預混引導噴嘴的制作方法

預混引導噴嘴的制作方法
【專利摘要】一種預混引導噴嘴(200)包括末梢部分(220)，其具有下游表面(236)，下游表面(236)在末梢部分(220)的內壁(224)的下游端(240)與末梢部分(220)的外壁(242)的下游端(242)之間延伸。內壁(224)的下游端(240)終止于外壁(226)的下游端(242)的軸向上游。下游表面(236)的至少一部分為彎曲的。末梢部分(220)還包括圍繞末梢部分(220)環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管(222)。各個預混管(222)均限定穿過末梢部分(200)的預混流動通路(228)。各個預混管(222)還包括出口(234)，其從下游表面(236)沿軸向偏移。
【專利說明】
預混引導噴嘴
技術領域
[0001]本發明大體上涉及用于燃氣輪機燃燒器的燃料噴嘴組件。更具體而言，本發明涉及具有預混引導噴嘴(premix pilot nozzle)的燃料噴嘴組件。
【背景技術】
[0002]燃氣輪機廣泛用于工業和發電操作。燃氣輪機大體上包括串流順序的壓縮機、燃燒區段和渦輪。燃燒區段可包括多個燃燒器，其圍繞外殼環形地布置。在操作中，諸如環境空氣的工作流體在其流過壓縮機時逐漸地壓縮。壓縮工作流體的一部分從壓縮機發送至各個燃燒器，在該處，其與燃料混合且在燃燒區中焚燒以產生燃燒氣體。燃燒氣體沿熱氣體通路經由渦輪發送，其中熱能和/或動能從燃燒氣體經由聯接到轉子軸上的渦輪轉子葉片獲得，因此引起轉子軸旋轉且產生功和/或推力。
[0003]—些燃燒系統使用多個預混類型的燃料噴嘴。例如，一些燃燒器包括中心或主預混燃料噴嘴和圍繞中心燃料噴嘴環形地布置的多個副預混燃料噴嘴。燃料噴嘴的該布置可提供燃料分級，期望的排放性能和火焰穩定性。
[0004]燃料噴嘴中的至少一個可包括預混引導噴嘴。預混引導噴嘴可與對應的燃料噴嘴的中心體部分同軸地對準，且可設置在燃燒區上游的中心體的遠端處。在特定燃燒操作模式期間，預混引導噴嘴可將預混燃料和空氣混合物輸送過至燃燒區來產生引導火焰。引導火焰大體上用于在燃燒器以某些模式操作時和/或燃燒器在各種操作模式之間過渡時確保火焰穩定性。
[0005]預混引導噴嘴大體上包括末梢部分，其具有平的或平面的下游表面，該表面定位成鄰近燃燒區。多個燃料端口和/或空氣通路延伸穿過下游表面，且提供離開末梢部分的預混燃料和空氣的流體連通。引導火焰的底部位于下游表面附近或剛好其下游。結果，下游表面暴露于極高的溫度。
[0006]用于冷卻末梢部分的下游表面的一個解決方案可包括引導空氣穿過末梢的上游或后側或表面。用于冷卻下游表面的另一技術可包括引導冷卻空氣穿過大體上平面的下游表面。然而，當冷卻空氣沖擊引導火焰底部處或附近的引導火焰時，該技術可導致火焰不穩定。此外或作為備選，諸如熱障涂層和/或抗氧化涂層的各種涂層可施加到下游表面上，以實現期望的構件壽命，減小熱應力，且減少下游表面上的沉積物形成。
[0007]盡管這些解決方案有效用于減少或管理引導預混噴嘴的末梢部分的冷卻，但減小火焰不穩定同時將冷卻提供至末梢部分的下游端的改善的預混引導噴嘴將是本領域中有用的。

【發明內容】

[0008]本發明的方面和優點在以下描述中提出，或可從描述中清楚，或可通過實施本發明學習到。
[0009]本發明的一個實施例為引導預混噴嘴。引導預混噴嘴包括具有下游表面的末梢部分，下游表面在末梢部分的內壁的下游端與末梢部分的外壁的下游端之間延伸。內壁的下游端終止于外壁的下游端的軸向上游。下游表面的至少一部分為彎曲的。末梢部分還包括圍繞末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管。各個預混管均限定穿過末梢部分的預混流動通路。各個預混管還包括出口，其從下游表面沿軸向偏移。
[0010]本公開內容的另一個實施例為燃料噴嘴組件。燃料噴嘴組件包括中心體，其沿燃料噴嘴組件的中心線軸向地延伸。中心體包括限定在其中的引導燃料回路和引導空氣回路。燃料噴嘴組件還包括預混引導噴嘴，其在中心體內沿軸向延伸。預混引導噴嘴包括末梢部分。末梢部分包括下游表面，其在末梢部分的內壁的下游端與末梢部分的外壁的下游端之間延伸。內壁的下游端終止于外壁的下游端的軸向上游。下游表面的至少一部分為彎曲的。末梢部分還包括圍繞末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管。各個預混管包括出口，其從下游表面沿軸向偏移。各個管均限定穿過末梢部分的預混流動通路，其終止于下游表面的下游。
[0011]本公開內容的另一個實施例為燃燒器。燃燒器包括端蓋和圍繞中心燃料噴嘴環形地布置的多個燃料噴嘴組件。多個燃料噴嘴組件的各個燃料噴嘴組件和中心燃料噴嘴流體地連接到端蓋上。多個燃料噴嘴組件中的至少一個燃料噴嘴組件包括中心體，其沿燃料噴嘴組件的中心線沿軸向延伸，且包括限定在其中的引導燃料回路和引導空氣回路。預混引導噴嘴在中心體內沿軸向延伸。預混引導噴嘴包括末梢部分，其包括下游表面，下游表面在末梢部分的內壁的下游端與末梢部分的外壁的下游端之間延伸。內壁的下游端終止于外壁的下游端的軸向上游，且下游表面的至少一部分為彎曲的。末梢部分還包括圍繞末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管。各個預混管包括從下游表面沿軸向偏移的出口，且其中各個管均限定穿過末梢部分的預混流動通路，其終止于下游表面的下游。
[0012]本發明的第一技術方案提供了一種預混引導噴嘴，包括:具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的內壁的下游端與所述末梢部分的外壁的下游端之間延伸，其中所述內壁的所述下游端終止于所述外壁的所述下游端的軸向上游，且其中所述下游表面的至少一部分為彎曲的；其中所述末梢部分還包括圍繞所述末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管，其中各個預混管均限定穿過所述末梢部分的預混流動通路，以及其中各個預混管均包括從所述下游表面沿軸向偏移的出口。
[0013]本發明的第二技術方案是在第一技術方案中，所述下游表面的至少一部分在所述內壁的所述下游端與所述外壁的所述下游端之間凹面地延伸。
[0014]本發明的第三技術方案是在第一技術方案中，所述下游表面至少部分地圍繞所述預混管中的每一個彎曲。
[0015]本發明的第四技術方案是在第一技術方案中，相鄰的預混管沿所述下游表面限定其間的冷卻流動通道。
[0016]本發明的第五技術方案是在第一技術方案中，所述末梢部分至少部分地限定燃料噴嘴組件的中心體內的燃料回路，其中各個預混管與所述燃料回路流體連通。
[0017]本發明的第六技術方案是在第一技術方案中，各個預混管均包括橋接部分，其連接至所述末梢部分的所述外壁。
[0018]本發明的第七技術方案是在第一技術方案中，所述預混管中的至少一個終止于所述外壁的所述下游端附近。
[0019]本發明的第八技術方案是在第一技術方案中，所述預混管中的至少一個終止于所述外壁的所述下游端的下游。
[0020]本發明的第九技術方案是在第一技術方案中，所述末梢部分的所述內壁至少部分地限定筒開口。
[0021 ]本發明的第十技術方案提供了一種燃料噴嘴組件，包括:沿所述燃料噴嘴組件的中心線軸向地延伸的中心體，所述中心體具有限定在其中的引導燃料回路和引導空氣回路;在所述中心體內沿軸向延伸的預混引導噴嘴，所述預混引導噴嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的內壁的下游端與所述末梢部分的外壁的下游端之間延伸，其中所述內壁的所述下游端終止于所述外壁的所述下游端的軸向上游，且其中所述下游表面的至少一部分為彎曲的；其中所述末梢部分還包括圍繞所述末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管，其中各個預混管包括從所述下游表面沿軸向偏移的出口，且其中各個管均限定穿過所述末梢部分的預混流動通路，其終止于所述下游表面的下游。
[0022]本發明的第十一技術方案是在第十技術方案中，所述下游表面的至少一部分在所述內壁的所述下游端與所述外壁的所述下游端之間凹面地延伸。
[0023]本發明的第十二技術方案是在第十技術方案中，所述下游表面至少部分地圍繞所述預混管中的每一個彎曲。
[0024]本發明的第十三技術方案是在第十技術方案中，相鄰的預混管沿所述下游表面限定其間的冷卻流動通道。
[0025]本發明的第十四技術方案是在第十技術方案中，所述末梢部分至少部分地限定燃料噴嘴組件的中心體內的燃料回路，其中各個預混管與所述燃料回路流體連通。
[0026]本發明的第十五技術方案是在第十技術方案中，各個預混管均包括橋接部分，其連接至所述末梢部分的所述外壁。
[0027]本發明的第十六技術方案是在第十技術方案中，所述預混管中的至少一個終止于所述外壁的所述下游端附近。
[0028]本發明的第十七技術方案是在第十技術方案中，所述預混管中的至少一個終止于所述外壁的所述下游端的下游。
[0029]本發明的第十八技術方案是在第十技術方案中，還包括在所述中心體和所述預混引導噴嘴內沿軸向延伸的筒，其中所述筒構造成將冷卻介質提供至所述預混引導噴嘴的所述末梢部分的所述下游表面。
[0030]本發明的第十九技術方案是在第十技術方案中，還包括與所述中心體同軸地對準的外套筒，其中中心體和所述外套筒限定其間的環形通路，所述燃料噴嘴還包括多個旋流器導葉，其在所述環形通路內在所述中心體與所述外套筒之間延伸。
[0031]本發明的第二十技術方案提供了一種燃燒器，包括:端蓋;圍繞中心燃料噴嘴環形地布置的多個燃料噴嘴，所述多個燃料噴嘴組件中的各個燃料噴組件和所述中心燃料噴嘴固定地連接至所述端蓋，其中至少一個燃料噴嘴組件包括:沿所述燃料噴嘴組件的中心線軸向地延伸的中心體，所述中心體具有限定在其中的引導燃料回路和引導空氣回路;在所述中心體內沿軸向延伸的預混引導噴嘴，所述預混引導噴嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的內壁的下游端與所述末梢部分的外壁的下游端之間延伸，其中所述內壁的所述下游端終止于所述外壁的所述下游端的軸向上游，且其中所述下游表面的至少一部分為彎曲的；其中所述末梢部分還包括圍繞所述末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管，其中各個預混管包括從所述下游表面沿軸向偏移的出口，且其中各個管均限定穿過所述末梢部分的預混流動通路，其終止于所述下游表面的下游。
[0032]本領域的普通技術人員將在查閱說明書時更好認識到此實施例及其它實施例的特征和方面。
【附圖說明】
[0033]包括本領域的技術人員的其最佳模式的本發明的完整且開放的公開內容在包括參照附圖的說明書的其余部分中更詳細闡釋，在附圖中:
圖1為可結合本發明的各種實施例的示例性燃氣輪機的功能框圖；
圖2為可結合本發明的各種實施例的示例性燃燒器的側視圖；
圖3為可結合本發明的一個或更多個實施例的示例性燃料噴嘴組件的透視截面側視圖；
圖4為如圖3中提供的燃料噴嘴組件的上游視圖；
圖5為根據本發明的至少一個實施例的如圖3和4中所示的燃料噴嘴組件的一部分的截面側視圖；
圖6為根據本發明的至少一個實施例的燃料噴嘴組件的一部分的放大透視截面側視圖；
圖7為根據本發明的至少一個實施例的燃料噴嘴組件的一部分的放大透視側視圖；以及
圖8為根據本發明的至少一個實施例的燃料噴嘴組件的一部分的放大側視圖。
[0034]圖解
10燃氣輪機 12入口區段 14工作流體 16壓縮機 18壓縮的工作流體 20燃料 22燃料供應源 24燃燒器 26燃燒氣體 28渦輪 30軸
32發電機/電機 34排出氣體 36排氣區段 38排氣器 40殼42高壓倉室44端蓋46頭立而
48燃料噴嘴組件50抽取空氣源52襯套54燃燒室56熱氣體通路58流動/沖擊套筒60環形流動通路61-99未使用100燃料噴嘴組件102中心體104中心線106引導燃料回路108引導空氣回路110管
112上游端部分
114下游端部分
116外套筒
118環形通路
120旋流器導葉
121-199未使用
200預混引導嗔嘴
202下游端部分-預混引導噴嘴
204柄
206上游端部分-柄208波紋管210下游端部分-柄212膨脹套環214中心線216套筒/襯套218倉室/空隙220末梢/預混部分222預混管224內壁-末梢部分226外壁-末梢部分228預混流動通路230 入口 232上游壁/表面 234 出口 236下游表面/壁 238燃料端口 240下游端-內壁 242下游端-外壁 244冷卻通道 246橋接部分 248 開口 250筒
252冷卻通路 254下游端-筒 256引導火焰 258底座部分 260冷卻介質 261-299未使用。
【具體實施方式】
[0035]現在將詳細參照本發明的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。該詳細描述使用了數字和字母標號來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標記用于表示本發明的相似或類似的部分。如本文中所使用的，用語〃第一〃、〃第二〃和〃第三〃可互換使用，以將一個構件與另一個區分開，且不旨在表示獨立構件的位置或重要性。用語〃上游〃和"下游"是指相對于流體通路中的流體流的相對方向。例如，"上游"是指流體流自的方向，且〃下游〃指示流體流至的方向。
[0036]各個實例通過闡釋本發明的方式提供，而不限制本發明。實際上，本領域的技術人員將清楚的是，可在本發明中制作出改型和變型，而不會脫離其范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的一部分的特征可用于另一個實施例上以產生又一個實施例。因此，期望本發明覆蓋歸入所附權利要求和其等同物的范圍內的此類改型和變型。盡管將出于示范目的大體上在陸基發電燃氣輪機燃燒器的預混燃料噴嘴組件的背景下描述本發明的示例性實施例，但本領域的普通技術人員將容易認識到，本發明的實施例可應用于渦輪機的任何形式或類型的燃燒器，且不限于用于陸基發電燃氣輪機的燃燒器或燃燒系統，除非權利要求中明確敘述。
[0037]現在參看附圖，其中相同的數字表示附圖各處相同元件，圖1提供了可結合本發明的各種實施例的示例性燃氣輪機10的功能框圖。如圖所示，燃氣輪機10大體上包括入口區段12，其可包括一系列過濾器、冷卻盤管、水氣分離器和/或用于凈化和以其它方式調節空氣14或進入燃氣輪機10的其它工作流體的其它裝置。空氣14流至壓縮機區段，在該處，壓縮機16將動能逐漸給予空氣14來產生壓縮空氣18。
[0038]壓縮空氣18與來自燃料供應系統22的燃料20相混合，以在一個或更多個燃燒器24內形成可燃混合物。可燃混合物焚燒來產生具有高壓、高壓和高速的燃燒氣體26。燃燒氣體26流過渦輪區段的渦輪28來產生功。例如，渦輪28可連接到軸30上，使得渦輪28的旋轉驅動壓縮機16來產生壓縮空氣18。作為備選或此外，軸30可將渦輪28連接到發電機32上來產生電力。來自渦輪28的排出氣體34流過排氣區段36，其將渦輪28連接到渦輪28下游的排氣器38上。例如，排氣區段36可包括余熱回收蒸汽發生器(未示出)，以用于在排出氣體34釋放到環境之前清潔和獲取來自排出氣體34的附加熱。
[0039]燃燒器24可為本領域中已知的任何類型的燃燒器，且本發明不限于任何特定的燃燒器設計，除非在權利要求中明確敘述。例如，燃燒器24可為筒環形或環形燃燒器。圖2為可結合到圖1中所示的燃氣輪機10中且可結合本發明的一個或更多個實施例的示例性燃燒器24的一部分的透視側視圖。
[0040]在示例性實施例中，如圖2中所示，燃燒器24至少部分由諸如壓縮機排放殼的外殼40包繞。外殼40可至少部分地限定高壓倉室42，其至少部分地包繞燃燒器24。高壓倉室42與壓縮機16(圖1)流體連通，以便從其接收壓縮空氣18。端蓋44可聯接到外殼40上。外殼40和端蓋44可至少部分地限定燃燒器24的頭端部分46。
[0041]一個或更多個燃料噴嘴組件48在頭端46內和/或穿過頭端46從端蓋44沿軸向向下游延伸。至少一些燃料噴嘴組件48可經由端蓋44與燃料供應系統22流體連通。在特定實施例中，燃料噴組件48中的至少一個可例如經由端蓋44與抽取空氣供應源50流體連通。
[0042]燃燒器24還可包括一個或更多個襯套52(諸如燃燒襯套和/或過渡導管)，其至少部分地限定外殼40內的燃燒室54。(多個)襯套52還可至少部分地限定用于將燃燒氣體26引導到渦輪28中的熱氣體通路56。在特定實施例中，一個或更多個流動或沖擊套筒58可至少部分地包繞(多個)襯套52。(多個)流動套筒58可與(多個)襯套52沿徑向間隔開，以便限定環形流動通路60以用于將壓縮空氣18的一部分朝燃燒器24的頭端部分46指引。
[0043]圖3提供了根據本發明的一個或更多個實施例且可結合到如圖2中所示的燃燒器24的示例性預混類型的燃料噴嘴組件100的透視截面側視圖。圖4提供了如圖3中所示的燃料噴嘴組件100的上游視圖。燃料噴嘴組件100可表示圖2中所示的一個、任何或所有燃料噴嘴組件48，且不限于沿端蓋44或在燃燒器24內的任何特定地點或位置，除非權利要求中另外敘述。在特定實施例中，燃料噴嘴組件100可構造為〃雙燃料〃類型的燃料噴嘴組件，結果，如本文提供的燃料噴嘴組件100可構造或改變成依靠氣態燃料或液態燃料或兩者焚燒或操作。
[0044]如圖3中所示，燃料噴嘴組件100大體上包括中心體102。中心體102沿燃料噴嘴組件100的中心線104軸向地延伸。引導燃料回路106限定在中心體102內。引導空氣回路或通路108也限定在中心體102內。在特定實施例中，引導燃料回路106與燃料供應系統22(圖2)流體連通。在特定實施例中，引導空氣回路108可與燃燒器的頭端46(圖2)和/或抽取空氣供應源50(圖2)中的至少一者流體連通。如圖3中所示，中心體102大體上為環形，且可由單個管110或連結在一起來形成單個或連續的中心體102的多個管110組成。中心體102大體上包括上游端部112，其與下游端部114沿軸向間隔開。
[0045]在特定實施例中，如圖3和4中所示，燃料噴嘴組件100可包括外套筒116。外套筒116基本與中心體102同軸對準且沿徑向間隔開，以便在其間限定環形通路118。多個旋流器導葉120可從中心體102沿徑向向外延伸至外套筒116。旋流器導葉120可構造成將圍繞中心線104的成角旋流給予在燃燒器24的操作期間流過環形通路118的壓縮空氣18的一部分。
[0046]在某些操作模式中，來自高壓倉室42的壓縮空氣18的一部分進入燃料噴嘴組件100的環形通路118，在該處，旋流器導葉120在壓縮空氣18流過環形通路118時將成角旋流給予壓縮空氣18。諸如天然氣的氣態燃料噴射到壓縮空氣18的流中。氣態燃料在反應區54(圖2)上游的環形通路118中與壓縮空氣18混合。預混燃料和空氣流出環形通路118，進入反應區54，且燃燒以提供燃燒氣體26。
[0047]在各種實施例中，如圖3和4中所示，燃料噴嘴組件100包括預混引導噴嘴200，其在中心體102內基本沿軸向延伸。圖5提供了根據本發明的一個或更多個實施例的可結合到燃料噴嘴組件100(圖3)和/或如圖2中所示的燃燒器24的示例性預混引導噴嘴200的下游端部202的放大截面側視圖。如圖3和5中所示，預混引導噴嘴200可包括環形柄(annular stem)204。如圖3中所示，柄204的第一或上游端部分206可構造成或形成為與端蓋44(圖2)對接和/或連接。柄204可至少部分地限定引導燃料通路106和/或引導空氣通路108。
[0048]如圖5中所示，預混引導噴嘴200可包括環形波紋管208，其在一端處聯接到柄204的下游端部210上。在特定構造中，波紋管208可在第二端處聯接到流膨脹套環212上。柄204、波紋管208和流膨脹套環212可相對于預混引導噴嘴200的軸向中心線214同軸對準。預混引導噴嘴200還可包括環形套筒或襯套216，其沿周向包繞波紋管208。在一個實施例中，襯套216可形成波紋208與襯套216之間的倉室或空隙218。襯套216可固定地接合，或可與柄204和/或流膨脹套環212可滑動地接合，因此允許柄204與膨脹套環212之間的熱膨脹。
[0049]在各種實施例中，如圖3，4和5中所示，預混引導噴嘴200包括末梢部分220。在特定實施例中，末梢部分220聯接和/或安裝在中心體102的下游端部分114內。末梢部分220可基本為環形，且可從流膨脹套環212相對于中心線214沿軸向向下游延伸。在特定實施例中，末梢部分220與柄204、波紋管208和流膨脹套環212中的一個或更多個同軸地對準。柄204、波紋管208、流膨脹套環212和末梢部分220中的各個均可至少部分地限定穿過中心體102(圖3)的引導空氣回路108。
[0050]在各種實施例中，如圖5中所示，末梢部分220包括圍繞或包圍中心線214環形地布置的多個預混管222。預混管222可沿徑向限定或設置在末梢部分220的內壁224與外壁226之間。各個預混管222相對于中心線214基本沿軸向延伸。各個預混管222均限定穿過預混引導噴嘴200的末梢部分220的預混流動通路228。
[0051]如圖5中所示，各個預混管222包括沿末梢部分220的上游壁或表面232限定的入口230，以及沿軸向偏離末梢部分220的下游表面或壁236的出口 234。各個預混管222的入口230與引導空氣回路108流體連通。各個預混管222的出口 234提供對應的預混流動通路228與燃燒室或反應區54(圖2)之間的流體連通。在特定實施例中，如圖5中所示，預混管222中的各個或至少一些包括一個或更多個燃料端口 238，其提供引導燃料回路106與對應的預混流動通路228之間的流體連通。
[0052]圖6為根據本發明的至少一個實施例的預混引導噴嘴200的末梢部分220的一部分的透視圖。如圖5和6中所示，內壁224的下游端240相對于中心線214終止于外壁226的下游端242的軸向上游。
[0053]在各種實施例中，如圖6中所不，末梢部分220的下游表面236在末梢部分220的內壁224的下游端240與末梢部分220的外壁226的下游端242之間延沿徑向、沿軸向和沿周向延伸。如圖6中所示，末梢部分220的下游表面236的至少一部分基本為彎曲的，且/或具有彎曲截面輪廓。
[0054]在各種實施例中，如圖5和6中所示，各個預混管222終止于內壁224的下游端240的軸向下游。以此方式，各個預混管222的出口 234沿軸向偏離內壁224的下游表面236和下游端240。在如圖6中所示的特定實施例中，預混管222中的至少一個基本終止于外壁226的下游端242的公共徑向平面附近或內。在備選實施例中，如圖7中所示，預混管222中的至少一個終止于相對于中心線214的外壁226的下游端242的軸向下游的點處。
[0055]圖8提供了根據本發明的各種實施例的預混引導噴嘴200的一部分的透視圖。在各種實施例中，如圖6和8中所示，下游表面236的至少一部分在內壁224的下游端240與外壁226的下游端242之間凹面地延伸。在特定實施例中，下游表面236的至少一部分圍繞預混管222彎曲，且/或形成至少部分地圍繞預混管222的混合物。在特定實施例中，如圖6和8中所示，相鄰的預混管222可沿下游表面236限定其間的冷卻流動通道244。在特定實施例中，如圖6中所示，預混管中的至少一個包括橋接部分246，其在對應的預混管222與末梢部分220的外壁226之間延伸。
[0056]在各種實施例中，如圖5和6共同所示，末梢部分220的內壁224限定開口248。如圖3中所示，開口 248可尺寸確定或構造成收納筒(Cartridge)250。筒250可包括僅氣體筒、空氣吹掃筒、液體燃料筒等。如圖6中所示，筒250可包括和/或限定一個或更多個冷卻通路或孔252，其限定在筒250的下游端254處或附近。筒250可構造成在冷卻介質流過筒250時將旋流給予冷卻介質。
[0057]在燃燒器24的引導預混操作中，引導燃料供應至引導燃料回路106，且引導空氣供應至引導空氣回路108。引導空氣經由入口 230流入預混流動通路228中。引導燃料經由燃料端口 238噴射到預混流動通路228中。引導燃料和引導空氣在預混流動通路228內混合，且預混燃料空氣混合物從預混管222的出口 234朝燃燒區54流動。如圖5中所示，預混燃料空氣混合物點燃，以便在各個預混管222出口 234處提供引導火焰256。
[0058]如圖5中所示，引導火焰256的底座部分258位于或鄰近各個預混管222的出口 234。諸如壓縮空氣(如圖6和8中的箭頭260指出的空氣)的冷卻介質供應至筒250。冷卻介質260從冷卻通路252沿預混引導噴嘴200的末梢部分220的下游表面236流動，因此將冷卻或膜冷卻提供至下游表面和/或預混管222。冷卻介質260然后可流出下游表面236，且由從燃料噴嘴組件100的環形通路118流出的燃料和空氣混合物帶走。
[0059]預混引導噴嘴200的下游表面236的彎曲或凹面形狀保持冷卻介質260的膜牢固地附接到下游表面236上，且還可允許沿下游表面236的冷卻介質的更厚的膜。限定在相鄰的預混管222之間的冷卻通道244在預混管的下游端之間和/或周圍發送冷卻介質，因此向其提供冷卻。
[0060]通過使預混管出口 234從內壁224的下游表面236和/或下游端240沿軸向偏移，弓丨導火焰256的底部部分258升離冷卻介質260的膜。結果，冷卻介質260不會與引導火焰256的底部部分258沖擊或交叉，因此對引導火焰256的反應率和引導火焰穩定性具有極小或零凈效果。
[0061]本書面描述使用了實例來公開本發明，包括最佳模式，且還使本領域的任何技術人員能夠實踐本發明，包括制作和使用任何裝置或系統，以及執行任何并入的方法。本發明的專利范圍由權利要求限定，且可包括本領域的技術人員想到的其它實例。如果此類其它實施例包括并非不同于權利要求的書面語言的結構元件，或如果它們包括與權利要求的書面語言無實質差別的等同結構元件，則此類其它實例意圖在權利要求的范圍內。
【主權項】
1.一種預混引導噴嘴，包括: 具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的內壁的下游端與所述末梢部分的外壁的下游端之間延伸，其中所述內壁的所述下游端終止于所述外壁的所述下游端的軸向上游，且其中所述下游表面的至少一部分為彎曲的； 其中所述末梢部分還包括圍繞所述末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管，其中各個預混管均限定穿過所述末梢部分的預混流動通路，以及其中各個預混管均包括從所述下游表面沿軸向偏移的出口。2.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，所述下游表面的至少一部分在所述內壁的所述下游端與所述外壁的所述下游端之間凹面地延伸。3.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，所述下游表面至少部分地圍繞所述預混管中的每一個彎曲。4.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，相鄰的預混管沿所述下游表面限定其間的冷卻流動通道。5.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，所述末梢部分至少部分地限定燃料噴嘴組件的中心體內的燃料回路，其中各個預混管與所述燃料回路流體連通。6.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，各個預混管均包括橋接部分，其連接至所述末梢部分的所述外壁。7.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，所述預混管中的至少一個終止于所述外壁的所述下游端附近。8.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，所述預混管中的至少一個終止于所述外壁的所述下游端的下游。9.根據權利要求1所述的預混引導噴嘴，其特征在于，所述末梢部分的所述內壁至少部分地限定筒開口。10.一種燃料噴嘴組件，包括: 沿所述燃料噴嘴組件的中心線軸向地延伸的中心體，所述中心體具有限定在其中的引導燃料回路和引導空氣回路； 在所述中心體內沿軸向延伸的預混引導噴嘴，所述預混引導噴嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的內壁的下游端與所述末梢部分的外壁的下游端之間延伸，其中所述內壁的所述下游端終止于所述外壁的所述下游端的軸向上游，且其中所述下游表面的至少一部分為彎曲的； 其中所述末梢部分還包括圍繞所述末梢部分環形地布置的多個沿軸向延伸的預混管，其中各個預混管包括從所述下游表面沿軸向偏移的出口，且其中各個管均限定穿過所述末梢部分的預混流動通路，其終止于所述下游表面的下游。
【文檔編號】F23R3/38GK106066048SQ201610249613
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610249613.8, CN 106066048 A, CN 106066048A, CN 201610249613, CN-A-106066048, CN106066048 A, CN106066048A, CN201610249613, CN201610249613.8
【發明人】J.T.斯圖爾特
【申請人】通用電氣公司