CN205156011U - 燃烧器的燃烧器头部和带有这种燃烧器的燃气涡轮机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃烧器的燃烧器头部和带有这种燃烧器的燃气涡轮机,燃烧器头部包括带有至少一个燃料喷嘴(2)的第一燃烧器级(1),所述燃烧器头部(46)具有基体(16)以用于布置所述燃料喷嘴,其中作为多个燃料供应装置的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴的燃料供给,其中所述供给通道(17,18)完全地在所述基体(16)中围绕纵轴线(20)环绕。对于不同的燃烧器级设有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置(6,9,12,15),其中对于每个燃料供应装置在燃烧器头部(46)的基体(16)中分别构造有分离的供给通道(17,18,19)。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃烧器的燃烧器头部,包括带有至少一个燃料喷嘴的第一燃烧器级,其中至少另一燃烧器级分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴,其中对于不同的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置;以及一种带有包括这种燃烧器头部的燃烧器的燃气涡轮机。
背景技术
越来越多地使用力-热-耦合系统例如为企业分散地供给电、热、和/或机械能,该力-热-耦合系统利用尤其以微型燃气涡轮机形式的内燃机运转。这种微型燃气涡轮机为低功率级的燃气涡轮机,即直到大约500kW的额定功率。这种类型的力-热-耦合系统以已知的结构形式除了内燃机本身之外还包括可由内燃机驱动的尤其以发电机形式的力转换器以及包括废热装置以用于利用在内燃机的废气中包含的废热。
所提及的燃气涡轮机在压缩机和涡轮之间具有燃烧器,在该燃烧器中利用氧化介质在通常情况中利用空气氧化或燃烧燃料。燃料和氧化介质的必要的混合在燃烧器头部中发生,该燃烧器头部典型地设计为燃烧器法兰,并且燃烧腔后置于该燃烧器头部。燃烧器头部沿着燃烧器纵轴线延伸并且通常包括多个相对于燃烧器纵轴线以径向间距布置在基体中的氧化介质通道。每个燃料喷嘴均通入到氧化介质通道中。通常通过单个的软管发生燃料供给,这些软管通过位于上游的外部的分配器环被供料。因此全部的燃料喷嘴具有唯一的、共同的燃料供应装置并且由此为唯一的、共同的燃烧器级的一部分。其能够根据需要以其全体接通或切断。所提及的组件在设计运转点中最佳地工作,而例如用于部分载荷运转或用于瞬态运转过程的功率匹配则变得困难的。燃烧进程和效率并非是最佳的。
此外出现高昂的制造消耗、装配消耗以及拆卸消耗,并且由于单个构件的数量多而出现提升的成本消耗。由于带有常常由结构空间决定的小的密封面的单个密封件而引起的高的泄漏风险、由于安装复杂性而引起的易出错率、外部的燃料分配器环的以及从燃料分配器环到燃料喷嘴的单个的软管和/或管连接的需求视作为其它缺点。
实用新型内容
本实用新型的任务在于,如此改进这种类型的燃烧器头部,即使得在构造简单的情况下灵活地匹配运转参数是可行的。
该任务通过这样的燃烧器头部解决,即该燃烧器头部包括带有至少一个燃料喷嘴的第一燃烧器级,其中至少另一燃烧器级分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴,其中对于不同的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置,其中燃烧器头部具有基体以用于布置燃料喷嘴,其中作为多个燃料供应装置的一部分在基体中分别构造有供给通道以用于相关联的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴的燃料供给,其中基体沿着纵轴线延伸,其中供给通道完全地在基体中围绕纵轴线环绕。
此外本实用新型的任务在于,给出带有改善的燃烧器的燃气涡轮机。
该任务通过带有这样的涡轮机、尤其燃气涡轮机或微型燃气涡轮机解决,即该燃气涡轮机带有包括之前描述的燃烧器头部的燃烧器,其中该燃气涡轮机至少通过燃烧器的废气流的一部分驱动,其中燃烧器头部具有:实施为先导级的第一燃烧器级,该第一燃烧器级带有实施为先导燃料喷嘴的第一燃料喷嘴;和至少两个另外的实施为主级的燃烧器级,该燃烧器级分别带有相关联的多个实施为主燃料喷嘴的燃料喷嘴,其中对于不同的实施为主级的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置,其中燃烧器头部具有基体以用于容纳燃料喷嘴,其中对于每个燃料供应装置在基体中分别构造有分离的供给通道,其中基体沿着纵轴线延伸,并且其中供给通道完全地在基体中围绕纵轴线环绕。
根据本实用新型设置成,对于所提及的燃烧器级附加地设置有至少另一、优选地至少两个另外的燃烧器级,其分别带有至少一个相关联的燃料喷嘴,其中对于不同的燃烧器级设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置。优选地燃烧器级中的至少一个具有与该相应的燃烧器级相关联的许多的多个燃料喷嘴。适宜地第一燃烧器级构造为先导级(Pilotstufe),其中该先导级只具有一个构造为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴,并且其中至少另一、优选地所有另外的燃烧器级构造为主级。尤其实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴居中地布置,其中至少另一燃烧器级的燃料喷嘴环形地围绕居中的、实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴布置。
在功率需求可变时一个或多个燃烧器级能够通过其相应的燃料供应装置接入或断开,由此出现分级的功率输出(Leistungsentfaltung)。可选的居中的先导级使燃烧稳定并且保证了在瞬态调节过程中可靠的功能。但全部的燃料流的只有少量的一部分在先导级中被转化。最大的燃料转化和功率份额由优选地多级的主级准备。通过主级实施成两级或多级可如此对功率需求的改变进行匹配,即使得断开主级的一个或多个级,而主级的一个或多个保留的级在其最佳运转点中工作。由此根据本实用新型的燃烧器头部或装备有该燃烧器头部的燃烧器即使在部分载荷中或在瞬态运转过程中也以改善的效率工作。在结构上可容易地实现分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置,以由此获得功率匹配的简单的可行性。
在一种优选的改进方案中,在至少一个燃料供应装置中设置有尤其可控制的用于调整燃料流量的流量限制元件,尤其为阀、瓣片、节流件和/或分配器。备选地或附加地可为适宜的是,至少一个单个的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴和尤其所有燃料喷嘴实施为关键的(kritisch)喷嘴。借助于可控制的流量限制元件可不仅完全地阻止或释放燃料流,藉此能够接入或断开单个的喷嘴或整个的燃烧器级。还产生流量减小的可行性,藉此可调整部分载荷运转。在使用所谓的关键的喷嘴时节流件促使在确定的阈值压力之上燃料流量不会随着上升的燃料压力继续增加。只要燃料压力保持在提及的阈值压力之上,则即使当燃料压力波动出现时,燃料流量也至少近似恒定。得到稳定的燃烧条件。
燃烧器头部具有基体以用于布置尤其用于容纳燃料喷嘴,其中作为多个和尤其所有燃料供应装置的一部分在基体中分别构造有供给通道以用于相关联的燃烧器级的至少一个燃料喷嘴和尤其地所有燃料喷嘴的燃料供给。通过供给通道集成到燃烧器头部的基体中能够放弃根据背景技术通常和必要以复杂的方式布置软管、管道或类似物。在燃烧器头部的基体中的供给通道的设计方案在设计时在构造方面是简单的,能够成本有利地制造,并且此外在功能方面是可靠的。
基体沿着纵轴线延伸,其中供给通道完全地在基体中围绕纵轴线环绕且尤其地构造为在其敞开的侧边处封闭的槽。这种槽能够根据安装情况简单地加入到一个或多个周缘面中和/或一个端面和/或两个彼此相对而置的端面中,其中槽那么彼此具有径向的和/或轴向的错位。借助于槽可在制造消耗小的情况下得到相关联的燃料喷嘴的简单的、成本有利的且可靠的供给。
可为有利的是,燃料喷嘴的至少一部分,尤其至少一个实施为主级的燃烧器级的燃料喷嘴构造为布置、优选地固定且尤其可松开地固定在基体处的喷嘴枪(Düsenlanzen)。备选地或与此组合地在一种优选的变型方案中在基体中布置有燃烧器级的多个氧化介质通道,其中至少一个燃烧器级的相关联的燃料喷嘴通过在基体中的燃料通道构造,并且其中燃料通道的喷嘴轴线相对于氧化介质通道的通道纵轴线具有径向的方向分量。这种燃料通道能够容易地且利用小的消耗例如通过孔、槽或任何其它的凹口构造在燃烧器头部的基体中。利用径向的方向分量取向的燃料通道恰好利用该径向的方向分量将燃料引导到氧化介质气流或燃烧空气流中,由此发生良好的混合并且由此稳定的氧化或燃烧。
上述在原理上和在下文中在细节上进一步详细说明的本实用新型优选地应用在燃气涡轮机中,其本身优选地为力-热-耦合系统的一部分。在此提及的优点完全起作用。但根据本实用新型的燃烧器头部还能够同样地有利地使用在其它燃烧器中例如用于加热设备、加热锅炉、废空气净化设备、熔炉或类似物。尤其在用于热氧化或再生热氧化加载有可燃烧的有害物质的废气、废空气和/或废水的净化设备中通过应用根据本实用新型的燃烧器头部即使在废气、废空气和/或废水的热值快速和/或剧烈变化时和/或在质量流量快速和/或剧烈变动时也可有利地稳定净化功率。
附图说明
下面根据附图进一步地说明本实用新型的实施例。其中:
图1在示意性的简图中示出了带有根据本实用新型的燃烧器的燃气涡轮机,
图2在纵剖面图中示出了带有燃烧器头部和后置的燃烧室的根据图1的根据本实用新型的燃烧器以用于示出燃气引导,
图3在纵剖面中示出了根据本实用新型的多级的燃烧器头部的第一实施例,该燃烧器头部带有:用于燃料的两个在纵向上处于彼此相叠地构造在基体中的、环形的、以封闭的构造在基体的端面中的环槽形式的供给通道;和从供给通道引导到相应的氧化介质通道的、形成燃料喷嘴的燃料通道,
图4示出了根据图3的燃烧器头部的改型方案,在该改型方案中两个分离的供给通道部分地径向上彼此错位地构造在燃烧器头部的端面中,
图5在纵剖面图中示出了以燃烧器法兰形式的燃烧器头部,该燃烧器头部带有:两个在基体的相对而置的端侧上加入的环槽以用于形成供给通道;和实施为喷嘴枪的燃料喷嘴,
图6示出了根据图3至图5的组件的变型方案,在该变型方案中环形的供给通道构造在燃烧器头部的周缘面中,
图7在示意性的简图中示出了根据图2至图6的燃烧器头部的可分离地调整的燃料供应装置的相互连接(Verschaltung),其带有不同的阀以及带有示例性的节流件以用于形成关键的喷嘴。
具体实施方式
图1在示意性的简图中示出了燃气涡轮机40,其优选地使用在力-热-耦合系统中。该燃气涡轮机40包括压缩机42、涡轮43以及燃烧器45,其中压缩机42通过涡轮43借助于轴44驱动。此外轴44驱动示意地表示的发生器41或其它的动力机(Kraftmaschine)。空气或其它的氧化介质借助于压缩机42吸取、压缩,并且作为氧化介质流或燃烧空气流47供应给同样只示意地表示的燃烧器45。此外燃料通过例如以阀37'形式的可调整的且如有可能还可断开的流量限制元件供应给燃烧器45,该燃料与氧化介质流47一起在燃烧器45中氧化或燃烧。由此出现高能量的废气流48,该废气流通过涡轮43导引离开并且在涡轮处膨胀,其结果是涡轮43被驱动和以此为出发点压缩机42以及发生器41也被驱动。
但根据在图1中示意地表示的力-热-耦合系统的设计方案也能够还使用有用能量获取的附加的或备选的形式。例如废气流48的废热可直接被利用用于加热目的。
图2在纵剖面图中示出了根据图1的燃气涡轮机40的根据本实用新型的燃烧器45的实施例。但燃烧器45或其燃烧器头部46还能够为了其它使用目的而例如使用在加热设备、加热锅炉、熔炉设备中、使用在废空气净化设备或类似物中。在示出的实施例中燃烧器45包括至少一个燃烧室49,在其端侧的端部处布置有燃烧器头部46。该燃烧器头部46沿着纵轴线20或同心地围绕纵轴线20延伸,其中纵轴线20伸延到燃烧室49中或同心地伸延穿过燃烧室。多个燃烧室49也可为有利的。由此总体来说不是仅仅燃烧器头部46而是整个燃烧器45沿着纵轴线20或围绕纵轴线20延伸。
燃烧器头部46包括在此示例性地实施成单件式的基体16,在其中构造有至少一个相对于纵轴线20以径向间距布置的氧化介质通道31,32。在所显示的优选的实施例中设置有许多同心地围绕纵轴线20布置在基体16中的氧化介质通道31,32。根据图2的优选的示例的氧化介质通道31,32在此布置成以均匀的角间距在围绕纵轴线20的周向线上分布。此外在根据图2的示例中设置成,氧化介质通道31,32相对于纵轴线20具有统一的径向间距。此外在根据图2的示例中氧化介质通道31,32具有带有近似相同的通道直径的统一的、圆形的横截面轮廓,如其可最好在图4中看出的那样。然而还能够有利的是,相邻的氧化介质通道31,32在围绕纵轴线20的周向线上具有变化的角间距和/或相对于纵轴线20具有变化的径向间距和/或具有彼此不同的通道横截面,尤其横截面轮廓和/或直径。由此例如优选的实施方案还能够包括两组、三组或更多组氧化介质通道31,32,其鉴于其角间距和/或其径向间距和/或其通道横截面按组地进行区分。
此外基体16还在中间在纵轴线20上承载有第一燃料喷嘴2,其构造为先导燃料喷嘴并且其功能继续在下面进一步说明。
在所示的优选的实施例中燃烧室49或其外壁由护套50包围,由此形成环腔。氧化介质流或燃烧空气流47在环腔的端侧的、背离燃烧器头部46的端部处导入并且朝向燃烧器头部46的相对而置的侧边引导。在该处构造有环形地围绕纵轴线20环绕的氧化介质气室或燃烧空气气室,氧化介质积聚在其中,相应于箭头51偏转并且在与燃烧室49相对而置的侧边上输送到至少一个或许多氧化介质通道31,32中。在氧化介质通道31,32的上游能够可选地布置用于氧化介质流47的在细节上没有进一步示出的流量节流元件,利用该流量节流元件可在需要时调整、控制或调节氧化介质的流量。流量节流元件在此可尤其为可调整的阀、可切换的或可调整的多路阀、可调整的瓣片、可调整的节流件或类似物。
在氧化介质通道31,32的区域中将燃料供应给氧化介质流47,这在此未进一步地示出,然而在下文中结合图3至图7继续进一步地说明。产生可燃烧的混合物,其在至少一个燃烧室49中氧化或燃烧。
燃烧器45的示出的结构形式只是优选的实施例。根据本实用新型的、下面继续进一步地说明的燃烧器头部46还能够有利地使用在燃烧器45的其它结构形式中。
图3在纵剖面图中示出了以燃烧器法兰形式的根据本实用新型的燃烧器头部46的第一实施例,其在其设计方案方面与根据图2的燃烧器头部46相同。相同的特征此处设有相同的附图标记,其中各个特征已经更多地在上文中结合图2进行了说明。燃烧器头部46实施为多级的。为此燃烧器头部具有上文已经提到的第一燃料喷嘴2,其相对于纵轴线20布置在中间且同轴。由此与未详细示出的氧化介质供应一起形成了第一燃烧器级1,其本身在示出的实施例中形成了所谓的先导级。此外设置有至少另一、优选地至少两个或更多个另外的燃烧器级4,7,该燃烧器级分别带有至少一个相关联的氧化介质通道31,32且分别带有至少一个相关联的燃料喷嘴5,8。从根据图4补充的示图中得出,此处示例性地十二个氧化介质通道31,32分别设有一个燃料喷嘴5,8。但其它数量也可为适宜的。至少两个、在此刚好两个另外的燃烧器级4,7共同形成了给已经提到的先导级作补充的主级。对于不同的燃烧器级1,4,7设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置3,6,9,其中第一燃料供应装置3不在此处然而在图4中示出。在所示的优选的实施例中划分成两个燃烧器级4,7的主级或其氧化介质通道31,32和燃料通道33同心地围绕形成先导级的第一燃烧器级1布置。
对于两个另外的燃烧器级4,7在基体16中构造有至少一个供给通道17、优选地多个彼此分离的供给通道17,18和在此刚好两个彼此分离的供给通道17,18,该供给通道在此根据优选的实施方式至少部分地并且尤其完全地在基体16中围绕纵轴线20环绕。也可以相应的方式在基体16中构造有用于第一燃烧器级1的专用的供给通道。供给通道17,18分别通过相关联的、彼此独立可调整的且可运转的燃料供应装置6,9供给燃料,其中燃料供应装置6,9能够分别具有例如以可调整的且可断开的阀37形式的此处未示出的、但在图1、图4以及图7中显示的流量限制元件。
供给通道17,18在基体16中分别实施为至少部分环绕的、环形的槽21,22,其中槽21,22在其敞开的侧边上密封地封闭。作为旋转体围绕纵轴线20环绕的基体16具有横向于纵轴线20或垂直于纵轴线20的端面27,槽21,22从外部加入在该端面27中并且轴向上在外侧封闭。在示出的实施例中供给通道17,18或槽21,22在纵轴线20的方向处于彼此相叠,其中处于较深的槽22的遮盖件同时还形成位于该槽22之上的槽21的底部。第一燃料供应装置6穿过槽21的遮盖件轴向地由上方直接通入到上面的槽21中。第二燃料供应装置9被引导穿过上面的槽21,而在两者之间不存在导引流动的连接。更确切地说,第二燃料供应装置9穿过槽22的遮盖件或穿过上面的槽21的底部轴向地由上方通入到下面的槽22中。
此外燃烧器头部36对于每个氧化介质通道31,32分别具有至少一个、在此刚好一个燃料喷嘴5,8。燃料喷嘴5,8至少部分地、在此全部地通过加入到基体16中的燃料通道33构造,其中燃料通道33在其输入侧上与相关联的供给通道17,18连接,并且在其输出侧上通入到相应的氧化介质通道31,32中。由此燃料喷嘴5,8或燃料通道33至少部分地并且在此全部地与相应相关联的供给通道17,18连接以用于供给燃料。
由上述说明结合根据图3和图4的绘制的示图中明确了,至少一个、在此一组多个第二燃料喷嘴5由第二燃料供应装置6通过上面的供给通道17供给燃料。以与此无关地可调整且可运转的方式,至少一个、在此另外一组多个第三燃料喷嘴8由第三燃料供应装置9通过下面的供给通道18供给燃料。因此借助于相应的燃料供应装置6,9从与对应的燃料供给的关联中产生划分成不同的燃烧器级4,7或氧化介质通道31,32和相关联的燃料喷嘴5,8或燃料通道33与相应的燃烧器级4,7的关联。由此在需要时燃料喷嘴5,8与氧化介质通道31,32的单个的组合或燃料喷嘴5,8与氧化介质通道31,32的单个的组可断开或利用与燃料喷嘴5,8与氧化介质通道31,32的相应的其它组合或燃料喷嘴5,8与氧化介质通道31,32的其它组不同的运转参数运转。换句话说,主级12的两个燃烧器级7,8能够彼此独立地运转并且在需要时还能够单个地断开。
此外在图3中还能够看出的是,燃料通道33具有喷嘴轴线34,其具有相对于相应的氧化介质通道31,32的通道纵轴线35的和/或相对于燃烧器头部46的纵轴线20的径向的方向分量。在示出的实施例中通道纵轴线35处于轴向上平行于燃烧器头部46的纵轴线20,从而所提及的径向的方向分量相对于通道纵轴线35且相对于纵轴线20同等地适用。但不必给定所提及的轴向平行度,从而径向的方向分量至少关于两个轴线中的一个适用。在示出的优选的实施例中喷嘴轴线34处于垂直于相应的通道纵轴线35且还垂直于纵轴线20。但不同于90°的倾斜角也可为适宜的。此外备选地或附加地还可设置喷嘴轴线34的偏转角(Drallwinkel),因此喷嘴轴线34不是伸延穿过通道纵轴线35而是侧向上相对于通道纵轴线35偏移地伸延。换句话说,相应的喷嘴轴线34那么形成相对于相应相关联的氧化介质通道31,32的横截面的割线或切线。
图4在示意性的横截面图中示出了根据图3的燃烧器头部的改型方案。可看出的是,总共设置有燃料喷嘴5,8与氧化介质通道31,32的十二个组合。实施为先导燃料喷嘴的第一燃料喷嘴2布置成居中并且通过专用的第一燃料供应装置3供给燃料,由此形成实施为先导级的第一燃烧器级1。带有相应相关联的氧化介质通道31,32的另外的燃料喷嘴5,8环形地围绕居中的第一燃料喷嘴2布置。一组此处示例性地九个带有相应相关联的氧化介质通道31的第二燃料喷嘴5通过专用的第二燃料供应装置6连同相关联的供给通道17供给燃料。由此形成实施为主级的第二燃烧器级4。另一组此处示例性地三个带有相应相关联的氧化介质通道32的第三燃料喷嘴8通过专用的第三燃料供应装置9连同相关联的供给通道18供给燃料。由此形成了同样地实施为主级的第三燃烧器级7。在三个燃料供应装置3,6,9中分别设置有可控制的流量限制元件以用于调整燃料流量。在示出的优选的实施例中流量限制元件分别实施为可调整的或可断开的阀38。还可设置瓣片、在图7中示出的节流件37和/或分配器以及它们的任意的组合。由此无论如何实现,对于不同的燃烧器级1,4,7设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置3,6,9,藉此燃烧器级1,4,7同样地可彼此独立地运转。
至少前面提及的对图4的阐述同样地还适用于根据图3的实施例。但不同在于,在根据图4的实施例中两个分离的供给通道17,18在燃烧器头部的端面中不是彼此相叠地而是部分地径向上彼此错位地构造或径向上彼此交错。两个供给通道17,18借助于分离壁在径向的方向中流动密封地且压力密封地彼此分离。供给通道18径向地位于供给通道17的内侧。但在相关联的燃料喷嘴8的区域中内部的供给通道18径向地向外扩展,而外部的供给通道17在此借助于相应的分离壁成形部(Trennwandausformung)容纳内部的供给通道18的径向的扩展区段。以这种方式为构造为主级的两个燃烧器级4,7的全部的燃料喷嘴5,8供给燃料,虽然提及的燃料喷嘴5,8位于共同的圆周线上。当然燃料喷嘴5,8还能够与相关联的氧化介质通道31,32按组地或按级地径向上彼此相对地错位地布置,其中那么能够省去供给通道17,18或其分离壁的径向的成形部。
图5在纵剖面图中示出了以燃烧器法兰形式的燃烧器头部46的另一根据本实用新型的实施例。尽管在此如在根据图3的实施例中那样以槽21,22形式的供给通道17,18在纵轴线20的方向上也处于彼此相叠。但与根据图3,4的实施例不同的是两个供给通道17,18不是引入在相同的端面27上,而是引入到基体16的两个彼此相对而置的端面27,28中。
另一个不同在于,没有氧化介质通道31,32成形在基体16中并且也没有燃料通道33成形在基体16中以用于形成燃料喷嘴5,8。更确切地说,燃料喷嘴5,8的至少一部分、尤其至少一个实施为主级的燃烧器级4,7的燃料喷嘴5,8构造为布置、优选地固定和尤其可松开地固定在基体16处的喷嘴枪30。在示出的优选的实施例中,全部的实施为主级的燃烧器级4,7的全部的燃料喷嘴5,8以喷嘴枪30的形式构造。但喷嘴枪30与根据图3的燃料通道33的组合也可为适宜的。示出的喷嘴枪30引入到相应的、在此未示出的氧化介质通道31,32中并且在其它方面相应于针对之前的附图所进行的说明而运转。最后在图5中还能够看出的是,与图3,4不同地,未设置有实施为先导级的第一燃烧器级。但能够毫无问题地同样地引入这种先导级。
图6示出了根据图3至图5的组件的另一个变型方案,在该变型方案中至少一个、优选地多个、且在此示例性地三个环形的供给通道17,18,19构造在基体16的围绕纵轴线20环绕的周缘面29中。供给通道17,18,19在此同样地构造为至少部分地、此处完全地环绕的槽21,22,23并且在其径向外部的侧边上用环形的覆盖元件封闭。槽从端面27借助于三个分离的燃料供应装置6,9,12通过构造在基体16中的通道供给燃料。备选地能够设置有从周缘面29借助于燃料供应装置6',9',12'进行燃料供给。通过输出侧的通道在此与供给通道17,18,19的数量相应地发生示例性地三个构造为主级的燃烧器级4,7,10的燃料供给。当然还能够设置有更多的或更少数量的燃烧器级4,7,10。结合图5所描述的内容适用于构造为先导级的第一燃烧器级1的可选的在此未示出的布置。所属的、在此同样地未示出的燃料喷嘴能够根据选择设计为与图3,4相应的燃料通道33和/或为与图5相应的喷嘴枪30。
图7再在示意性的简图中示出了根据图2至图6的燃烧器头部46的可分离调整的燃料供应装置3,6,9,12,15的相互连接。第一燃料供应装置3设置成用于构造为先导级的第一燃烧器级1的燃料供给,而此处示例性地四个另外的燃料供应装置6,9,12,15设置成用于相应数量的此处四个构造为主级的燃烧器级4,7,10,13的燃料供给。以可调整的阀37'形式的共同作用的流量限制元件前置于所有的燃料供应装置3,6,9,12,15,藉此能够整体地调整或断开燃料供应装置。如同上述已经说明的那样,在单个的燃料供应装置3,6,9,12中分别布置有以可调整的阀37形式的可控制的流量限制元件。在最后的与燃烧器级13相关联的燃料供应装置12中代替可调整的阀37布置有节流件36,该节流件前置于所属的燃料喷嘴14。但节流件36还能够集成到燃料喷嘴14中。尽管此处不是可调整的,然而可选地可调整的节流件36设计成,使燃料流量在限定的燃料压力之上至少近似恒定并且由此不依赖于压力波动。由此燃料喷嘴14构造为关键的喷嘴。
只要未明确地不同地说明或在图中示出,根据图2至图7的实施例则在其其余的特征、附图标记以及可选的设计可行性方面彼此相一致,其中还考虑这些特征的组合如例如端侧的供给通道17与周缘侧的供给通道18的组合。
Claims (23)
1.一种用于燃烧器(45)的燃烧器头部(46),包括带有至少一个燃料喷嘴(2)的第一燃烧器级(1),其中至少另一燃烧器级(4,7,10,13)分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴(5,8,11,14),其中对于不同的燃烧器级(1,4,7,10,13)设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置(3,6,9,12,15),其特征在于,所述燃烧器头部(46)具有基体(16)以用于布置所述燃料喷嘴(2,5,8,11,14),其中作为多个燃料供应装置(3,6,9,12,15)的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的燃料供给,其中所述基体(16)沿着纵轴线(20)延伸,其中所述供给通道(17,18)完全地在所述基体(16)中围绕纵轴线(20)环绕。
2.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,至少两个另外的燃烧器级(4,7,10,13)分别设有至少一个相关联的燃料喷嘴(5,8,11,14)。
3.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,所述燃烧器级(1,3,6,9,12)中的至少一个具有与该燃烧器级(1,3,6,9,12)相关联的许多的多个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)。
4.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,所述第一燃烧器级(1)构造为先导级,其中所述先导级只具有一个构造为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴(2),并且所述至少另一燃烧器级(4,7,10,13)构造为主级。
5.根据权利要求4所述的燃烧器头部,其特征在于,所有另外的燃烧器级(4,7,10,13)构造为主级。
6.根据权利要求4所述的燃烧器头部,其特征在于,实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴(2)布置成居中,并且所述至少另一燃烧器级(4,7,10,13)的燃料喷嘴(5,8,11,14)环形地围绕居中的、实施为先导燃料喷嘴的燃料喷嘴(2)布置。
7.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,在至少一个燃料供应装置(3,6,9,12,15)中设置有可控制的用于调整燃料流量的流量限制元件。
8.根据权利要求7所述的燃烧器头部,其特征在于,所述流量限制元件为可控制的。
9.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,至少一个单个的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)实施为关键的喷嘴。
10.根据权利要求9所述的燃烧器头部,其特征在于,至少一个单个的燃烧器级(1,4,7,10,13)的所有的燃料喷嘴(2,5,8,11,14)实施为关键的喷嘴。
11.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,作为所有的燃料供应装置(3,6,9,12,15)的一部分在所述基体(16)中分别构造有供给通道(17,18,19)以用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的至少一个燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的燃料供给。
12.根据权利要求11所述的燃烧器头部,其特征在于,所述供给通道(17,18,19)构造成用于相关联的燃烧器级(1,4,7,10,13)的所有燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的燃料供给。
13.根据权利要求11所述的燃烧器头部,其特征在于,所述供给通道(17,18)构造为在其敞开的侧边处封闭的槽(21,22)。
14.根据权利要求13所述的燃烧器头部,其特征在于,所述供给通道(17,18)构造为在所述纵轴线(20)的方向上处于彼此相叠的槽(21,22)。
15.根据权利要求13所述的燃烧器头部,其特征在于,所述基体(16)基于所述纵轴线(20)具有至少一个端面(27,28),并且为了形成所述供给通道(17,18)将至少一个槽(21,22)引入到至少一个端面(27,28)中。
16.根据权利要求15所述的燃烧器头部,其特征在于,为了形成所述供给通道(17,18)将槽(21,22)引入到两个彼此相对而置的端面(27,28)中。
17.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,所述基体(16)基于所述纵轴线(20)具有至少一个周缘面(39),并且为了形成至少一个供给通道(17,18,19)将至少一个槽(21,22,23)引入到所述周缘面(29)中。
18.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,所述供给通道(17,18)基于所述纵轴线(20)径向错位地布置在所述基体(16)中。
19.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,所述燃料喷嘴(2,5,8,11,14)的至少一部分构造为布置在所述基体(16)处的喷嘴枪(30)。
20.根据权利要求19所述的燃烧器头部,其特征在于,至少一个实施为主级的燃烧器级(4,7,10,13)的燃料喷嘴(5,8,11,14)构造为布置在所述基体(16)处的喷嘴枪(30)。
21.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,在所述基体(16)中布置有所述燃烧器级(4,7)的多个氧化介质通道(31,32),并且至少一个燃烧器级(4,7)的相关联的燃料喷嘴(5,8)通过在所述基体(16)中的燃料通道(33)构造,其中所述燃料通道(33)的喷嘴轴线(34)相对于所述氧化介质通道(31,32)的通道纵轴线(35)具有径向的方向分量。
22.根据权利要求1所述的燃烧器头部,其特征在于,所述燃烧器(45)为燃气涡轮机(40)的燃烧器。
23.一种带有包括根据权利要求1至22中任一项所述的燃烧器头部(46)的燃烧器(45)的燃气涡轮机,其中所述燃气涡轮机(40)至少通过所述燃烧器(45)的废气流(48)的一部分驱动,其中所述燃烧器头部(46)具有:实施为先导级的第一燃烧器级(1),该第一燃烧器级带有实施为先导燃料喷嘴的第一燃料喷嘴(2);和至少两个另外的实施为主级的燃烧器级(4,7,10,13),该燃烧器级分别带有相关联的多个实施为主燃料喷嘴的燃料喷嘴(5,8,11,14),其中对于不同的实施为主级的燃烧器级(4,7,10,13)设置有分离的且可彼此独立调整的燃料供应装置(6,9,12,15),其中所述燃烧器头部(46)具有基体(15)以用于容纳所述燃料喷嘴(2,5,8,11,14),其中对于每个燃料供应装置(6,9,12,15)在所述基体(16)中分别构造有分离的供给通道(17,18,19),其中所述基体(16)沿着纵轴线(20)延伸,并且其中所述供给通道(17,18)完全地在所述基体(16)中围绕纵轴线(20)环绕。
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