專利名稱：用于將稀釋劑流引入到燃燒器中的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題發(fā)明一般地涉及燃燒器。更具體地說，本主題發(fā)明涉及通過燃料噴嘴將稀
釋劑流輸送到燃燒器中。
背景技術(shù)：
燃燒器典型地包括一個或多個燃料噴嘴，該一個或多個燃料噴嘴將燃料或燃料和空氣的混合物引入到燃燒室，在該燃燒室中，燃料或燃料和空氣的混合物被點燃。在一些燃燒器中，燃料噴嘴延伸穿過設(shè)置在燃燒器的擋板中的孔。在這些燃燒器中，常有利的是將一定量稀釋劑(常為氮或蒸汽)引入到燃燒器，以降低NO,排放和/或增大燃燒器的輸出。促
使稀釋劑從腔室穿過擋板和各燃料噴嘴之間的間隙，并且此后沿著燃料噴嘴的外圍流動，一部分稀釋劑在此通過燃料噴嘴的空氣套環(huán)(air collar)中的孔進入燃料噴嘴。但是，擋板和燃料噴嘴之間的間隙由于擋板和燃料噴嘴之間的裝配公差累積而改變。間隙變化導(dǎo)致各噴嘴周圍和貫穿燃燒器組件的稀釋劑流的變化。此外，間隙和燃料噴嘴中的空氣套環(huán)孔之間的軸向間距允許稀釋劑到達燃燒反應(yīng)區(qū)，而未穿過燃料噴嘴以及與燃料和空氣直接混合。這兩種效果均降低了稀釋劑效率，并且從而需要更多的稀釋劑以實現(xiàn)相等量的稀釋劑流進入燃料噴嘴中。朝向燃燒反應(yīng)區(qū)流動而未穿過燃料噴嘴的過量的稀釋劑導(dǎo)致燃燒器中諸如動態(tài)變化(dynamics)和貧燃熄火(lean blow out)的運轉(zhuǎn)性問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種燃燒器包括具有至少一個貫通擋板孔的擋板和延伸穿過該至少一個擋板孔的至少一個燃料噴嘴。至少一個防護罩固定到擋板上，并且包括設(shè)置在至少一個防護罩處的至少一個活塞環(huán)。該至少一個活塞環(huán)構(gòu)造成在至少一個防護罩和至少一個燃料噴嘴之間計量稀釋劑流。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于將稀釋劑提供給燃燒器的方法包括提供活塞環(huán)間隙，該活塞環(huán)間隙由設(shè)置在擋板處的至少一個活塞環(huán)和延伸穿過擋板中的貫通孔的燃料噴嘴所限定。使稀釋劑朝向燃料噴嘴中的至少一個氣流孔流動穿過活塞環(huán)間隙。
從下文結(jié)合附圖的描述中，這些及其它的優(yōu)點和特征將變得更加顯而易見。


在本說明書所附的權(quán)利要求書中具體地指出并明確地要求保護被視為是本發(fā)明
的主題。從下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的前述及其它的優(yōu)點和特征是顯而易見的。
圖1是燃燒器的一個實施例的截面圖； 圖2是燃燒器的擋板組件的一個實施例的端視圖； 圖3是圖2的擋板組件的燃料噴嘴的局部截面圖； 圖4是將稀釋劑供應(yīng)到由圖2的擋板組件所限定的氣室的蓋環(huán)(cover ring)的一個實施例的透視 圖5是示出圖2的擋板組件的活塞環(huán)布置的一個實施例的截面圖；以及 圖6是圖5的活塞環(huán)布置的定位特征的透視圖。 借助于參考附圖的示例，具體實施方式
解釋了本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。 部件列表 IO燃燒器 12擋板 14擋板孔 16燃料噴嘴 18蓋環(huán) 20氣室 22稀釋劑流 24孑L 口 26防護罩 28防護罩間隙 30連接凸緣 32環(huán)形流部分 34流動通道 36噴嘴軸線 38活塞環(huán)槽 40內(nèi)表面 42活塞環(huán) 44活塞環(huán)間隙 46內(nèi)側(cè)部分 48定位突片(locating tab) 50定位槽 52外部 54前端 56氣流孔
具體實施例方式
圖1中所示的是燃燒器10。該燃燒器10包括具有六個擋板孔14的擋板12，六個燃料噴嘴16延伸穿過該六個擋板孔14，例如，如圖2中最佳地所示，每個擋板孔14有一個燃料噴嘴16延伸穿過。雖然圖2中顯示了六個燃料噴嘴16，但是應(yīng)意識到的是，可采用其它數(shù)量的燃料噴嘴16，例如一個或四個燃料噴嘴16。如圖3中所示，擋板12和蓋環(huán)18限定氣室20，通過蓋環(huán)18中的一個陣列的孔口 24(在圖4中最佳地顯示)將稀釋劑流22引導(dǎo)到該氣室20中。在一些實施例中，稀釋劑流22可包括蒸汽，或例如氮的其它的稀釋劑。
如圖3中所示，在各燃料噴嘴16處，防護罩26在擋板12和燃料噴嘴16之間設(shè)置在擋板孔14處。防護罩26通過焊接或其它連接方式(例如，一個或多個機械緊固件、銅焊或粘接劑)而附到擋板12上。防護罩26周向地圍繞燃料噴嘴16延伸，并且距燃料噴嘴16以徑向距離而設(shè)置，在防護罩26和燃料噴嘴16之間留下防護罩間隙28。在一些實施例中，防護罩26包括連接凸緣30和環(huán)形流部分(annular f lowportion) 32，在該連接凸緣30處，防護罩26附到擋板12上；該環(huán)形流部分32沿著燃料噴嘴16縱向地延伸，在流部分32和燃料噴嘴16之間限定流動通道34。在一些實施例中，該流部分32大體上平行于燃料噴嘴16，以使得流動通道34沿著噴嘴軸線36具有大體上恒定的截面面積。如圖5中所示，防護罩包括流部分32的內(nèi)表面40處的活塞環(huán)槽38，該流部分32周向地圍繞燃料噴嘴16延伸。一個或多個活塞環(huán)42設(shè)置在活塞環(huán)槽38中，并且徑向地向內(nèi)朝著燃料噴嘴16延伸，在燃料噴嘴16和一個或多個活塞環(huán)42的內(nèi)側(cè)部分46之間限定活塞環(huán)間隙44。在圖5的實施例中顯示了兩個活塞環(huán)42，但是應(yīng)意識到的是，可利用其它數(shù)量的活塞環(huán)42，例如一個或三個活塞環(huán)42。 如圖6中所示，活塞環(huán)42包括至少一個定位突片48，該定位突片48從內(nèi)側(cè)部分46朝著燃料噴嘴16徑向地向內(nèi)延伸。各定位突片48構(gòu)造成被容納在燃料噴嘴16中相應(yīng)的定位槽50中。當(dāng)擋板12和已安裝的活塞環(huán)42被裝配到燃料噴嘴16上時，定位突片48與定位槽50對準(zhǔn)并且被安裝到定位槽上，設(shè)定圍繞燃料噴嘴16的活塞環(huán)42的周向定位，并且建立期望的活塞環(huán)間隙44，該活塞環(huán)間隙44在各定位突片48位置處被中斷。利用通過定位突片48和定位槽50的組合而定位的活塞環(huán)42，圍繞各燃料噴嘴16形成一致的活塞環(huán)間隙44。 在運行中，稀釋劑流22從氣室20沿著防護罩間隙28并且穿過活塞環(huán)間隙44而被導(dǎo)引。 一旦穿過活塞環(huán)間隙44，稀釋劑流22就被引到燃燒器10的前端54處的擋板12的外部52，與燃料噴嘴16中的多個氣流孔56緊密相鄰。稀釋劑流22的至少一部分進入多個氣流孔56，并且與噴嘴16中的空氣和燃料混合。沿著防護罩間隙28引導(dǎo)稀釋劑流22允許氣流孔56附近的稀釋劑流22的注入，以增加稀釋劑流22的效率。此外，稀釋劑流22通過活塞環(huán)間隙44被計量，并且，由于使用定位突片48來建立一致的活塞環(huán)間隙44，因而該稀釋劑流22圍繞擋板12是一致的。因此，所要求的稀釋劑流的量被減少，從而減少例如動態(tài)變化和貧燃熄火的運行性問題。 雖然已結(jié)合僅有限數(shù)目的實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易地理解，本發(fā)明不限于此類公開的實施例。相反，本發(fā)明可進行修改以結(jié)合非此前所述但是與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任意數(shù)目的變型、改型、替代或等同裝置。此外，雖然已描述了本發(fā)明的各種實施例，但是應(yīng)理解的是，本發(fā)明的多個方面可僅包括其中一些所述實施例。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為由前述描述所限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍所限制。
權(quán)利要求
一種燃燒器(10)，包括擋板(12)，其包括至少一個貫通擋板孔(14)；至少一個燃料噴嘴(16)，其延伸穿過所述至少一個貫通擋板孔(14)；至少一個防護罩(26)，其固定到所述擋板(12)上，包括設(shè)置在所述至少一個防護罩(26)處的至少一個活塞環(huán)(42)，所述至少一個活塞環(huán)(42)構(gòu)造成在所述至少一個防護罩(26)和所述至少一個燃料噴嘴(16)之間控制稀釋劑流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述至少一個活塞環(huán)(42)包括至 少一個定位特征(48)，該定位特征(48)能夠安置在所述至少一個燃 料噴嘴(16)中相應(yīng)的 定位槽(50)處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述至少一個定位特征(48)在所 述至少一個活塞環(huán)(42)和所述至少一個燃料噴嘴(16)之間設(shè)定活塞環(huán)間隙(44)。
4 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述至少一個防護罩(26)和所述 至少一個燃料噴嘴(16)在兩者之間限定流動通道(34)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述至少一個活塞環(huán)(42)設(shè)置在 所述流動通道(34)的下游端的一端處。
6. —種用于將稀釋劑提供給燃燒器(10)的方法，包括提供活塞環(huán)間隙(44)，其由設(shè)置在擋板(12)處的至少一個活塞環(huán)(42)和延伸穿過所 述擋板(12)中的貫通孔的燃料噴嘴(16)限定；禾口使稀釋劑朝向所述燃料噴嘴(16)中的至少一個氣流孔流動穿過所述活塞環(huán)間隙 (44)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使所述稀釋劑(22)流動穿過流動通道 (34)，該流動通道(34)在所述活塞環(huán)間隙(44)的上游由固定到所述擋板(12)上的防護罩 (26)和所述燃料噴嘴(16)限定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一個活塞環(huán)(42)設(shè)置在所述防 護罩(26)中的至少一個活塞環(huán)槽(38)中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述稀釋劑(22)的至少一部分在所述活 塞環(huán)間隙(44)的下游進入所述燃料噴嘴(16)中的至少一個氣流孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一個活塞環(huán)(42)包括至少一個 定位特征(48)，該定位特征(48)能夠安置在所述至少一個燃料噴嘴(16)中的相應(yīng)的定位 槽(50)處。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將稀釋劑流引入到燃燒器中的方法和裝置，具體地說，公開了一種燃燒器，其包括具有至少一個貫通擋板孔的擋板和延伸穿過該至少一個擋板孔的至少一個燃料噴嘴。至少一個防護罩固定到擋板上，并包括設(shè)置在防護罩處的至少一個活塞環(huán)。該至少一個活塞環(huán)構(gòu)造成在至少一個防護罩和至少一個燃料噴嘴之間計量稀釋劑流。此外公開了一種用于將稀釋劑提供給燃燒器的方法，其包括提供活塞環(huán)間隙，該活塞環(huán)間隙由設(shè)置在擋板處的至少一個活塞環(huán)和延伸穿過擋板中的貫通孔的燃料噴嘴所限定。使稀釋劑朝向燃料噴嘴中的至少一個氣流孔流動穿過活塞環(huán)間隙。
文檔編號F23D11/38GK101725976SQ200910174099
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者G·D·奈爾遜, J·D·范澤洛, J·D·貝里, J·E·巴頓, M·A·哈利, R·J·羅爾森 申請人:通用電氣公司