包括帶有燃料噴嘴外殼的多管燃料噴嘴的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：多個多管燃料噴嘴，每個多管燃料噴嘴具有在軸向方向上延伸的多個管，其中所述多個管中的每個管包括空氣入口、燃料入口以及燃料空氣混合物出口；以及燃料噴嘴外殼，所述燃料噴嘴外殼包括：圍繞中心軸線周向延伸的外壁，從所述外壁向內朝所述中心軸線延伸的多個徑向壁，設置在所述外壁內的多個燃料噴嘴容器，其中所述多個徑向壁使得所述多個燃料噴嘴容器彼此分開，并且所述多個多管燃料噴嘴設置在所述多個燃料噴嘴容器中，以及安裝結構，所述安裝結構包括從所述外壁向外延伸的多個徑向支撐臂。
【專利說明】包括帶有燃料噴嘴外殼的多管燃料噴嘴的系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本說明書所公開的主題涉及一種燃氣渦輪發(fā)動機，并且更確切地，涉及一種用于所述燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器的燃料噴嘴。

【背景技術】
[0002]燃氣渦輪發(fā)動機通常包括渦輪和帶燃料噴嘴的燃燒器。燃料和空氣的混合物在燃燒器內燃燒，以便產(chǎn)生熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體驅動渦輪中的渦輪葉片轉動，并又驅動連接至例如發(fā)電機的負載上的軸轉動。燃料空氣混合物(例如，燃燒器中燃料空氣混合的均勻性)可顯著影響燃氣渦輪發(fā)動機的功率輸出、效率以及排氣排放。另外，燃燒器中燃料空氣混合物燃燒可導致燃燒動態(tài)、振動和熱梯度，它們可影響如燃料噴嘴的各燃燒器部件的性能和壽命。例如，燃料噴嘴可能因其緊接熱的燃燒產(chǎn)物而經(jīng)受熱生長。這些燃燒相關效應可能使得燃氣渦輪發(fā)動機的設計、尤其燃燒器和燃料噴嘴設計變得復雜。


【發(fā)明內容】

[0003]下文概述了與原始所要求的發(fā)明在范圍上相當?shù)哪承嵤├?。這些實施例不旨在限制所要求的發(fā)明范圍，相反，這些實施例僅旨在簡要概述本發(fā)明的可能形式。實際來說，本發(fā)明會涵蓋可能與下述實施例類似或不同的各種形式。
[0004]一個實施例中，作為本申請的第一方面，一種系統(tǒng)包括多個多管燃料噴嘴，每個多管燃料噴嘴具有在軸向方向上延伸的多個管，其中所述多個管中每個管包括空氣入口、燃料入口以及燃料空氣混合物出口 ；以及燃料噴嘴外殼，所述燃料噴嘴外殼包括:外壁，所述外壁圍繞中心軸線周向延伸；多個徑向壁，所述多個徑向壁從所述外壁向內朝所述中心軸線延伸；多個燃料噴嘴容器，所述多個燃料噴嘴容器設置在所述外壁內，其中所述多個徑向壁使得所述多個燃料噴嘴容器彼此分開，并且所述多個多管燃料噴嘴設置在所述多個燃料噴嘴容器中；安裝結構，所述安裝結構包括從所述外壁向外延伸的多個徑向支撐臂。
[0005]第二方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述多個多管燃料噴嘴中的每個燃料噴嘴具有圍繞相應燃料噴嘴周長暴露的所述多個管，并且所述燃料噴嘴外殼圍繞每個燃料噴嘴的所述周長延伸。
[0006]第三方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述多個燃料噴嘴容器包括第一容器和第二容器，并且所述多個多管燃料噴嘴包括設置在所述第一容器中的第一多管燃料噴嘴和設置在所述第二容器中的第二多管燃料噴嘴。
[0007]第四方面，如上第三方面所述的系統(tǒng)，其中所述多個燃料噴嘴容器包括第三容器，并且所述多個多管燃料噴嘴包括設置在所述第三容器中的第三多管燃料噴嘴。
[0008]第五方面，如上第四方面所述的系統(tǒng)，其中所述第一容器包括由所述外壁以及所述多個徑向壁中的第一和第二徑向壁至少部分限定的第一餅形周長，所述第二容器包括由所述外壁和所述多個徑向壁中的第二和第三徑向壁至少部分限定的第二餅形周長，并且所述第三容器包括由所述外壁和所述多個徑向壁中的第一和第三徑向壁至少部分限定的第三餅形周長。
[0009]第六方面，如上第五方面所述的系統(tǒng)，其中所述外壁包括環(huán)繞圓形區(qū)域的環(huán)狀外壁，其中所述第一、第二以及第三餅形周長各自包括占所述圓形區(qū)域約120度的扇形。
[0010]第七方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述燃料噴嘴外殼包括與所述外壁大體同軸的內壁，其中所述內壁連接至所述多個徑向壁。
[0011]第八方面，如上第七方面所述的系統(tǒng)，其包括中心燃料噴嘴，所述中心燃料噴嘴設置在延伸通過所述內壁的中心通道中。
[0012]第九方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述多個燃料噴嘴容器中的每個容器通過所述多個徑向支撐臂中的至少一個臂連接至一個燃料通道。
[0013]第十方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述多個徑向壁中的每個壁包括至少一個孔隙，所述至少一個孔隙在所述多個燃料噴嘴容器中的相鄰容器之間延伸。
[0014]第十一方面，如上第十方面所述的系統(tǒng)，其中所述多個徑向支撐臂中的至少一個臂包括燃料通道，所述燃料通道延伸至所述多個容器中的一個。
[0015]第十二方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述多個徑向支撐臂中的每個臂包括機翼形橫截面。
[0016]第十三方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述安裝結構包括圍繞所述外壁周向延伸的外法蘭，其中所述多個徑向支撐臂在所述外法蘭與所述外壁之間徑向延伸。
[0017]第十四方面，如上第十三方面所述的系統(tǒng)，其包括了連接至所述外法蘭的燃料法蘭，其中燃料通道延伸通過所述燃料法蘭、通過所述外法蘭、通過所述多個徑向支撐臂中的一個臂、通過所述外壁，并且進入所述多個燃料噴嘴容器中的一個容器中。
[0018]第十五方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述外壁包括:第一安裝部，所述第一安裝部配置用于支撐入口流量調節(jié)器；以及第二安裝部，所述第二安裝部配置用于支撐后板組件，其中所述第一安裝部和所述第二安裝部彼此軸向偏移。
[0019]第十六方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其中所述第一安裝部和所述第二安裝部各自包括位于所述外壁中的多個徑向開口、連接至所述外壁的多個徑向銷，或其組合。
[0020]第十七方面，如上實施例所述的系統(tǒng)，其包括了具有所述多個多管燃料噴嘴和所述燃料噴嘴外殼的燃燒器、燃氣渦輪發(fā)動機或其組合。
[0021]另一實施例中，作為本申請的第十八方面，一種系統(tǒng)包括燃料噴嘴外殼，所述燃料噴嘴外殼包括:外壁，所述外壁圍繞中心軸線周向延伸；多個徑向壁，所述多個徑向壁從所述外壁向內朝所述中心軸線延伸；多個燃料噴嘴容器，所述多個燃料噴嘴容器設置在所述外壁內，其中所述多個徑向壁使得所述多個燃料噴嘴容器彼此分開，并且所述多個燃料噴嘴容器配置用于支撐多個多管燃料噴嘴；安裝結構，所述安裝結構包括從所述外壁向外延伸的多個徑向支撐臂。
[0022]第十九方面，如上第十八方面所述的系統(tǒng)，其中所述安裝結構包括圍繞所述外壁周向延伸的外法蘭，所述多個徑向支撐臂在所述外法蘭與所述外壁之間徑向延伸，并且所述多個徑向支撐臂中的至少一個臂包括延伸至所述多個容器中的一個的燃料通道。
[0023]另一實施例中，一種方法包括:將多個多管燃料噴嘴支撐在燃料噴嘴外殼中，其中所述燃料噴嘴外殼包括:外壁，所述外壁圍繞中心軸線周向延伸；多個徑向壁，所述多個徑向壁從所述外壁向內朝所述中心軸線延伸；以及多個燃料噴嘴容器，所述多個燃料噴嘴容器設置在所述外壁內，其中所述多個徑向壁使得所述多個燃料噴嘴容器彼此分開，其中所述多個多管燃料噴嘴設置在所述多個燃料噴嘴容器中；以及用安裝結構安裝所述燃料噴嘴外殼，所述安裝結構具有從所述外壁向外延伸的多個徑向支撐臂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]在參照附圖閱讀以下詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面及優(yōu)點，在附圖中，相似符號表示相似零件，其中:
[0025]圖1是根據(jù)實施例的具有微混合器系統(tǒng)的渦輪系統(tǒng)的框圖；
[0026]圖2是根據(jù)實施例的帶有圖1所示微混合器系統(tǒng)的燃燒器的橫截面透視側視圖；
[0027]圖3是根據(jù)實施例的微混合器系統(tǒng)的側視圖；
[0028]圖4是根據(jù)實施例的微混合器系統(tǒng)的分解橫截面透視圖；
[0029]圖5是根據(jù)實施例的燃料噴嘴外殼和多管燃料噴嘴的分解透視圖；
[0030]圖6是根據(jù)實施例的燃料噴嘴外殼的前視圖；
[0031]圖7是根據(jù)實施例的燃料噴嘴外殼的前視圖；
[0032]圖8是根據(jù)實施例的燃料噴嘴外殼的前視圖；
[0033]圖9是根據(jù)實施例的微混合器系統(tǒng)的局部橫截面圖；
[0034]圖10是圖9所示微混合器系統(tǒng)沿線10-10的截面圖，示出彈性金屬密封件的實施例；
[0035]圖11是具有適于圖4和5扇形燃料噴嘴的扇形構型的彈性金屬密封件實施例的iu端視圖；
[0036]圖12是圖9所示燃料噴嘴沿線10-10的截面圖，示出具有單個轉彎或拐彎的彈性金屬密封件的實施例；
[0037]圖13是圖9所示燃料噴嘴沿線10-10的截面圖，示出具有多個轉彎或拐彎的彈性金屬密封件的實施例；
[0038]圖14是圖9所示燃料噴嘴沿線10-10的截面圖，示出具有多個轉彎或拐彎從而限定出波紋管的彈性金屬密封件的實施例；
[0039]圖15是根據(jù)實施例的后板組件的分解透視圖；
[0040]圖16是根據(jù)實施例的圖9中微混合器系統(tǒng)沿線16-16的截面圖；
[0041]圖17是根據(jù)實施例的后板的截面圖；
[0042]圖18是根據(jù)實施例的燃料噴嘴的入口流量調節(jié)器的后透視圖；
[0043]圖19是根據(jù)實施例的入口流量調節(jié)器的前透視圖；
[0044]圖20是根據(jù)實施例的入口流量調節(jié)器的局部橫截面圖；
[0045]圖21是根據(jù)實施例的入口流量調節(jié)器的局部橫截面圖；以及
[0046]圖22是根據(jù)實施例的入口流量調節(jié)器的局部橫截面圖。

【具體實施方式】
[0047]下文將對本發(fā)明的一或多個特定的實施例進行描述。為了提供針對這些實施例的簡要描述，可能不會在本說明書中描述實際實現(xiàn)方案中的所有特征。應當了解，在任何工程或設計項目中開發(fā)任何此類實際實現(xiàn)方案時，必須做出與實現(xiàn)方案特定相關的各種決策，以便實現(xiàn)開發(fā)人員指定目標，如遵守系統(tǒng)相關和業(yè)務相關約束，這些約束可能會因實現(xiàn)方案不同而有所不同。另外，應當了解，此類開發(fā)工作可能復雜而且耗時，但對所屬領域中受益于本發(fā)明的一般技術人員而言，這將仍是設計、制造以及生產(chǎn)中的常規(guī)任務。
[0048]在介紹本發(fā)明的各實施例中的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”以及“所述”旨在表示有一個或多個這種元件。術語“包括”、“包含”以及“具有”旨在表示包括性的含義并且表示除了所列元件之外可能還有另外元件。
[0049]本發(fā)明的各實施例提供一種微混合器系統(tǒng)，所述微混合器系統(tǒng)包括入口流量調節(jié)器、后板組件、多管燃料噴嘴(例如，圓柱形或扇形燃料噴嘴)、彈性金屬密封件(例如，金屬波紋管)和燃料噴嘴外殼。某些實施例中，多管燃料噴嘴可包括5至1000個、10至500個、20至250個或30至100個混合管，它們在一個或多個組(例如，1、2、3、4、5、6或更多組)中彼此大體平行。每個混合管可在直徑上為約0.25至5厘米、0.5至3厘米或I至2厘米。多管燃料噴嘴中的多個混合管使燃料和空氣能小規(guī)模地混合(例如，微混合)，從而幫助改進燃燒器中燃料空氣混合的均勻性。
[0050]燃料噴嘴外殼通過連接至入口流量調節(jié)器和后板組件并通過接收多管燃料噴嘴來支撐微混合器系統(tǒng)。當組裝時，入口流量調節(jié)器和后板組件通過連接至燃料噴嘴外殼的相對末端來覆蓋多管燃料噴嘴。某些實施例中，燃料噴嘴外殼可包括通過支桿連接在一起的第一環(huán)結構(即，內環(huán)結構)和第二環(huán)結構(即，外環(huán)結構)。燃料噴嘴外殼可將多管燃料噴嘴接收在內環(huán)結構內并將燃料徑向輸送至多管燃料噴嘴。確切地說，燃料噴嘴外殼可配置用于在大體徑向方向上輸送燃料通過外環(huán)結構、內環(huán)結構并且通過將內環(huán)結構連接至外環(huán)結構的支桿。燃料徑向輸送使得燃氣渦輪系統(tǒng)能夠包括位于燃燒器末端處的簡單端板(例如，帶有最少燃料輸送孔隙或沒有燃料輸送孔隙的端板)。徑向燃料輸送還可增加燃料噴嘴在燃燒器內的使用空間(即，多管燃料噴嘴的管可占據(jù)先前通過端板進行燃料輸送所用空間)。
[0051]燃料噴嘴外殼中的支桿可包括燃料攜載支桿和/或非燃料攜載支桿。燃料噴嘴外殼支桿使得能夠進行徑向燃料輸送，并且可增加振動(例如，微混合器系統(tǒng)諧振)抗性。例如，支桿可增加燃料噴嘴外殼剛性和/或改變微混合器系統(tǒng)諧振頻率。另外，支桿可根據(jù)空氣動力學成形(例如，機翼形狀)，以便減小通過外環(huán)結構與內環(huán)結構之間的壓縮空氣尾流。尾流減少還可減少微混合器系統(tǒng)中由通過燃燒器的壓縮氣流導致的振動。
[0052]最后，燃料噴嘴外殼允許實現(xiàn)模塊化的微混合器系統(tǒng)。例如，燃料噴嘴外殼可包括多個徑向孔隙，所述多個徑向孔隙使得微混合器系統(tǒng)的部件能容易地附接和拆離。確切地說，孔隙可接收銷或其他的緊固件，以將入口流量調節(jié)器和后板組件連接至燃料噴嘴外殼。對入口流量調節(jié)器和后板組件的簡單附接和拆離使得能夠容易接近、維護或更換多管燃料噴嘴、入口流量調節(jié)器、后板組件和彈性金屬密封件。
[0053]在操作中，微混合器系統(tǒng)將空氣和燃料在多管燃料噴嘴中混合，以便形成燃料空氣混合物。燃料空氣混合物在燃燒器中燃燒，以形成驅動渦輪的燃燒氣體。多管燃料噴嘴可包括帶有第一組開口的第一板、帶有第二組開口的第二板和延伸通過第一和第二板中的開口組的多個管。所述管中每個管可具有位于第一軸向末端處的空氣入口、介于第一與第二軸向末端之間的燃料入口以及位于第二軸向末端處的燃料空氣混合物出口。具體地說，如下討論，每個管配置用于預混(例如，以小規(guī)?；旌匣蛘哒f微混合)相應管內的燃料和空氣，并且隨后輸出燃料空氣混合物以供在燃燒器(例如，燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪燃燒器)中燃燒。進入多管燃料噴嘴的空氣溫度可因壓縮對空氣做功而稍微升高，例如，約200至500攝氏度，而進入管的燃料可顯著較冷，例如，約20至250攝氏度。另外，由于管接近于燃燒反應，因此可易于被熱的燃燒產(chǎn)物加熱。因此，在操作(例如，燃燒室中燃燒)中，多管燃料噴嘴的各部件、外殼結構、燃燒器、燃料供應導管、安裝部等等可能經(jīng)受不同速率的熱膨脹，從而導致更快膨脹部件對更慢膨脹部件施加力。例如，多管燃料噴嘴中的多個管經(jīng)受的熱膨脹速率可能比周圍燃料外殼結構、安裝部、燃燒器和/或其他結構的熱膨脹速率更大。
[0054]為了減緩由部件材料的熱膨脹和/或收縮導致的誘導應力，微混合器系統(tǒng)可包括彈性金屬密封件(例如，金屬波紋管)。例如，金屬波紋管可具有圍繞包含板和管組件的空間設置的壁(例如，環(huán)狀或非環(huán)狀的壁)，其中所述壁具有一個或多個轉彎或拐彎(例如，波形、振蕩或Z形圖案)，它們能夠彈性折疊或展開以使得金屬波紋管的壁能膨脹和收縮。因此，彈性可調整性(例如，壁的折疊和展開)使得金屬波紋管能適應板、管組件和周圍部件之間的熱膨脹和收縮。在沒有彈性金屬密封件(例如，金屬波紋管)的情況下，軸向位移可導致多管燃料噴嘴部件內的應力、燃料/空氣泄漏、燃燒器內壓力損失或者其他負面效應。當置于第一板與外殼結構之間時，彈性金屬密封件(例如，金屬波紋管)可在軸向方向上膨脹或收縮從而減小管的熱膨脹或收縮效應，同時維持燃料噴嘴內的腔室之間連續(xù)工作密封。另夕卜，彈性金屬密封件的使用可使設計更模塊化，并且因此，構造容易、組裝/拆卸過程簡單、設備更換成本降低，并且維護停機時間減少。
[0055]微混合器系統(tǒng)還可包括后板組件，以便提供對多管燃料噴嘴的另外保護(即，抵抗熱應力)。確切地說，后板組件可阻止燃燒器中燃燒反應與多管燃料噴嘴之間的直接接觸，還可形成用于對流冷卻多管燃料噴嘴的空氣冷卻腔室。盡管空氣冷卻腔室對流冷卻多管燃料噴嘴，但是后板組件阻止燃燒反應與多管燃料噴嘴之間直接接觸。確切地說，后板組件包括后板，所述后板帶有允許燃料空氣混合物離開多管燃料噴嘴的孔隙，并同時覆蓋多管燃料噴嘴以抵抗來自燃燒反應的傳熱。一些實施例中，后板可包括熱障涂層，以便增加對燃燒反應的熱阻。在另一些實施例中，后板可包括從空氣冷卻腔室接收氣流的擴散冷卻孔隙。擴散冷卻孔隙在后板上形成冷卻薄膜，所述冷卻薄膜保護后板并且減少傳熱。其他實施例中，后板組件可包括配置用于在冷卻氣流離開擴散冷卻孔隙前將氣流沖擊到后板上的沖擊板，由此增加對后板的熱保護并減少到多管燃料噴嘴的傳熱。在操作中，沖擊板使冷卻氣流隨其流過沖擊孔而加速。沖擊孔指引冷卻氣流與后板接觸，其中冷卻氣流在穿過后板(例如，穿過擴散冷卻孔隙和/或后板與多管燃料噴嘴的管之間的空間)前吸收熱量。
[0056]最后，微混合器系統(tǒng)可包括入口流量調節(jié)器。入口流量調節(jié)器配置用于過濾進入微混合器系統(tǒng)中的氣流，并將氣流均勻分布到多管燃料噴嘴的每個管中。為了將氣流過濾到微混合器系統(tǒng)之中，入口流量調節(jié)器可包括比多管燃料噴嘴的管中的孔隙要小的孔隙。因此，能夠進入多管燃料噴嘴的管中的碎片可被入口流量調節(jié)器阻止。如上提及，入口流量調節(jié)器可將氣流均勻分布到多管燃料噴嘴的每個管中。確切地說，入口流量調節(jié)器可包括徑向孔隙和轉向導件，它們將氣流引導到多管燃料噴嘴中的最外側管。然而，其他實施例中，入口流量調節(jié)器可包括組合了或未組合有轉向導件的傾斜的孔隙，以便將氣流引導到多管燃料噴嘴中的最外側管。通過將氣流均勻分布到多管燃料噴嘴的管，多管燃料噴嘴以合適比率混合并且分布燃料空氣混合物，以便實現(xiàn)最佳燃燒、排放、燃料耗量以及功率輸出。確切地說，微混合器系統(tǒng)可減少來自燃氣渦輪系統(tǒng)的非期望的排放物(例如，nox、co、co2等等)水平。
[0057]圖1是燃氣渦輪系統(tǒng)10的框圖。如下詳細所述，所公開的渦輪系統(tǒng)10可采用一個或多個徑向支撐的燃料噴嘴(例如，多管燃料噴嘴)。渦輪系統(tǒng)10可使用液體或氣體燃料(如天然氣和/或富氫合成氣)來驅動渦輪系統(tǒng)10。如所描繪，燃燒器12從燃料供源14進氣，將燃料與空氣混合以供在燃燒器12內分布并燃燒。確切地說，燃燒器12包括微混合器系統(tǒng)16，所述微混合器系統(tǒng)16徑向支撐多管燃料噴嘴并且對其提供燃料。某些實施例中，微混合器系統(tǒng)16包括圍繞中心燃料噴嘴布置的多個燃料噴嘴。多管燃料噴嘴以合適比率混合并且分布燃料空氣混合物，以便實現(xiàn)最佳燃燒、排放、燃料耗量以及功率輸出。確切地說，微混合器系統(tǒng)16減少了來自渦輪系統(tǒng)10的非期望的排放物(例如，N0x、C0、C02等等)水平。
[0058]在操作中，燃料空氣混合物在燃燒器12內的腔室中燃燒，從而形成熱的加壓排氣。燃燒器12指引排氣通過渦輪18朝向排氣出口 20。當排氣通過渦輪18時，排氣推動渦輪葉片以使軸22沿渦輪系統(tǒng)10軸線轉動。如圖所示，軸22可連接至渦輪系統(tǒng)10的各部件，包括壓縮機24。壓縮機24還可包括連接至軸22的葉片。當軸22轉動時，壓縮機24內的葉片也會轉動，從而通過壓縮機24壓縮來自空氣進口 26的空氣并且指引空氣進入多管燃料噴嘴和/或燃燒器12中。軸22還可連接至負載28，例如，負載可為車輛或者固定負載，如電廠中的發(fā)電機或飛機上的推進器。負載28可包括能夠由渦輪系統(tǒng)10的轉動輸出供電的任何合適裝置。
[0059]圖2是根據(jù)實施例的燃燒器12的橫截面透視側視圖。如圖2所示，軸向方向或者軸線40沿燃燒器12的中心軸線41在長度方向上延伸，徑向方向或者軸線42朝著或遠離中心軸線41延伸(例如，與軸線40垂直)，并且周向方向44圍繞軸向軸線40和中心軸線41延伸。燃燒器12包括下游端46以及上游端或頭端48。下游端46位于渦輪18第一級附近，而上游端48與下游端46相反并且位于與渦輪18第一級較遠的地方。燃燒器12包括多個殼體和壁，它們圍起燃燒器12并包含壓縮空氣和燃料。從上游端48開始，燃燒器12包括連接至端板54的端殼體52。如圖所示，端板54可為簡單端板，其包括了單個燃料噴嘴孔隙58。然而，一些實施例中，端板58將不包括燃料噴嘴孔隙58。端板54能以多種方式連接至端殼體52，所述方式包括緊固件或焊接。與端板54相反，端殼體52連接至燃料噴嘴外殼56。為了連接至燃料噴嘴外殼56，端殼體52包括法蘭60，所述法蘭60使得端殼體52能附接到燃料噴嘴外殼56。例如，端殼體52可用延伸通過法蘭60和燃料噴嘴外殼56中多個孔隙的緊固件(例如，帶螺紋的緊固件，如螺栓)來連接至燃料噴嘴外殼56。
[0060]在方向40上繼續(xù),燃燒器12包括后殼體62。后殼體62包括了第一法蘭64和第二法蘭66。第一法蘭64使得后殼體62能連接至燃料噴嘴外殼56。確切地說，第一法蘭64可包括多個孔隙68，所述孔隙68允許緊固件(例如，帶螺紋的緊固件，如螺栓)將后殼體連接至燃料噴嘴外殼56。與第一法蘭64相反，后殼體附接或接觸導流套筒70，所述導流套筒70幫助冷卻燃燒器16的部件。在徑向方向42上繼續(xù)向內是燃燒內襯72。燃燒內襯72包含燃燒反應。空的空間設置在導流套筒70與燃燒內襯72之間，并可稱作環(huán)帶74。內襯72圍繞燃燒器12的軸線41周向44延伸，環(huán)帶74圍繞內襯72周向44延伸，并且導流套筒72圍繞環(huán)帶74周向44延伸。環(huán)帶74指引氣流通向燃燒器上游端48。更確切地,在操作中，來自壓縮機24的氣流76進入環(huán)繞導流套筒70的空氣腔室。導流套筒70包括徑向注射孔隙78，所述徑向注射孔隙78使得壓縮氣流76能夠通過導流套筒70并進入環(huán)帶74中。在空氣76通過孔隙78后，環(huán)帶74將壓縮空氣76朝上游端48引導。在上游端48中，壓縮空氣76可朝著一個或多個燃料噴嘴80轉向或者重新定向。燃料噴嘴80配置用于部分預混合空氣和燃料，以便形成燃料空氣混合物82。燃料噴嘴80將燃料空氣混合物82排放到燃燒區(qū)84中，在所述燃燒區(qū)84中，發(fā)生燃燒反應。燃燒反應產(chǎn)生熱的加壓燃燒產(chǎn)物86。這些燃燒產(chǎn)物86隨后行進通過過渡連接件88到達渦輪18，從而驅動渦輪葉片以產(chǎn)生轉矩。
[0061]如上說明，燃燒器包括了微混合器系統(tǒng)16。微混合器系統(tǒng)16包括燃料噴嘴外殼56、燃料噴嘴80、入口流量調節(jié)器90以及后板組件92。如下詳細說明，微混合器系統(tǒng)16功能在于保護多管燃料噴嘴80以防碎片和熱生長/梯度；并對噴嘴80中的每個微混合器管提供合適比率的氣流和燃料，從而減少非期望的排放。微混合器系統(tǒng)16可包括多個燃料噴嘴80，所述燃料噴嘴80包括多管燃料噴嘴和/或其他燃料噴嘴(例如，旋流導葉噴嘴)。所不實施例中，微混合器系統(tǒng)16包括由燃料噴嘴外殼56支撐的多管燃料噴嘴94以及中心值班燃料噴嘴96。燃料噴嘴80將燃料與空氣組合，從而形成燃料空氣混合物以供在燃燒區(qū)84中燃燒。像多管燃料噴嘴94 一樣，值班噴嘴96將燃料與空氣組合，從而形成供燃燒的燃料空氣混合物。然而，值班噴嘴96可有助于錨定用于其余燃料噴嘴94的燃燒火焰。
[0062]圖3是根據(jù)實施例的微混合器系統(tǒng)16的側視圖。如上說明，微混合器系統(tǒng)16包括燃料噴嘴外殼56、入口流量調節(jié)器90以及后板組件92。燃料噴嘴外殼56徑向支撐多管燃料噴嘴80 (即，在燃料噴嘴外殼56內)并為入口流量調節(jié)器90和后板組件92提供連接點。另外，燃料噴嘴外殼56允許實現(xiàn)到燃料噴嘴80的徑向燃料輸送(即，在徑向方向42上)。徑向支撐和燃料輸送使燃燒器12能夠使用簡單端板54并為多管燃料噴嘴94增加可用表面積。
[0063]燃料噴嘴外殼56包括第一環(huán)結構120 (例如，外壁)和第二環(huán)結構或安裝結構122(例如，外法蘭)。如上說明，燃料噴嘴外殼56連接至端殼體52和后殼體62。確切地說，第二環(huán)結構122連接至端殼體52和后殼體62,由此將微混合器系統(tǒng)16固定在燃燒器12內。第一環(huán)結構120和第二環(huán)結構122可彼此同心，并且通過多個支桿124 (例如，徑向支撐臂或者機翼)來連接在一起。支桿124可集成到燃料噴嘴外殼56。例如，第一環(huán)結構120、第二環(huán)結構122和支桿124可使用相加工藝(additive process)來由還料加工、鑄造或生長。其他實施例中，第一環(huán)結構120、第二環(huán)結構122和支桿124可通過焊接、銅焊、螺栓或其他緊固件來聯(lián)接。如圖所示，支桿124可根據(jù)空氣動力學成形。例如，支桿124可具有機翼形狀或者其他類型空氣動力學形狀?？諝鈩恿W形狀使得支桿124能在氣流通過第一環(huán)結構120與第二環(huán)結構122之間時減少氣流尾流。尾流減少使振動減少并且改進進入入口流量調節(jié)器90中的氣流。支桿124還可允許實現(xiàn)到燃料噴嘴94的徑向燃料輸送。確切地說，支桿124可包括與第二環(huán)結構122和第一環(huán)結構124中的孔隙流體連通的孔隙。因此，燃料隨后能夠流自連接至燃料法蘭126的外部來源125、通過燃料噴嘴外殼56并且進入燃料噴嘴94，而非通過端板54。燃料噴嘴外殼56還可包括冷卻孔隙128。冷卻孔隙128使得冷卻氣流能夠流入燃料噴嘴外殼56中(例如，在徑向方向42上)以冷卻多管燃料噴嘴94和后板組件92，由此延長多管燃料噴嘴94和后板組件92的操作壽命。
[0064]圖4是微混合器系統(tǒng)16的分解橫截面透視圖。如圖所示，微混合器系統(tǒng)16可為模塊化的系統(tǒng)，其促進了部件的附接和拆離。確切地說，微混合器系統(tǒng)16能夠可移除地附接入口流量調節(jié)器90和后板組件92并將其從燃料噴嘴外殼56拆離。附接和拆離入口流量調節(jié)器90和后板組件92的能力使得容易接近燃料噴嘴94以供進行維護或更換。此外，增加的模塊性可導致組裝/拆卸過程更為簡單、維護過程時間高效、更換作業(yè)更小并且性能增加。
[0065]如圖所示，入口流量調節(jié)器90圍繞軸線41周向44延伸，并且可具有大體環(huán)狀的壁，所述大體環(huán)狀的壁具有小于第一環(huán)結構120內徑152的外徑150。直徑上的差別使得入口流量調節(jié)器90能夠軸向40滑動到第一環(huán)結構120中。入口流量調節(jié)器90隨后能夠通過第一安裝部153附接或安裝。第一安裝部153可包括第一環(huán)結構120、多個緊固件154、第一環(huán)結構120中的孔隙156以及入口流量調節(jié)器90中的孔隙158。緊固件154通過第一環(huán)結構120中的孔隙156和入口流量調節(jié)器90中的對應孔隙158將入口流量調節(jié)器90連接至第一環(huán)結構120。緊固件154可為螺栓、鉚釘、銷或其他可移除的緊固件?；蛘?，入口流量調節(jié)器90可通過銅焊、焊接或甚至是焊接/銅焊與螺栓或鉚釘組合來連接至第一環(huán)結構120。在又一些實施例中，入口流量調節(jié)器90的直徑150可大于第一環(huán)結構120的直徑152，以使入口流量調節(jié)器90能夠軸向40滑過并連接至第一環(huán)結構120外部。
[0066]后板組件92圍繞軸線41周向44延伸，并可具有可連接至燃料噴嘴外殼56的大體環(huán)狀的壁。后板組件92可限定外徑160，所述外徑160小于第一環(huán)結構120的內徑152。直徑上的差別使得后板組件92能夠軸向40滑動到第一環(huán)結構120中。后板組件92通過第二安裝部161附接或安裝到燃料噴嘴外殼56。第二安裝部161可包括第一環(huán)結構120、多個緊固件162、孔隙164以及后板組件92中的孔隙166。緊固件162通過第一環(huán)結構120中的孔隙164和后板組件92中的對應孔隙166將后板組件92連接至第一環(huán)結構120。緊固件162可為螺栓、鉚釘、銷或其他可移除的緊固件。或者，后板組件92可通過銅焊、焊接或將螺栓或鉚釘焊接/銅焊在合適位置而連接至第一環(huán)結構120。為了控制冷卻空氣以免通過后板組件92與第一環(huán)結構120之間，微混合器系統(tǒng)16可包括處于后板組件92與第一環(huán)結構120之間的密封件168(例如，密封箍)。在又一些實施例中，后板組件92的直徑160可大于第一環(huán)結構120的直徑152，以使后板組件92能夠軸向40滑過并連接至第一環(huán)結構120外部。
[0067]圖5是燃料噴嘴外殼56實施例的透視前端視圖，示出燃料噴嘴94(例如，多管燃料噴嘴)。確切地說，圖5示出在燃料噴嘴外殼56的燃料噴嘴容器190中處于不同組裝階段的燃料噴嘴94。例如，所示實施例中，燃料噴嘴94中的一個完全安裝在燃料噴嘴容器190中，而第二燃料噴嘴94正準備插入到相鄰燃料噴嘴容器190中。出于圖示目的，剩余燃料噴嘴容器190為空(即，沒有安裝第三燃料噴嘴94)。所示實施例中，每個燃料噴嘴容器190具有截頂餅形周長188，所述截頂餅形周長188可由相對彎曲側部189和相對會聚側部191來限定。另外，所示燃料噴嘴外殼56具有三個相等大小的燃料噴嘴容器190，每個都具有截頂餅形周長188。其他實施例中，燃料噴嘴外殼56可具有2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個帶有截頂餅形周長188的燃料噴嘴容器190。然而，每個燃料噴嘴容器190可類似任何形狀，如圓形、矩形、三角形、餅形或者任何其他合適幾何形狀。
[0068]所示燃料噴嘴94具有截頂餅形周長91，所述截頂餅形周長91可由相對彎曲側部93和相對會聚側部95來限定。截頂餅形周長91設定輪廓或成形為用于配合到容器190的截頂餅形周長188中。燃料噴嘴94包括布置在板194、196和198內的多個微混合器管192 (例如，混合管)。某些實施例中，多管燃料噴嘴94可包括5至1000個、10至500個、20至250個或30至100個管192，它們沿軸線41彼此大體平行。每個管192可在直徑上為約
0.25至5厘米、0.5至3厘米或I至2厘米。板194、196和198彼此軸向偏移距離200和202，從而形成帶有燃料噴嘴外殼56的腔室。在本實施例中，存在有三個支撐板，但其他實施例中，可能存在有兩個或更多個支撐板(例如，2、3、4、5、6等等)。通過這種方式，板194、196和198以指定圖案來支撐、間隔并且布置微混合器管192。所示實施例中，管192沿每個燃料噴嘴94的側部93和95暴露出來。換句話說，每個燃料噴嘴94并不包括其自己的專用外殼，相反，燃料噴嘴外殼56用作多個燃料噴嘴94的公共或共享外殼。因此，每個燃料噴嘴94可描述為管束192，其可軸向40插入外殼56中的相應容器190并從其中移除。
[0069]圖6是燃料噴嘴外殼56的前視圖,所述燃料噴嘴外殼56配置用于支撐多個燃料噴嘴80 (例如，多管燃料噴嘴94、中心燃料噴嘴96等等)并為入口流量調節(jié)器90和后板組件92提供連接點。如上說明，燃料噴嘴外殼56包括了第一環(huán)結構120和第二環(huán)結構122。為了將燃料噴嘴外殼56連接至相鄰的燃燒器殼體，第二環(huán)結構122包括多個孔隙220。孔隙220可接收使得燃料噴嘴外殼56能連接至燃燒器端殼體52和燃燒器后殼體62上的法蘭的緊固件(例如，帶螺紋的緊固件或螺栓)。第一環(huán)結構120和第二環(huán)結構122可圍繞軸線41彼此同心。如圖所示，第一環(huán)結構120限定外徑222，所述外徑222小于第二環(huán)結構122的內徑224。直徑上的差別226形成介于第一環(huán)結構120與第二環(huán)結構122之間的氣流通道228。氣流通道228使得空氣能夠在上游方向上流過燃料噴嘴外殼56，流向端板54。
[0070]氣流通道228由將第一環(huán)結構120連接至第二環(huán)結構122的支桿124分開。所示實施例中，燃料噴嘴外殼56可包括兩種支桿:(I)燃料攜載支桿230 ;以及(2)未攜載燃料的支桿232。支桿124還可集成到燃料噴嘴外殼56并配置用于減少燃料噴嘴外殼56中的諧振。例如，支桿124可根據(jù)空氣動力學成形，以便減少通過氣流通道228的氣流中的尾流。另外，支桿124可提供適當量的硬度，以便解調諧振頻率振動或改變燃料噴嘴外殼56的諧振頻率。例如，在本實施例中，燃料噴嘴外殼56包括三個燃料支桿230和三個支撐支桿或結構支桿232。其他實施例中，燃料噴嘴外殼56可包括更多燃料支桿230 (例如，1、2、3、4、
5、6、7、8、9、10或更多個)，或者更多支撐支桿232(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個)。其他實施例中，支桿124的一些或全部可更大和/或更硬，以便調諧諧振或者在燃料噴嘴外殼56內的特定位置處提供另外支撐。
[0071]如上說明，燃料噴嘴外殼56允許實現(xiàn)到燃料噴嘴80的徑向燃料42輸送。燃料噴嘴外殼56通過連接至第二環(huán)結構122外表面234的燃料法蘭126接收燃料。當通過燃料法蘭126時，燃料進入第二環(huán)結構122中的孔隙236。在通過孔隙236后，燃料進入燃料支桿230，所述燃料支桿230包括通向第一環(huán)結構120中孔隙240的孔隙238。當通過第二環(huán)結構120時，燃料進入燃料噴嘴容器190，以供燃料噴嘴80使用。如上說明，通過燃料噴嘴外殼56進行的徑向支撐和燃料輸送使端板54能夠簡化,并在第一環(huán)結構120內為多管燃料噴嘴94增加可用表面積(例如，微混合器管192的數(shù)量和/或大小)。
[0072]在本實施例中，存在由徑向的分隔壁或板242分開的三個燃料噴嘴容器190。然而，可存在任何數(shù)量燃料噴嘴容器190(例如，1、2、3、4、5、6或更多個)。如圖所示，非燃料支桿232與板242對齊，同時燃料支桿230居中定位在壁242之間。然而，其他實施例中，燃料支桿230和非燃料支桿232可定位在其他地方。徑向的分隔壁或板242連接至第一環(huán)結構120并連接至第三環(huán)結構244(例如，第一內壁)。第三環(huán)結構244可與第一環(huán)結構120和第二環(huán)結構122同心并限定中心容器246。中心容器246可配置用于接收可有助于錨定周圍多管燃料噴嘴94的燃燒反應的中心燃料噴嘴或值班噴嘴96。然而，其他實施例中，中心容器246可配置用于接收圓形多管燃料噴嘴。另外，其他實施例可具有更大、更小或無中心容器246。所示實施例中，燃料噴嘴容器190具有截頂餅形周長188，并且中心容器246是圓形的。然而，燃料噴嘴容器190和中心容器246可類似任何形狀，如圓形、矩形、三角形、餅形或者任何其他合適幾何形狀。如上說明，燃料噴嘴外殼56 (B卩，第一環(huán)結構120、第三環(huán)結構244以及徑向的分隔壁242)有益地提供了用于多管燃料噴嘴94的外殼。因此，每個燃料噴嘴80都不要求其自己的獨立外殼，并且因此能以更低成本進行更換。
[0073]圖7是根據(jù)實施例的燃料噴嘴外殼56的前視圖。如圖所不，燃料噴嘴外殼56徑向連接至六個燃料法蘭126。燃料噴嘴外殼56從燃料法蘭126接收燃料并將燃料徑向42輸送到燃料噴嘴容器190，以供燃料噴嘴80使用。如上說明，在進入燃料噴嘴容器190前，燃料通過第二環(huán)結構122、燃料支桿230以及第一環(huán)結構120中的孔隙。所示實施例中，每個燃料噴嘴容器190是由兩個燃料法蘭126供料。兩個燃料法蘭126通過兩個對應燃料支桿230將燃料從第二環(huán)結構122攜載到第一環(huán)結構120。其他實施例中，對于每個燃料噴嘴容器可存在附加燃料法蘭126 (例如，1、2、3、4、5或更多個燃料法蘭126)，它們通過對應數(shù)量燃料支桿230 (例如，1、2、3、4、5或更多個燃料支桿230)輸送燃料。
[0074]如圖7進一步地所示，徑向的板242可包括使得燃料能從一個燃料噴嘴容器190流到相鄰燃料噴嘴容器190的孔隙248。例如，孔隙248可分布在整個板242上，以便幫助將燃料更均勻地分布在燃料噴嘴94的管192之間。進一步舉例來說，孔隙248的數(shù)量(例如，I至1000)、大小(例如，直徑)、形狀(例如，圓形、橢圓形、三角形、方形、多邊形等等)、軸向40位置以及徑向42位置可不同，以便控制燃料在容器190之間的分布，并且因此控制燃料在燃料噴嘴94的多個管192之間的分布。一些實施例中，板242中每個可并不包括孔隙248、包括更多孔隙248 (例如，0、1、2、3、4、5、10、15、20、25或更多個孔隙248)，或者板242之間的孔隙248數(shù)量并不相同。例如，一個板242可包括兩個孔隙248，而剩余的板分別具有五個和十個孔隙248。在板242中帶有孔隙248的實施例中，可存在更少的燃料法蘭126和燃料支桿230，因為燃料可在燃料噴嘴容器190之間自由流動。因此，單個燃料法蘭126和燃料支桿230可將所有燃料供應到燃料噴嘴容器190。另外，圖7示出第三環(huán)結構244可包括孔隙250。孔隙250允許燃料噴嘴容器190中的燃料進入中心容器246。在本實施例中，存在三個孔隙250，然而，不同實施例中，可存在不同數(shù)量孔隙250 (例如，0、1、2、3、4、5、10,15或更多個孔隙250)。在又一些實施例中，第三環(huán)結構244可包括僅僅與一些燃料噴嘴容器190連通的孔隙250。例如，第三環(huán)結構244可僅僅包括介于中心容器246與其中一個燃料噴嘴容器190之間的孔隙250。
[0075]圖8是根據(jù)實施例的燃料噴嘴外殼56的前視圖。所示實施例中，燃料噴嘴外殼56包括三個燃料噴嘴容器190。這些燃料噴嘴容器190中的每個占據(jù)第一環(huán)結構120內約120度的區(qū)域。實際來說，圖8示出并不帶有之前附圖中示出的中心容器的實施例。盡管圖8示出僅僅三個燃料噴嘴容器190，但其他實施例可包括由板242分開的不同數(shù)量的燃料噴嘴容器190(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個燃料噴嘴容器190)。另外，這些燃料噴嘴容器190中的每個可占據(jù)第一環(huán)結構內相等或不同量的區(qū)域。例如，一個燃料噴嘴容器190可占據(jù)第一環(huán)結構120的180度，而剩余燃料噴嘴容器190分別占據(jù)了 90度。
[0076]圖9是根據(jù)實施例的微混合器系統(tǒng)16的局部橫截面圖。如上說明，微混合器系統(tǒng)16包括燃料噴嘴外殼56、燃料噴嘴80、入口流量調節(jié)器90以及后板組件92。燃料噴嘴外殼56通過以下方式徑向支撐微混合器系統(tǒng)16:連接在端殼體52與后殼體62之間，或者更確切地，連接到端殼體52的法蘭60和后殼體62的第一法蘭64。當燃料噴嘴外殼56連接在端殼體52與后殼體62之間時，燃料噴嘴外殼56能夠徑向支撐燃料噴嘴80并將燃料徑向供應到燃料噴嘴80。燃料噴嘴80可為多管燃料噴嘴94或與值班燃料噴嘴96組合的多管燃料噴嘴94。所示實施例中，燃料噴嘴外殼56支撐多管燃料噴嘴94以及中心值班燃料噴嘴96。
[0077]在操作中，燃料噴嘴80 (例如，多管燃料噴嘴94和值班燃料噴嘴96)將燃料與空氣組合，從而形成燃料空氣混合物以供在燃燒區(qū)84中燃燒。燃料噴嘴80從壓縮機24接收氣流。如上說明，壓縮機24將氣流排放到環(huán)繞燃燒器12下游端46的空氣腔室中。導流套筒70中的徑向注射孔隙78使得氣流76能夠通過導流套筒70并且進入環(huán)帶74。由導流套筒70和燃燒內襯72形成的環(huán)帶74將氣流導向燃燒器16的上游端48。在上游端48中，氣流76進入入口流量調節(jié)器90。如下更詳細地描述，入口流量調節(jié)器90配置用于幫助在燃料噴嘴94周圍周向44分布氣流，從而幫助將更均等量的氣流提供到燃料噴嘴94的每個管192中。另外，入口流量調節(jié)器90可充當過濾器，以便幫助阻止顆粒物質通到容器190之中，從而幫助減少管192的堵塞。在通過入口流量調節(jié)器90后，壓縮空氣進入多管燃料噴嘴94的管192中。管192將壓縮空氣與燃料260組合，從而形成在燃燒區(qū)84中燃燒的燃料空氣混合物262。燃料260通過燃料法蘭126徑向進入燃料噴嘴外殼56。燃料260隨后通過相應孔隙236、238和240而穿過第二環(huán)結構122、燃料支桿230以及第一環(huán)結構120。當燃料260通過第一環(huán)結構120時，燃料260進入燃料噴嘴容器190，以供燃料噴嘴94使用。如上說明，通過燃料噴嘴外殼56進行的徑向支撐和燃料輸送使端板54能夠簡化，并為多管燃料噴嘴94增加可用表面積(例如，微混合器管192的數(shù)量和/或大小)。
[0078]多管燃料噴嘴94包括延伸通過相應板194、196和198中的孔隙264、266和268的多個管192。所示實施例中，多管燃料噴嘴94包括三個板194、196和198，它們彼此軸向偏移以限定腔室270和272。當燃料260進入多管燃料噴嘴94時，燃料260首先進入腔室270。燃料260在向下游流到腔室272中之前分布在整個腔室270內。腔室270還有助于平衡圍繞所有管192的燃料的壓力和流量。如圖所示，板196包括允許燃料離開腔室270并進入腔室272的孔隙274。一些實施例中，管孔隙266可形成充足空間以供燃料圍繞管92從腔室270流到腔室272中。在又一些實施例中，管孔隙266和孔隙274可使得燃料260能夠從腔室270流到腔室272中?？紫?66和/或274配置用于幫助將燃料更均勻地分布到腔室272之中，從而隨后在進入管192之前進一步地平衡燃料的壓力和流量。在腔室272中，燃料260通過燃料入口或槽276 (例如，I至100個燃料入口)進入管192。當燃料260通過燃料入口 276時，燃料260與通過空氣入口 278的空氣76混合。在通過出口 280離開前，燃料空氣混合物262隨后行進通過管192。所示實施例中，燃料入口 276在腔室272內。然而，其他實施例中，燃料入口 276可在腔室270中或在腔室270和272兩者中。在又一些實施例中，燃料噴嘴94可不包括板196，并且燃料入口 276可位于板194與板198之間。
[0079]如上說明，多管燃料噴嘴94可包括板194、196和198。板194、196和198可固定或相對于管192、燃料噴嘴外殼56和/或燃燒器16的其他支撐結構可移動。例如，板194、196和198可與管192具有通過焊接、銅焊、栓接和/或形成干涉配合來形成的固定連接。進一步舉例來說，可移動的連接件282 (例如，彈性金屬密封件)可定位在板194、196和198中的一個或多個與燃料噴嘴外殼56之間。可移動的連接件282使得一個或多個板194、196和198能夠響應于管192的熱膨脹和收縮而在軸向方向40上移動。所示實施例中，板194、196和198與管52具有固定連接，但板194和198與燃料噴嘴外殼56具有可移動的連接件282 (例如，彈性金屬密封件)。另一實施例中，板194可與燃料噴嘴外殼56和管192具有固定連接，而板196和198與燃料噴嘴外殼56具有可移動的連接件282。另一實施例中，板198可與管192具有固定連接并與燃料噴嘴外殼56具有可移動的連接件282 (例如，彈性金屬密封件)，而板194和196與燃料噴嘴外殼56具有固定連接并與管192具有可移動的連接件(例如，滑動接頭)。另一實施例中，板196與管192具有固定連接并與燃料噴嘴外殼56具有可移動的連接件(例如，彈性金屬密封件)，而板194和198與燃料噴嘴外殼56具有固定連接并與管192具有可移動的連接件(例如，滑動接頭)。在又一些實施例中，板194、196和198中每個都可與管192具有固定連接并與燃料噴嘴外殼56具有可移動的連接件(例如,彈性金屬密封件)。這些實施例中的每個中,可移動的連接件282 (例如，彈性金屬密封件)配置用于響應于管192、燃料噴嘴外殼56或燃燒器16任何其他結構的熱膨脹或熱收縮而膨脹和收縮，從而減少熱誘導應力，同時維持流體密封性密封。
[0080]在系統(tǒng)10操作中，多管燃料噴嘴94中每個管192通過入口流量調節(jié)器90接收近似等量氣流并且通過腔室272內的燃料入口 276接收燃料260。燃料和空氣在每個管192內混合，并且隨后作為燃料空氣混合物262通過燃料空氣混合物出口 280排放，以供在燃燒器16內燃燒。應當了解，出口 280附近溫度因燃燒器16內燃燒而升高。另外，氣流284溫度可實質大于燃料流260的溫度。例如，氣流284溫度可為約250至500攝氏度，而燃料流260溫度可為約20至250攝氏度。由于這些溫度梯度、零件(例如，管192、燃料噴嘴外殼56等等)材料組成以及其他因素，管192可能在微混合器系統(tǒng)16操作中經(jīng)受熱膨脹?？梢苿拥倪B接件282 (例如，彈性金屬密封件)配置用于吸收此熱膨脹(和任何熱收縮，例如，在關機過程中)，以便保護多管燃料噴嘴94和燃燒器16的各零件。在沒有可移動的連接件282(例如，彈性金屬密封件)時，管192、燃料噴嘴外殼56以及其他支撐結構可能受到顯著的熱應力，其可導致多管燃料噴嘴94的過早磨損、應力裂縫和壽命減少。因此，可移動的連接件282 (例如，彈性金屬密封件)可幫助改進多管燃料噴嘴94的可操作性、性能以及壽命(例如，減少的應力和疲勞)。例如，可移動的連接件282可使得多管燃料噴嘴94能夠承受更大溫差，從而允許在不損壞多管燃料噴嘴94或者微混合器系統(tǒng)16的情況下增強性能。如下進一步地詳細討論，可移動的連接件282維持燃料噴嘴外殼56與板194和198之間的工作密封，同時還因管192的熱膨脹或收縮實現(xiàn)軸向移動。
[0081]圖10是圖9所示微混合器系統(tǒng)16沿線10-10取得的截面圖，示出彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)的實施例。如下討論，金屬波紋管302包括帶有一個或多個轉彎或拐彎的壁303，其可在軸向方向304上膨脹和收縮。如圖10所示，彈性金屬密封件300(例如，金屬波紋管302)在燃料噴嘴外殼56與板198之間延伸，從而形成燃料噴嘴外殼56與板198之間的工作密封。板198固定到管192，并且因此，板198和管192響應于熱膨脹和收縮一起移動，而彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)在軸向方向304上膨脹和收縮。所不實施例中，彈性金屬密封件300設置在燃料噴嘴外殼56與板198之間、位于袋囊306 (例如，環(huán)狀袋囊或者扇形袋囊)中，所述袋囊306可由燃料噴嘴外殼56中與板198外圍部分310相對的凹槽308 (例如，環(huán)狀凹槽或者扇形凹槽)形成。凹槽308可設置在第二環(huán)結構120的內表面312與燃料噴嘴外殼56的內突起或唇部314 (例如，環(huán)狀唇部或者扇形唇部)之間。袋囊306 (例如，由凹槽308與部分310、312和314形成)大體沿著燃料噴嘴外殼56與板198之間界面延伸，從而提供能夠在軸向方向304上膨脹和收縮的工作密封。
[0082]某些實施例中，彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)可相對燃料噴嘴外殼56和/或板198固定或不固定(S卩，自由移動)。例如，密封件300可具有相對的第一端部316和第二端部318，所述第一端部316和第二端部318可焊接、銅焊、栓接或以其他方式固定到凹槽308和外圍部分310。然而，端部316和318中的一個或兩個可不固定到燃料噴嘴外殼56或板198。另外，彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)可在壁303中具有一個或多個柔性的轉彎、拐彎、彎曲、折疊或大體軸向可調整的轉彎320，從而轉彎320使密封件300能夠在軸向方向304上膨脹和收縮。所示實施例中，彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)具有多個交替的轉彎320，其限定了波形圖案322。例如，所示密封件300逆轉方向五次，從而在壁303中限定五個軸向可調整的轉彎320。另外，端部316和318可在徑向方向42上定向。當端部316和318在徑向方向42上定向時，彈性金屬密封件300可促進板198與燃料噴嘴外殼56之間的密封。確切地說，如果腔室270中燃料的壓力超過壁198相反側的空氣壓力，那么金屬波紋管302可在軸向方向40上膨脹，由此維持密封。然而，如果端部316和318定向在相反方向上，那么金屬波紋管302可在腔室270中燃料的壓力大于板198相反側上空氣壓力的情況下收縮,從而降低金屬密封件300的密封力。出于這個原因，端部316和318的定向可根據(jù)板194、196、198的相反側上的流體壓力不同而變化。例如，連接到板194和196的金屬密封件300可為帶有與圖10所示相反定向的端部316和318的金屬波紋管302。這可增加與板194和196接觸的金屬密封件300的能力，以便在板194和196的相反側上的流體壓力不同時維持與外殼56的密封。其他實施例中，密封件300可包括單個軸向可調整的轉彎320，或者任何數(shù)量軸向可調整的轉彎320 (例如，I至100個轉彎)。因此，密封件300的轉彎320可限定C形、U形、V形、W形、E形或任何類型的振蕩圖案。其他實施例中，密封件300可具有O形或J形。彈性金屬密封件300中更大數(shù)量的轉彎320可增加軸向移動304范圍。彈性金屬密封件300可由用于高溫金屬應用的任何合適金屬制成，所述金屬例如為不銹鋼級321、不銹鋼級347、不銹鋼A-286、鎳合金、鈷合金和鎳鉻基超級合金(例如，Inconei? X-750)或其任何組合。
[0083]圖11是具有適于圖4至6多管燃料噴嘴94的扇形構型340 (例如，截頂餅形)的彈性金屬密封件300實施例的前端視圖。如圖所示，扇形構型340包括具有兩個大體平行側部342和344以及兩個非平行側部346和348的楔形或截頂餅形。側部342和344是弧形的，而側部346和348是直線型的(例如，在徑向方向350上發(fā)散)。然而，某些實施例中，密封件300的扇形構型340可包括其他形狀，例如，具有三個側部的餅形。另外，密封件300的一些實施例可成形為圓形、矩形、三角形或其他幾何形狀。在圖8的實施例中，多管燃料噴嘴94和關聯(lián)的密封件300可分段成圍繞中心燃料噴嘴12的三個扇形。然而，外多管燃料噴嘴94和關聯(lián)的密封件300可劃分成任何數(shù)量扇形，例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個扇形。
[0084]圖12、13和14是圖9所示多管燃料噴嘴94的局部橫截面?zhèn)纫晥D，示出在壁303中具有不同數(shù)量軸向可調整轉彎320的彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)的實施例。例如，圖12是圖9所示燃料噴嘴12的局部橫截面?zhèn)纫晥D，示出具有單個轉彎或拐彎320 (例如，U形或C形352)的彈性金屬密封件300的實施例。圖13是圖9所示多管燃料噴嘴94的局部橫截面?zhèn)纫晥D，示出具有限定出波形圖案322的多個轉彎或拐彎320(例如，E形或W形354)的彈性金屬密封件300的實施例。圖14是圖9所示多管燃料噴嘴94的局部橫截面?zhèn)纫晥D，示出具有限定出比圖10更大波形圖案322的多個轉彎或拐彎320的彈性金屬密封件300的實施例。具體來說，圖14的波形圖案322具有9個轉彎或拐彎320，其可被描述成波形、振蕩或Z形圖案356。其他實施例中，圖案356可具有任何數(shù)量的轉彎或拐彎320。例如，在具有更大溫差的應用中，帶有大量轉彎320的彈性金屬密封件300 (例如，金屬波紋管302)可用于允許更大軸向移動，同時仍然保持燃料噴嘴外殼56與多管燃料噴嘴94的板198之間的工作密封。另外，在圖12、13和14的每個實施例中，相反端部316和318可相對燃料噴嘴外殼56和板198固定或不固定(即，能夠移動)。例如，端部316和318中的一個可以是固定的，而另一個端部是不固定的，從而簡化燃料噴嘴12的安裝和移除。
[0085]圖15是后板組件92的分解透視圖。后板組件92屏蔽多管燃料噴嘴94以免于燃燒區(qū)84中燃料空氣混合物262的燃燒反應并且冷卻多管燃料噴嘴94，使得后板組件92幫助延長多管燃料噴嘴94的操作壽命。后板組件92包括后板370、沖擊板372、第一圓柱374 (例如，外壁)、第二圓柱376 (例如，內壁)以及第一密封箍378 (例如，環(huán)形密封件(hulaseal))和第二密封箍380 (例如，環(huán)形密封件)。密封箍378和380是大體環(huán)狀的密封件，具有環(huán)狀的壁377，所述環(huán)狀的壁377在直徑上先增加后減小以便限定弧形橫截面或彈簧元件379?；⌒螜M截面379幫助在徑向方向上適應熱膨脹和收縮，同時維持密封。如圖所示，后板370和沖擊板372包括相應管孔隙382和384，它們能夠實現(xiàn)后板組件92在多管燃料噴嘴94的管192上的附接。后板370和沖擊板372還可包括相應中心噴嘴孔隙或通道386和388。中心噴嘴孔隙386和388使第二圓柱376能夠延伸穿過沖擊板372和后板370并且通過中心通道385接收中心燃料噴嘴或值班噴嘴96。后板組件92用銷162 (參見圖9)附接到燃料噴嘴外殼56，銷162通過孔隙390連接到第一圓柱374 (例如，徑向安裝)。銷162使得后板組件92徑向生長，但會阻止朝向燃燒器12后端轉動或移動。另外，銷鎖構型使后板370或后板組件92的其他部分易于更換。
[0086]所示實施例中，板370和372中每個接收燃料噴嘴外殼56的多個容器(例如，三個扇形和/或截頂餅形布置)中的用于燃料噴嘴94的所有混合管192。換句話說，并非對每個容器190提供一個單獨板，而是所示實施例在所有容器190之間共享板370和372，從而限定一體化的板370和一體化的板372。一體化后板370具有管孔隙382，所述管孔隙382設置在大體整個板370上的由扇形隔件381 (例如，徑向分隔空間)分開的扇形(例如，餅形扇形)中，所述扇形隔件381與容器190之間的分隔壁242大體對齊。類似地是，一體化沖擊板372具有管孔隙384，所述管孔隙384設置在大體整個板372上，除了扇形隔件383，所述扇形隔件383與容器190之間的分隔壁242大體對齊。因此，后板370和沖擊板372的一體化構造會有助于為混合管192增加管孔隙382覆蓋度，同時還減少了潛在泄漏路徑數(shù)量。一體化的板370和372還簡化了微混合器系統(tǒng)16的構造、安裝、移動和維護，尤其簡化了管192的安裝和移除。
[0087]圖16是根據(jù)實施例的圖9中微混合器系統(tǒng)16沿線16_16的截面圖。如圖所示，后板組件92被組裝成后板370連接到?jīng)_擊板372并且沖擊板372連接到第一圓柱374。后板370、沖擊板372和第一圓柱374可通過焊接、銅焊或緊固件(例如，帶螺紋的緊固件)連接。一旦組裝，后板組件92通過延伸穿過燃料噴嘴外殼56中的孔隙164和第一圓柱374中的孔隙390的銷162來連接到燃料噴嘴外殼56。氣流通過密封箍378被限制在后板組件92與燃燒內襯72之間。如上提及，后板組件92允許實現(xiàn)冷卻并且可阻止燃燒區(qū)84中燃料空氣混合物262的燃燒與多管燃料噴嘴94中的管192直接接觸。因此，后板370可由能夠長時間地承受高溫的材料制成(例如，哈氏合金(hastalloy) X,海納(haynes) 188、鈷鉻合金(cobalt chromium)、因科鎳(inconnel)等等)。另外，后板370可包括如熱障涂層(TBC)400的涂層，以便提供另外的熱保護，從而減少后板370上的熱磨損并限制到管道192的熱量傳輸。
[0088]后板組件92也可與板198組合形成空氣冷卻腔室402。如上說明，燃料噴嘴外殼56包括徑向空氣冷卻孔隙128，其使壓縮空氣76能夠行進通過環(huán)狀空間74進入空氣冷卻腔室402。當氣流76進入腔室402時，氣流76圍繞管192旋流并對其進行對流冷卻(即，將熱量從管192傳遞走)。另外，氣流76可幫助移除可能泄露到管192與壁198之間的空氣冷卻腔室402中的任何燃料260，從而實質減少或者消除積累在后板370后的燃料。腔室402在方向404上朝沖擊板372指引冷卻氣流76。如圖所示，沖擊板372與后板370偏移以形成空間406。空間406形成壓降以便吸引氣流76通過沖擊孔隙408。當氣流76通過沖擊板372時，氣流76沖擊到后板370的前端側部410上，以對板370進行沖擊冷卻。在沖擊冷卻了沖擊板370的前端側部410后，氣流76可通過擴散冷卻孔隙和/或在后板370與管192之間離開。當冷卻空氣76離開后板組件92時，氣流76將熱量和可能的燃料傳遞到燃燒區(qū)84中，由此保護微混合器系統(tǒng)16以免于熱磨損。
[0089]其他實施例中，后板組件92可不包括沖擊板372。因此，冷卻氣流76可直接接觸后板370的前端側部410，并且隨后通過管192與后板370之間間隙和/或通過擴散冷卻孔隙離開。即使進行冷卻，后板370也可能變得比微混合器系統(tǒng)16中的其他部件更熱。然而，到燃料噴嘴外殼56的銷的附接使后板組件92能夠徑向生長，但阻止轉動和下游軸向移動。因此，微混合器系統(tǒng)16減少或者阻止了后板組件92與燃料噴嘴外殼56之間的機械負載和應力。
[0090]圖17是包括管孔隙382和擴散冷卻孔隙420的后板370的截面圖。如上說明，在冷卻空氣76沖擊到后板370的前端側部410上后，冷卻氣流76可通過擴散冷卻孔隙420和/或通過管孔隙382離開。如圖所示,管孔隙382具有寬度422并且管192具有寬度424。寬度422和424之間的差別426形成環(huán)狀空間428，以供冷卻氣流76通過后板370離開微混合器系統(tǒng)16。冷卻氣流76還可通過擴散冷卻孔隙420離開。擴散冷卻孔隙420可位于管孔隙382的一些或全部之間。一些實施例中，可存在介于相鄰管孔隙382中每個之間的一個以上擴散冷卻孔隙420 (例如，1、2、3、4、5或更多個)。擴散冷卻孔隙420可垂直于后板370或相對后板370的平面432形成某個角度。例如，擴散冷卻孔隙的角度430和431可相對平面432為約30至150度、50至130度、70至110度、80至100度、30度、45度、60度、75度或90度。在操作中，擴散冷卻孔隙420使得冷卻氣流薄膜能夠覆蓋后板370的后端434。冷卻空氣薄膜可幫助保護后板370免于燃燒器12中的燃燒反應。盡管圖17示出后板370，但相同冷卻特征可應用于沖擊板372。確切地說，沖擊板372的沖擊孔隙408可相對沖擊板372的平面形成某個角度。沖擊板372還可包括介于管孔隙384之間的多個沖擊孔隙408 (例如，1、2、3、4、5或更多個沖擊孔隙)，以更有效地冷卻后板370。
[0091 ] 圖18是入口流量調節(jié)器90的后透視圖。如上說明，入口流量調節(jié)器90充當過濾器，防止碎片進入多管燃料噴嘴94，并且使得氣流能夠近似均勻分布到多管燃料噴嘴94中的每個管192。入口流量調節(jié)器90包括第一圓柱450 (例如，外壁)、第二圓柱452 (例如，內壁)以及將第一圓柱450連接至第二圓柱452的板454。如圖所示，第一圓柱450包括孔隙158，其使入口流量調節(jié)器90能連接到燃料噴嘴外殼56。另外，第一圓柱450還可包括氣流孔隙456 (例如，徑向孔隙)，所述氣流孔隙456彼此沿軸向40并沿第一圓柱450周向44間隔開?？紫?56所具有的直徑可小于多管燃料噴嘴94中的管192的直徑。直徑上的差別使得入口流量調節(jié)器90阻止壓縮空氣76中的碎片通過入口流量調節(jié)器90并進入管192。在本實施例中，氣流孔隙456定位在板454附近。然而，其他實施例中，氣流孔隙456可定位在第一圓柱450上與板454相反側上,或者氣流孔隙456可定位在第一圓柱450圓周周圍的任何點上。所示實施例中，氣流孔隙456是圓形的；然而，其他實施例中，孔隙可以是矩形、方形或橢圓形的。另外，孔隙456可在第一圓柱450周圍布置成不同圖案(例如，成行)。
[0092]板454還可包括多個氣流孔隙458 (例如，軸向孔隙)。類似孔隙456，孔隙458所具有的直徑可小于多管燃料噴嘴94中的管192的直徑。直徑上的差別使得入口流量調節(jié)器90阻止壓縮空氣76中的碎片通過入口流量調節(jié)器90并進入管192。如上所述，微混合器系統(tǒng)16將燃料徑向42輸送到多管燃料噴嘴94。因此，板454的區(qū)域可大體充滿氣流孔隙458，由此在壓縮空氣76通過入口流量調節(jié)器90時減少壓力損失。類似氣流孔隙456，氣流孔隙458可以是圓形、矩形、方形或橢圓形的。另外，氣流孔隙458可在第二圓柱452周圍布置成圖案(例如，成同心圓形的行)。然而，不同實施例中，氣流孔隙458可不同地布置。第二圓柱452置于板454內并且限定中心燃料噴嘴孔隙460。中心燃料噴嘴孔隙460使得中心燃料噴嘴或值班燃料噴嘴96能夠通過入口流量調節(jié)器90并進入燃料噴嘴外殼56。其他實施例中，入口流量調節(jié)器90可不包括中心燃料噴嘴孔隙460，但是可替代地包括附加氣流孔隙458，所述附加氣流孔隙458將壓縮空氣76送到多管燃料噴嘴94。
[0093]圖19是圖18所示入口流量調節(jié)器90的前透視圖。如圖所示，入口流量調節(jié)器90包括分隔壁或支撐板470 (例如，徑向支架)。支撐板470連接到第一圓柱450、第二圓柱452、板454，并連接到轉向導件472 (例如，轉向導葉、擋板或壁)。支撐板470可通過焊接、銅焊或緊固件(例如，帶螺紋的緊固件)進行連接，以對轉向導件472和第二圓柱452提供另外支撐。除了提供支撐之外，支撐板470可幫助將通過前板454中孔隙458的氣流引導到特定容器190和多管燃料噴嘴94。在本實施例中，入口流量調節(jié)器90包括與燃料噴嘴外殼56中的三個多管燃料噴嘴94對應的三個支撐板470。然而，其他實施例中，可存在附加支撐板470 (例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多個)，其可與容器190和多管燃料噴嘴94的數(shù)量對應。另外，支撐板470可從板454延伸到第一圓柱450的相反端474，由此，在多管燃料噴嘴94之間劃分通過入口流量調節(jié)器90的氣流。
[0094]類似于后板組件92的板370和372，圖18和19所示入口流量調節(jié)器90可為一體化(例如，單件)結構，其在多個容器190、多個燃料噴嘴94以及所有的管192之間是共享的。換句話說，孔隙458可實質覆蓋整個板454，除了與容器190之間的分隔壁242大體對齊的支撐板470。因此，孔隙458可幫助在軸向方向40上朝著混合管192將氣流實質均勻地供應到整個板458上，而孔隙456幫助在徑向方向42上朝著混合管192將氣流實質均勻地圍繞第一圓柱450供應。同樣，孔隙456和458有助于將氣流更均勻地分布到所有的管192，以使各個管192接收實質等量的空氣流。另外，入口流量調節(jié)器90的一體化構造簡化了燃料噴嘴94和混合管192的構造、安裝、移除和維修。
[0095]如上提及，入口流量調節(jié)器90包括轉向導件472。轉向導件472可幫助將氣流指引到多管燃料噴嘴94中的徑向最外側管192。確切地說，轉向導件472可從第一圓柱450中的氣流孔隙456指引氣流。在又一些實施例中，轉向導件472可將氣流從孔隙456和458指引到多管燃料噴嘴94的徑向最外側管192，由此使得氣流能夠實質均勻地分布到多管燃料噴嘴94中的每個管192。
[0096]圖20是入口流量調節(jié)器90的截面圖。如圖所示，轉向導件472重新定向通過孔隙456進入入口流量調節(jié)器90的氣流。確切地說，當氣流76通過孔隙456進入入口流量調節(jié)器90時，氣流接觸轉向導件472。轉向導件472使氣流76轉向并且指引氣流76沿著入口流量調節(jié)器90的內表面476流動。當氣流在內表面476附近行進時，入口流量調節(jié)器90使得徑向最外側管192能與多管燃料噴嘴94的徑向最內側管192接收大致相同量的氣流。在本實施例中，轉向導件472使通過孔隙456進入入口流量調節(jié)器90的氣流轉向。然而，其他實施例中，轉向導件472也可使通過板454中的一些孔隙458進入入口流量調節(jié)器90的氣流轉向。
[0097]圖21是入口流量調節(jié)器90的實施例的截面圖。所示實施例中，入口流量調節(jié)器90沒有將氣流引導到多管燃料噴嘴94的徑向最外側管192的轉向導件。相反，氣流孔隙456與第一圓柱450形成角度480、482和484，其中角度480、482和484大體定向在朝著管192的下游方向上?？紫?56角度重新定向進入入口流量調節(jié)器90的氣流。更確切地，孔隙456角度促使氣流在入口流量調節(jié)器90的內表面476附近流動，由此，將與徑向最內側管192接收到的近似等量的氣流供應到徑向最外側管192上。角度480、482和484可為約90至170度、110至150度或130至140度，或者大于約100度、120度、140度或160度。一些實施例中，孔隙456可具有不同角度，由此促使通過不同孔隙456的氣流更接近或更遠離內表面476流動。例如，角度480、482和484中的每個可互不相同，或角度480、482和484中的一些可彼此相等。另一實施例中，角度480、482和484可在軸向方向40上從一個孔隙456到另一個逐漸增加。在又一些實施例中，角度480、482和484可在軸向方向40上從一個孔隙456到另一個逐漸減小。在這些實施例中每個中，孔隙456角度可有助于將近似等量氣流提供到多管燃料噴嘴94中的每個管192。
[0098]圖22是入口流量調節(jié)器90的實施例的截面圖。類似于圖22中的實施例，圖22所示入口流量調節(jié)器90不包括轉向導件。相反，入口流量調節(jié)器90包括孔隙456和458，它們與第一圓柱450和板454形成相應角度。確切地說，孔隙456與第一圓柱450形成角度480,482和484，而孔隙458則形成角度490,492,494和496。在本實施例中，孔隙456中的兩個所具有的角度大于九十度，而第三孔隙相對第一圓柱450呈九十度。另外，一些孔隙458與板454形成大于90度的角度(例如，角度490和492)，而剩余孔隙458則形成九十度角度494和496。具有非垂直角度490和492的兩個孔隙458與形成非垂直角度482和484的孔隙456的組合(所有角度都為大于90度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度或170度)增加沿第一圓柱450的內表面476到達多管燃料噴嘴94的徑向最外側管192的氣流。因此，第一圓柱450中的孔隙456和沿板454的孔隙458可增加到達多管燃料噴嘴94的徑向最外側管192的氣流，由此使得近似等量氣流進入多管燃料噴嘴94的管 192。角度 480、482、484、490、492、494 和 496 可為約 90 至 170 度、110 至 150 度、130 至140度，或約90度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度或170度。一些實施例中，孔隙456和458可具有不同角度，由此指引通過不同孔隙456和458的氣流更接近或更遠離內表面472流動。例如，角度480、482、484、490、492、494和496中的每個可互不相同，或可相對角度480、482、484、490、492、494和496中的一些有所不同。另一實施例中，角度480、482和484可在軸向方向40上從一個孔隙到另一個逐漸增加。又一實施例中，角度480、482和484可在軸向方向40上從一個孔隙到另一個逐漸減小。角度490、492、494和496的角度也可在徑向方向42上從一個孔隙到另一個逐漸增加，或者在徑向方向42上從一個孔隙到另一個逐漸減小。另外，僅僅孔隙456和458中的一些可形成大于90度的角度，而剩余孔隙則與第一圓柱450和第二圓柱454形成90度的角度。當每個管192通過流量調節(jié)器90接收近似等量氣流時，多管燃料噴嘴94以合適比率混合并且分布燃料空氣混合物，以便實現(xiàn)最佳燃燒、排放、燃料耗量以及功率輸出。確切地說，微混合器系統(tǒng)16可減少來自燃氣渦輪系統(tǒng)的非期望的排放物(例如，NOx, CO、CO2等等)水平。
[0099]本發(fā)明的技術效果包括一種模塊化的微混合器系統(tǒng)。模塊化的微混合器系統(tǒng)促進對單獨部件的檢查、維護和更換，所述部件包括多管燃料噴嘴、入口流量調節(jié)器、后板組件和彈性金屬密封件(例如，金屬波紋管)。如上說明，燃料噴嘴外殼支撐單獨部件，同時將燃料徑向提供到多管燃料噴嘴。徑向燃料輸送使得能在燃燒器上使用簡化端板，并且增加多管燃料噴嘴的管可使用的可用空間。其他技術效果包括入口流量調節(jié)器，其能從壓縮空氣中過濾碎片并使近似等量氣流進入多管燃料噴嘴中的每個管中。另外，微混合器系統(tǒng)包括后板組件，所述后板組件配置用于形成能夠對流冷卻多管燃料噴嘴的冷卻空氣腔室，也能防止多管燃料噴嘴與燃燒區(qū)中燃燒反應的直接接觸。最后，彈性金屬密封件減少或阻止多管燃料噴嘴內的溫度梯度所造成的磨損。確切地說，彈性金屬密封件(例如，金屬波紋管)可在軸向方向上膨脹或收縮，以便減小管的熱膨脹或收縮效應，同時維持燃料噴嘴外殼與多管燃料噴嘴之間的連續(xù)工作密封。
[0100]本說明書使用實例來公開本發(fā)明、包括最佳模式，同時也使所屬領域中的任何技術人員都能夠實踐本發(fā)明、包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的專利保護范圍由權利要求書界定，并且可包括所屬領域中的技術人員所想出的其他實例。如果此類其他實例具有的結構元素與權利要求書的字面意義相同，或者如果此類其他實例包括的等效結構元素與權利要求書的字面意義并無實質差別，那么此類其他實例也在權利要求書的范圍內。
【權利要求】
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 多個多管燃料噴嘴，每個多管燃料噴嘴具有在軸向方向上延伸的多個管，其中所述多個管中的每個管包括空氣入口、燃料入口以及燃料空氣混合物出口 ；以及 燃料噴嘴外殼，所述燃料噴嘴外殼包括: 外壁，所述外壁圍繞中心軸線周向延伸； 多個徑向壁，所述多個徑向壁從所述外壁向內朝所述中心軸線延伸； 多個燃料噴嘴容器，所述多個燃料噴嘴容器設置在所述外壁內，其中所述多個徑向壁使得所述多個燃料噴嘴容器彼此分開，并且所述多個多管燃料噴嘴設置在所述多個燃料噴嘴容器中； 安裝結構，所述安裝結構包括從所述外壁向外延伸的多個徑向支撐臂。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個多管燃料噴嘴中的每個燃料噴嘴具有圍繞相應燃料噴嘴周長暴露的所述多個管，并且所述燃料噴嘴外殼圍繞每個燃料噴嘴的所述周長延伸。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個燃料噴嘴容器包括第一容器和第二容器，并且所述多個多管燃料噴嘴包括設置在所述第一容器中的第一多管燃料噴嘴和設置在所述第二容器中的第二多管燃料噴嘴。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述多個燃料噴嘴容器包括第三容器，并且所述多個多管燃料噴嘴包括設置在所述第三容器中的第三多管燃料噴嘴。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述第一容器包括由所述外壁以及所述多個徑向壁中的第一和第二徑向壁至少部分限定的第一餅形周長，所述第二容器包括由所述外壁和所述多個徑向壁中的第二和第三徑向壁至少部分限定的第二餅形周長，并且所述第三容器包括由所述外壁和所述多個徑向壁中的第一和第三徑向壁至少部分限定的第三餅形周長。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述外壁包括環(huán)繞圓形區(qū)域的環(huán)狀外壁，其中所述第一、第二以及第三餅形周長各自包括占所述圓形區(qū)域約120度的扇形。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述燃料噴嘴外殼包括與所述外壁大體同軸的內壁，其中所述內壁連接至所述多個徑向壁。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其包括中心燃料噴嘴，所述中心燃料噴嘴設置在延伸通過所述內壁的中心通道中。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個燃料噴嘴容器中的每個容器通過所述多個徑向支撐臂中的至少一個臂連接至一個燃料通道。
10.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個徑向壁中的每個壁包括至少一個孔隙，所述至少一個孔隙在所述多個燃料噴嘴容器中的相鄰容器之間延伸。
【文檔編號】F23R3/02GK104048323SQ201410093498
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2013年3月15日
【發(fā)明者】J.T.斯圖爾特, C.P.基納, H.M.奧斯特比 申請人:通用電氣公司