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用于燃烧器的引燃系统.pdf

  • 上传人:sha****007
  • 文档编号:5690398
  • 上传时间:2019-03-06
  • 格式:PDF
  • 页数:9
  • 大小:514.18KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110086356.8

    申请日:

    2011.03.29

    公开号:

    CN102207287A

    公开日:

    2011.10.05

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F23D 14/48申请公布日:20111005|||实质审查的生效IPC(主分类):F23D 14/48申请日:20110329|||公开

    IPC分类号:

    F23D14/48

    主分类号:

    F23D14/48

    申请人:

    通用电气公司

    发明人:

    K·苏布拉马尼安; L·J·斯托亚

    地址:

    美国纽约州

    优先权:

    2010.03.30 US 12/749766

    专利代理机构:

    中国专利代理(香港)有限公司 72001

    代理人:

    严志军;谭祐祥

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    内容摘要

    本发明涉及用于燃烧器的引燃系统,具体而言,一种用于燃烧器的辅助喷嘴(100)包括具有被燃料通道(212)和引燃通道环绕的中央通道(214)的进料喷嘴。该辅助喷嘴(100)还包括壳体(106),壳体(106)环绕进料喷嘴的至少一部分,并且包括在第一平面上的燃料入口通道(208)和在不同于第一平面的第二平面上的引燃入口进料通道(202),燃料入口通道(208)和引燃入口进料通道(202)在壳体(106)之内彼此互连。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于燃烧器的辅助喷嘴(100),包括:
    具有由燃料通道(212)和引燃通道(206)环绕的中心通道(214)的进料喷嘴;
    壳体(106),其环绕所述进料喷嘴(104)的至少一部分,并且包括在第一平面中的燃料入口通道(208)和在不同于所述第一平面的第二平面中的引燃入口进料通道(202),所述燃料入口通道(208)和所述引燃入口进料通道(202)在所述壳体(106)内彼此互连。

    2.  根据权利要求1所述的辅助喷嘴(100),其特征在于,所述辅助喷嘴(100)还包括:
    设置在所述引燃入口进料通道(202)内的流量控制装置(302)。

    3.  根据权利要求2所述的辅助喷嘴(100),其特征在于,所述流量控制装置(302)为预开孔件。

    4.  根据权利要求1所述的辅助喷嘴(100),其特征在于,所述辅助喷嘴(100)还包括:
    堵塞所述引燃入口进料通道(202)的引燃进料孔(112)的凸缘。

    5.  根据权利要求1所述的辅助喷嘴(100),其特征在于,所述壳体(106)包括至少第一面(114)和第二面(116),所述第一面(114)包括联接至所述燃料入口通道(208)的燃料入口(108),并且所述第二面(116)包括联接至所述引燃入口进料通道(202)的引燃进料孔(112)。

    6.  根据权利要求5所述的辅助喷嘴(100),其特征在于,所述辅助喷嘴(100)还包括:
    堵塞所述入口进料通道(202)的所述引燃进料孔(112)的凸缘。

    7.  根据权利要求1所述的辅助喷嘴(100),其特征在于,所述燃料入口通道(208)在环绕所述喷嘴的至少一部分的燃料环(210)处终止。

    8.  一种将燃料提供至喷嘴的引燃位置的方法,所述喷嘴包括具有联接的燃料入口(108)的壳体(106),和部分地由所述壳体(106)环绕并且具有联接至所述燃料入口(108)的燃料通道(212)以及与所述燃料通道(108)分离的引燃通道(206)的进料喷嘴(104),所述方法包括:
    将燃料提供至所述燃料入口(108);并且
    通过所述壳体(106)将所述燃料的一部分从所述燃料入口(108)转移至所述引燃通道(206)。

    9.  根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
    将来自所述燃料入口(108)的所述燃料输送至燃料环(210);
    其中,转移包括:
    将来自所述燃料环(210)的所述燃料的所述部分转移至在壳体(106)内并且联接至所述引燃通道(206)的引燃入口进料通道(202)。

    说明书

    说明书用于燃烧器的引燃系统
    技术领域
    本文公开的主题涉及燃烧器,并且更特别地,涉及将引燃燃料(pilot fuel)提供给辅助燃料喷嘴。
    背景技术
    用于产生电力的燃气涡轮发动机可包括双级双模式燃烧器。这些燃烧器可包括通过咽喉区域互连的第一级燃烧室和第二级燃烧室。各室可包括一个或多个燃料喷嘴。取决于运行的模式,燃烧可在第一级燃烧室中发生、在第二级燃烧室中发生或在两个燃烧室中都发生。当燃烧在第二室中发生时,从设置在咽喉区域处或靠近咽喉区域的喷嘴注入的燃料先于在第二室中点燃而与空气在第一室中混合。在本文中,设置在辅助燃烧室附近的区域中的燃料喷嘴将被称为“辅助燃料喷嘴”。
    已发现的是,在辅助燃料喷嘴的远端处提供引燃火焰可提供燃烧器运行上的优势。引燃火焰由与辅助燃料喷嘴集成的引燃系统产生。该引燃系统通常通过在燃烧系统外部的跨接导管(jumper conduit)来接收来自辅助燃料供给的燃料。此类连接导致将额外的零件添加至系统,并且因此在提高成本的同时降低了耐用性。
    发明内容
    根据本发明的一方面,提供了一种用于燃烧器的辅助喷嘴。此方面的辅助喷嘴包括具有被燃料通道和引燃通道环绕的中央通道的进料喷嘴。此方面的辅助喷嘴还包括壳体,该壳体环绕进料喷嘴的至少一部分,并且包括在第一平面中的燃料入口通道和在不同于第一平面的第二平面中的引燃入口进料通道。在此方面中,燃料入口通道和引燃入口进料通道在壳体内彼此互连。
    根据本发明的另一方面,提供了一种将燃料提供至喷嘴的引燃位置的方法,该喷嘴包括具有联接的燃料入口的壳体,和部分地由壳体环绕并且具有联接至燃料入口的燃料通道的进料喷嘴,以及与燃料通道分离的引燃通道。此实施例的方法包括将燃料提供至燃料入口并且通过该壳体将燃料的一部分从燃料入口转向引燃通道。
    根据本发明的又另一方面,提供了包括燃烧室和联接至该燃烧室并且至少部分地在该燃烧室内的辅助喷嘴的燃烧器。在此方面中,辅助喷嘴包括进料喷嘴,进料喷嘴具有由燃料通道和引燃通道环绕的中心通道,以及环绕进料喷嘴的至少一部分并且包括在第一平面中的燃料入口通道和在不同于第一平面的第二平面中的引燃入口进料通道的壳体。燃料入口通道和引燃入口进料通道在壳体内彼此互连。
    由联系图的以下描述,这些和其它优势以及特征将变得更明显。
    附图说明
    被认为是本发明的主题被特别地指出并且清楚地在所附的权利要求中要求保护。由联系附图的下文的详细描述,本发明的前述和其它的特征以及优势是明显的,其中:
    图1显示了根据本发明的一个实施例的辅助喷嘴的实例;
    图2显示了图1中显示的辅助喷嘴的剖面侧视图;以及
    图3显示了图1的辅助喷嘴的另一剖面侧视图。
    通过参考图的实例,该详细描述解释了本发明的实施例以及优势和特征。
    零部件清单:
    100                 辅助喷嘴
    102                 远端
    104                 进料喷嘴
    106            壳体
    108            燃料入口
    110            燃料钉
    112            引燃进料孔
    114            第一面
    116            第二面
    200            环绕的部分
    202            引燃入口进料通道
    204            接收环
    206            引燃通道
    208            燃料入口通道
    210            燃料环
    212            燃料通道
    214            中央通道
    220            唇形密封件
    230            第一通路
    232            第二通路
    234            近端
    240            第一塞
    302            流量控制装置
    具体实施方式
    图1显示了根据本发明的一个实施例的辅助喷嘴100的实例。该辅助喷嘴100可被插入燃烧室,使得进料喷嘴104的远端102位于或靠近双级燃烧室的咽喉区域。应该理解的是,尽管本文的描述通常应用于辅助喷嘴,但它们可应用至任何燃烧器喷嘴。因此,在下文中,将使用术语“喷嘴”并且包括主喷嘴或辅助喷嘴。
    辅助喷嘴100包括壳体106。当辅助喷嘴100联接至燃烧器时,该壳体可在燃烧器的外部。在一个实施例中,壳体106包括燃料入口108。在燃料入口108处接收的燃料通过在进料喷嘴104中的内部连接输送至燃料钉(fuel peg)110。当然,一些实施例可不包括燃料钉110。在此类实施例中,燃料可经由进料喷嘴104输送至远端102。
    已发现在运行期间,在进料喷嘴104远端102处提供引燃火焰是有利的。为此,现有技术的辅助喷嘴可包括引燃进料孔112。在一个实施例中,本发明还可包括此类进料孔,但引燃进料孔被省略或塞住。在现有技术中,引燃进料孔112联接至辅助燃料供给,并按需要计量。如上所述,此类联接位于壳体的外部并且增加了额外的费用和复杂性。
    根据本发明的一个实施例,通过燃料入口108和在壳体106之内的引燃燃料传输通道之间的连接,引燃燃料被提供至在进料喷嘴104内的引燃通道(未显示)。在一个实施例中,本文的教导可应用于现有技术的壳体,或在一个实施例中,可作为工件初样(initial work piece)制造。
    在图1中,燃油入口108在壳体106的第一面114上,并且引燃进料孔112在壳体106的第二面116上。两个孔都朝壳体106的中心前进,并且将燃料提供至进料喷嘴104的部分,用于输送至其下游部分。应该理解的是,在一个实施例中,引燃进料孔112和燃料入口108在不同的平面中。
    图2显示了取自垂直于第二面116的平面中的图1的辅助喷嘴100的剖面侧视图。喷嘴100包括壳体106和进料喷嘴104。在一个实施例中,壳体106环绕进料喷嘴104的一部分。在图2中,被环绕部分的一个实例由参考标号200所示。
    壳体106可包括引燃进料孔112。如在现有技术中所实施的,引燃进料孔112允许引燃燃料被引向引燃入口进料通道202。被引向引燃入口进料通道202的燃料被接收在引燃接收环204中。被引向引燃接收环204的燃料经过进料喷嘴104的引燃通道206行进至引燃位置(未显示)。
    壳体106可还包括经由燃料入口通道208将燃料提供至燃料环210的燃料入口108。燃料入口通道208以虚线显示,说明其在不同于引燃入口进料通道202(以及在图2中所示的其它基于壳体的通道)的平面中。被引向燃料环204的燃料经过进料喷嘴104的引燃通道212行进至燃料输入位置(未显示),在运行时,该燃料在此处被引向燃烧室。
    在一个实施例中,燃料通道212和引燃通道206是同心的并且都环绕中心通道214。燃料通道212和引燃通道206的次序和位置是可变的,并且不限于在图2中所示的那些次序和位置。如图2中所示,燃料通道212和引燃通道206可通过唇形密封件220彼此分离。
    根据一个实施例,引燃入口进料通道202可在壳体106内联接至燃料环210。以此方式,被引向燃料环210的燃料可用于供应引燃通道206。此内部联接可允许省略用于供给引燃入口进料通道202的外部导管。为此,壳体106可包括将燃料环210连接至引燃入口进料通道202的内部通路。
    在图2中,将燃料环210连接至引燃入口进料通道202的内部通路显示为第一通路230和第二通路232。第一通路230从第二面116前进至燃料环210。在一个实施例中,第一通路230在不同于燃料通道212的平面中。在一个实施例中,第一通路230可通过钻入第二面216直至到达燃料环210而形成。第二通路232从壳体106的近端234通过引燃入口进料通道202前进至第一通路230。在一个实施例中,第二通路232与第一通路230在相同平面中。在一个实施例中,第一通路230塞有第一塞240,并且第二通路232塞有第二塞。在一个实施例中,塞可为螺纹塞。当然,在本发明的范围之内,可利用堵塞第一通路230和第二通路232的其它装置。
    在运行中,燃料通过燃料入口通道208供应至燃料环210。如箭头A所示,至少一部分燃料从燃料环210沿着燃料通道212前进。另一部分燃料沿着由箭头B、C和D所示的路径,从燃料环210通过第一通路230、第二通路232和引燃入口进料通道202前进至引燃接收环204。燃料从引燃接收环204通过引燃通道206前进。在一个实施例中,引燃入口进料通道202可在一端处堵塞。在一个实施例中,引燃入口进料通道202用无孔凸缘240堵塞。
    图3显示了取自垂直于第二面116的平面中的图1的辅助喷嘴100的剖面侧视图。在此视图中,引燃入口进料通道202包括设置在其中的流量控制装置302。该流量控制装置302可为带有C形密封件的预开孔件(pre-orifice)。此类预开孔件可用于降低流量变化,并且可包括帽形筛来保护引燃接收环204免受碎片伤害。在运行中,流量控制装置302可被移除,并且用具有更小或更大的内部通路的预开孔件取代,从而改变主要燃料入口通道212和引燃通道206之间的流量分割。
    应该理解的是,本文公开的喷嘴100可利用在燃烧器中。因此,本发明的一个实施例包括燃烧室结合了包括如本文所公开的喷嘴100。在一个实施例中,进料喷嘴104可具有在运行期间延伸进入燃烧器的部分。
    尽管本发明仅联系有限数目的实施例来详细描述,但应轻易理解的是本发明不限于此类公开的实施例。而正相反,本发明可被修改来结合至此未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、改型、替代或等价的排列。另外,尽管已描述了本发明的不同的实施例,但应该理解的是本发明的方面可仅包括一些已描述的实施例。因此,本发明将不被视为由上文的描述所限制,而仅由所附权利要求的范围限制。

    关 键  词:
    用于 燃烧 引燃 系统
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