CN101892903B - 多预混合器燃料喷嘴支承系统 - Google Patents
多预混合器燃料喷嘴支承系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种多预混合器燃料喷嘴支承系统。提供了一种包括燃料喷嘴(78)的系统。燃料喷嘴(78)包括安装基座(80)和沿下游方向(75)直接从安装基座(80)延伸的入口流动调节器(82)。此外,入口流动调节器(82)在该入口流动调节器(82)内部没有直接从安装基座(80)延伸的中心支承部件的情况下在结构上支承燃料喷嘴(78)。
Description
技术领域
本文公开的主题大体涉及涡轮发动机,且更具体而言,涉及燃料喷嘴支承系统。
背景技术
燃料-空气的混合会影响各种各样的发动机(例如涡轮发动机)中的发动机性能和排放。例如,燃气涡轮发动机可采用一个或多个燃料喷嘴来吸入空气和燃料,以有利于燃烧器中的燃料-空气的混合。喷嘴可位于涡轮机的首端部分中,且可构造成以便吸入待与燃料输入混合的空气流。通常,喷嘴可由喷嘴内部的中心主体在内部支承。但是,在某些情况下,通过中心主体进行支承可提高喷嘴的总成本和复杂性。
发明内容
下面对在范围方面与初始要求保护的发明相称的某些实施例进行概述。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围,而是相反,这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上,本发明可包括可能类似于或异于下面所阐述的实施例的各种各样的形式。
在第一实施例中,一种系统包括涡轮发动机,该涡轮发动机包括具有首端的燃烧器,以及具有联接到首端上的安装基座的燃料喷嘴,其中,燃料喷嘴包括延伸到安装基座的入口流动调节器,该入口流动调节器包括多个空气入口,且该入口流动调节器在安装基座处在结构上支承燃料喷嘴。
在第二实施例中,一种设备包括燃料喷嘴,该燃料喷嘴包括安装基座、沿下游方向直接从该安装基座延伸的入口流动调节器,以及设置在入口流动调节器内部的侧向支承件,其中,该侧向支承件相对于燃料喷嘴的纵向轴线横向地延伸。
在第三实施例中,一种系统包括燃料喷嘴,该燃料喷嘴包括安装基座,以及沿下游方向直接从该安装基座延伸的入口流动调节器,其中,入口流动调节器在该入口流动调节器内部没有直接从安装基座延伸的中心支承部件的情况下在结构上支承燃料喷嘴。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时,本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解,在附图中,同样的参考标号在所有图中表示同样的部件,其中:
图1是根据本技术的一个实施例的、具有联接到燃烧器上的燃料喷嘴的涡轮机系统的简图;
图2是根据本技术的一个实施例的、如图1所示的涡轮机系统的一个实施例的截面侧视图;
图3是根据本技术的一个实施例的、如图2所示的具有一个或多个燃料喷嘴的燃烧器的一个实施例的截面侧视图;
图4是根据本技术的一个实施例的、如图2所示的单个燃料喷嘴的截面侧视图;
图5是根据本技术的一个实施例的、可与图3所示的燃烧器一起使用的三喷嘴的透视图;
图6是根据本技术的一个实施例的、使用如图5所示的三喷嘴的燃烧器的正视图;以及
图7是根据本技术的一个实施例的、如图5所示的三喷嘴的截面侧视图。
部件列表
10 涡轮机系统
12 燃料喷嘴
14 燃料供应
16 燃烧器
18 涡轮
20 排气出口
22 轴
24 压缩机
26 进气口
28 负载
30 涡轮叶片
32 叶片
34 首端区
36 端盖
38 压缩空气
40 环形通道
42 燃烧器流动套管
44 燃烧器衬套
46 中心纵向轴线
48 入口流动调节器(IFC)
50 入口孔
51 流动调节器
52 内部容积
54 方向箭头
56 燃烧腔
58 涡轮喷嘴
60 方向箭头
62 法兰
64 中心主体组件
66 旋流导叶
68 燃料供应组件
70 外壁
71 上游方向
72 伸出部
73 环形通道
74 盘形空气流动调节器
75 下游方向
76 三喷嘴
78 燃料喷嘴
80 安装基座
82 入口流动调节器(IFC)
84 旋流导叶组件
86 燃烧管
87 长度
88 外部壁
89 可滑动接头
90 旋流导叶区
92 轴向方向
94 径向方向
96 周向方向
98 侧向支承件
100 中心开口
102 空气入口
106 燃料通道组件
108 燃料通道
110 燃料气室
112 旋流导叶
具体实施方式
下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述,可能不会在说明书中对实际实现的所有特征进行描述。应当理解,当例如在任何工程或设计项目中开发任何这种实际实现时,必须作出许多对实现而言特有的决定来实现开发者的具体目标,例如符合与系统有关及与商业有关的约束,开发人员的具体目标可根据不同的实现彼此有所改变。此外,应当理解,这种开发工作可能是复杂和耗时的,但尽管如此,对具有本公开的益处的普通技术人员来说,这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务。
当介绍本发明的各实施例的元件时,冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的,且表示除了列出的元件之外,可存在另外的元件。
如下面所论述,燃料喷嘴的某些实施例采用具有入口流动调节器(IFC)的外部支承结构,而非内部支承结构和单独的外部IFC。支承结构可描述为燃料喷嘴的载荷承载部分。因此,如下面所论述,公开的实施例不依赖于载荷承载内部流体通道,而是相反,公开的实施例依赖于与内部流体通道分开的外部结构支承件。例如,支承结构可包括延伸到外壁(例如环形壁)的安装基座,该外壁又支承内部燃料通道和空气通道。另外,在公开的实施例中,外壁可包括IFC,例如孔。IFC构造成以便通过例如提供空气的更加均匀的分配和流动来调节进入燃料喷嘴的空气。如所理解的,IFC和支承结构的结合降低了与制造燃料喷嘴相关联的复杂性、材料使用和成本。在某些实施例中,IFC(例如孔)可沿轴向邻近安装基座而设置在外壁中。
公开的实施例还包括具有结合在一起的外部支承结构和IFC的多喷嘴组件。例如,多喷嘴组件可包括由外部结构支承件(例如安装基座和外壁)支承的多个燃料喷嘴,其中,外壁和/或内部横向支承件包括构造成以便调节进入多个燃料喷嘴中的空气流的IFC(例如孔)。外壁和/或内部横向支承件可限定用于所有燃料喷嘴的公共的IFC,或者备选地为各个燃料喷嘴限定独立的IFC。一个具体实施例包括与单个外部支承结构(例如安装基座和外壁)结合在一起的三喷嘴(例如三个燃料喷嘴),其中,外壁和/或内部横向支承件包括用于所有三个燃料喷嘴的IFC(例如孔)。再次,结构支承件至少基本在燃料喷嘴的外部而非内部(例如不是载荷承载流体通道),从而简化燃料喷嘴内部的内部流体通道。例如,公开的实施例采用非载荷承载内部流体通道(例如空气、燃料、水、稀释剂等),而不是载荷承载内部流体通道。这些非载荷承载内部流体通道可为柔性的或有弹性的,例如波纹管。另外,外部支承结构提高了多喷嘴组件的硬度。在某些实施例中,可通过提高具有整体式IFC的外壁的材料厚度来调节或调整固有频率或硬度。另外,可使用穿孔板来进一步加固多喷嘴组件及调节进入燃料喷嘴的空气流。
现在转到附图,且首先参照图1,涡轮机系统10的一个实施例可包括带有具有整体式入口流动调节器(IFC)的外部支承结构的一个或多个燃料喷嘴12。虽然燃料喷嘴12被示为单独的块,但是各个所示燃料喷嘴12可包括一起结合成组的多个燃料喷嘴和/或独立的燃料喷嘴,其中,各个所示燃料喷嘴12至少基本或完全依赖于外部结构支承件(例如具有整体式IFC的载荷承载壁)而非内部结构支承件(例如载荷承载流体通道)。但是,各个燃料喷嘴12可包括内部横向支承件,以补充外部结构支承件,仍旧没有采用载荷承载流体通道。
涡轮机系统10可使用液体燃料或气体燃料(例如天然气和/或富氢合成气)来使涡轮机系统10运转。如图所描绘,多个燃料喷嘴12吸入燃料供应14,使燃料与空气混合,并且将空气-燃料混合物分配到燃烧器16中。空气-燃料混合物在燃烧器16内的室中燃烧,从而产生热的加压排气。燃烧器16朝向排气出口20将排气引导通过涡轮18。当排气穿过涡轮18时,气体强制一个或多个涡轮叶片使轴22沿着系统10的轴线旋转。如图所示,轴22可连接到涡轮机系统10的各种构件(包括压缩机24)上。压缩机24也包括可联接到轴22上的叶片。当轴22旋转时,压缩机24内的叶片也旋转,从而压缩来自进气口26的空气,使其通过压缩机24且进入燃料喷嘴12和/或燃烧器16中。轴22也可连接到负载28上,负载28可为运载工具或固定负载,例如,诸如发电站中的发电机或航空器上的推进器。如将理解的,负载28可包括能够由涡轮机系统10的旋转输出供以动力的任何适当的装置。
图2示出了在图1中示意性地描绘的涡轮机系统10的一个实施例的截面侧视图。涡轮机系统10包括位于一个或多个燃烧器16内部的一个或多个燃料喷嘴12。再次,如在下面进一步详细地论述,各个所示燃料喷嘴12可包括一起结合成组的多个燃料喷嘴和/或独立的燃料喷嘴,其中,各个所示燃料喷嘴12至少基本或完全依赖于外部结构支承件(例如具有整体式IFC的载荷承载壁)而非内部结构支承件(例如载荷承载流体通道)。在操作中,空气通过进气口26进入涡轮机系统10,且可在压缩机24中被加压。然后压缩空气可与气体混合,以在燃烧器16内进行燃烧。例如,燃料喷嘴12可以以对最优燃烧、排放、燃料消耗和动力输出来说适当的比率将燃料-空气混合物喷射到燃烧器16中。燃烧产生热的加压排气,然后该加压排气驱动涡轮18内的一个或多个叶片30,以使轴22旋转,并且由此使压缩机24和负载28旋转。涡轮叶片30的旋转使轴22旋转,从而使压缩机24内的叶片32吸入由进气口26接收到的空气,且对该空气加压。
图3是具有一个或多个燃料喷嘴12的燃烧器16的一个实施例的截面侧视图,一个或多个燃料喷嘴12可定位成以便从首端区34中吸入压缩空气。再次,如在下面进一步详细地论述,各个所示燃料喷嘴12可包括一起结合成组的多个燃料喷嘴和/或独立的燃料喷嘴,其中,各个所示燃料喷嘴12至少基本或完全依赖于外部结构支承件(例如具有整体式IFC的载荷承载壁)而非内部结构支承件(例如载荷承载流体通道)。端盖36可包括将燃料和/或加压空气输送到燃料喷嘴12的导管或通路。来自压缩机24的压缩空气38通过形成于燃烧器流动套管42和燃烧器衬套44之间的环形通道40流入燃烧器16中。压缩空气38流入包含多个燃料喷嘴12的首端区34中。特别地,在某些实施例中,首端区34可包括延伸穿过首端区34的中心纵向轴线46的中心燃料喷嘴12和设置在中心纵向轴线46周围的多个外部燃料喷嘴12。但是,在其它实施例中,首端区34可包括延伸穿过中心纵向轴线46的仅一个燃料喷嘴12。燃料喷嘴12在首端区34内的具体构造可在具体设计之间有所不同。
但是,大体上,流入首端区34中的压缩空气38可通过具有入口孔50的喷嘴入口流动调节器(IFC)48流入燃料喷嘴12中,入口孔50可设置在燃料喷嘴12的外部圆柱形壁中。另外,首端区34可包括构造成以便在空气进入各个燃料喷嘴12的IFC48中之前调节空气的流动调节器51。流动调节器51构造成以便在压缩空气38被输送到首端区34中时,将压缩空气38的大规模流动结构(例如旋涡)分解成较小规模的流动结构。另外,流动调节器51以在不同的燃料喷嘴12之间提供更加均匀的空气流分配的方式引导或输送空气流,这也会提高进入各个单独的燃料喷嘴12中的空气流的均匀性。因此,可更加均一地分配压缩空气38,以在首端区34内的燃料喷嘴12之间平衡进气口。IFC48调节各个单独的燃料喷嘴12处的空气流,从而改进通过各个燃料喷嘴12的空气流的均匀性。通过IFC48(例如通过入口孔50)进入燃料喷嘴12的压缩空气38与燃料混合,且流过燃烧器衬套44的内部容积52,如由箭头54所示。空气和燃料混合物流入燃烧腔56中,燃烧腔56可起燃烧的燃烧带的作用。来自燃烧腔56的被加热的燃烧气体流入涡轮喷嘴58中,如由箭头60所示,且进一步向下游流到涡轮18。
图4是燃料喷嘴12的截面示意图。燃料喷嘴12可包括安装基座或法兰62、中心主体组件64、一个或多个旋流导叶66、燃料供应组件68、外壁70(例如环形外部壁)。如图所示,外壁70与法兰62轴向地偏离开。在某些实施例中,法兰62可直接联接到外壁70上,如由虚线72所示。换句话说,所示燃料喷嘴12的一个示例性实施例可使外壁70与法兰62成整体,从而沿着燃料喷嘴12的轴向长度建立外部结构支承件(例如载荷承载支承件)。例如,外壁70可沿着虚线72直接从法兰62延伸,从而基本提高燃料喷嘴12的硬度和载荷承载能力。另外,通过使外壁70与法兰62成整体,外部结构支承件还包括具有孔50的入口流动调节器(IFC)48。
在某些实施例中,中心主体组件64可包括或排除用于燃料喷嘴12的结构支承件。换句话说,中心主体组件64可设计成具有较多材料来承载载荷,或备选地设计成具有较少材料,以不承载载荷。在任何一种构造中,外壁70的伸出部72可基本承载燃料喷嘴12上的任何载荷,从而降低通过中心主体组件64在燃料喷嘴12内部进行内部结构支承的任何需要。因此,公开的实施例可基本降低中心主体组件64的复杂性和结构刚性,以降低成本,从而使中心主体组件64成为非载荷承载结构。事实上,可仅出于传送特定的流体(例如燃料、空气、水、稀释剂等)的设计考虑来设计中心主体组件64。
如图4所示,法兰62构造成以便通过螺栓或其它紧固件安装到端盖36上。IFC48包括孔50,以调节进入外壁70和中心主体组件64之间的环形通道73中的空气流。IFC48构造成以便在外壁70的周边的周围提供进入环形通道73中的空气流的更加均匀的分配,同时还分解空气流中的任何大规模结构(例如旋涡)。在所示实施例中,燃料喷嘴12可包括邻近孔48的盘形空气流动调节器74。另外,孔48可沿着伸出部72延伸,使得孔48可沿空气流动调节器74的上游方向71和下游方向75。在IFC48的下游75处,旋流导叶66构造成以便引起空气流的旋涡运动。另外,燃料供应组件68构造成以便朝向燃料喷射区(例如在旋流导叶66处)沿下游方向75通过中心主体组件64传送燃料(例如液体燃料或气体燃料),以便进行燃料-空气混合。还应当注意,燃料供应组件68还可由中心主体组件64内部的空气通道69包围。
在一个实施例中,伸出部72可响应于例如热输入而沿上游方向71或下游方向75膨胀。因此,伸出部72例如可沿着法兰62滑动,且相对于中心主体组件64沿上游方向71和下游方向75运动。伸出部72例如可由允许上述上游方向71运动和下游方向75运动的可膨胀且可压缩的材料制成。或者,伸出部可通过允许上游方向71运动和下游方向75运动的销固定到法兰62上。另外,构想的是伸出部72可保持固定,同时,例如,中心主体组件64沿上游方向71和下游方向75运动。
图5示出了具有成整体的载荷承载特征和空气流动调节特征的多喷嘴组件(例如三喷嘴76)的透视图。三喷嘴76可包括通过IFC82整体式地安装在单个安装基座80上的三个单独的燃料喷嘴78。燃料喷嘴78在操作上可类似于以上描述的燃料喷嘴12,但是,燃料喷嘴78可排除作为用于喷嘴78的内部结构支承的源的中心主体组件64。相反,喷嘴78可由IFC82在外部在结构上支承。如所理解的,IFC82可操作,以便通过分解大规模结构(例如旋涡)、更加均匀地分配空气流等来调节空气流。继而,IFC82将空气流输送到旋流导叶组件84,旋流导叶组件84可包括与三喷嘴76中的各个燃料喷嘴78相关联的一个或多个燃料导叶。
如图所示,IFC82可例如通过焊接、扩散结合、螺栓、螺钉等直接固定到安装基座80上。在某些实施例中,安装基座80和IFC82可通过铸造、机械加工等整体式地形成为单个结构。安装基座80构造成以便将三喷嘴76安装到燃烧器16的首端34上。另外,IFC82可为横越所有三个喷嘴78的外周的单个柱。例如,IFC82可包括外部结构或外部壁88,外部结构或外部壁88包围所有三个喷嘴78,且沿着所有三个喷嘴78从安装基座80轴向地延伸到这三个喷嘴78的燃烧管86。在某些实施例中,IFC82可包括限定外部壁88的单个结构或多个段。例如,三喷嘴76可以每个喷嘴78包括一个IFC82,同时仍然对各个燃料喷嘴78提供外部结构支承。IFC82可进一步包括空气入口83,空气入口83可用作用于接收可以与以上关于图4所描述的方式相类似的方式沿下游方向流过IFC82的空气的空气供应。空气入口83可与如之前所论述的入口孔50一起使用,或者可代替入口孔50来使用。
外部壁88的尺寸(例如厚度)可修改(即增大或减小),以改变三喷嘴76的结构载荷承载能力。同样,外部壁88的尺寸(例如长度、宽度、厚度)可修改成以便将三喷嘴76调整到特定的固有频率。例如,外部壁88的厚度可为约0.02到1.5英寸。在另一个实施例中,外部壁88的厚度可为约0.04、0.065、0.09、0.125或0.25英寸。因此,可将三喷嘴76的固有频率调节到例如在燃烧器16的转子频率以上的频率,以减小燃烧器16的谐波失效(harmonic failure)。这样,可取决于涡轮发动机、燃料(例如液体燃料或气体燃料)和其它设计考虑来修改IFC82。其它修改可包括调节三喷嘴76的总长度87。例如,三喷嘴76的长度87可介于约20和25英寸之间。在另一个实施例中,三喷嘴76的长度87可介于约15和30英寸之间。另外,用于制造三喷嘴76的材料可为例如钢或包含例如钴和/或铬的合金。应当注意,当空气穿过IFC82时,空气可为例如50至1300度华氏温度,而燃烧管86可暴露于约3000度或更高华氏温度的温度。
另外,三喷嘴76可包括允许外部壁88相对于旋流导叶组件84沿上游方向71及下游方向75膨胀的可滑动接头89。此膨胀可由例如热应力造成。膨胀可使喷嘴76的外部壁相对于旋流导叶组件84和燃料喷嘴沿上游方向71和下游方向75运动,或者使旋流导叶组件84相对于外部壁88沿上游方向71和下游方向75运动。
图6示出了具有图5的三喷嘴76的燃烧器16的一个实施例的正视图。如以上所论述,各个三喷嘴76包括直接联接到IFC82上的安装基座80,从而为各个三喷嘴76中的所有三个燃料喷嘴78提供外部结构支承和空气流动调节。在各个三喷嘴76中,各个燃料喷嘴78在相应的燃烧管86内包括旋流导叶区90。如图所示,三喷嘴76可在燃烧器16的中心燃料喷嘴12周围周向地成环形构造。另外,三喷嘴76的各个燃料喷嘴78可以以三角形型式彼此沿侧向偏离开。例如,喷嘴78可形成等腰直角三角形构造。或者,喷嘴78可形成等边三角形构造、等腰三角形构造,或者任何其它三角形构造。事实上,可以例如基于可在使用燃烧器16期间遇到的热应力和热应变来确定三喷嘴76中的喷嘴78的确切构造。
图7是根据本技术的一个实施例的、如图5所示的三喷嘴76的截面侧视图。应当注意,可参照轴向方向或轴线92、径向方向或轴线94和周向方向或轴线96来对三喷嘴76的各方面进行描述。例如,轴线92对应于纵向中心线或纵长方向,轴线94对应于相对于纵向中心线的横向或径向方向,而轴向96对应于绕着纵向中心线的周向方向。
三喷嘴76可包括可如以上关于图5所描述的那样操作的三个燃料喷嘴78、安装基座80、IFC82、三个燃烧管86、IFC82的外部壁88,以及三个旋流导叶区90。此外,虽然三喷嘴76在图7中示出且在此处有所阐述,但是应当理解,以下论述可应用于双喷嘴(具有两个预混合器)、四喷嘴(具有四个预混合器)等。也就是说,关于以下描述,可包括大于一个的任何数量的喷嘴。
三喷嘴76可包括可用于将空气供应到IFC82的一个或多个空气入口83。如上所述,空气入口83可与之前论述的入口孔50一起使用,或者代替入口孔50来使用。空气入口83可在IFC82的外部壁88内周向地96设置在纵向轴线92周围。空气入口83可为外部壁88的内径的约20%至80%、30%至70%或40%至60%。空气入口可为外部壁88的内径的约35%、40%、45%、50%、55%或60%。因此,三喷嘴76可经由空气入口通过外部壁88沿径向方向94接收空气,而非例如通过安装基座80从轴向方向92接收空气。在另一个实施例中,也可通过安装基座80沿轴向方向92接收空气。在某些实施例中,三喷嘴76可在IFC82的外部壁88中包括孔(例如多个小开口),从而使得空气流能够通过外部壁88进入三喷嘴76的内部中。孔(如果包括的话)可至少小于各个燃烧管86的内径的约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或15%。
空气可通过空气入口83流入IFC82中,且可遇到侧向支承件98,侧向支承件98可相对于三喷嘴76的纵向轴线92在入口流动调节器82中横向地(例如沿径向方向94)延伸。在一个实施例中,侧向支承件98可为三叶草叶形板。侧向支承件98的形状和定位可为至少两个目的服务。首先,侧向支承件98可与IFC82一起作为用于三喷嘴76的额外的内部支承部件来起作用。另外,侧向支承件98可协助以在燃料喷嘴78之间提供更加均匀的空气流分配的方式输送空气流,这也会改进进入各个单独的燃料喷嘴78中的空气流的均匀性。如图所示,侧向支承件98包括三个中心开口100,每个空气入口83一个。例如,中心开口100可为各个燃烧管86的内径的约10%至70%、20%至60%或30%至50%。或者,中心开口100可以不布置在侧向支承件98中,相反,侧向支承件98可穿孔成具有多个小开口,例如每个燃料喷嘴78(对应)10、20、30、40、50、100、200个或更多个开口。根据另一个实例,孔(如果包括的话)可为各个燃烧管86的内径的至少约0.05%至50%。应当注意,穿孔的侧向支承件98也可结合中心开口100一起使用。
在某些实施例中,三喷嘴76可沿着纵向轴线92在不同轴向位置处包括多个侧向支承件98。例如,三喷嘴76可包括沿着纵向轴线92相等地或不等地隔开的1、2、3个或更多个侧向支承件98,其中,各个侧向支承件98可包括开口和/或孔的相同的或不同的构造。
如图所示,空气入口83轴向地设置在侧向支承件98的上游。另外,三喷嘴76可包括外部壁88中的、相对于侧向支承件98沿轴向在上游和/或下游的一个或多个空气入口102。例如,外部壁88可包括大约在纵向轴线92周围的周向方向96上的空气入口102圆形阵列。在某些实施例中,这些空气入口102可包括相对大的开口,例如至少大于各个燃烧管86的内径的15%、20%或25%。作为这些相对大的开口的备选方案,或者除了这些相对大的开口之外,这些空气入口102可包括相对小的开口,例如至少小于各个燃烧管86的内径的1%至20%。例如,这些空气入口102可包括轴向地沿着外部壁88及周向地绕着外部壁88的一定型式的开口或孔。
三喷嘴79可另外包括燃料通道组件106,燃料通道组件106可包括可各自对应于燃料喷嘴78中的一个的单独的燃料通道108。燃料通道108可各自包括柔性通道(例如可协助调节下游75燃料流的燃料波纹管),以适应热生长。因此,燃料通道108单独地以及作为燃料通道组件106共同地对三喷嘴76贡献较少结构支承,或者不贡献结构支承(例如燃料通道108是从安装基座80沿下游方向75延伸的非载荷承载燃料通道108)。也就是说,IFC82包括沿下游方向75直接从安装基座80延伸的外部壁88,其中外部壁88是载荷承载性的,且三喷嘴76排除了载荷承载燃料管线68。相反,燃料通道108仅起供应装置的作用,以便为燃料气室110提供燃料,燃料气室110可周向地96包围各个旋流导叶区90。在一个实施例中,燃料气室110可将燃料直接提供到旋流导叶区90的旋流导叶112中,以便于喷射到燃烧管86中。
因此,三喷嘴76从IFC82、安装基座80和侧向支承件98接受结构支承,而不从中心主体组件接受任何结构支承。也就是说,IFC82可在该IFC82内部没有直接从安装基座80延伸的中心支承部件64的情况下在结构上支承三喷嘴76。另外,除了为三喷嘴提供结构支承之外,IFC82还设计成以便调节空气,以使其更加均匀和均一地分配到各个燃料喷嘴78,从而产生更加高效的燃料与空气混合。这可产生更清洁的燃烧燃料/空气混合物,并且随后产生较少的排气污染物。
本书面描述使用实例来公开本发明,包括最佳模式,且还使本领域技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统,以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定,且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素,则这样的其它实例意图处于权利要求书的范围之内。
Claims (9)
1.一种多预混合器燃料喷嘴支承系统,包括:
涡轮发动机(10),包括:
具有首端区(34)的燃烧器(16);以及
多喷嘴组件,所述多喷嘴组件包括多个旋流导叶组件(84),所述多喷嘴组件具有联接到所述首端区(34)上的安装基座(80),其中,所述多喷嘴组件包括延伸到所述安装基座(80)的入口流动调节器(82),所述入口流动调节器(82)包括载荷承载环形壁,所述载荷承载环形壁限定穿过其的多个空气入口(102),且所述入口流动调节器(82)在所述安装基座(80)处在结构上支承所述多喷嘴组件,其中所述多喷嘴组件由三喷嘴(76)构成,所述三喷嘴(76)包括沿大致三角形图案设置的三个燃料喷嘴(78),所述三个燃料喷嘴(78)共用所述入口流动调节器(82)和所述安装基座(80)。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述多喷嘴组件包括在所述入口流动调节器(82)内部相对于所述多喷嘴组件的纵向轴线(46)横向地延伸的侧向支承件(98)。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述侧向支承件(98)包括三叶草叶形板。
4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述多个空气入口(102)包括设置在所述侧向支承件(98)的上游(71)的第一空气入口(102)。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述多个空气入口(102)包括设置在所述侧向支承件(98)的下游(75)的第二空气入口(102)。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统包括可滑动接头(89),所述可滑动接头(89)构造成允许包围所述燃料喷嘴(78)的外部壁(88)进行上游(71)运动和下游(75)运动。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统包括第一三喷嘴(76)和第二三喷嘴(76),所述系统包括第一三喷嘴(76)和第二三喷嘴(76)均具有联接到所述首端区(34)上的安装基座(80)和延伸到所述安装基座(80)的第二入口流动调节器(82)。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统包括自所述安装基座(80)沿下游方向(75)延伸的非载荷承载燃料通道(108)。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统包括第一三喷嘴(76)和第二三喷嘴(76)均在所述入口流动调节器(82)内部没有直接从所述安装基座(80)延伸的中心支承部件的情况下在结构上得到支承。
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---|---|---|---|---|
WO2010128882A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | General Electric Company | Multi-premixer fuel nozzle |
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US8904797B2 (en) * | 2011-07-29 | 2014-12-09 | General Electric Company | Sector nozzle mounting systems |
US20130040254A1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | General Electric Company | System and method for monitoring a combustor |
US9366440B2 (en) * | 2012-01-04 | 2016-06-14 | General Electric Company | Fuel nozzles with mixing tubes surrounding a liquid fuel cartridge for injecting fuel in a gas turbine combustor |
US9228498B2 (en) * | 2012-03-01 | 2016-01-05 | Solar Turbines Incorporated | Laser clad fuel injector premix barrel |
US9366445B2 (en) * | 2012-04-05 | 2016-06-14 | General Electric Company | System and method for supporting fuel nozzles inside a combustor |
US9212822B2 (en) | 2012-05-30 | 2015-12-15 | General Electric Company | Fuel injection assembly for use in turbine engines and method of assembling same |
US9291103B2 (en) * | 2012-12-05 | 2016-03-22 | General Electric Company | Fuel nozzle for a combustor of a gas turbine engine |
US9347668B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-05-24 | General Electric Company | End cover configuration and assembly |
US9765973B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-09-19 | General Electric Company | System and method for tube level air flow conditioning |
US9650959B2 (en) * | 2013-03-12 | 2017-05-16 | General Electric Company | Fuel-air mixing system with mixing chambers of various lengths for gas turbine system |
US9528444B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-12-27 | General Electric Company | System having multi-tube fuel nozzle with floating arrangement of mixing tubes |
US9671112B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-06-06 | General Electric Company | Air diffuser for a head end of a combustor |
US9366439B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-06-14 | General Electric Company | Combustor end cover with fuel plenums |
US9534787B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-01-03 | General Electric Company | Micromixing cap assembly |
US20140338340A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-11-20 | General Electric Company | System and method for tube level air flow conditioning |
US9651259B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-05-16 | General Electric Company | Multi-injector micromixing system |
US9759425B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-09-12 | General Electric Company | System and method having multi-tube fuel nozzle with multiple fuel injectors |
US9410704B2 (en) | 2013-06-03 | 2016-08-09 | General Electric Company | Annular strip micro-mixers for turbomachine combustor |
US10408454B2 (en) | 2013-06-18 | 2019-09-10 | Woodward, Inc. | Gas turbine engine flow regulating |
US9273868B2 (en) * | 2013-08-06 | 2016-03-01 | General Electric Company | System for supporting bundled tube segments within a combustor |
US9476592B2 (en) * | 2013-09-19 | 2016-10-25 | General Electric Company | System for injecting fuel in a gas turbine combustor |
US9482433B2 (en) * | 2013-11-11 | 2016-11-01 | Woodward, Inc. | Multi-swirler fuel/air mixer with centralized fuel injection |
US9435540B2 (en) | 2013-12-11 | 2016-09-06 | General Electric Company | Fuel injector with premix pilot nozzle |
US9714767B2 (en) | 2014-11-26 | 2017-07-25 | General Electric Company | Premix fuel nozzle assembly |
US10030869B2 (en) | 2014-11-26 | 2018-07-24 | General Electric Company | Premix fuel nozzle assembly |
US9982892B2 (en) | 2015-04-16 | 2018-05-29 | General Electric Company | Fuel nozzle assembly including a pilot nozzle |
US9803867B2 (en) | 2015-04-21 | 2017-10-31 | General Electric Company | Premix pilot nozzle |
US10267524B2 (en) * | 2015-09-16 | 2019-04-23 | Woodward, Inc. | Prefilming fuel/air mixer |
KR102109082B1 (ko) * | 2018-09-03 | 2020-05-12 | 두산중공업 주식회사 | 가스 터빈의 연소기 |
US11287128B2 (en) | 2019-01-03 | 2022-03-29 | Carrier Corporation | Inward fired low NOX premix burner |
KR102138015B1 (ko) * | 2019-05-09 | 2020-07-27 | 두산중공업 주식회사 | 버너와 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4408461A (en) * | 1979-11-23 | 1983-10-11 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Combustion chamber of a gas turbine with pre-mixing and pre-evaporation elements |
CN1464958A (zh) * | 2001-07-10 | 2003-12-31 | 三菱重工业株式会社 | 预混合喷嘴、燃烧器及燃气轮机 |
US6672073B2 (en) * | 2002-05-22 | 2004-01-06 | Siemens Westinghouse Power Corporation | System and method for supporting fuel nozzles in a gas turbine combustor utilizing a support plate |
CN101082422A (zh) * | 2006-05-31 | 2007-12-05 | 通用电气公司 | 用于燃气涡轮发动机燃料喷嘴的入口流动调节器 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2565843A (en) * | 1949-06-02 | 1951-08-28 | Elliott Co | Multiple tubular combustion chamber |
US3283802A (en) * | 1964-06-11 | 1966-11-08 | Fuel Firing Ltd | Multi-stage burner unit |
US3589845A (en) * | 1969-04-23 | 1971-06-29 | Adams Mfg Co The | Power burner |
JP3592912B2 (ja) * | 1997-11-13 | 2004-11-24 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
KR100550689B1 (ko) | 1998-02-10 | 2006-02-08 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 가스 터빈의 연소 시스템용 버너 및 연료와 공기의 예비혼합 방법 |
US6796173B1 (en) | 1998-10-09 | 2004-09-28 | Fti Flow Technology, Inc. | Fuel flowmeter |
JP3069347B1 (ja) * | 1999-06-11 | 2000-07-24 | 川崎重工業株式会社 | ガスタ―ビンの燃焼器用バ―ナ装置 |
US7007477B2 (en) | 2004-06-03 | 2006-03-07 | General Electric Company | Premixing burner with impingement cooled centerbody and method of cooling centerbody |
US7377036B2 (en) | 2004-10-05 | 2008-05-27 | General Electric Company | Methods for tuning fuel injection assemblies for a gas turbine fuel nozzle |
US7426891B2 (en) | 2004-12-10 | 2008-09-23 | Loving Ronald E | System for converting animal waste into an environmentally friendly energy source |
US8122721B2 (en) * | 2006-01-04 | 2012-02-28 | General Electric Company | Combustion turbine engine and methods of assembly |
US7540152B2 (en) * | 2006-02-27 | 2009-06-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Combustor |
US8505304B2 (en) * | 2008-12-01 | 2013-08-13 | General Electric Company | Fuel nozzle detachable burner tube with baffle plate assembly |
US8424311B2 (en) * | 2009-02-27 | 2013-04-23 | General Electric Company | Premixed direct injection disk |
US8234872B2 (en) * | 2009-05-01 | 2012-08-07 | General Electric Company | Turbine air flow conditioner |
WO2010128882A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | General Electric Company | Multi-premixer fuel nozzle |
US8522555B2 (en) | 2009-05-20 | 2013-09-03 | General Electric Company | Multi-premixer fuel nozzle support system |
-
2009
- 2009-05-20 US US12/469,507 patent/US8522555B2/en not_active Expired - Fee Related
-
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2013
- 2013-08-30 US US14/015,322 patent/US8769956B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4408461A (en) * | 1979-11-23 | 1983-10-11 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Combustion chamber of a gas turbine with pre-mixing and pre-evaporation elements |
CN1464958A (zh) * | 2001-07-10 | 2003-12-31 | 三菱重工业株式会社 | 预混合喷嘴、燃烧器及燃气轮机 |
US6672073B2 (en) * | 2002-05-22 | 2004-01-06 | Siemens Westinghouse Power Corporation | System and method for supporting fuel nozzles in a gas turbine combustor utilizing a support plate |
CN101082422A (zh) * | 2006-05-31 | 2007-12-05 | 通用电气公司 | 用于燃气涡轮发动机燃料喷嘴的入口流动调节器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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