用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器的連續(xù)燃燒襯套的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器的連續(xù)燃燒襯套，所述燃燒襯套包括環(huán)形主體，所述環(huán)形主體具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區(qū)。所述主體從所述前端連續(xù)地延伸至所述后端。多個(gè)燃料噴射器通道徑向延伸穿過所述過渡交叉區(qū)上游的所述主體。所述主體包括在所述前端與所述過渡交叉區(qū)之間發(fā)散的具有圓形截面的錐形區(qū)段，以及從所述過渡交叉區(qū)延伸至所述主體的所述后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
【專利說明】用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器的連續(xù)燃燒襯套

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及一種燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器。更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于 燃?xì)鉁u輪機(jī)的熱氣通路管道或襯套。

【背景技術(shù)】
[0002] 罐狀環(huán)形燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒區(qū)段大體上包括按環(huán)形陣列布置在壓縮機(jī)排出殼體 周圍的多個(gè)燃燒器。加壓空氣從壓縮機(jī)流動(dòng)到壓縮機(jī)排出殼體并輸送到每個(gè)燃燒器。來自 燃料噴嘴的燃料與每個(gè)燃燒器中的加壓空氣混合以便在所述燃燒器的一次燃燒區(qū)內(nèi)形成 可燃混合物。使所述可燃混合物燃燒以產(chǎn)生具有高壓力和高速度的熱燃燒氣體。所述燃燒 氣體通過至少部分地由燃燒襯套和過渡管道限定的熱氣通路而朝向燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī) 入口輸送。燃燒襯套從環(huán)繞燃料噴嘴的帽組件向下游延伸。過渡管道的前端從燃燒襯套的 后端向下游延伸。將來自燃燒氣體的熱能和動(dòng)能傳遞至渦輪機(jī)以引起渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn) 生機(jī)械功。例如，渦輪機(jī)可聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的軸。
[0003] 高壓燃燒氣體可從熱氣通路中的在燃燒襯套后端與過渡管道前端之間形成的接 合處泄漏出來，從而可能影響燃燒器的總體性能。一種防止在燃燒襯套與過渡管道之間出 現(xiàn)泄漏的嘗試需要從帽組件延伸至渦輪機(jī)入口的連續(xù)過渡管道。所述連續(xù)過渡管道在過渡 管道前部分具有圓形截面，以便允許與帽組件的下游端配合。然而，連續(xù)過渡管道改變成大 體位于一次燃燒區(qū)上游和/或靠近一次燃燒區(qū)的非圓形截面并且繼續(xù)具有非圓形截面直 到到達(dá)終止于渦輪機(jī)入口處的連續(xù)過渡管道的后端。因此，支持延遲貧燃料噴射同時(shí)減少 和/或防止高壓燃燒氣體泄漏的連續(xù)延伸的燃燒襯套會(huì)是有用的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)會(huì)在以下說明中進(jìn)行闡述，或可從說明書中清楚，或可通過 實(shí)踐本發(fā)明來了解。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的燃燒襯套。燃燒襯套包括環(huán) 形主體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區(qū)。 主體從前端連續(xù)地延伸至后端。多個(gè)燃料噴射器通道在過渡交叉區(qū)的上游徑向地延伸穿過 主體。主體包括在前端與過渡交叉區(qū)之間發(fā)散的具有圓形截面的錐形區(qū)段、和從所述過渡 交叉區(qū)延伸至所述主體后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器的燃燒模塊。燃燒模塊大 體上包括設(shè)置在所述燃燒模塊的上游端的環(huán)形燃料分配歧管。燃料分配歧管包括環(huán)形支撐 套筒。燃燒模塊進(jìn)一步包括燃料噴射組件，其具有從燃料分配歧管向下游延伸并終止于后 框架的環(huán)形燃燒襯套、和圓周地環(huán)繞所述燃燒襯套的環(huán)形導(dǎo)流套筒。燃燒襯套包括環(huán)形主 體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區(qū)。主體 從前端連續(xù)地延伸至后端。多個(gè)燃料噴射器通道從過渡交叉區(qū)的上游徑向地延伸穿過導(dǎo)流 套筒和主體。主體包括在前端與過渡交叉區(qū)之間發(fā)散的錐形區(qū)段、和從過渡交叉區(qū)延伸至 所述主體后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
[0007] 本發(fā)明還可以包括一種燃?xì)鉁u輪機(jī)。所述燃?xì)鉁u輪機(jī)大體上包括壓縮機(jī)、設(shè)置在 所述壓縮機(jī)下游的壓縮機(jī)排出殼體和設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出殼體下游的渦輪機(jī)、以及延伸 穿過所述壓縮機(jī)排出殼體的燃燒器。燃燒器包括軸向地延伸穿過環(huán)形帽組件的燃料噴嘴和 延伸穿過壓縮機(jī)排出殼體的燃燒模塊。燃燒模塊包括設(shè)置在所述燃燒模塊的上游端的環(huán)形 燃料分配歧管、和具有從帽組件向下游延伸并終止于后框架的燃燒襯套的燃料噴射組件。 燃燒模塊進(jìn)一步包括周向地環(huán)繞燃燒襯套的環(huán)形導(dǎo)流套筒。燃燒襯套包括環(huán)形主體，其具 有與后端軸向隔開的前端、和限定在所述前端與所述后端之間的過渡交叉區(qū)。主體從所述 主體的前端連續(xù)地延伸至后端。多個(gè)燃料噴射器通道在過渡交叉區(qū)的上游徑向地延伸穿過 主體。主體包括在前端與過渡交叉區(qū)之間發(fā)散的具有圓形截面的錐形區(qū)段、和從過渡交叉 區(qū)延伸至所述主體后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
[0008] 所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將通過查看說明書來更好地了解此類實(shí)施例的特征和 方面以及其他內(nèi)容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 在說明書的剩余部分中向所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員更具體地闡述了本發(fā)明的完整和 實(shí)踐內(nèi)容，包括本發(fā)明的最佳模式，其中參考附圖進(jìn)行闡述，在附圖中：
[0010] 圖1是本發(fā)明的范圍內(nèi)的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)的功能框圖；
[0011] 圖2是包括涵蓋本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的示例性燃燒器的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)的一 部分的截面?zhèn)纫晥D；
[0012] 圖3是可以涵蓋本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的圖2所示燃燒模塊的透視圖；
[0013] 圖4是圖3所示燃燒模塊的分解透視圖；
[0014] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的燃燒襯套的側(cè)視圖；
[0015] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的圖5所示燃燒襯套的截面?zhèn)纫晥D；以及
[0016] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的圖5所示燃燒襯套的截面俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例，附圖中示出了本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè) 實(shí)例。【具體實(shí)施方式】中使用數(shù)字和字母標(biāo)識(shí)來指代附圖中的特征。附圖和說明中相同或類 似的標(biāo)識(shí)用于指代本發(fā)明的相同或類似的部分。本說明書中所用的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"和 "第三"可互換地用來區(qū)分各個(gè)部件，而并非意圖表示單獨(dú)部件的位置或重要性。術(shù)語(yǔ)"上 游"和"下游"是指相對(duì)于流體通道中的流體流的相對(duì)方向。例如，"上游"是指流體流動(dòng)的 來向，而"下游"是指流體流動(dòng)的去向。術(shù)語(yǔ)"徑向"是指大致上垂直于具體部件的軸向中 心線的相對(duì)方向，并且術(shù)語(yǔ)"軸向"是指大致上平行于具體部件的軸向中心線的相對(duì)方向。
[0018] 每個(gè)實(shí)例均以解釋本發(fā)明而非限制本發(fā)明的方式提供。事實(shí)上，所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員容易了解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的前提下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變 化。例如，可以將說明或描述為某個(gè)實(shí)施例的一部分的特征用到另一個(gè)實(shí)施例中，從而得到 又一個(gè)實(shí)施例。因此，這意味著本發(fā)明應(yīng)涵蓋所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍內(nèi)的此類 修改和變化。盡管出于說明目的，本發(fā)明的示例性實(shí)施例將大體在并入燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒 器的背景下描述，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解，除非在權(quán)利要求中特別指出，否則本 發(fā)明的各實(shí)施例可以用于并入任何渦輪機(jī)器的任何燃燒器，且不限于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。
[0019] 現(xiàn)在參照附圖，其中在整個(gè)附圖中，相同數(shù)字指示相同元件，圖1提供可以并入本 發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪機(jī)10的功能框圖。如圖所示，燃?xì)鉁u輪機(jī)10大體上 包括入口區(qū)段12,所述入口區(qū)段12可包括一系列過濾器、冷卻盤管、水分分離器和/或其他 裝置，用于凈化和以其他方式調(diào)節(jié)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)10的工作流體(例如，空氣）14。工作流 體14流向壓縮機(jī)區(qū)段，其中壓縮機(jī)16漸進(jìn)地將動(dòng)能傳遞給工作流體14,以產(chǎn)生處于高度供 能狀態(tài)下的壓縮工作流體18。
[0020] 壓縮工作流體18與來自燃料供應(yīng)裝置22的燃料20混合，以便在一個(gè)或多個(gè)燃燒 器24中形成可燃混合物。使所述可燃混合物燃燒以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體26。燃 燒氣體26流動(dòng)穿過渦輪機(jī)區(qū)段的渦輪機(jī)28以便產(chǎn)生功。例如，渦輪機(jī)28可連接至軸30， 以便使渦輪機(jī)28的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)16產(chǎn)生壓縮工作流體18。替代地或另外地，軸30可將 渦輪機(jī)28連接到發(fā)電機(jī)32以用于發(fā)電。來自渦輪機(jī)28的排出氣體34流動(dòng)穿過排氣區(qū)段 36,所述排氣區(qū)段36將渦輪機(jī)28連接到位于渦輪機(jī)28下游的排氣煙囪（exhaust stack) 38。例如，排氣區(qū)段36可包括熱回收蒸汽發(fā)生器(未圖示)，以用于在釋放到環(huán)境中之前清 潔排出氣體34并提取其中的額外熱量。
[0021] 圖2提供了包括可以涵蓋本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的示例性燃燒器50的示例性燃?xì)?渦輪機(jī)10的一部分的截面?zhèn)纫晥D。如圖所示，燃燒器50至少部分地由設(shè)置在壓縮機(jī)下游 的外殼體52(如壓縮機(jī)排出殼體54)和/或外潤(rùn)輪機(jī)殼體56環(huán)繞。外殼體52與壓縮機(jī)16 處于流體連通并且至少部分地限定高壓腔室58,所述高壓腔室58環(huán)繞燃燒器50的至少一 部分。端蓋60在燃燒器50的一端連接至外殼體52。
[0022] 燃燒器50大體上包括從端蓋60向下游延伸的至少一個(gè)軸向延伸的燃料噴嘴62、 在外殼體52內(nèi)從端蓋60向下游徑向地和軸向地延伸的環(huán)形帽組件64、從帽組件64向下 游延伸的環(huán)形熱氣通路管道或燃燒襯套66、以及至少部分地環(huán)繞燃燒襯套66的至少一部 分的環(huán)形導(dǎo)流套筒68。燃燒襯套限定了用于將燃燒氣體26輸送穿過燃燒器50的熱氣通 路69。端蓋60和帽組件64至少部分地限定燃燒器50內(nèi)的頭端70。在具體實(shí)施例中，燃 燒器50進(jìn)一步包括延伸穿過在至少一個(gè)軸向延伸的燃料噴嘴62下游的燃燒襯套66和導(dǎo) 流套筒68的一個(gè)或多個(gè)徑向延伸的燃料噴射器72。在具體實(shí)施例中，燃燒襯套66、導(dǎo)流套 筒68和一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器72提供作為燃燒模塊74的一部分，所述燃燒模塊74延伸 穿過外殼體52并環(huán)繞帽組件64的至少一部分。
[0023] 帽組件64大體上包括定位在端蓋60下游的前端76、設(shè)置在所述前端76下游的后 端78、以及至少部分地在所述前端76與所述后端78之間延伸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)形護(hù)罩80。 在具體實(shí)施例中，軸向延伸的燃料噴嘴62至少部分地延伸穿過帽組件64,以便將燃料20 (圖1)與壓縮工作流體18的第一可燃混合物82提供到限定在帽組件64下游的一次燃燒 區(qū)84內(nèi)的燃燒襯套66。
[0024] 圖3提供了圖2所示燃燒模塊74的透視圖，并且圖4提供了圖3所示燃燒模塊74 的分解透視圖。如圖3所示，燃燒模塊74大體上提供作為組裝部件或單個(gè)部件。燃燒模塊 74包括前端或上游端86,所述前端或上游端86相對(duì)于燃燒模塊74的軸向中心線90與后 端或下游端88軸向隔開。
[0025] 在具體實(shí)施例中，如圖4所示，燃燒模塊74包括設(shè)置在燃燒模塊74的上游端86 的環(huán)形燃料分配歧管92、和從燃料分配歧管92向下游延伸并終止于燃燒模塊74的下游端 88的燃料噴射組件94。燃料分配歧管92包括圍繞燃料分配歧管92的前端98周向地延伸 的徑向延伸的安裝凸緣96。安裝凸緣96至少部分地限定了燃料腔室100 (圖2)。如圖4 所示，燃料入口端102從安裝凸緣96向外延伸。燃料入口端102提供了燃料供應(yīng)裝置(未 示出）與燃料腔室100 (圖2)之間的流體連通。如圖4所示，燃料分配歧管92進(jìn)一步包括 環(huán)形支撐套筒104,所述環(huán)形支撐套筒104的內(nèi)側(cè)部分106與外側(cè)部分108徑向隔開。
[0026] 在具體實(shí)施例中，如圖4所示，燃料噴射組件94包括燃燒襯套66和導(dǎo)流套筒68。 導(dǎo)流套筒68圓周地環(huán)繞燃燒襯套66的至少一部分。導(dǎo)流套筒68與燃燒襯套66徑向隔開， 以便至少部分地限定它們之間的環(huán)形冷卻流通道110 (圖2)。冷卻流通道110大體上延伸 燃燒襯套66的長(zhǎng)度。導(dǎo)流套筒68可進(jìn)一步包括多個(gè)冷卻孔或沖擊孔112,所述冷卻孔或沖 擊孔112在燃?xì)鉁u輪機(jī)10操作期間提供穿過導(dǎo)流套筒68進(jìn)入冷卻流通道110中的流體連 通。此外，燃料噴射組件94可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器72和一個(gè)或多個(gè)空氣屏 蔽件114或外導(dǎo)流套筒。在具體實(shí)施例中，每個(gè)空氣屏蔽件114都環(huán)繞對(duì)應(yīng)的燃料噴射器 72,以將壓縮工作流體18 (圖2)的一部分導(dǎo)向一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器72、并導(dǎo)入燃燒襯套 66。如圖3所示，每個(gè)燃料噴射器72均通過在燃料分配歧管92與燃料噴射器72之間延伸 的流體導(dǎo)管116流體地聯(lián)接至燃料分配歧管92。
[0027] 如圖2所示，燃燒襯套66從燃料分配歧管向下游延伸，并且燃燒襯套66的后端或 下游端118終止于后框架120或圓周地環(huán)繞后端118的支撐結(jié)構(gòu)。如圖2和圖4所不，安 裝支架122可聯(lián)接至后框架120。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，安裝支架122聯(lián)接至外渦 輪機(jī)殼體56,并且燃料分配歧管92的安裝凸緣96連接至壓縮機(jī)排出殼體54,以便將燃燒 模塊74限制在前端86與后端88之間。
[0028] 圖5提供了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的燃燒襯套66的側(cè)視圖，圖6提供了圖 5所示燃燒襯套66的截面?zhèn)纫晥D，并且圖7提供了圖5所示燃燒襯套66的截面俯視圖。在 具體實(shí)施例中，如圖5、圖6和圖7所示，燃燒襯套66包括環(huán)形主體130。
[0029] 如圖5、圖6和圖7所示，主體130的前端132相對(duì)于燃燒襯套66的軸向中心線 136與后端134軸向隔開。主體130從前端132連續(xù)地延伸至后端134。在具體實(shí)施例中， 主體130包括錐形區(qū)段138和過渡區(qū)段140。過渡交叉區(qū)142限定在主體130的前端132 與后端134之間，位于錐形區(qū)段138與過渡區(qū)段140的相交處。例如，在所述過渡交叉區(qū) 142處，主體開始從大體圓形截面變?yōu)榉菆A形截面。錐形區(qū)段138在前端132與過渡交叉區(qū) 140之間延伸。在具體實(shí)施例中，環(huán)形凸緣144設(shè)置在主體130的前端132處。如圖6和圖 7所示，凸緣144至少部分地限定了內(nèi)配合表面146。如圖2所示，凸緣144的內(nèi)配合表面 146至少部分地環(huán)繞帽組件58的后端70。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，錐形區(qū)段138具有大體圓形截面148。圓形截面148 在主體130的前端132與過渡交叉區(qū)142之間保持圓形。在一個(gè)實(shí)施例中，錐形區(qū)段138 在前端132與過渡交叉區(qū)134之間發(fā)散。換言之，錐形區(qū)段138的圓形截面148的直徑在 主體130的前端132與過渡交叉區(qū)142之間減小。在其他實(shí)施例中，錐形區(qū)段138可在前 端132與過渡交叉區(qū)134之間會(huì)聚和/或發(fā)散。
[0031] 如圖5、圖6和圖7所示，主體130至少部分地限定了多個(gè)燃料噴射器通道150,所 述燃料噴射器通道150徑向地延伸穿過主體130的位于過渡交叉區(qū)142上游的錐形區(qū)段 138。如圖2所示，燃料噴射器72將第二可燃混合物152提供到燃燒襯套66中，以用于在 二次燃燒區(qū)154 (圖2)中燃燒，所述二次燃燒區(qū)154限定在主體130內(nèi)，在燃料噴射器通道 150處和/或下游。
[0032] 在具體實(shí)施例中，如圖3所示，多個(gè)冷卻特征156從主體130的外表面158徑向地 向外延伸。冷卻特征156可設(shè)置在錐形區(qū)段138和/或過渡區(qū)段140上。冷卻特征156可 包括凸起肋狀物或紊流器，其至少部分地環(huán)繞主體130的至少一部分，以便增加流動(dòng)穿過 冷卻流通道110的壓縮工作流體18與主體130的外表面158之間的熱傳遞率。
[0033] 如圖6所示，過渡區(qū)段140具有從過渡交叉區(qū)142延伸到主體130的后端134的大 體非圓形截面160。在具體實(shí)施例中，如圖6和圖7所示，過渡區(qū)段140的非圓形截面160 是沿著過渡區(qū)段140的至少一部分大體為矩形或橢圓形的。
[0034] 主體130可鑄造為單個(gè)部件以便形成連續(xù)主體130。例如，凸緣144、錐形區(qū)段138 和過渡區(qū)段140可鑄造為單個(gè)部件。冷卻特征156和/或燃料噴射器通道150可機(jī)器加工 和/或鑄造成主體130。在替代實(shí)施例中，凸緣144、錐形區(qū)段138或過渡區(qū)段140中的每 一個(gè)或一些可單獨(dú)形成。例如，凸緣144、錐形區(qū)段138或過渡區(qū)段140可由金屬片通過卷 起和/或彎曲來形成，且隨后通過焊接或其他機(jī)械手段來接合，以形成連續(xù)主體130。形成 之后，錐形區(qū)段138可轉(zhuǎn)動(dòng)，以便在其焊接到過渡區(qū)段140上前形成冷卻特征156 (如紊流 器或肋狀特征)。在替代實(shí)施例中，錐形區(qū)段138可具有在形成錐形形狀之前機(jī)器加工成金 屬片并隨后焊接到后部分上的冷卻特征156。
[0035] 在操作中，如圖2所示，壓縮工作流體18從壓縮機(jī)16輸送到高壓腔室58中。壓 縮工作流體18的第一部分輸送穿過多個(gè)冷卻孔或沖擊孔112,并且進(jìn)入冷卻流通道110中。 壓縮工作流體18在它穿過冷卻流通道110通向燃燒器50的頭端70時(shí)對(duì)燃燒襯套66的主 體130的外表面158進(jìn)行對(duì)流冷卻、傳導(dǎo)冷卻或沖擊冷卻中的至少一種。壓縮工作流體18 流的第一部分在頭端70處反轉(zhuǎn)方向，并流動(dòng)穿過燃料噴嘴62和/或在燃料噴嘴62的周圍 流動(dòng)。燃料從燃料噴嘴62噴射到壓縮工作流體18的第一部分中，以提供輸送到一次燃燒 區(qū)84用于燃燒的第一可燃混合物82。
[0036] 燃燒氣體26在燃燒襯套66的主體130的錐形區(qū)段138內(nèi)從一次燃燒區(qū)84向下 游流動(dòng)。壓縮工作流體18的第二部分輸送穿過燃料噴射器72,在燃料噴射器72處，所述壓 縮工作流體18的第二部分可與從燃料分配歧管92流出的燃料混合以產(chǎn)生第二可燃混合物 152。第二可燃混合物152輸送到二次燃燒區(qū)154中，其中，所述第二可燃混合物152與來 自一次燃燒區(qū)84的燃燒氣體26混合并燃燒。隨著燃燒氣體26從錐形區(qū)段138流動(dòng)到過 渡區(qū)段140,所述燃燒氣體朝著限定渦輪機(jī)28的入口 164的固定噴嘴162的第一級(jí)集中或 定向。第二可燃混合物152大體上是貧燃料-空氣混合物。這導(dǎo)致燃燒器50的熱力學(xué)效 率增加。燃料噴射器72在不斷上升的燃燒氣體溫度下是有效的，而不會(huì)對(duì)應(yīng)地提高不希望 的排放物如氮氧化物（N0 X)的產(chǎn)生。一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器72特別有益于在燃?xì)鉁u輪機(jī)的 基本負(fù)載和/或調(diào)降（turndown)操作期間減少N0 X。
[0037] 本說明書所呈現(xiàn)的和如圖2至圖7所示的多個(gè)實(shí)施例提供了超越現(xiàn)有技術(shù)的多種 技術(shù)益處。例如，燃燒襯套66的錐形區(qū)段138減少了由典型地形成于其他連續(xù)延伸的過渡 管道中的不希望的再循環(huán)區(qū)所引起的熱點(diǎn)，從而提高了燃燒襯套66的耐用性和總體性能。 此外，過渡交叉區(qū)142上游的錐形區(qū)段138的連續(xù)圓形截面148允許一個(gè)或多個(gè)燃料噴射 器72在燃燒襯套66周圍具有均勻的徑向間隔，從而改進(jìn)延遲貧燃料噴射的益處，如改進(jìn)燃 燒器50在燃?xì)鉁u輪機(jī)10的多種操作模式期間的性能。本發(fā)明的另一個(gè)益處在于通過形成 燃燒襯套66作為連續(xù)延伸的部件，燃燒器50內(nèi)的單獨(dú)部件的數(shù)目減少，從而降低成本和/ 或組裝所需要的時(shí)間。另外，燃燒襯套66防止高壓燃燒氣體26從熱氣通路69中泄漏，這 改進(jìn)了燃燒器50的總體耐用性和性能。
[0038] 本說明書使用了各種實(shí)例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，同時(shí)也讓所屬領(lǐng)域的任 何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)施并入的任何方法。 本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定，并可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。如 果其他此類實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或如果此類實(shí)例包括的等效結(jié) 構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無實(shí)質(zhì)差別，則此類實(shí)例也應(yīng)在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的燃燒襯套，所述燃燒襯套包括： a. 環(huán)形主體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡 交叉區(qū)，所述主體從所述前端連續(xù)地延伸至所述后端； b. 多個(gè)燃料噴射器通道，其徑向延伸穿過位于所述過渡交叉區(qū)上游的所述主體；以及 c. 其中所述主體包括在所述前端與所述過渡交叉區(qū)之間延伸的具有圓形截面的錐形 區(qū)段，以及從所述過渡交叉區(qū)延伸至所述主體的所述后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃燒襯套，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述主體的所述前端處的環(huán)形 凸緣，其中所述凸緣限定內(nèi)配合表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的燃燒襯套，其中所述過渡區(qū)段的至少一部分具有大體上矩形的 截面。
4. 如權(quán)利要求1所述的燃燒襯套，其中所述燃燒襯套的所述主體被鑄造為單個(gè)部件。
5. 如權(quán)利要求1所述的燃燒襯套，其中所述錐形區(qū)段和所述過渡區(qū)段在所述過渡交叉 區(qū)處接合在一起。
6. 如權(quán)利要求1所述的燃燒襯套，其進(jìn)一步包括從所述主體的外表面徑向地向外延伸 的多個(gè)冷卻特征。
7. -種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的燃燒模塊，所述燃燒模塊包括： a. 環(huán)形燃料分配歧管，其設(shè)置在所述燃燒模塊的上游端，所述燃料分配歧管包括環(huán)形 支撐套筒；以及 b. 燃料噴射組件，其具有從所述燃料分配歧管向下游延伸并終止于后框架的環(huán)形燃燒 襯套、和圓周地環(huán)繞所述燃燒襯套的環(huán)形導(dǎo)流套筒，所述燃燒襯套包括： i. 環(huán)形主體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡 交叉區(qū)，所述主體從所述前端連續(xù)地延伸至所述后端； ii. 多個(gè)燃料噴射器通道，其徑向延伸穿過位于所述過渡交叉區(qū)上游的所述導(dǎo)流套筒 和所述主體；以及 iii. 其中所述主體包括在所述前端與所述過渡交叉區(qū)之間延伸的錐形區(qū)段、和從所述 過渡交叉區(qū)延伸至所述主體的所述后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
8. 如權(quán)利要求7所述的燃燒模塊，其進(jìn)一步包括設(shè)置在所述燃燒襯套的所述主體的所 述前端處的環(huán)形凸緣，其中所述凸緣限定內(nèi)配合表面。
9. 如權(quán)利要求7所述的燃燒模塊，其中所述過渡區(qū)段的至少一部分具有大體上矩形的 截面。
10. 如權(quán)利要求7所述的燃燒模塊，其中所述燃燒襯套的所述主體被鑄造為單個(gè)部件。
11. 如權(quán)利要求7所述的燃燒模塊，其中所述錐形區(qū)段和所述過渡區(qū)段在所述過渡交 叉區(qū)處接合在一起。
12. 如權(quán)利要求7所述的燃燒模塊，其中所述燃燒襯套的所述主體進(jìn)一步包括從所述 主體的外表面徑向地向外延伸的多個(gè)冷卻特征。
13. 如權(quán)利要求7所述的燃燒模塊，其進(jìn)一步包括徑向地延伸穿過所述燃料噴射器通 道的多個(gè)燃料噴射器，所述燃料噴射器與所述燃料分配歧管處于流體連通。
14. 一種燃?xì)鉁u輪機(jī)，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括： a.壓縮機(jī)、設(shè)置在所述壓縮機(jī)下游的壓縮機(jī)排出殼體和設(shè)置在所述壓縮機(jī)排出殼體下 游的渦輪機(jī)；以及 b.燃燒器，其延伸穿過所述壓縮機(jī)排出殼體，所述燃燒器具有軸向地延伸穿過環(huán)形帽 組件的燃料噴嘴和延伸穿過所述壓縮機(jī)排出殼體的燃燒模塊，所述燃燒模塊具有設(shè)置在所 述燃燒模塊上游端的環(huán)形燃料分配歧管以及燃料噴射組件，所述燃料噴射組件具有從所述 帽組件向下游延伸并終止于后框架的燃燒襯套、和圓周地環(huán)繞所述燃燒襯套的環(huán)形導(dǎo)流套 筒，所述燃燒襯套包括： i. 環(huán)形主體，其具有與后端軸向隔開的前端和限定在所述前端與所述后端之間的過渡 交叉區(qū)，所述主體從所述前端連續(xù)地延伸至所述后端； ii. 多個(gè)燃料噴射器通道，其徑向延伸穿過位于所述過渡交叉區(qū)上游的所述主體；以 及 iii. 其中所述主體包括在所述前端與所述過渡交叉區(qū)之間延伸的具有圓形截面的錐 形區(qū)段、和從所述過渡交叉區(qū)延伸至所述主體的所述后端的具有非圓形截面的過渡區(qū)段。
15. 如權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中所燃燒襯套的所述主體進(jìn)一步包括設(shè)置在 所述主體的所述前端的環(huán)形凸緣，其中所述凸緣限定內(nèi)配合表面。
16. 如權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中所述過渡區(qū)段的至少一部分具有大體上矩 形的截面。
17. 如權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中所述燃燒襯套的所述主體被鑄造為單個(gè)部 件。
18. 如權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中所述錐形區(qū)段和所述過渡區(qū)段在所述過渡 交叉區(qū)處接合在一起。
19. 如權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中所述燃燒襯套的所述主體進(jìn)一步包括外表 面和從所述外表面徑向地向外延伸的多個(gè)冷卻特征。
20. 如權(quán)利要求14所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中所述燃料噴射組件進(jìn)一步包括徑向地延伸 穿過所述燃料噴射器通道的多個(gè)燃料噴射器，所述燃料噴射器與所述燃料分配歧管處于流 體連通。
【文檔編號(hào)】F23R3/00GK104061595SQ201410100616
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】P.B.梅爾頓, L.J.斯托亞, R.M.迪欽蒂奧 申請(qǐng)人:通用電氣公司