CN102818264A - 具有压力馈送的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有压力馈送的燃烧器。提供了一种具有压力馈送的燃烧器(10)，并且其包括：外部容器(20)；中间容器(30)，其设置在外部容器(20)内而形成外部环带(35)；内部容器(40)，其设置在中间容器(30)内而在中间容器和内部容器之间形成内部环带(45)，以及在内部容器内在燃料喷嘴(47)的下游部分(472)附近形成内部容积(48)，通过内部环带(45)来对设置在内部容器内的燃料喷嘴(47)的上游部分(471)进行馈送；以及管状组件(50)，外部环带(35)和内部容积(48)通过管状组件(50)来连通。

Description

具有压力馈送的燃烧器
技术领域
本文公开的主题涉及具有压力馈送的燃烧器。
背景技术
对于典型的燃烧器布置，流动套管被插入附连到压缩机排出壳体(CDC)上的后部壳体中或一体式后部壳体中。流动套管包括在其中形成的冲击孔。衬套然后被插入流动套管，并且帽被组装到流动套管或后部壳体上，使得燃料喷嘴可操作地设置在衬套内。衬套因而在衬套和流动套管之间形成通往燃料喷嘴的入口的环带。
对于这个构造，CDC空气从压缩机进入CDC，并且流过冲击孔且作为冲击空气而进入衬套和流动套管之间的环带中。可从过渡件冲击冷却流中对环带提供额外的空气。冲击空气和额外的空气然后向上游朝燃料喷嘴入口而流过环带，其中空气进入燃料喷嘴，使得它可与燃料混合以进行燃烧操作。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种具有压力馈送的燃烧器，并且其包括外部容器；中间容器，其设置在外部容器内而形成外部环带；内部容器，其设置在中间容器内而在中间容器和内部容器之间形成内部环带，以及在内部容器内在燃料喷嘴的下游部分附近形成内部容积，通过内部环带来对设置在内部容器内的燃料喷嘴的上游部分进行馈送；以及管状组件，外部环带和内部容积通过管状组件来连通。
根据本发明的另一个方面，提供了一种具有压力馈送的燃烧器，并且其包括外部容器；中间容器，其设置在外部容器内而形成与第一流体连通的外部环带；内部容器，其设置在中间容器内而在中间容器和内部容器之间形成内部环带，以及在内部容器内在燃料喷嘴的下游部分附近形成内部容积，第二流体通过内部环带来馈送给设置在内部容器内的燃料喷嘴的上游部分；以及管状组件，第一流体能够通过管状组件从外部环带传输到内部容积。
根据本发明的又一个方面，提供了一种组装具有压力馈送的燃烧器的方法，并且其包括：在外部容器和中间容器之间形成外部环带；在中间容器和内部容器之间形成内部环带，通过内部环带来对设置在内部容器内的燃料喷嘴的上游部分进行馈送；在内部容器内在燃料喷嘴的下游部分附近限定内部容积；以及定位管状组件，外部环带和内部容积通过管状组件来连通。
根据结合附图得到的以下描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。
附图说明
在说明书的结论处的权利要求中特别指出和明确声明了被视为本发明的主题。根据结合附图得到的以下详细描述，本发明的前述和其它特征与优点是显而易见的，其中：
图1是具有压力馈送的燃烧器的透视图；
图2是图1的燃烧器的放大侧视图；
图3是根据实施例的图1的燃烧器的子组件的示意图；以及
图4是具有压力馈送的燃烧器的侧视示意图，其中传送管被组装到帽组件中以有被动馈送的系统。
详细描述以参照附图的实例的方式阐述本发明的实施例，以及优点和特征。
部件列表
10燃烧器
20外部容器
25第一流体
30中间容器
31冲击孔
35外部环带
40内部容器
48内部容积
481和482第一内部容积区段和第二内部容积区段
4811内部容积壁
4812帽面
45内部环带
46第二流体
47燃料喷嘴
471上游部分
472下游部分
50管状组件
51管
52密封件
511管状侧壁
512内部
513封闭端
514开口端
515孔口
520较冷的空气馈送
60子组件
61管中管式组件
611第二管
612孔口
62控制器
100帽组件
101前部壳体
102后部壳体
103帽支柱
105帽腔体
110传送管
111密封件。
具体实施方式
参照图1和2，提供了具有压力馈送的燃烧器10。燃烧器10包括外部容器20，例如压缩机排出壳体(CDC)，其接收第一流体25，例如输出自压缩机的压缩机排出空气。燃烧器10进一步包括环形中间容器30、环形内部容器40和管状组件50。中间容器30可为燃烧器10的流动套管和/或过渡件，并且可形成为在其中限定冲击孔31。冲击孔31被显示为紧邻首端，如图1中所显示的那样，但是要理解，它们可限定在过渡件处的更下游或者限定为补充或代替冲击孔的环形通路。中间容器30设置在外部容器20内而形成外部环带35，第一流体25与外部环带35连通。
内部容器40可为燃烧器10的衬套，其设置在中间容器30内，使得内部容器40形成内部容积48，并且内部容器40和中间容器30形成内部环带45。内部环带45被限定在中间容器30和内部容器40之间。借助于内部环带45，诸如冲击空气的第二流体46被馈送给可操作地设置在内部容器40内的燃料喷嘴47的上游部分471(即入口)。燃料喷嘴47可包括中心燃料喷嘴和设置在中心燃料喷嘴的周围的多个外部燃料喷嘴。作为通过冲击孔31从外部环带35流入内部环带45中的第一流体25的部分来提供第二流体46。
内部容积48在内部容器40内限定为第一内部容积区段481和第二内部容积区段482，第二内部容积区段482设置在第一内部容积区段481的下游。根据实施例，第一内部容积区段481可形成为设置在燃料喷嘴47的下游部分472附近的帽内部容积。这个帽内部容积限定在内部容积壁4811和帽面4812之间。第二内部容积区段482限定在帽面4812和喷嘴47的下游，并且可形成为燃烧区。
管状组件50提供第一流体25能够从外部环带35传输到内部容积48所通过的路径。更具体而言，管状组件50提供第一流体25能够从外部环带35传输到第一内部容积区段481所通过的路径。
如图2中显示的那样，管状组件50可包括管51和密封件52，密封件52在中间容器30和内部容器40处定位在管51的周围，以防止第一流体25泄漏。管51具有限定内部512的管状侧壁511。管51还具有封闭端513、与封闭端513相反的开口端514，以及对内部512提供给通路的孔口515。管51相对于外部环带35沿径向方向定向，并且安装在燃烧器10中以从至少外部环带35延伸到第一内部容积区段481。根据实施例，管51具有一定长度，由此封闭端513可延伸到外部容器20的外部，开口端514设置在第一内部容积区段481内，并且孔口515定位在外部环带35内。
而且，如图2中显示的那样，管状组件50可构造成借助于较冷的空气馈送520接纳较冷的空气供应。这种较冷的空气供应可用来通过提供可变的腔体压力来减轻燃烧动态特性。另外，较冷的空气供应可允许帽面4812在较冷的温度下操作，并且在有或没有可能地添加惰性气体的情况下，可协助将火焰保持在离帽面4812的预先限定的安全距离处。
管状组件50可进一步包括多个管51。在这个情况下，该多个管51中的各个在中间容器30和内部容器40处具有密封件52，并且如上面描述的那样进行构造。基于流需求，该多个管51可沿周向排列在燃烧器10的周围。基于预先限定和/或确定的流需求，该多个管51可还设置在沿轴向交错的位置处。
根据另外的实施例，孔口515可在管状侧壁511的周向部分中形成为窗口，并且管51可定向成使得孔口515朝向下游方向。照这样，向上游朝燃烧器首端移动的第一流体25可较容易地通过孔口515流到内部512中。
根据更进一步的实施例，并且参照图3，管状组件50可包括子组件60，能够通过子组件60来控制能够传输的第一流体25的量。例如，如图3中显示的那样，子组件60可包括可操作地联接到控制器62上的管中管式组件61。管中管式组件61包括设置在管51内的第二管611，第二管611具有孔口612。控制器62旋转管51内的第二管611，使得孔口612变得与孔口515旋转地对准或不对准，从而分别增大或减小能够传输的第一流体25的量。因而，当孔口612与孔口515对准且管状组件50打开时，如显示的那样，第一流体25的大约10%能够传输到第一内部容积区段481，并且90%流到内部环带45中作为第二流体46(即冲击空气)。相反，当孔口612和孔口515不对准且管状组件50关闭时，第一流体25的大约100%流到内部环带45中作为第二流体46。
管状组件50允许例如加压空气从压缩机排出壳体馈送到帽内部容积，并且可在组装流动套管、衬套和帽之后进行安装。结果，可对帽内部容积481提供较高的帽压力，从而通过或者增大跨过板的压降或者引入冲击板来冷却板的后侧而导致泻出(effusion)板有提高的耐久性。在高燃烧动态特性的时期期间，较高的压降可还帮助防止热的燃烧产物被迫向上游进入泻出孔，并且可为减轻一些动态特性的一个手段。
根据另外的方面且参照图4，可提供帽组件100，并且其包括前部壳体101和后部壳体102。前部壳体101包括中间容器30的前部部分和内部容器40的前部部分，帽支柱103支承性地设置在它们之间。后部壳体102一体地与CDC连接，并且包括中间容器30的后部部分和内部容器40的后部部分，它们形成外部环带35。内部容器40形成帽腔体105，并且传送管110组装到帽组件100中，以被动地将第一流体25从外部环带35馈送到帽腔体105。根据实施例，传送管110可在其一端或两端处附连或焊接到例如帽组件100的前部壳体101上，并且可进一步设有密封件111。
根据更进一步方面，提供了一种组装具有压力馈送的燃烧器10。该方法包括在外部容器20和中间容器30之间形成外部环带35；在中间容器30和内部容器40之间形成内部环带45，通过内部环带45来对设置在内部容器40内的燃料喷嘴47的上游部分471进行馈送；在内部容器40内在燃料喷嘴47的下游部分472附近限定内部容积48；以及定位管状组件50，外部环带35和内部容积48通过管状组件50来连通。
虽然结合仅有限数量的实施例来详细描述了本发明，但是应当容易地理解，本发明不限于这样公开的实施例。相反，可修改本发明，以结合此前未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变化、更改、替换或等效布置。另外，虽然描述了本发明的多种实施例，但是要理解，本发明的各方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不应视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (10)

1.一种具有压力馈送的燃烧器(10)，包括：
外部容器(20)；
中间容器(30)，其设置在所述外部容器(20)内而形成外部环带(35)；
内部容器(40)，其设置在所述中间容器(35)内而在所述中间容器和所述内部容器之间形成内部环带(45)，以及在所述内部容器(40)内在燃料喷嘴(47)的下游部分(472)附近形成内部容积(48)，通过所述内部环带(45)来对设置在所述内部容器内的所述燃料喷嘴(47)的上游部分(471)进行馈送；以及
管状组件(50)，所述外部环带(35)和所述内部容积(48)通过所述管状组件(50)来连通。
2.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述外部容器(20)包括压缩机排出壳体，所述中间容器(30)包括流动套管，所述流动套管在其中形成有冲击孔(31)，并且所述内部容器(40)包括燃烧器衬套。
3.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，压缩机排出空气能够通过所述管状组件(50)输送给所述内部容积(48)。
4.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述外部容器(20)、所述中间容器(30)和所述内部容器(40)形成帽组件(100)，所述管状组件(50)附连和密封到所述帽组件(100)上。
5.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述燃料喷嘴(47)包括中心燃料喷嘴和多个外部燃料喷嘴。
6.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述管状组件(50)包括沿所述外部环带(35)的径向方向定向的管(51)。
7.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述管状组件(50)包括多个沿周向排列的管(51)，所述多个沿周向排列的管(51)中的各个沿径向方向定向。
8.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述管状组件(50)包括可操作地联接到控制器(62)上的管中管式子组件(60)。
9.一种具有压力馈送的燃烧器(10)，包括：
外部容器(20)；
中间容器(30)，其设置在所述外部容器(20)内而形成与第一流体(25)连通的外部环带(35)；
内部容器(40)，其设置在所述中间容器(30)内而在所述中间容器和内部容器之间形成内部环带(45)，以及在所述内部容器内在所述燃料喷嘴(47)的下游部分(472)附近形成内部容积(48)，第二流体(46)通过内部环带(45)馈送到设置在所述内部容器内的燃料喷嘴(47)的上游部分(471)；以及
管状组件(50)，所述第一流体(25)能够通过所述管状组件(50)从所述外部环带(35)传输到所述内部容积(48)。
10.根据权利要求9所述的燃烧器(10)，其特征在于：
所述外部容器(20)包括压缩机排出壳体，并且所述第一流体(25)包括压缩机排出空气；
所述中间容器(30)包括其中形成有冲击孔(31)的流动套管，所述第二流体(46)为作为冲击空气而流过所述冲击孔(31)的所述第一流体(25)的部分；以及
所述内部容器(40)包括燃烧器衬套。
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