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1、(10)申请公布号 CN 102207287 A (43)申请公布日 2011.10.05 CN 102207287 A *CN102207287A* (21)申请号 201110086356.8 (22)申请日 2011.03.29 12/749766 2010.03.30 US F23D 14/48(2006.01) (71)申请人 通用电气公司 地址 美国纽约州 (72)发明人 K苏布拉马尼安 LJ斯托亚 (74)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 (54) 发明名称 用于燃烧器的引燃系统 (57) 摘要 本发明涉及用于燃烧器的引燃系统, 具。
2、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。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 1022。
3、07293 A1/1 页 2 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。
4、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。
5、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。
6、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)。 权 利 要 求 书 CN 10220。
7、7287 A CN 102207293 A1/4 页 3 用于燃烧器的引燃系统 技术领域 0001 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 0002 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。
8、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” 。 0003 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 0004 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。
9、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。 0005 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。 0006 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。
10、, 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。 0007 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 0008 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 : 说 明 书 CN 102207287 A CN 102207293 A2/4 页 4 0009 图 。
11、1 显示了根据本发明的一个实施例的辅助喷嘴的实例 ; 0010 图 2 显示了图 1 中显示的辅助喷嘴的剖面侧视图 ; 以及 0011 图 3 显示了图 1 的辅助喷嘴的另一剖面侧视图。 0012 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。 0013 零部件清单 : 0014 100 辅助喷嘴 0015 102 远端 0016 104 进料喷嘴 0017 106 壳体 0018 108 燃料入口 0019 110 燃料钉 0020 112 引燃进料孔 0021 114 第一面 0022 116 第二面 0023 200 环绕的部分 0024 202 引燃入口进料通道 0。
12、025 204 接收环 0026 206 引燃通道 0027 208 燃料入口通道 0028 210 燃料环 0029 212 燃料通道 0030 214 中央通道 0031 220 唇形密封件 0032 230 第一通路 0033 232 第二通路 0034 234 近端 0035 240 第一塞 0036 302 流量控制装置 具体实施方式 0037 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。
13、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。 0038 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。 0039 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 说 明 书 CN 102207287。
14、 A CN 102207293 A3/4 页 5 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。 0040 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 pi。
15、ece) 制造。 0041 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。 0042 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。
16、个实例由参考标号 200 所示。 0043 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 )。 0044 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。
17、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。 0045 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。 0046 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。。
18、 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。 0047 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 20。
19、2 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。 0048 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 说 明 书 CN 102207287 A CN 102207293 A4/4 页 6 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 。
20、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。 0049 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。
21、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。 0050 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。 0051 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。
22、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。 说 明 书 CN 102207287 A CN 102207293 A1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102207287 A CN 102207293 A2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102207287 A CN 102207293 A3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102207287 A 。