CN101614396A - 用于涡轮机燃料喷嘴的可变孔口塞 - Google Patents

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T·E·约翰逊
J·斯图尔特
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Abstract

本发明涉及用于涡轮机燃料喷嘴的可变孔口塞。一种用于在燃烧器(110)的端盖(180)周围使用的燃料喷嘴(150)。燃料喷嘴(150)可包括附连到端盖(180)上的凸缘(160)，延伸通过凸缘(160)的孔穴(240)，定位在孔穴(240)中的塞(230)以及定位在塞(230)内的孔口(250)。

Description

用于涡轮机燃料喷嘴的可变孔口塞
技术领域
本申请大体涉及燃气涡轮发动机，且更具体地涉及用于在燃烧器燃料喷嘴的凸缘周围使用的可变孔口塞。
背景技术
一般而言，燃气轮机在燃烧器中点燃燃料/空气混合物并且产生燃烧气体流。气体流经由热气体路径通到涡轮机。压缩空气通过压缩机而通到燃烧器。燃烧器通常具有燃料喷嘴，以有助于将燃料和空气传输到燃烧区域。涡轮机将燃烧气体流的热能转换成机械能。该机械能使得可用来为发电机或其它类型的负载提供动力的涡轮机轴旋转。
燃料可经由燃料嵌件体而提供至燃料喷嘴。燃料嵌件体可附连到端盖上并且定位在燃料喷嘴的上游。燃料嵌件体可具有在其中钻出的多个孔穴。这些孔穴可填充有限定了一个或多个孔口的塞。孔口可用于计量流向喷嘴的燃料。
这些嵌件的一个缺点在于必须流过整个端盖/燃料喷嘴组件来测试通过其中的流量，以便对于给定的燃气轮机产生流量匹配的整个端盖组件的组。该测试可能利用安装到端盖上的燃料喷嘴的不同组合进行若干次反复。这样的测试可能需要相当大量的时间。
在不使用端盖的情况下，可将孔钻入燃料喷嘴的底部。孔的大小可取决于特定的燃料喷嘴组的大小。结果，销售商可能需要构建若干不同地设置大小的喷嘴组。
因此存在对于简化的燃料喷嘴孔口设计的需要。这种设计优选将易于进行测试并且将在选择通过其的流率方面提供多面性。
发明内容
因此，本申请提供了一种用于在燃烧器的端盖周围使用的燃料喷嘴。燃料喷嘴可包括附连到端盖上的凸缘，延伸通过凸缘的孔穴，定位在孔穴中的塞，以及定位在塞内的孔口。
本申请还提供了一种用于燃气轮机的燃烧器。该燃烧器可包括：端盖；定位在端盖周围的多个燃料喷嘴，其中燃料喷嘴中的各个包括附连到端盖上的凸缘和与凸缘一起定位的多个可变孔口塞。
本申请还提供了一种操作燃烧器的方法。该方法包括：将多个燃料喷嘴定位在燃烧器的端盖周围，使燃料流动通过燃料喷嘴，以及替换燃料喷嘴中的一个或者多个而不移除燃料喷嘴中的所有燃料喷嘴。
在结合若干附图和所附的权利要求审查以下详细说明之后，对于本领域的普通技术人员而言，本申请的这些和其它特征将变得显而易见。
附图说明
图1是本文中可使用的燃气涡轮发动机的侧截面视图。
图2是图1的燃气涡轮发动机的端盖/燃料喷嘴组件的侧截面视图。
图3是带有本文中所描述的孔口塞的燃料喷嘴的侧截面视图。
图4是定位在本文中所描述的凸缘内的图3的孔口塞的侧截面视图。
部件列表：
100  燃气轮机燃烧区段
110  燃烧器头端装置
120  燃烧衬套
130  转接件组件
140  涡轮机连接件
150  燃料喷嘴
160  凸缘
170  管道区段
180  端盖
190  燃料供应供给
200  燃料环
210  空气供应管道
220  内部雾化空气管道
230  孔口塞
240  孔穴
250  孔口
具体实施方式
现在参看附图，其中贯穿若干附图相似的标号指代相似的元件，图1显示了燃气轮机燃烧区段100的实例。燃烧器100可包括燃烧器头端装置110。以下将更详细地讨论燃烧器头端装置110。一般而言，燃烧器100还可包括燃烧衬套120，转接件组件130以及涡轮机连接件140。本文中可使用燃烧器100的其它构造。
图2详细地显示了燃烧器头端装置110。燃烧器头端装置110可包括燃料喷嘴150。所显示的燃料喷嘴150是纽约斯卡奈塔第(Schenectady，NewYork)的General Electric(GE)公司出售的52E型燃料喷嘴。本文中可使用其它类型的燃料喷嘴150。燃料喷嘴150可包括凸缘160和管道区段170。燃料喷嘴150可定位在端盖180周围并附连到其上。燃料喷嘴150可与一个或多个燃料供应供给190连通。燃料供应供给190将燃料提供至定位在燃料喷嘴150的凸缘160周围的燃料环200。多个空气供应管道210可经由内部雾化空气管道220而使空气供应通过燃料喷嘴150。本文中可使用其它燃烧器构造。
图3是燃料喷嘴150的侧截面视图。如图所示，孔口塞230可定位在凸缘160的孔穴240内。在该实例中，可使用十个(10)孔口塞230和孔穴240，但是在本文中可使用任意的数量或者定向。孔口塞230导向管道区段170。孔口塞230可通过压配合或旋入方式安装在孔穴240内。本文中可使用其它附连器件。孔口塞230可受压力加载而使得其保持在凸缘160内。
图4显示了凸缘160的孔穴240内的孔口塞230。如图所示，孔口塞230在其中限定了孔口250。孔口250的位置可沿着塞230而变化。类似地，孔口250和孔口塞230作为整体的大小和构造可变化。
通过将孔口塞230直接定位在燃料喷嘴150的凸缘160内，更多有意义的流动测试将可用。特别地，现在将流过单独的燃料喷嘴150。可替换单独的喷嘴150而不必重新流过整个端盖组件110。此外，可修改孔口250的位置和大小，以适合多种燃料运行条件或场景。已经显示了体积比与燃烧器运行动力学相关联，使得变化孔口250的位置可容许有额外的调整能力。可变孔口250不仅提供了孔口大小设计调整，而且孔口250在塞230内的位置也可允许调整孔口250的上游和下游两者的流动腔室容量。
此外，可能不需要具有多个不同地设置大小的喷嘴150。相反，多个标准孔穴240可与对孔口塞230的变化的设计一起使用，以提供正确的流量。改进的流量控制将减小排放和燃烧动力学的变化。
将显而易见的是，前述内容仅涉及本申请的某些实施例，且在此可由本领域普通技术人员进行许多种变化和修改而不偏离由所附的权利要求及其等效物限定的本发明一般精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于在燃烧器(110)的端盖(180)周围使用的燃料喷嘴(150)，包括：
附连到所述端盖(180)上的凸缘(160)；
延伸通过所述凸缘(160)的孔穴(240)；
定位于所述孔穴(240)中的塞(230)；以及
定位于所述塞(230)内的孔口(250)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(150)，其特征在于，所述燃料喷嘴(150)进一步包括多个孔穴(240)和多个塞(230)。
3.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(150)，其特征在于，所述塞(230)包括可替换的塞(230)。
4.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(150)，其特征在于，所述燃料喷嘴(150)进一步包括带有不同地构造的孔口(250)的多个塞(230)。
5.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(150)，其特征在于，所述塞(230)包括到所述孔穴(240)中的压配合。
6.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(150)，其特征在于，所述塞(230)包括到所述孔穴(240)中的旋入配合。
7.根据权利要求1所述的燃料喷嘴(150)，其特征在于，所述燃料喷嘴(150)进一步包括多个可变孔口塞(230)。
8.一种用于燃气轮机(100)的燃烧器(110)，包括：
端盖(180)；
定位于所述端盖(180)周围的多个燃料喷嘴(150)；
所述多个燃料喷嘴(150)中的各个包括附连到所述端盖(180)上的凸缘(160)；以及
与所述凸缘(160)一起定位的多个可变孔口塞(230)。
9.一种操作燃烧器(110)的方法，包括：
将多个燃料喷嘴(150)定位于所述燃烧器(110)的端盖(180)周围；
使燃料流动通过所述多个燃料喷嘴(150)；以及
替换所述多个燃料喷嘴(150)中的一个或多个而不移除所述多个燃料喷嘴(150)中的所有燃料喷嘴(150)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个燃料喷嘴(150)包括多个可变孔口塞(230)，并且，其中，所述方法进一步包括替换所述多个可变孔口塞(230)中的一个或多个。
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