用于燃料喷嘴的液体燃料筒制造技术

一种用于燃气涡轮燃料喷嘴的液体燃料筒包括：管，其具有入口端和带一个或更多个燃料流出孔口的出口端；和均化器，其位于管内，在出口端的附近和上游。均化器由在相对端处开口的基本上圆柱形的本体和从该基本上圆柱形的本体径向向外地突出的第一排周向地间隔的凸缘形成，其中所述凸缘的径向外缘与管的内表面接合，从而形成用于液体燃料和水乳状液的多个孔口。均化器本体还可设有多个周向地间隔的径向定向的孔口，以促进燃料/水乳状液的更好混合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃气涡轮中的燃料燃烧，且具体而言，涉及用于干式低NOx(DLN)燃烧器的燃烧喷嘴。
技术介绍
燃气涡轮燃烧器混合大量的燃烧和压缩空气，焚烧所得的混合物，且生成燃烧气体以驱动涡轮。用于工业燃气涡轮的常规燃烧器通常包括圆柱形燃烧“筒”的环形阵列，在其中，空气和燃料混合且发生燃烧。来自压缩机(例如，轴向压缩机)的压缩空气流入燃烧器中，且燃料穿过延伸到各筒中的燃料喷嘴组件而喷射。由受让人开发的DLN系统使用两级预混燃烧器，该两级预混燃烧器设计成与天然气燃料一起使用且能够利用液体燃料操作。在常规示范构造中，六个主燃料喷嘴包绕燃烧器环形阵列中的各个的中心燃料喷嘴。简而言之，一个示范DLN燃烧系统在四个不同模式中操作：1.主-燃料仅至主喷嘴。燃料仅在主级中。该操作模式用于直到预选的燃烧基准温度，在低到中负载下点燃、加速和操作机器。2.贫-贫-燃料至主喷嘴和副喷嘴二者。火焰在主级和副级二者中。该操作模式用于两个预选燃烧基准温度之间的中间负载。3.副-燃料仅至副喷嘴。火焰仅在副区中。该模式为贫-贫与预混模式之间的过渡状态。需要该模式以在将燃料重新引入变为主预混区的区域中之前熄灭主区中的火焰。4.预混-燃料至主喷嘴和副喷嘴二者。火焰仅在第二级中。该操作模式在燃烧基准温度设计点处和附近实现。在预混模式中产生最佳排放。将认识到的是，主喷嘴和副喷嘴二者可为双燃料喷嘴，从而贯穿负载范围允许从气体到油的自动转移。关于副喷嘴或中心喷嘴，当依靠液体燃料操作时，燃料作为燃料和水的混合物(在燃烧器的外部混合)而被供应至中心喷嘴。燃料和水必须良好地混合，因为低质量的混合物可提供过多的水和不足的燃料，或反之亦然(或贯穿供应射流中的二者的不均匀分配)，这对燃烧具有不利影响，从而导致较高的NOx排放。因此，需要提供一种机构，通过该机构，在喷射到燃烧室中之前实现水和燃料的较高质量的乳状液。
技术实现思路
在一个示范但非限制性的实施例中，用于燃气涡轮燃料喷嘴的液体燃料筒包括：管，其具有入口管和设有一个或更多个燃料流出孔口的出口端；和均化器，其位于该管内，在出口端的附近和上游，均化器由在相对端处开口的基本上圆柱形的本体形成，具有从该基本上圆柱形的本体径向向外地突出的第一排周向地间隔的凸缘，且其中该凸缘的径向外缘与该管的内表面接合。在另一示范方面中，本专利技术提供了一种用于燃气涡轮燃料喷嘴的液体燃料筒，其包括：管，其具有入口端和带一个或更多个燃料流出孔口的出口端；均化器，其位于该管内，在出口端的附近和上游，该均化器由三个相邻但轴向地间隔的盘形成，包括设有相对小的中心开口的第一上游盘；设有相对大的中心开口的第二中间盘；和设有小于第一中心且由多个外开口包绕的中心开口的第三下游盘。在又一方面中，本专利技术提供了一种包括喷嘴本体的用于燃气涡轮的燃料喷嘴，该燃料喷嘴构造成包括围绕中心居中地定位的液体燃料筒的环形、同心的燃料和空气通路；液体燃料筒包括：管，其具有入口端和带一个或更多个燃料流出孔口的出口端；和均化器，其位于该管内，在出口端的附近和上游，均化器由在相对端处开口的基本上圆柱形的本体和从该基本上圆柱形的本体径向向外地突出的第一排周向地间隔的凸缘形成，其中凸缘的径向外缘与管的内表面接合。现在将结合以下标出的附图来更详细描述本专利技术。附图说明图1为工业燃气涡轮中的常规燃烧器的截面图；图2为根据本专利技术的示范但非限制性实施例的燃料喷嘴的透视图；图3为图2中所示的燃料喷嘴的局部截面；图4为图3中所示的燃料喷嘴的下游端的放大细节；图5为包括根据本专利技术的均化器的图2和3中所示的燃料喷嘴的末梢的放大截面透视图；图6为从图2-5中所示的燃料喷嘴的液体燃料筒移除的均化器的透视图；图7为根据本专利技术的另一均化器的透视图；图8为图2和3中所示但具有第三示范均化器的燃料喷嘴的末梢的放大截面透视图；图9为包括第四示范均化器的另一燃料喷嘴的末梢的放大细节；且图10为从图9中所示的液体燃料筒移除的均化器的透视图。具体实施方式图1为侧视图，以局部截面示出了常规涡轮发动机10，其包括轴向涡轮区段12、燃烧器14(示出一个)的环形阵列，以及轴向压缩机16。工作流体18(例如，由流动箭头指出的环境空气)由压缩机16加压，且被引导至燃烧器14中的各个。各燃烧器的端部联接到歧管，该歧管将液体燃料20和吹扫气体22(例如，压力下的环境空气)输送至燃烧器。燃料和吹扫气体流过燃料喷嘴组件24，与加压工作流体混合，且在各燃烧器的燃烧室26中燃烧。燃烧气体28从燃烧室流过燃烧室与涡轮之间的导管或过渡件30，以驱动被支承在涡轮转子上的轮叶(叶片32)。轴的旋转驱动压缩机16，且将有用的输出功率从燃气涡轮输出至例如发电机。各燃烧器14具有外圆柱形壳体34。来自压缩机的压缩空气(例如，工作流体18)流过形成在圆柱形流动套筒36与圆柱形燃烧衬套38之间的燃烧器中的环形导管40。燃烧室26在燃烧器的中空衬套内。压缩空气被沿与燃烧气流反流的方向流过燃烧区，且在燃烧器的头端处供应至燃料喷嘴组件24。燃烧器端盖42支承去往歧管(未示出)的管分支44，其对各燃烧器提供液体燃料20和被动的吹扫空气22。端盖42还包括通路，该通路将液体燃料20和吹扫空气22引导至燃料喷嘴组件24。图2为根据本专利技术的示范但非限制性实施例的燃料喷嘴组件46的透视图。燃料喷嘴通常位于DLN燃烧器的中心，由主喷嘴(未示出，但具有常规构造)的环形阵列包绕，它们各自通过常规的器件安装到燃烧器端盖，且包括凸缘48和管路50，以用于大体上如上文所述地将气体燃料和液体燃料供应至喷嘴组件。具体参看图3-5，在燃料喷嘴组件46的后端或下游端处，该构造包括外套筒或管52和第一内套筒或管54，它们限定气体转移通路56，其中流出孔口58以环形阵列布置。第一内套筒或管54和第二内管(在第一内管的径向内侧)60限定引燃气体燃料通路62，其例如具有多个流出孔口64(示出一个)，它们优选地以120°间距间隔。喷嘴还设有预混燃料通路63，其具有根据常规副燃料喷嘴的径向地定向的流出桩65。燃料喷嘴的该特征不形成本专利技术的部分。液体燃料筒66在燃料喷嘴内位于中心，液体燃料筒66限定径向地在筒66与第二内管60之间的辅助空气通路68。辅助空气在环形流出开口70处流出燃料喷嘴。液体燃料筒66自身提供或形成液体燃料通路72，其具有闭合端74，但设有燃料流出孔口76的阵列。在流出孔口76的上游存在均化器78，该均化器78具有可导致液体燃料筒66内的水/燃料混合物在经由孔口76喷射到燃烧室中之前变得均化的特征。图5和6示出了该第一示范均化器78的细节。具体而言，轴向地延伸的均化器本体80是基本上圆柱形的，具有开口上游端82和下游或入口端，下游或入口端在其中心处具有相对较小的孔或出口84，从而限定轴向通路86。轴向地延伸的本体80设有围绕本体周向地布置的孔口88的阵列，因此为在通路86中轴向地流动的燃料的一部分提供径向地定向的出口。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮燃料喷嘴的液体燃料筒，其包括：管，其具有入口端和出口端，所述出口端设有一个或更多个燃料流出孔口；和均化器，其位于所述管内，在所述出口端的附近和上游，所述均化器由在相对端处开口的基本上圆柱形的本体形成，具有从所述基本上圆柱形的本体径向向外地突出的第一排周向地间隔的凸缘，且其中所述凸缘的径向外缘与所述管的内表面接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃气涡轮燃料喷嘴的液体燃料筒，其包括：
管，其具有入口端和出口端，所述出口端设有一个或更多个燃料流出孔口；和
均化器，其位于所述管内，在所述出口端的附近和上游，所述均化器由在相对端处开口的基本上圆柱形的本体形成，具有从所述基本上圆柱形的本体径向向外地突出的第一排周向地间隔的凸缘，且其中所述凸缘的径向外缘与所述管的内表面接合。
2.根据权利要求1所述的液体燃料筒，其中，所述基本上圆柱形的本体设有在所述第一排周向地间隔的凸缘的附近和下游的一排周向地间隔的孔。
3.根据权利要求1所述的液体燃料筒，包括第二排周向地间隔的凸缘，所述第二排周向地间隔的凸缘从所述基本上圆柱形的本体径向向外地突出，其中所述凸缘的径向外缘与所述管的所述中间表面接合。
4.根据权利要求3所述的液体燃料筒，其中，所述第二排的周向地间隔的凸缘相对于所述第一排的周向地间隔的凸缘交错。
5.根据权利要求1所述的液体燃料筒，其中，所述基本上圆柱形的本体的所述相对端包括入口端和出口端，所述出口端具有比所述入口端的对应直径小的直径。
6.根据权利要求2所述的液体燃料筒，其中，所述基本上圆柱形的本体的所述相对端包括入口端和出口端，所述出口端具有比所述入口端的对应直径小的直径。
7.根据权利要求2所述的液体燃料筒，其中，所述基本上圆柱形的本体的所述相对端具有为基本上相同直径的开口。
8.一种用于燃气涡轮燃料喷嘴的液体燃料筒，其包括：
管，其具有入口端和出口端，所述出口端具有一个或更多个燃料流出孔口；
均化器，其位于所述管内，在所述出口端的附近和上游，所述均化器由三个相邻但轴向地间隔的盘形成，包括设有第一中心开口的第一上游盘；
设有第二中心开口的第二中间盘；和
设有由多个外开口包绕的第三中心开口的第三下游盘。
9.根据权利要求8所述的液体燃料筒，其中，所述第一中心开口小于所述第二中心开口。
10.根据权利要求8所述的液体燃料筒，其中，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：BB舍尔什恩约夫，AY格拉西莫夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US