專利名稱：用于燃燒器的燃料噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容主要涉及燃燒器，且更具體地涉及燃燒器中的燃料噴嘴。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)廣泛地用于諸如動力生成的領(lǐng)域。常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)， 燃燒器，以及渦輪。在常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中，壓縮空氣從壓縮機(jī)提供至燃燒器。進(jìn)入燃燒器的空氣與燃料相混合并燃燒。熱燃燒氣體從燃燒器流動至渦輪以驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)和產(chǎn)生動力。由于對于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)排放物的要求已變得更加嚴(yán)厲，滿足此類要求的一種方式是在燃燒器中以完全預(yù)混操作模式利用貧燃料和空氣的混合物來減少例如NOx和CO的排放物。這些燃燒器在本領(lǐng)域中稱為干式低NOx(DLN)、干式低排放物(DLE)或貧預(yù)混(LPM) 燃燒系統(tǒng)。這些燃燒器通常包括對于燃燒器的低負(fù)載和中負(fù)載操作而點燃的多個初級噴嘴。在完全預(yù)混操作期間，初級噴嘴供送燃料以向次級火焰提供進(jìn)料。初級噴嘴通常包繞對于燃燒器的中負(fù)載直至完全預(yù)混模式操作而采用的次級噴嘴。次級噴嘴在燃燒器中提供若干功能，包括供送燃料用于完全預(yù)混模式、供送燃料和空氣用于支持初級噴嘴操作的引燃火焰(pilot flame)，以及提供轉(zhuǎn)移燃料以便在操作模式之間的轉(zhuǎn)變期間使用。在引燃模式，用于引燃操作的燃料經(jīng)引導(dǎo)穿過通常定位在燃料噴嘴中央的引燃燃料通道，以及與引燃燃料相混合的空氣經(jīng)由包繞引燃燃料通道的多個引燃空氣通道而提供。在燃料噴嘴的轉(zhuǎn)移操作期間，附加燃料經(jīng)促動穿過噴嘴并作為不同的燃料流經(jīng)由一組轉(zhuǎn)移通道而進(jìn)入燃燒區(qū)中，其中，該組轉(zhuǎn)移通道定位在噴嘴中與引燃燃料通道隔開。當(dāng)噴嘴未處在轉(zhuǎn)移模式時，當(dāng)前的實踐是通過使轉(zhuǎn)移空氣流動經(jīng)過轉(zhuǎn)移通道而對轉(zhuǎn)移通道吹掃燃料。在此操作中，引燃器由該種較低溫度的吹掃空氣流所包繞。用于引燃燃料、轉(zhuǎn)移燃料和空氣以及引燃空氣的次級噴嘴中的單獨通道結(jié)果形成復(fù)雜的噴嘴組件。 此外，典型噴嘴的引燃器由于引燃燃料和空氣通道的構(gòu)造而是燃料受限的，使得高反應(yīng)性燃料不能在引燃器中使用。此外，典型的現(xiàn)有技術(shù)次級噴嘴由于火焰穩(wěn)定(此時，火焰保持在噴嘴中或鄰近噴嘴)而經(jīng)受永久損壞的風(fēng)險。由于高反應(yīng)性燃料增加了火焰穩(wěn)定的風(fēng)險，故高反應(yīng)性燃料的使用因此進(jìn)一步受限。因此，在本領(lǐng)域中將期望有用于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)式次級噴嘴。例如，具有簡單構(gòu)造且能執(zhí)行若干功能的次級噴嘴將是有利的。此外，阻礙因火焰穩(wěn)定而造成永久損壞的次級噴嘴將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下說明中部分地闡述，或可根據(jù)該說明而清楚，或可通過本發(fā)明的實施而懂得。在一個實施例中，公開了一種用于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中的燃燒器的噴嘴。噴嘴包括中央本體，提供成圍繞中央本體并在二者之間限定燃料-空氣混合通道的噴燃器管，以及提供成圍繞噴燃器管并在二者之間限定空氣流動通道的外部周邊壁。噴嘴還包括連接到中央本體上的噴嘴尖頂(tip)。噴嘴尖頂包括構(gòu)造成用以輸送引燃燃料流至燃燒區(qū)的引燃燃料通道，以及多個轉(zhuǎn)移通道。該多個轉(zhuǎn)移通道構(gòu)造成用以輸送空氣流以便與引燃燃料流一起在燃燒區(qū)中燃燒且還構(gòu)造成用以輸送轉(zhuǎn)移燃料流至燃燒區(qū)。參看以下說明和所附權(quán)利要求，將會更好地理解本發(fā)明的這些及其它的特征、方面和優(yōu)點。并入本說明書中并構(gòu)成其一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，且與說明一起用來闡釋本發(fā)明的原理。


在參照附圖的說明書中向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員闡述了本發(fā)明包括其最佳模式的完整和能夠?qū)嵤┑墓_內(nèi)容，在附圖中圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的燃燒器的一個實施例的截面圖；圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的燃燒器頭端的一個實施例的透視圖；圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的包括次級燃料噴嘴的燃燒器頭端的一個實施例的透視圖；圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的次級燃料噴嘴的尖頂?shù)囊粋€實施例的截面圖；圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的次級燃料噴嘴的尖頂?shù)牧硪粚嵤├慕孛鎴D；圖7至圖10是描繪了根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施例的燃燒器的操作的示意圖；以及圖11是包括根據(jù)本公開內(nèi)容的次級燃料噴嘴的燃燒器頭端的另一實施例的透視圖。零件清單10燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)12壓縮機(jī)14燃燒器16 渦輪20燃燒器頭端22初級噴嘴24次級噴嘴26燃燒室襯套28文氏管30初級燃燒室32次級燃燒室34燃燒器流動套筒36過渡導(dǎo)管38燃燒室襯套孔40空氣流
42旋流導(dǎo)葉44火焰速度50 端蓋52端蓋表面54密封接頭56預(yù)混燃料通道58空氣流進(jìn)口60 燃料62冷卻室63反向流動通道64分隔器66 出口室68旁通孔70燃料噴射端口72燃料-空氣混合通道74噴燃器管76噴嘴中央本體78外部周邊壁80空氣流動通道82空氣冷卻孔90引燃燃料通道92引燃燃料94轉(zhuǎn)移通道96轉(zhuǎn)移燃料100噴嘴尖頂102擴(kuò)散器104尖頂端106尖頂孔108引燃孔110 側(cè)壁112引燃燃料源114燃燒區(qū)116引燃火焰118引燃空氣120轉(zhuǎn)移燃料源130初級燃料132次級燃料
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參看本發(fā)明的實施例，其中的一個或多個實例在附圖中示出。各實例均是通過闡釋本發(fā)明的方式來提供的，而非對本發(fā)明進(jìn)行限制。實際上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變型。 例如，作為一個實施例的一部分示出和描述的特征可結(jié)合另一實施例使用以產(chǎn)生又一實施例。因此，本發(fā)明意圖涵蓋歸入所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)的這些修改和變型。參看圖1，顯示了燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)區(qū)段12，其用于加壓流動到系統(tǒng)10中的氣體，例如空氣。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管氣體在文中可稱為空氣，但氣體可為適用于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)10的任何氣體。從壓縮機(jī)區(qū)段12排出的加壓空氣流動到燃燒器區(qū)段14中，其中，燃燒器區(qū)段14其特征大體在于圍繞系統(tǒng)10的軸線成環(huán)形陣列設(shè)置的多個燃燒器。進(jìn)入燃燒器區(qū)段14的空氣與燃料混合并燃燒。熱的燃燒氣體從燃燒器區(qū)段 14流動至渦輪區(qū)段16以驅(qū)動系統(tǒng)10和產(chǎn)生動力。參看圖2，根據(jù)一個實施例的燃燒器14包括具有初級噴嘴22的陣列以及次級噴嘴 24的燃燒器頭端20，在圖2中僅示出了其中的一個初級噴嘴。燃燒室襯套沈包括提供在初級燃燒室30和次級燃燒室32之間的文氏管觀。燃燒室襯套沈提供在燃燒器流動套筒 34中。過渡導(dǎo)管36連接到燃燒室襯套沈上以引導(dǎo)燃燒氣體至渦輪。參看圖3，燃燒器頭端20包括初級噴嘴22的陣列和次級噴嘴24。如圖3中所示， 初級噴嘴22圍繞次級噴嘴M以圓形陣列提供。然而，應(yīng)認(rèn)識到的是，也可提供初級噴嘴22 的其它陣列。燃燒室襯套沈包括多個燃燒室襯套孔38，壓縮空氣經(jīng)由該襯套孔38流動而形成用于初級燃燒室30的空氣流40。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，壓縮空氣在燃燒室襯套沈的外側(cè)上流動以提供對初級燃燒室30的冷卻效果。次級噴嘴M包括多個旋流導(dǎo)葉42，其如下文將更為詳細(xì)描述那樣構(gòu)造成用以預(yù)混燃料和空氣。次級噴嘴M延伸到初級燃燒室30中。次級噴嘴24可僅延伸到初級燃燒室30中，且并未延伸到文氏管28中或次級燃燒室32中，或次級噴嘴M可延伸到文氏管28 中且可選的是穿過文氏管觀進(jìn)入次級燃燒室32中。如下文所述，參考標(biāo)記44表示在燃燒期間如果發(fā)生逆燃的火焰速度。參看圖4，燃燒器頭端20包括具有端蓋表面52的端蓋50，初級噴嘴22通過密封接頭討連接到端蓋表面52上。次級噴嘴M包括由端蓋50支承的預(yù)混燃料通道56。次級噴嘴M還包括用于引入空氣到次級噴嘴M中的空氣流進(jìn)口 58。如圖所示，燃料60可向下游流動經(jīng)過預(yù)混燃料通道56。如文中所用，用語“向下游，，是指燃燒氣體經(jīng)過燃燒器朝向渦輪流動的方向，而用語“向上游，，可表示方向遠(yuǎn)離燃燒氣體經(jīng)過燃燒器流動的方向或與燃燒氣體經(jīng)過燃燒器流動的方向相反。燃料60然后可排放到燃料-空氣混合通道中，如下文所述。例如，在如圖4中所示的一些實施例中，燃料60 可從預(yù)混燃料通道56流動到限定在各旋流導(dǎo)葉42中的冷卻室62中。在如圖11中所示的其它實施例中，燃料60可經(jīng)由預(yù)混燃料通道56流動經(jīng)過旋流導(dǎo)葉42。燃料60然后可從預(yù)混燃料通道56流動到反向流動通道63中。燃料60可經(jīng)由反向流動通道63向上游流動并進(jìn)入限定在各旋流導(dǎo)葉42中的冷卻室62中。在這些實施例中，預(yù)混燃料通道56和反向流動通道63延伸經(jīng)過下文所述的噴嘴中央本體的至少一部分，以及可選的是如圖11中所示， 延伸經(jīng)過下文所述的噴嘴尖頂。燃料60經(jīng)由反向流動通道63的反向流動可冷卻噴嘴中央本體以及可選的是噴嘴尖頂?shù)闹苓叡砻?。燃?0然后可圍繞分隔器64流動到限定在各旋流導(dǎo)葉42中的出口室66中。分隔器64例如可為金屬片，其限制燃料到出口室66中的流動方向，因此導(dǎo)致燃料在內(nèi)部冷卻導(dǎo)葉42的所有表面。冷卻室62和出口室66可描述為非線性冷卻劑流動通道，例如，Z字形冷卻劑流動通道、U形冷卻劑流動通道、蛇形冷卻劑流動通道，或卷繞冷卻劑流動通道。部分的燃料60還可從冷卻室62經(jīng)由形成在分隔器64中的旁通孔68直接流動至出口室66。旁通孔68可容許從冷卻室62流動到出口室66中的總體燃料60的例如大約 1-50^,5-40%,或10-20%在室62、66之間直接流動。旁通孔68的利用可容許對或會發(fā)生的任何燃料系統(tǒng)壓降進(jìn)行調(diào)整、對傳導(dǎo)熱傳遞系數(shù)的調(diào)整，或?qū)θ剂戏峙渲寥剂蠂娚涠丝?70的調(diào)整。旁通孔68可改善燃料進(jìn)入并穿過燃料噴射端口 70的分布以提供更為均勻的分布。旁通孔68還可降低從冷卻室62至出口室66的壓降，從而幫助推動燃料60穿過燃料噴射端口 70。另外，旁通孔68的使用可容許穿過燃料噴射端口 70的定制流動以改變?nèi)剂狭髟诮?jīng)由噴射端口 70噴射到燃料-空氣混合通道72中之前包含的旋流量。燃料60可從出口室66噴射穿過形成在旋流導(dǎo)葉42中的燃料噴射端口 70。燃料 60從燃料噴射端口 70噴射到燃料-空氣混合通道72中以便與來自次級噴嘴M的空氣流進(jìn)口 58的空氣流相混合。旋流導(dǎo)葉42使來自空氣流進(jìn)口 58的空氣流旋動以改善在通道 72中的燃料-空氣混合。仍參看圖4，次級噴嘴M包括包繞噴嘴中央本體76的噴燃器管74。噴嘴中央本體76處在旋流導(dǎo)葉42的下游。此外，噴嘴中央本體76可處在預(yù)混燃料通道56的下游，或預(yù)混燃料通道56可延伸經(jīng)過噴嘴中央本體76的至少一部分。燃料-空氣混合通道72提供在噴嘴中央本體76和噴燃器管74之間。外部周邊壁78提供成圍繞噴燃器管74并限定用于空氣流的通道80。噴燃器管74包括多排空氣冷卻孔82，以通過容許經(jīng)過通道80的空氣流在噴燃器管74上形成膜而提供冷卻，保護(hù)其免受熱燃燒氣體?？?2可參照下游壁表面以0°至45°度的范圍成角。孔大小、圓形排中的孔數(shù)，和/或孔排之間的距離可布置成用以在火焰穩(wěn)定事件期間獲得期望的壁溫。在燃燒器14的次級(或完全預(yù)混)操作期間，燃料經(jīng)由上文所述的預(yù)混燃料通道 56供送至冷卻室62。此外，如圖所示，次級燃料噴嘴M包括延伸經(jīng)過預(yù)混燃料通道56的多個燃料通道，這些預(yù)混燃料通道56取決于燃燒器14的操作模式而在不同的時間予以使用。例如，引燃燃料通道90或多個引燃燃料通道90可限定在次級噴嘴M中，例如處在次級噴嘴M的中央。引燃燃料通道90供送燃料92例如用于次級噴嘴M的引燃操作。引燃燃料92可例如為高反應(yīng)性燃料。多個轉(zhuǎn)移通道94也限定在次級噴嘴M中。轉(zhuǎn)移通道94 可例如大致軸向地在次級噴嘴M內(nèi)延伸，且可沿徑向定位在引燃燃料通道90的外部。多個轉(zhuǎn)移通道94供送轉(zhuǎn)移燃料96以便在模式之間的過渡期間使用。引燃燃料通道90和各種轉(zhuǎn)移通道94延伸到噴嘴尖頂100中且穿過噴嘴尖頂100， 該噴嘴尖頂100連接到噴嘴中央本體76上且設(shè)置在次級噴嘴M的下游端上。如圖4至圖 6中所示，引燃燃料通道90可穿過噴嘴尖頂100延伸至定位在尖頂端104處的擴(kuò)散器102 上。多個轉(zhuǎn)移通道94可延伸穿過噴嘴尖頂100，在多個尖頂孔106處離開次級噴嘴M。引燃燃料通道90可經(jīng)由限定在多個轉(zhuǎn)移通道94的側(cè)壁110中的多個引燃孔108而連接到多個轉(zhuǎn)移通道94上。引燃燃料通道90連接到引燃燃料源112上。
當(dāng)次級噴嘴M作為引燃器操作時，例如，在引燃模式，如圖5中所示，引燃燃料92 流經(jīng)促動穿過引燃燃料通道90，并且可繼續(xù)穿過擴(kuò)散器102。引燃燃料92流可進(jìn)一步繼續(xù)穿過多個引燃孔108，穿過多個轉(zhuǎn)移通道94。擴(kuò)散器102和通道90、94中的引燃燃料92可冷卻尖頂100。引燃燃料92然后可離開轉(zhuǎn)移通道94進(jìn)入燃燒區(qū)114中以向引燃火焰116 提供燃料。此外，在次級噴嘴M的引燃模式操作期間，引燃空氣118流經(jīng)促動穿過多個轉(zhuǎn)移通道94。引燃空氣118流離開多個轉(zhuǎn)移通道94進(jìn)入燃燒區(qū)114中并用來燃燒引燃燃料92 流。在一些實施例中，引燃空氣118流在燃燒區(qū)114中燃燒之前至少部分地與引燃燃料92 流相混合。在一些實施例中，此種混合可發(fā)生在多個轉(zhuǎn)移通道94中。引燃空氣118流和引燃燃料92流的預(yù)混使引燃火焰116穩(wěn)定且容許引燃火焰116的較低操作溫度，從而減少了燃燒器14操作中的NOx排放物。圖6顯示了次級噴嘴M在轉(zhuǎn)移操作期間的操作。在轉(zhuǎn)移模式操作期間，轉(zhuǎn)移燃料 96經(jīng)促動從轉(zhuǎn)移燃料源120穿過多個轉(zhuǎn)移通道94并進(jìn)入燃燒區(qū)114中。在一些實施例中， 當(dāng)轉(zhuǎn)移燃料96經(jīng)促動穿過多個轉(zhuǎn)移通道94時，延緩了引燃空氣118的流動。在一些實施例中，在轉(zhuǎn)移燃料96之后引燃空氣118可流動穿過轉(zhuǎn)移通道94，以從轉(zhuǎn)移通道94吹掃轉(zhuǎn)移燃料96。文中所述的實施例利用多個轉(zhuǎn)移通道94在引燃模式操作期間傳輸引燃空氣118 流以燃燒引燃燃料92流和在轉(zhuǎn)移模式操作期間傳輸轉(zhuǎn)移燃料96。多個轉(zhuǎn)移通道94用于這兩項功能容許消除現(xiàn)有技術(shù)次級噴嘴構(gòu)造的引燃空氣通道，導(dǎo)致產(chǎn)生具有較少構(gòu)件的復(fù)雜次級噴嘴M。消除引燃空氣通道容許增加轉(zhuǎn)移通道94的總體面積。此種增加的面積導(dǎo)致對于次級噴嘴M的更大燃料靈活性，包括在引燃器中使用高反應(yīng)性燃料。由于面積增加，較高體積的轉(zhuǎn)移燃料96可促動而經(jīng)由其穿過，使得可利用要求更大體積流率的較低英國熱量單位(BTU)燃料，同時保持次級噴嘴M的操作性能。現(xiàn)在將參照圖7至圖10描述燃燒器14的操作。如圖7中所示，在初級操作期間， 這可從點燃直至例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)負(fù)載的20%，供送至燃燒器的所有燃料都為初級燃料 130，也即燃料的100%供送至初級噴嘴22的陣列。通過初級燃料130從初級燃料噴嘴22 擴(kuò)散到經(jīng)過燃燒器14的空氣流40(參見圖幻中，燃燒發(fā)生在初級燃燒室30中。如圖8中所示，燃燒器14的貧-貧操作發(fā)生在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)以燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的例如20-50%的負(fù)載操作時。初級燃料130提供至初級噴嘴22的陣列，以及次級燃料 132提供至次級噴嘴M。例如，供送至燃燒器的燃料的大約70%為初級燃料130，以及該燃料的大約30%為次級燃料132。燃燒發(fā)生在初級燃燒室30和次級燃燒室32中。如文中所用，用語“初級燃料”是指供送至初級噴嘴22的燃料，以及用語“次級燃料”是指供送至次級噴嘴M的燃料。在圖9中所示的第二級燃燒中，其為從圖8的操作至在下文參照圖10更為詳細(xì)描述的預(yù)混操作的過渡，供送至燃燒器的所有燃料都為次級燃料132，也即該燃料的100%供送至次級噴嘴對。在第二級燃燒中，經(jīng)由次級燃料132和來自次級噴嘴對進(jìn)口 58的空氣流40的預(yù)混而發(fā)生燃燒。預(yù)混發(fā)生在次級噴嘴M的燃料-空氣混合通道72中。如圖10中所示，燃燒器可以預(yù)混操作進(jìn)行操作，在預(yù)混操作中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)以例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的負(fù)載的50-100%操作。在圖10的預(yù)混操作中，通向初級噴嘴22的初級燃料130從在圖9的貧-貧操作中所提供的量增加，以及通向次級噴嘴M的次級燃料 132從在圖8中所示的貧-貧操作中所提供的量減少。例如，在圖10的預(yù)混操作中，供送至燃燒器的燃料的大約80-83%可為初級燃料130，以及供送至燃燒器的燃料的大約20-17% 可為次級燃料132。如圖10中所示，在預(yù)混操作期間，燃燒發(fā)生在次級燃燒室32且由于如在上文所述的冷卻措施而防止了對次級噴嘴M的損壞。參看圖3，逆燃可發(fā)生在火焰速度44大于初級燃燒室30中空氣流40的速度的情況下。對次級噴嘴M中空氣-燃料混合物的控制，也即對次級燃料132的控制，提供了對火焰速度的控制并且防止火焰越過文氏管觀進(jìn)入初級燃燒室30中。盡管上文所述的各種實施例包括擴(kuò)散噴嘴作為初級噴嘴，但應(yīng)認(rèn)識到的是，初級噴嘴可為預(yù)混噴嘴，例如具有如次級噴嘴那樣的相同或類似構(gòu)造。耐火焰噴嘴增強(qiáng)了燃燒系統(tǒng)的燃料靈活性，容許高反應(yīng)性燃料的燃燒。在燃燒器中作為次級噴嘴的耐火焰噴嘴使得燃燒器能夠燃燒完全的合成氣以及天然氣。耐火焰噴嘴可用作燃燒器中的次級噴嘴且因此使得燃燒器能夠燃燒完全的合成氣或高氫，以及天然氣。耐火焰噴嘴，其與初級雙燃料噴嘴相結(jié)合，將使得燃燒器能夠燃燒天然氣和完全合成氣燃料二者。這擴(kuò)展了燃燒器的燃料靈活性范圍以覆蓋較寬范圍的沃泊(WcAbe)數(shù)和反應(yīng)性，并且可應(yīng)用于油氣工業(yè)項目。耐火焰噴嘴的冷卻特征，包括例如預(yù)混器的旋動導(dǎo)葉以及空氣冷卻的噴燃器管， 使得噴嘴能夠耐受延長的火焰穩(wěn)定事件。在此種火焰穩(wěn)定事件期間，冷卻特征保護(hù)噴嘴免受任何硬件損壞和容許對于檢測和校正措施的時間，該檢測和校正措施將火焰吹出預(yù)混器并在正常模式操作下重新形成預(yù)混火焰。本書面描述使用了包括最佳模式的實例來公開本發(fā)明，并且還使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所想到的其它實例。如果這些其它實例包括與權(quán)利要求的文字語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果這些其它實例包括與權(quán)利要求的文字語言無實質(zhì)差異的同等結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為這些其它實例處在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒器(14)的噴嘴(M)，所述噴嘴04)包括中央本體(76)；噴燃器管(74)，其提供成圍繞所述中央本體(76)并在二者之間限定燃料-空氣混合通道(72)；外部周邊壁(78)，其提供成圍繞所述噴燃器管(74)并在二者之間限定空氣流動通道 (80)；以及連接到所述中央本體(76)上的噴嘴尖頂(100)，所述噴嘴尖頂(100)包括引燃燃料通道(90)，其構(gòu)造成用以輸送引燃燃料(9 流至燃燒區(qū)(114)；以及多個轉(zhuǎn)移通道(94)，所述多個轉(zhuǎn)移通道(94)構(gòu)造成用以輸送空氣(11 流以便與所述引燃燃料(9 流一起在所述燃燒區(qū)(114)中燃燒且還構(gòu)造成用以輸送轉(zhuǎn)移燃料(96)流至所述燃燒區(qū)(114)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述尖頂(100)限定將所述引燃燃料通道(90)連接到所述多個轉(zhuǎn)移通道(94)上的多個引燃孔(108)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求2中任一項所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述尖頂 (100)限定擴(kuò)散器(102)，所述擴(kuò)散器(10 構(gòu)造成使得所述引燃燃料(9 流從所述引燃燃料通道(90)穿過所述擴(kuò)散器(10 流動到所述燃燒區(qū)(114)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述引燃燃料(9 流和所述空氣(118)流在燃燒之前至少部分地混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述噴嘴還包括設(shè)置在所述燃料-空氣混合通道m(xù)中的至少一個旋流導(dǎo)葉G2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述至少一個旋流導(dǎo)葉G2)限定構(gòu)造成用以從預(yù)混燃料通道(56)接收燃料(60)的冷卻室(6 且還限定構(gòu)造成用以經(jīng)由至少一個燃料噴射端口(70)排出所述燃料(60)到所述燃料-空氣混合通道(7 中的出口室(66)，以及其中，所述至少一個旋流導(dǎo)葉0 還包括提供在所述冷卻室(6 和所述出口室(66)之間的分隔器(64)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述燃料(60)從所述預(yù)混燃料通道 (56)經(jīng)由反向流動通道(63)流動到所述冷卻室(62)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6至權(quán)利要求7中任一項所述的噴嘴(M)，其特征在于，所述分隔器 (64)限定構(gòu)造成用以容許燃料(60)從所述冷卻室(6 流動至所述出口室(66)的旁通孔 (68)。
9.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)(10)的燃燒器(14)，所述燃燒器(14)包括噴嘴(M)，所述噴嘴(24)包括中央本體(76)；噴燃器管(74)，其圍繞所述中央本體(76)提供并在二者之間限定燃料-空氣混合通道 (72)；外部周邊壁(78)，其圍繞所述噴燃器管(74)提供并在二者之間限定空氣流動通道 (80)；以及連接到所述中央本體(76)上的噴嘴尖頂(100)，所述噴嘴尖頂(100)包括構(gòu)造成用以輸送引燃燃料(9 流至燃燒區(qū)(114)的引燃燃料通道(90)；以及多個轉(zhuǎn)移通道(94)，所述多個轉(zhuǎn)移通道(94)構(gòu)造成用以輸送空氣(11 流以便與所述引燃燃料(9 流一起在所述燃燒區(qū)(114)中燃燒且還構(gòu)造成用以輸送轉(zhuǎn)移燃料(96)流至所述燃燒區(qū)(114)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述尖頂(100)限定連接所述引燃燃料通道(90)到所述多個轉(zhuǎn)移通道(94)上的多個引燃孔(108)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9至權(quán)利要求10中任一項所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述尖頂(100)限定擴(kuò)散器(102)，所述擴(kuò)散器構(gòu)造成使得所述引燃燃料(9 流從所述引燃燃料通道(90)穿過所述擴(kuò)散器(10 流動到所述燃燒區(qū)(114)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至權(quán)利要求11中任一項所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述燃燒器還包括設(shè)置在所述燃料-空氣混合通道中的至少一個旋流導(dǎo)葉02)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述至少一個旋流導(dǎo)葉02)限定構(gòu)造成用以從預(yù)混燃料通道(56)接收燃料(60)的冷卻室(62)，且還限定構(gòu)造成用以經(jīng)由至少一個燃料噴射端口(70)排出所述燃料(60)到所述燃料-空氣混合通道(7 中的出口室(66)，以及其中，所述至少一個旋流導(dǎo)葉0 還包括提供在所述冷卻室(6 和所述出口室(66)之間的分隔器(64)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述燃料(60)從所述預(yù)混燃料通道(56)經(jīng)由反向流動通道(63)流動到所述冷卻室(66)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13至權(quán)利要求14中任一項所述的燃燒器(14)，其特征在于，所述分隔器(64)限定構(gòu)造成用以容許燃料(60)從所述冷卻室(62)流動至所述出口室(66)的旁通孔(68)。
全文摘要
公開了用于燃燒器(14)的噴嘴(24)。噴嘴(24)包括中央本體(76)，圍繞中央本體(76)提供并在二者之間限定燃料-空氣混合通道(72)的噴燃器管(74)，以及圍繞噴燃器管(74)提供并在二者之間限定空氣流動通道(80)的外部周邊壁(78)。噴嘴(24)還包括連接到中央本體(76)上的噴嘴尖頂(100)。噴嘴尖頂(100)包括構(gòu)造成用以輸送引燃燃料(92)流至燃燒區(qū)(114)的引燃燃料通道(90)，以及多個轉(zhuǎn)移通道(94)。該多個轉(zhuǎn)移通道(94)構(gòu)造成用以輸送空氣(118)流以便與引燃燃料(92)流一起在燃燒區(qū)(114)中燃燒且還構(gòu)造成用以輸送轉(zhuǎn)移燃料(96)流至燃燒區(qū)(114)。
文檔編號F23D14/48GK102454993SQ201110335870
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者A·R·罕, C·X·斯蒂芬森, W·S·齊明斯基 申請人:通用電氣公司