷嘴122。
燃料和空气在燃烧室128内混合并被点燃。外壳124有利于将燃烧室128和相关的燃烧过程与外界环境例如，周围的涡轮零件隔离开。所形成的燃烧气体从室128通过过渡连接件被渠化导引至燃烧气体流导引腔154，所述导引腔154将燃烧气体流渠化导引至涡轮喷嘴132。区域3被放大并在下面更详细的讨论。
图3是沿着图2所示区域3截取且包括示例性的空气分级系统200的一部分过渡连接件130的放大剖视图。图4为空气分级系统200的放大剖视图。图5为沿图4中线A-A截取的空气分级系统200的一部分的剖视图。如上面所述，过渡连接件130与燃烧器组件104流动连通并接收燃烧室128排出的燃烧气体。过渡连接件外壁146和内壁150分别基本上为环状的，且基本上关于通过过渡连接件130延伸的中心线152同心排列。在本讨论的剩余部分中，对关于中心线152的径向方向进行讨论。内壁150部分限定了有利于将来自燃烧室128的燃烧气体156导引至涡轮喷嘴132的燃烧气体流导引腔154。外壁146和内壁150共同形成通道148。通道148有利于通过开口144将来自压缩机排气室142的燃烧空气158渠化导引至燃料喷嘴122(如图2所示)。此外，在空气在到达燃烧室128之前受到预热时，通过通道148的气流158有利于冷却壁150。
空气分级系统200包括封壳202。在示例性的实施例中，封壳202基本上呈圆柱形。尽管如此，封壳202也可呈利于系统200运行的任何形状，例如，封壳202可以是，但不限于，呈椭圆形或者矩形。在示例性的实施例中，封壳202包括基本上呈圆柱形的周壁204和封壳帽206。壁204具有径向内表面208，径向外表面210以及螺纹部分212。帽206包括径向内表面214，螺纹部分216以及螺纹凸起218。在示例性的实施例中，壁204和帽206分别通过螺纹接头部分212、216连接在一起。同样地，帽206有利于提供接近系统200的方式用于维修活动。另一种可选方式是，壁204和帽206可采用任何其它的连接方式连接在一起，例如但不限于，钎焊或焊接。
内表面208和径向内表面214在封壳202内部限定出腔220。帽通道222延伸穿过帽206与腔220流动连通。具体而言，通道222自径向内表面214延伸穿过帽206再穿过凸起218。
在示例性的实施例中，壁204包括与帽径向内表面214接触的径向最外表面224。壁204还形成具有径向外承座226和径向内承座228。此外，壁204还限定出环状的空气开口通道230。通道230利于使空气流158流经通道148并且利于腔220的增压。径向内承座228限定出利于空气流158和气体流156流动连通的环状通道232。空气分级系统200还包括偏压机构236和位于封壳腔220内的活塞238。在示例性的实施例中，机构236是这样设置的弹簧，以致于当弹簧236被压缩时弹簧236引发出的力增大。在示例性的实施例中，弹簧236为直弹簧。另一种可选方式是，弹簧236可以是，但不限于，螺旋弹簧或直/螺旋组合弹簧。偏压机构236具有径向外端240和径向内端242。
活塞238包括基本上呈圆柱形的部分244，径向内部246，以及径向外部248。部分244在部分246和248之间整体延伸。部分246起类似于阀盘的作用且包括可能与承座228接触的环形支持面250。径向外部248包括与机构径向内端242接触的偏压机构支持面249。部分248还包括具有与承座226形状相匹配的径向内表面251。部分238的径向最外表面253可与表面214接触以限制活塞238的行程。
在示例性的实施例中，虽然在图3和4中仅示出了一个封壳202，但是可以存在围绕燃烧器组件104沿周向间隔配置的多个封壳202以形成系统200。封壳202的确切数目至少部分以具体应用为基准，以及基于一些参数，这些参数可包括，但不限于，相对于燃烧器组件104的空间限制因素，燃烧器组件必要的操作间隙，燃烧气体流156的温度分布，以及相关联发动机100的运转范围。
系统200经由帽通道222连接到低压流体源252。更具体地，低压流体管道254在源252和控制机构258之间延伸，控制机构258在此称之为控制器组件258。控制器组件258包括至少一个与控制阀260流体连通的低压流体歧管256，阀门操纵器262(有时称之为致动器)，自动阀门控制子系统264，以及阀门控制信号管道266。控制器组件258还包括与源252流体连通的低压流体管道268。在示例性的实施例中，低压流体源252是燃气涡轮排气管(图3或图4未示出)。另一种可选方式是，源252可以是收集储罐(图3和4未示出)。在示例性的实施例中，低压流体歧管256包括利于在流体管道254和阀260之间形成流体连通的多个螺纹接头270。尽管图中仅示出了一个阀260，但是根据本领域技术人员的理解，可以包括多个阀260和/或多个歧管256。在示例性实施例中，阀260和控制子系统264被构造以相互配合以便于得到从封壳202到源252的预定流速。另一种可选方式是，阀260可为能调节流体流速以使系统200起到所述功能的任何装置。在某些构造中，自动阀门控制子系统264可以包括一个或多个微控制器以便于系统监测以及包括但不限于阀门打开和关闭操作和故障监测在内的控制操作。另一种可选方式是，分布式或集中式控制结构可用于系统200的可选实施例中。
系统200至少部分地是通过铸造或者采用任何合适的工艺成形出周壁204和活塞238并且在预定的公差内根据需要对两者进行机加工而制成的。活塞238插入腔220中以致于活塞表面251和承座226相接触，且活塞支持面250和承座228接触或几乎在制造公差基础上接触，并且以致于偏压机构236与表面249接触且使其位于活塞部分248内。直到帽表面214与壁204接触，帽206才与封壳202相连，从而使得偏压机构径向外端240与径向内表面214接触以及机构236受到偏压，导致产生使活塞238朝向“闭合”位置方向偏置的径向向内的闭合力。
如图5所示，通道232被承座228周向封闭。
在示例性实施例中，过渡连接件130是通过铸造或者采用任何合适的工艺使用满足或超出预定运行参数的材料成形出过渡连接件130而制成的。在过渡连接件的壁146和150上形成多个特定尺寸的以用于接收多个封壳202的开口通道。然后每个封壳202，偏压机构236和活塞238被插入壁146和148上的通道中并且被定位，这样以致于承座228稍微凹入，以及开口通道230在燃烧室空气通道148内沿周向定向以接收燃烧空气流158的预定部分。在示例性实施例中，每个封壳202通过本领域公知的焊接技术被牢牢固定到外壁150上。另一种可选方式是，其它连接手段可包括，但不限于，钎焊技术或机械紧固件。
在发动机100运行时，在额定载荷区的较高端，从压缩机排气室142排出的基本上所有的燃烧空气流158流入燃烧器组件104。此外，高温燃烧空气流156从燃烧器组件104被渠化引导至涡轮机组件106，且至少一部分燃烧空气流158流入腔220以利于增压腔220。表面251和承座226之间的公差导致流过承座226的燃烧空气减少。更具体地，活塞支持面250和承座228之间的公差导致径向朝内通过活塞部分246的燃烧空气流158在支持面251和承座226互相接触的时候被减少，即活塞238处于闭合位置时。偏压机构236对活塞238加偏压以保持处于闭合位置。
随着发动机100的载荷减小，燃料供给速度可以减少达到燃烧预混合物火焰不稳定的水平。采用可选择的燃烧方式，例如扩散焰，生成NOX的可能性将增大。基于，但不限于发动机100载荷，燃烧气体流温度，燃料流率，和/或燃烧空气流速，控制子系统264包括确定阀门260位置的预定算法。控制子系统264通过阀门控制信号管道266接入阀门操纵器260并传递信号至控制器262以至少部分打开阀门260。因为歧管256中的空气压力高于流体源252的工作压力，所以空气从歧管256流向源252。
腔220内工作压力的下降使先前的静态条件失去平衡。经开口通道230进入腔220的空气158作用于活塞内部表面251并且在表面249和251上产生一个压差，该压差相对于偏压机构236径向向外地推动活塞238。活塞部分248与径向内表面208滑动接合，且表面208有助于引导活塞部分248相对于封壳202定位。这种移动使活塞表面251与承座226分开，使活塞支持面250与承座228分开，以致于稍冷的燃烧空气158进入通道232并与燃烧气体流156混合。燃烧供给空气158的导入有利于降低气体流156的温度和减少进入燃料喷嘴122(如图2所示)的燃烧空气158的量。当活塞238径向向外运动且燃烧空气流过通道232时，腔220内空气压力的变化率减小，从而减小活塞238的行程，直到系统200再次获得基本静态条件且至少一部分燃烧空气从腔220流入低压流体源252，或当活塞的径向外端253与表面214接触时限制了活塞238的行程。
如果增大发动机100的载荷同时活塞238处于打开位置，阀门260将朝向闭合位置运动且跨过表面249和251的压差将减小。与此同时，机构236的偏压将导致活塞238径向向内运动，从而减小了空气经通道232流入导引腔154的速度。发动机载荷的进一步变化将继续调节阀门260以推动活塞238向着打开或闭合位置运动。
图6是可与燃烧器组件104(图2所示)一起使用的空气分级系统300的另一可选实施例的剖视图。如上面所述，过渡连接件130与燃烧器组件104流动连通并接收燃烧室128排出的燃烧气体。过渡连接件外壁146和内壁150分别基本上为环状的，且基本上关于通过过渡连接件130延伸的中心线152同心排列。在本讨论的剩余部分中，对关于中心线152的径向方向进行讨论。内壁150部分限定了有利于将来自燃烧室128的燃烧气体156导引至涡轮喷嘴132的燃烧气体流导引腔154。外壁146和内壁150共同形成通道148。通道148有利于通过开口144将来自压缩机排气室142的燃烧空气158渠化导引至燃料喷嘴122(如图2所示)。此外，在空气在到达燃烧室128之前受到预热时，通过通道148的气流158有利于冷却壁150。
空气分级系统300包括封壳318。在示例性的实施例中，封壳318基本上呈圆柱形。尽管如此，封壳318也可呈利于系统300运行的任何形状，例如，封壳318可以是，但不限于，呈椭圆形或者矩形。在示例性实施例中，封壳318包括基本上呈圆柱形的周壁320和径向最外壁322。壁320包括径向内表面324和径向外表面326。壁322包括径向内表面328。在可选实施例中，壁320和322通过螺纹接头件(图6未示出)结合。由此，壁322便于为维修活动提供进入系统300的通道。另一种可选方式是，壁320和322也可采用任何其它的连接方式连接在一起，例如但不限于，钎焊或焊接。内表面324和径向内表面328一起限定出围腔330。壁320限定出基本上呈圆形的径向向内燃烧供给空气通道332和基本上呈圆形径向外低压流体连接通道334。
空气分级系统300还包括偏压机构336和位于封壳腔330内的活塞338。在可选实施例中，机构336是弹簧，所述弹簧336是这样设置的，当弹簧336被压缩时弹簧引发出的力就增大。在所述可选实施例中，弹簧336为直弹簧。另一种可选方式是，弹簧336可以是，但不限于，螺旋弹簧或直/螺旋组合弹簧。偏压机构336具有径向外端340和径向内端342。
活塞338包括多个基本上呈圆柱形的部分344，所述多个部分344是一体的并被至少一个径向中部环状凸起346，一个径向最内环状凸起348，一个径向最外环状凸起350和一个从凸起350径向最外表面354延伸至偏压机构336中心的径向细长的凸起352分支。表面354也是偏压机构的支持面用来支撑径向内部的偏压机构端342。径向外部偏压机构端340受表面328支撑。凸起348起到类似于阀盘的作用，包括一个环形的支持面356，所述支持面356呈与径向内部的承座358相匹配的形状。表面356限定出通道359。凸起352的径向最外表面360可以与表面328接触从而限制活塞338的行程。
在可选择实施例中，尽管在图6中仅仅示出了一个封壳318，但是可以有多个封壳318关于燃烧器组件104圆周地间隔配置以形成系统300。封壳318和内容的确切地数目至少部分以具体应用为基准，以及基于一些参数，这些参数可能包括，但不局限于，关于燃烧器组件104的空间限制，和燃烧器组件必要的操作间隔，燃气流156的温度分布，以及相关发动机100的运转范围。
系统300通过帽通道334与低压流体源362相连。更具体地，低压流体管364在源362和控制器组件366之间延伸。控制器组件366包括至少一个与控制阀368连通的低压流体管道365，一个阀门操纵器370(有时称之为致动器)，一个自动阀门控制子系统372，一个阀门控制信号通道374。控制器组件366还包括与源362连通的低压流体管道364。在示例性的实施例中，低压流体源362是燃气涡轮排气管(图6未示出)。另一种可选方式是，源362可以是收集储罐(图6未示出)。在可选择的实施例中，低压流体管道365包括多个螺纹接头376便于在流体管道364和阀368之间形成流体连通。尽管只示出了一个阀368，但根据本领域技术人员的理解，可以包括多个阀368和/或多个管道365。在可选择的实施例中，阀368和控制子系统372具有一定结构相互配合以便于得到从封壳318到源362的预定流速。另一种可选方式是，阀368可为能调节流体流速以使系统300起到所述功能的任何装置。在某些结构中自动阀门控制子系统372可以包括一个或多个微控制器以便于系统监测和包括，但不局限于阀门打开和关闭操作和故障监测的控制操作。另一种可选方式是，分散或集中控制结构可用于系统300的可选择实施例中。
系统300至少部分地是通过铸造或者采用任何合适的工艺成形出周壁320和活塞338并且在预定的公差内根据需要对两者进行机加工而制成的。活塞338插入腔330这样以致于支持面356和承座358相接触，偏压机构336与表面354接触，以及凸起352延伸穿过偏压机构336的中心。壁322与壁320通过螺纹接头装置(图6未示出)结合，以致于偏压机构径向外端340与径向内表面328接触和装置336是偏置的，导致了使活塞338朝着闭合位置方向偏置的径向向内的闭合力。
在示例性实施例中，过渡连接件130是通过铸造或者采用任何合适的工艺使用满足或超出预定运行参数的材料成形出过渡连接件130而制成的。在过渡连接件的壁146和150上形成多个特定尺寸的以用于接收多个封壳318的开口通道。然后每个封壳318偏压机构336和活塞338被插入壁146和148上的开口通道并定位，以致于封壳318径向最内部分与壁150的径向最内部分一样高，以及通道332在燃烧空气开口通道314内周向定向以接收燃烧空气流378的预定部分。在示例性实施例中，每个封壳318通过本领域公知的焊接技术被牢牢固定到外壁304上。另一种可选方式是，其它连接手段可包括，但不限于，钎焊技术或机械紧固件。
在发动机100运行时，在额定载荷区的较高端，基本上从压缩机排气室142排出的所有燃烧空气流158流入燃烧器组件104。此外，高温燃气流156从燃烧器组件104导向涡轮机组件106，以及至少一部分燃烧空气流158流入腔330便于增压腔330。凸起346和周向内表面324之间的公差导致流经凸起346的燃烧空气被减少。更具体地，支持面356和358之间的公差导致流经凸起348的燃烧空气流158在支持面356和358互相接触的时候被减少，即活塞338位于闭合位置时。偏压机构336偏置活塞338以保持在闭合位置。
随着发动机100的载荷减小，燃料供给速度可以减少达到燃烧预混合物火焰不稳定的水平。采用可选择的燃烧方式，例如扩散焰，生成NOX的可能性将增大。基于，但不限于发动机100载荷，燃烧气体流温度，燃料流率，和/或燃烧空气流速，控制子系统372包括确定阀门368位置的预定算法。通过阀门控制信号管道374，控制子系统372被接入阀门操纵器370并传递信号至控制器370以至少部分打开阀门368。因为管道365中的空气压力高于流体源362的工作压力，所以空气从管道365流向源362。
腔330内工作压力的下降使先前的静态条件失去平衡。经开口通道332进入腔330的空气378作用于凸起346径向内部，并通过凸起346产生一个压差，该压差相反于偏压机构336径向向外地推动活塞338。活塞凸起346和350与径向内表面324滑动接合，且表面324有助于引导活塞凸起346和350相对于封壳318定位。这种移动把支持面356从358分开以致于燃烧供给空气158被允许进入开口通道359并与燃烧气流156混合。燃烧空气158的导入便于降低气流156的温度和减少进入燃料喷嘴122(如图2所示)的燃烧空气158的量。当活塞338径向向外运动和燃烧空气流流过通道359时，腔330内空气压力的变化率减小，从而减少活塞338的运动，直到系统300再次获得基本上的静态条件。
如果增大发动机100的载荷同时活塞338位于打开位置，阀门368将朝闭合位置运动，以及通过凸起346的压差将减小。同期间，机构336的偏压将导致活塞338径向向内运动，从而减小了空气经通道359流入导引腔154的速度。发动机100载荷的进一步变化将继续调节阀门368以推动活塞338向着打开或闭合位置运动。
用于制造在此所述的燃烧器组件的方法和设备有利于涡轮机系统的操作。更具体地，上面所述的燃烧器组件有利于预混火焰模式下更宽的运行范围，这样NOX的排放量较低。
作为与涡轮机系统有关的燃烧器组件的示例性实施例在上面进行了详细的描述。本发明的方法、设备和系统不局限于这里所述的具体实施例，也不局限于具体示出的燃烧器组件。
虽然已通过不同的具体实施方式对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员应意识到：可使用在权利要求书的精神和范围内的变型实践本发明。
附图标记
100 燃气涡轮发动机
102 压缩机组件
104 燃烧器组件
106 涡轮机组件
108 转子
120 圆顶板
122 燃料喷嘴
124 燃烧器外壳
126 燃烧器衬套
128 燃烧室
130 过渡连接件
132 涡轮喷嘴
140 扩压器
142 压缩机排气室
144 开口
146 外壁
146 132.外壁
148 环形通道
150 内壁
151 冷却通道
152 中心线
154 气体流导引腔
156 气体流
158 空气流
200 空气分级系统
202 封壳
204 圆柱形周壁
206 帽
208 内表面
210 外表面
212 螺纹部分
214 内表面
216 螺纹部分
218 凸起
220  腔
222 帽通道
224 最外表面
226 承座
228 内承座
230 开口通道
232 环形通道
236 偏压机构
238 活塞
240 外端
242 内端
244 圆柱形部分
246 内部
248 外部
249 支持面
250 支持面
251 活塞表面
252 低压流体源
253 外端
254 低压流体管道
256 低压流体歧管
258 控制器组件
260 阀
262 阀门操纵器
264 控制子系统
266 阀控制信号管道
268 低压流体管道
270 螺纹接头
300 空气分级系统
304 外壁
314 开口通道
318 封壳
320 圆柱形周壁
322 最外壁
324 内表面
326 外表面
328 内表面
330 腔
332 空气通道
334 帽通道
336 偏压机构
338 活塞
340 外端
342 内端
344 圆柱形部分
346 活塞凸起
348 最内圆周凸起
350 最外圆周突起
352 凸起
354 最外表面
356 支持面
358 内承座
359 通道
360 最外表面
362 低压流体源
364 低压流体管道
365 低压流体歧管
366  控制器组件
368 阀
370 阀门操纵器
372 控制子系统
374 阀控制信号管道
376 螺纹接头
378 空气流

Claims (10)

1.一种燃烧器组件(104)，包括：
燃烧室(128)；
至少一个从所述燃烧室向下游延伸出的过渡部分(130)，所述至少一个过渡部分有助于渠化导引来自所述燃烧室的燃烧气体；和
连接到所述至少一个过渡部分上的至少一个空气控制系统(200)，所述空气控制系统包括连接到控制器上的至少一个偏压机构(236)以有助于减少运行中所述燃烧器组件的排放，
所述过渡部分(130)包括限定出所述过渡部分的流动边界的至少一个壁(146，150)，在所述过渡部分的壁上形成至少一个特定尺寸的以用于接收所述至少一个空气控制系统(200)的至少一个封壳的开口通道。
2.如权利要求1所述的燃烧器组件(104)，其中所述至少一个壁包括从其中延伸穿过的开口(144)，所述开口有助于减少所述燃烧器组件的排放。
3.如权利要求2所述的燃烧器组件(104)，其中所述至少一个空气控制系统(200)包括至少一个活塞(238)，所述封壳与所述过渡部分和至少一个低压流体源(252)流体连通，所述封壳容纳所述偏压机构(236)的至少一部分和所述活塞的至少一部分，所述偏压机构相对于所述过渡部分上限定的所述开口通道基本上呈同心排列。
4.如权利要求3所述的燃烧器组件(104)，其中所述至少一个空气控制系统的封壳包括外壁(210)，所述外壁包括在其中限定出的多个通道，其中所述多个通道中的第一个通道(230)与高压流体源流体连通，所述多个通道中的第二个通道(232)与燃烧气体流通道流体连通，以及所述多个通道中的第三个通道(222)与低压流体源(252)流体连通。
5.如权利要求3所述的燃烧器组件(104)，其中所述活塞(238)包括径向内部(246)，径向外部(248)以及在两者之间延伸的中心部分(244)，所述中心部分的直径小于所述径向外部和径向内部的直径。
6.如权利要求3所述的燃烧器组件(104)，其中所述偏压机构(236)向所述活塞(238)加偏压，所述偏压机构被定位在所述空气控制系统(200)的封壳的内壁与所述活塞之间。
7.如权利要求1所述的燃烧器组件(104)，其中所述控制器包括连接在低压流体源(252)与所述至少一个偏压机构(236)之间用于控制发动机运行中进入所述燃烧器组件的空气流量的至少一个阀门(260)。
8.一种燃气涡轮发动机(10)，包括：
压缩机(102)，和
位于所述压缩机下游的至少一个燃烧器组件(104)，所述燃烧器组件包括燃烧室(128)和至少一个过渡部分(130)，所述过渡部分从所述燃烧室向下游延伸以有助于渠化导引来自所述燃烧室的燃烧气体，以及连接到所述至少一个过渡部分上的至少一个空气控制系统(200)，所述空气控制系统包括连接到控制器上的至少一个偏压机构(236)，以有助于在发动机运行中减少所述燃烧器组件的排放，
所述过渡部分(130)包括限定出所述过渡部分的流动边界的至少一个壁(146，150)，在所述过渡部分的壁上形成至少一个特定尺寸的以用于接收所述至少一个空气控制系统(200)的至少一个封壳的开口通道。
9.如权利要求8所述的燃气涡轮发动机(10)，其中所述至少一个壁包括在其中限定出的至少一个开口(144)，所述开口有助于减少发动机运行中所述燃烧器组件(104)的排放。
10.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机(10)，其中所述燃烧器组件(104)的至少一个空气控制系统(200)包括至少一个活塞(238)，所述封壳与所述过渡部分和至少一个低压流体源(252)流体连通，所述封壳容纳所述偏压机构(236)的至少一部分和所述活塞的至少一部分，所述偏压机构相对于所述至少一个开口通道且相对于所述至少一个活塞基本上呈同心排列。
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