專利名稱：渦輪燃燒器的端蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題涉及燃?xì)鉁u輪燃燒器(gas turbine combustor)。更具體而言， 本公開內(nèi)容涉及用于燃?xì)鉁u輪燃燒器的端蓋構(gòu)造。
背景技術(shù)：
用于(例如)燃?xì)鉁u輪的燃燒器通常包括由端蓋組件支承的多個(gè)燃料噴嘴。噴嘴被布置成組或回路，燃料經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)歧管分配到噴嘴。舉例而言，具有六個(gè)噴嘴的燃燒器可具有三個(gè)回路，被分配一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)燃料噴嘴。如所陳述的那樣，燃料經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)歧管分配到各個(gè)回路，一個(gè)或多個(gè)歧管通常包括于端蓋組件中。一體式端蓋板部分地通過沿著其厚度機(jī)械加工，在端蓋板中形成所需通道。端板然后焊接到端蓋板的機(jī)械加工側(cè)上以關(guān)閉通道。多個(gè)管和轉(zhuǎn)接器通常焊接到端蓋組件以向端蓋提供燃料，燃料被分配到燃料噴嘴。端蓋組件的機(jī)械加工和焊接是成本較高且耗時(shí)的。另外，焊接組件不易于檢修或維修。本技術(shù)中仍需要用于燃燒器的更易于制造和維修的端蓋組件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于燃燒器的端蓋組件包括第一板和第二板，第一板能接納(receptive of) 一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴。一個(gè)或多個(gè)中間板位于第一板與第二板之間且限定一個(gè)或多個(gè)腔來分配燃料至一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴。第一板、第二板和一個(gè)或多個(gè)中間板固定成堆疊。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于渦輪機(jī)(turbomachine)的燃燒器包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴和端蓋組件，該端蓋組件在操作上連接到該一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴。端蓋組件包括第一板和第二板，第一板能接納一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴。一個(gè)或多個(gè)中間板位于第一板與第二板之間且限定一個(gè)或多個(gè)腔來分配燃料至一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴。第一板、第二板和一個(gè)或多個(gè)中間板固定成堆疊。通過下文的描述并結(jié)合附圖理解，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將變得更顯然。


被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在所附的權(quán)利要求中特別地指出且明確地主張。通過結(jié)合附圖來理解下文的詳細(xì)的描述，本發(fā)明的前述和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)變得明顯，在附圖中圖1是燃?xì)鉁u輪的實(shí)施例的截面圖；圖2是燃燒器的實(shí)施例的透視圖；圖3是燃燒器的端蓋的實(shí)施例的分解圖；以及圖4是在端蓋的實(shí)施例中的燃料回路的透視圖。詳細(xì)描述參照附圖以舉例說明的方式解釋本發(fā)明的實(shí)施例，以及優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。部件符號列表
10燃?xì)鉁u輪12壓縮機(jī)14燃燒器16 渦輪18轉(zhuǎn)子軸桿20燃料噴嘴22端蓋組件對燃燒腔室26螺紋孔28熱側(cè)板30 熱側(cè)32內(nèi)表面34外部歧管板36歧管板38歧管板40冷側(cè)板42 螺栓44 螺栓46密封面48 盒回路(Cartridge circuit)50 盒孔52 盒54預(yù)混合回路156預(yù)混合回路258預(yù)混合回路360 外部62盒轉(zhuǎn)接器64PM1 轉(zhuǎn)接器66PM1 孑 L68PM2 轉(zhuǎn)接器70PM3 轉(zhuǎn)接器72PM2 孑L74PM3 孑L
具體實(shí)施例方式在圖1中示出渦輪機(jī)，例如燃?xì)鉁u輪10。燃?xì)鉁u輪10包括壓縮機(jī)12，壓縮機(jī)12 提供壓縮流體到多個(gè)燃燒器14。燃料噴射于多個(gè)燃燒器14中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)、與壓縮空氣混合且被點(diǎn)燃。燃燒的熱氣體產(chǎn)物流到渦輪16，渦輪16從熱氣體提取功以驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸桿 18，而轉(zhuǎn)子軸桿18驅(qū)動壓縮機(jī)12。多個(gè)燃燒器14可在周向布置于轉(zhuǎn)子軸桿18的周圍，且在某些實(shí)施例中，可為10個(gè)或14個(gè)燃燒器14。在圖2中示出(例如)燃?xì)鉁u輪的燃燒器14的局部視圖。燃燒器14包括多個(gè)燃料噴嘴20，多個(gè)燃料噴嘴20從端蓋組件22延伸到燃燒腔室M。圖2的實(shí)施例包括六個(gè)燃料噴嘴20，排列成五個(gè)燃料噴嘴20基本上成圓形布置，且第六燃料噴嘴20處于中心。多個(gè)燃料噴嘴20由例如螺紋緊固件(未圖示)固定到端蓋組件22上，螺紋緊固件諸如插入到端蓋組件22中的螺紋孔沈(在圖3中示出)內(nèi)的螺栓或螺釘。盡管示出燃料噴嘴20到端蓋組件22的螺紋緊固件連接，但應(yīng)了解固定燃料噴嘴20的其它方式，例如焊接或釬焊預(yù)期也在本范圍內(nèi)。端蓋組件22包括端蓋板層，它們堆疊以形成端蓋組件22。在圖3中示出端蓋組件 22的實(shí)施例的分解圖。熱側(cè)板觀安置于端蓋組件22的熱側(cè)30且能接納多個(gè)燃料噴嘴20， 多個(gè)燃料噴嘴20在螺紋孔沈處固定于其上。鄰靠熱側(cè)板觀的是歧管板層，歧管板層安置用于熱側(cè)板觀的內(nèi)表面32處。歧管板在它們之間限定多個(gè)歧管以分配燃料到多個(gè)燃料噴嘴20。如圖3所示，歧管板層包括外部歧管板34，外部歧管板34限定后一個(gè)歧管板的徑向最外部的范圍。在外部歧管板34的內(nèi)側(cè)是中間歧管板36，且中間歧管板36的內(nèi)側(cè)是內(nèi)部歧管板38。歧管板34、36和38安置成使得外部歧管板34與中間歧管板36之間的間隙和中間歧管板36與內(nèi)部歧管板38之間的間隙限定通路用于分配燃料至多個(gè)燃料噴嘴20。端蓋組件22還包括冷側(cè)板40，冷側(cè)板40鄰靠歧管板層，與熱側(cè)板觀相對。多個(gè)緊固件(例如，螺栓4 用于將熱側(cè)板觀、歧管板；34、36、38和冷側(cè)板40壓縮在一起形成端蓋組件22。熱側(cè)板觀、外部歧管板34和冷側(cè)板40中的每一個(gè)包括多個(gè)貫通螺栓孔44，如圖所示，貫通螺栓孔44可安置成靠近相應(yīng)板的外部圓周的基本上圓形的圖案。多個(gè)螺栓42 穿過螺栓孔44且施加適當(dāng)扭矩以向端蓋組件22提供結(jié)構(gòu)支承且密封端蓋組件22，從而防止燃料從板之間的接頭意外地泄漏。在某些實(shí)施例中，螺栓42并不完全穿過端蓋組件22， 而是僅部分地穿過端蓋組件22。舉例而言，螺栓42可穿過熱側(cè)板28且到歧管板34、36、38 之一內(nèi)以將熱側(cè)板28固定到歧管板34、38、40上。同樣，螺栓42可穿過冷側(cè)板40且到歧管板34、36、38之一內(nèi)以將冷側(cè)板40固定到歧管板34、36、38上。在螺栓42從相反方向延伸到歧管板34、36、38內(nèi)的情況下，端蓋組件22在結(jié)構(gòu)上受到支承。雖然螺栓42在圖3的實(shí)施例中用于將板固定成堆疊，但應(yīng)了解其它緊固件，例如銷或螺釘，和其它接合方法(例如，焊接、釬焊或粘合劑)可用于將板接合成堆疊。為了增加板之間的密封能力，在某些實(shí)施例中，板可焊接或釬焊在一起，且/或機(jī)械密封可用于板之間，作為多個(gè)螺栓44的補(bǔ)充。 另外，每個(gè)板可制造成具有平坦密封面46，平坦密封面46當(dāng)鄰靠相鄰板的密封面46時(shí)提供密封能力。圖4示出在端蓋組件22內(nèi)部中的各種回路和燃料進(jìn)給的布置。在如圖2所示具有六個(gè)燃料噴嘴20的燃燒器14中，利用四個(gè)回路。對于在中間歧管板36中的一定量的盒 52，盒回路48包括通孔或盒孔50 (在圖3中示出)。除了盒回路48之外，使用三個(gè)預(yù)混合回路。預(yù)混合回路I(PMl) M將燃料與空氣的預(yù)混合提供給一個(gè)燃料噴嘴20。同樣，預(yù)混合回路2 (PM2) 56和預(yù)混合回路3 (PM3) 58分別將燃料與空氣的預(yù)混合提供給兩個(gè)燃料噴嘴 20和三個(gè)燃料噴嘴20。PMl回路M將預(yù)混合物提供給該布置中央的燃料噴嘴20，PMl回路M包括在內(nèi)部歧管板38中的PMl孔。PM2回路56將燃料提供給五個(gè)外部燃料噴嘴20 中的兩個(gè)且由內(nèi)部歧管板38與中間歧管板36之間的間隙形成。PM3回路58將燃料提供給五個(gè)外部燃料噴嘴20中的其余三個(gè)且由中間歧管板36與外部歧管板34之間的間隙形成。 應(yīng)了解雖然在圖4中示出四個(gè)回路，但應(yīng)了解可通過改變歧管層中板的數(shù)量和/或板之間的關(guān)系來限定不同數(shù)量的歧管和/或不同大小的歧管，來提供不同數(shù)量的回路。另外，該結(jié)構(gòu)可適于具有不同數(shù)量的燃料噴嘴20 (例如，四個(gè)或五個(gè)燃料噴嘴20)的燃燒器14。再次參看圖2，燃料經(jīng)由轉(zhuǎn)接器提供給回路48、54、56和58，轉(zhuǎn)接器在冷側(cè)板40固定到端蓋組件22的外部60。圖2所示的實(shí)施例的轉(zhuǎn)接器經(jīng)由螺紋緊固件或其它方式固定到冷側(cè)板40，通過螺紋緊固件或其它方式，轉(zhuǎn)接器可從冷側(cè)板40移除。盒轉(zhuǎn)接器62被提供用于盒52中的每一個(gè)。PMl轉(zhuǎn)接器64固定到冷側(cè)板40以經(jīng)由冷側(cè)板40中的PMl孔66 (在圖3中示出)將燃料提供給PMl回路Μ。PM2轉(zhuǎn)接器68和PM3轉(zhuǎn)接器70固定到冷側(cè)板40 以分別將燃料提供給PM2回路56和PM3回路58。PM2孔72和PM3孔74安置于冷側(cè)板40 中且允許燃料從PM2轉(zhuǎn)接器68和PM3轉(zhuǎn)接器70流到PM2回路56和PM3回路58內(nèi)。使用本文所描述的端蓋組件22在冷側(cè)板40上提供更大表面積來附連轉(zhuǎn)接器，因此使用諸如螺栓或螺釘?shù)穆菁y緊固件來實(shí)際上將轉(zhuǎn)接器固定到冷側(cè)板40上。螺紋緊固件允許在故障或損壞的情況下可移除和替換轉(zhuǎn)接器，且增強(qiáng)耐用性。另外，使用螺紋緊固件連接允許使用更低成本的市場上可購買到的轉(zhuǎn)接器。雖然僅關(guān)于有限的幾個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)易于了解本發(fā)明并不限于這些公開的實(shí)施例。而是，可修改本發(fā)明以合并之前未描述的任意多個(gè)變型、更改、替代或等效布置，但這些仍與本發(fā)明的精神和范圍相符。此外，雖然描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但應(yīng)了解本發(fā)明的方面可僅包括所描述實(shí)施例中的某些。因此，本發(fā)明不應(yīng)視作受前文的描述限制，而是僅受所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒器(14)的端蓋組件(22)，包括第一板( )，其能接納一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴00)；第二板(40)；以及一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)，其安置于所述第一板08)與所述第二板00)之間，所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)限定一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)以分配燃料到所述一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴OO)；其中，所述第一板(觀)、第二板GO)和一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)固定成堆疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端蓋組件(22)，其特征在于，所述第一板(觀)、第二板00) 和一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)由緊固件02)固定成堆疊，所述緊固件02)延伸穿過所述第一板08)和所述第二板GO)之一且進(jìn)入到一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端蓋組件(22)，其特征在于，在所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34， 36,38)的部分之間的一個(gè)或多個(gè)間隙限定所述一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端蓋組件(22)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36， 38)布置成單層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端蓋組件02)，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)第二板開口(66， 72，74)，以將燃料提供給所述一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)。
6.一種用于渦輪機(jī)(10)的燃燒器(14)，包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴00)；以及端蓋組件(22)，其在操作上連接到所述一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴(20)，所述端蓋組件(22)包括第一板(觀)，其能接納所述一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴00)；第二板(40)；以及一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)，其安置于所述第一板08)與所述第二板00)之間，所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)限定一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)以分配燃料到一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴00)；其中，所述第一板(觀)、第二板GO)和一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)固定成堆疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述第一板( )、所述第二板 (40)和所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)由緊固件02)固定成堆疊，所述緊固件02)延伸穿過所述第一板08)和所述第二板00)之一且進(jìn)入到所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36， 38)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器(14)，其特征在于，在所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36， 38)的部分之間的一個(gè)或多個(gè)間隙限定所述一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36， 38)布置成單層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器(14)，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)第二板開口(66， 72，74)，以將燃料提供給所述一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)。
全文摘要
本申請涉及渦輪燃燒器的端蓋。其中，一種用于燃燒器(14)的端蓋組件(22)包括第一板(28)和第二板(40)，該第一板(28)能接納一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴(20)。一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)位于該第一板(28)與該第二板(40)之間，且限定一個(gè)或多個(gè)腔(54，56，58)以分配燃料到一個(gè)或多個(gè)燃燒器燃料噴嘴(20)。該第一板(28)、該第二板(40)和該一個(gè)或多個(gè)中間板(34，36，38)固定成堆疊。
文檔編號F23D14/46GK102192506SQ20111005718
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者S·R·西蒙斯 申請人:通用電氣公司