燃料喷嘴组件制造技术

一种系统包括燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括围绕中心轴线设置的第一壁、围绕第一壁设置的第二壁以及设置在第一壁和第二壁之间的多个凸瓣，其中所述多个凸瓣围绕所述中心轴线间隔开以限定多个流动通道，并且所述多个流动通道被配置成将多个流输出到火焰区域中。

Fuel nozzle assembly

A system includes a fuel nozzle and the fuel nozzle includes a first wall around the central axis, set around the second walls of the first wall is arranged and is provided with a plurality of convex valve between the first and second walls, wherein the plurality of convex intervals around the valve open the central axis to define a plurality of flow channels, the a plurality of flow channels and configured to output a plurality of flow into the flame zone.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料喷嘴组件专利技术背景本说明书公开的主题涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及燃气涡轮发动机的燃料喷嘴组件。燃气涡轮发动机燃烧燃料和空气的混合物以产生热燃烧气体，热燃烧气体继而驱动一个或多个涡轮级。特别地，热燃烧气体迫使涡轮叶片旋转，由此驱动轴以使一个或多个负载旋转，例如发电机。燃气涡轮发动机包括一个或多个燃料喷嘴组件，以将燃料和空气喷射到燃烧器中。燃料喷嘴组件的设计和构造可以显著影响废气排放物(例如，氮氧化物、一氧化碳等)以及燃料喷嘴组件的部件的寿命。此外，燃料喷嘴组件的设计和构造可以显著影响安装、拆卸、维护和一般维修的时间、成本和复杂性。因此，期望改进燃料喷嘴组件的设计和构造。
技术实现思路
在范围方面与初始要求保护的专利技术相一致的某些实施例总结如下。这些实施例不意图限制要求保护的专利技术的范围，相反，这些实施例意图仅提供本专利技术的可能形式的简短总结。实际上，本专利技术可涵盖可类似于或不同于下文阐述的实施例的多种形式。在第一实施例中，一种系统包括燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括围绕中心轴线设置的第一壁、围绕第一壁设置的第二壁以及设置在第一壁和第二壁之间的多个凸瓣(lobes)，其中所述多个凸瓣围绕所述中心轴线间隔开以限定多个流动通道，并且所述多个流动通道被配置成将多个流输出到火焰区域中。在第二实施例中，一种系统包括燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括围绕中心轴线设置的第一壁、围绕第一壁设置的第二壁以及设置在第一壁和第二壁之间的多个凸瓣。所述多个凸瓣围绕中心轴线间隔开以限定多个流动通道，并且所述多个凸瓣延伸到燃料喷嘴的下游端部部分。在第三实施例中，一种系统包括燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括多个凸瓣。所述多个凸瓣围绕中心轴线间隔开以限定多个流动通道，并且所述多个凸瓣延伸到燃料喷嘴的下游端部部分。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时，将会更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方面和优点，其中在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，在附图中：图1是具有燃料喷嘴组件的涡轮系统的实施例的框图，该燃料喷嘴组件包括带凸瓣护罩；图2是图1的涡轮系统的燃烧器的实施例的截面图，其中燃烧器包括具有带凸瓣护罩的多个燃料喷嘴组件；图3是图1的燃料喷嘴组件和带凸瓣护罩的实施例的剖视图，其中燃料喷嘴组件和带凸瓣护罩包括多个燃料喷射端口和多个燃料和空气混合区域；图4是图3的燃料喷嘴组件的下游端部部分的实施例的透视图，其中燃料喷嘴组件的下游端部部分包括具有多个凸瓣和注入端口的带凸瓣护罩；图5是图3的燃料喷嘴组件的下游端部部分的实施例的俯视图，其中下游端部部分包括带凸瓣护罩，该带凸瓣护罩具有围绕燃料喷嘴组件的轴向轴线周向间隔开、并朝燃料喷嘴组件的中心引燃器径向延伸的多个凸瓣；图6是图3和图5的燃料喷嘴组件的下游端部部分的实施例的局部俯视图；图7是带凸瓣护罩的实施例的剖面图，其中带凸瓣护罩包括凸瓣通道，该凸瓣通道具有朝燃料喷嘴组件的下游端部部分减小的直径；图8是沿线8-8截取的图7的带凸瓣护罩的实施例的局部截面俯视图，示出了燃料喷嘴组件的下游端部部分的上游的多个凸瓣的径向长度；图9是沿着线9-9截取的图7的带凸瓣护罩的实施例的局部截面俯视图，示出了多个凸瓣在下游方向上增加的径向长度；图10是沿着线10-10截取的图7的带凸瓣护罩的实施例的局部截面俯视图，示出了多个凸瓣在下游方向上增加的径向长度；图11是带凸瓣护罩的实施例的局部俯视图，其中带凸瓣护罩包括具有圆形形状的凸瓣引燃器开口；图12是带凸瓣护罩的实施例的局部俯视图，其中带凸瓣护罩包括具有多个球状物的凸瓣引燃器开口；和图13是带凸瓣护罩的实施例的局部俯视图，其中带凸瓣护罩包括具有渐缩形状的凸瓣引燃器。具体实施方式下文将描述本专利技术的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，可能无法在本说明书中描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出众多特定于实施方案的决定以实现开发者的特定目标，例如遵守与系统有关和与商业有关的约束，所述约束可能在不同实施方案之间有所不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，然而对于受益于本专利技术的所属领域的技术人员来说，这些都是设计、构造和制造中的常规任务。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，用词“一”和“所述”旨在表示存在一个或多个所述元件。术语“包括”和“具有”意图是包括性的且意味着可能存在除了所列元素之外的额外元素。本公开涉及用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴组件。燃料喷嘴组件将燃料和氧化剂(例如空气)的混合物提供给燃气涡轮发动机的燃烧区域(例如，火焰区域)以产生火焰。涡轮将来自火焰的热能转换成用于向机器(例如，发电机、泵等)提供动力的机械能。燃料喷嘴组件通常控制在燃烧区域内的燃料喷嘴组件下游的火焰的特性(例如，长度、形状等)以及排放物的产生。例如，燃料喷嘴组件包括支撑结构(例如主体)，其限定用于接收燃料和空气流从而产生混合物的内部容积部(interiorvolume)。另外，燃料喷嘴组件包括可移除地联接到支撑结构的喷嘴护罩，该喷嘴护罩包括限定通道的多个凸瓣，所述通道将燃料和空气混合物流分隔成彼此间隔开的多个料流(streams)。凸瓣延伸到燃料喷嘴组件的下游端部部分，从而有助于在料流离开燃料喷嘴组件时分离这些料流。通过在燃料喷嘴组件中将燃料和空气混合物分成多个流，在燃烧区域中产生的初级火焰(primaryflame)可以被分成多个火焰，所述多个火焰与由不分割的燃料和空气混合物产生的初级火焰相比具有更短的火焰长度(和更小的体积)。此外，燃料喷嘴组件包括多个水力直径(hydraulicdiameters)，其加速燃料和空气混合物的混合，由此产生均匀焚烧(例如，燃烧)的同质的燃料和空气混合物(homogenousfuelandairmixture)。这样，本文公开的燃料喷嘴组件可以减少在高火焰温度(例如，高于1500℃的火焰温度)下产生的排放物，并且可以用于具有小反应区容积部(例如，反应区时间为大约5毫秒(msec)或更少)的燃烧器中。燃料喷嘴组件的水力直径被定义为流动面积(FA)的四倍/湿周(wettedperimeter)(P)(4FA/P)，其中P是与燃料/空气混合物流接触的周边表面。喷嘴护罩还包括凸瓣通道(例如，凸瓣指状物(lobefingers))，其将额外的燃料和氧化剂(例如空气)混合，并将额外的燃料和空气混合物引导至燃烧区域以产生次级火焰(secondaryflames)。次级火焰将多个火焰锚定到喷嘴护罩组件，由此在较低负载条件下稳定多个初级火焰。通过改变初级火焰的特性(例如，火焰长度/形状)，对于低于大约1500℃的火焰温度，可以减少CO和未焚烧的碳氢化合物(UHC)排放物的产生(即，燃烧效率提高)。此外，由于公开的燃料喷嘴提高了燃烧效率，所以燃料喷嘴组件可以与具有小反应时间区的燃烧器一起使用。因此，目前描述的系统可以例如降低制造成本，延长设备寿命和/或降低排放。图1示出了涡轮系统10的实施例的框图。如下面详细描述的，所公开的涡轮系统10(例如，燃气涡轮发动机)可以采用如下所述的燃料喷嘴组件，其可以改善系统耐用性、可操作性和可靠性。如图所示，系统10包括压缩机12(例如，具有一个或多个压缩级)、一个或多个涡轮燃烧器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：燃料喷嘴，其包括：第一壁，其围绕中心轴线设置；第二壁，其围绕所述第一壁设置；和多个凸瓣，其设置在所述第一壁和所述第二壁之间，其中，所述多个凸瓣围绕所述中心轴线间隔开以限定多个流动通道，并且所述多个流动通道被配置成将多个流输出到火焰区域中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 US 14/7886441.一种系统，包括：燃料喷嘴，其包括：第一壁，其围绕中心轴线设置；第二壁，其围绕所述第一壁设置；和多个凸瓣，其设置在所述第一壁和所述第二壁之间，其中，所述多个凸瓣围绕所述中心轴线间隔开以限定多个流动通道，并且所述多个流动通道被配置成将多个流输出到火焰区域中。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个凸瓣延伸到所述燃料喷嘴的下游端部部分。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个凸瓣从所述第二壁朝所述第一壁延伸，或者所述多个凸瓣从所述第一壁朝所述第二壁延伸，或者它们的组合。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个凸瓣中的每个凸瓣具有邻近相应凸瓣的末端的径向间隙。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个凸瓣中的至少一个凸瓣具有沿着所述至少一个凸瓣的轴向凸瓣尺寸恒定的径向凸瓣尺寸，或者所述多个流动通道中的至少一个通道具有沿着所述至少一个通道的轴向通道尺寸恒定的径向通道尺寸，或者它们的组合。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个凸瓣中的至少一个凸瓣具有沿着所述至少一个凸瓣的轴向凸瓣尺寸可变的径向凸瓣尺寸，或者所述多个流动通道中的至少一个通道具有沿着所述至少一个通道的轴向通道尺寸可变的径向通道尺寸，或者它们的组合。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述可变径向凸瓣尺寸在下游方向上逐渐增加或减小，或者所述可变径向通道尺寸在下游方向上逐渐增加或减小，或者它们的组合。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个凸瓣中的至少一个凸瓣的凸瓣尺寸相对于所述多个流动通道中的至少一个通道的通道尺寸在下游轴向方向上沿着所述燃料喷嘴的所述中心轴线反比例地变化。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述凸瓣尺寸包括径向凸瓣尺寸、凸瓣宽度或凸瓣横截面积，其中，所述通道尺寸包括径向通道尺寸、通道宽度或通道横截面积。10.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述下游轴向方向上，在所述通道尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA博德曼，GA萨拉扎洛伊斯，JM马蒂尼，R莎马，RP卡兰德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US