用于保护喷嘴免于保持火焰或逆燃事故的多管式热熔断器制造技术

一种用于涡轮（３０）发动机（２）的预混合装置（１４）的保护系统，其包括：主体（４４），所述主体具有入口部分（４６）、出口部分（５２）和外壁（４５），其共同建立了燃料输送增压室；多个燃料混合管道，其延伸通过燃料输送增压室的至少一部分，所述多个燃料混合管道各包括至少一个燃料进料口，其流通地连接在燃料输送增压室上；以及至少一个热熔断器（２１１），其设置在至少一个管道（６０）的外表面上，所述至少一个热熔断器（２１１）包括这样一种材料，即当所述至少一个管道（６０）中的燃料点燃时，该材料将熔化并造成燃料从燃料进料口转向到至少一个旁路开口中。本发明专利技术还提供了一种根据该保护系统的方法和涡轮（３０）发动机（２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及涡轮机燃烧系统的领域，更具体地说，涉及一种用于保护多管式喷嘴的火焰抑制系统。
技术介绍
—般说来，燃气涡轮发动机燃烧燃料/空气混合物，其释放热能以形成高温气流。 高温气流通过热的气道而被引导至涡轮中。涡轮将来自高温气流的热能转换成使涡轮轴旋 转的机械能。轴可用于各种应用，例如用于将功率提供给泵或发电机。 在燃气涡轮中，发动机的效率随着燃烧气流的温度增加而增加。不幸的是，更高的 气流温度产生更高水平的氮氧化物(N0X)和排放，其受到联邦及州政府规章的限制。因此， 在有效范围内操作燃气涡轮，同时确保N0y的输出仍保持在所要求的水平之下，其之间存在 谨慎的平衡法规。 通过确保燃料和空气达到非常良好的混合，并燃烧稀薄的混合物，从而可获得低 的N0K平。各种技术可用于确保恰当的混合，例如干式低NOJDLN)燃烧器，包括贫油预混 合式燃烧器和贫油直喷式燃烧器。在采用贫油预混合式燃烧器的涡轮中，燃料在被允许进 入反应区域或燃烧区域中之前在预混合装置中与空气进行预混合。预混合降低了峰值燃烧 温度，结果还还减少了 N0x输出。然而，根据所采用的具体燃料，预混合可能在预混合装置 中造成自燃、逆燃和/或保持火焰。如人们想象得那样，在预混合装置中发生自燃、逆燃和/ 或保持火焰的情况可能损坏机器构件。这种情况至少会影响燃烧系统的排放以及性能，并 可能导致设备的老化或破坏。 因而，所需要的是用于解决与预混合装置中的自燃、逆燃和/或保持火焰相关问 题的方法和装置。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供了一种用于涡轮发动机的预混合装置的保护系统， 其包括主体，所述主体具有入口部分、出口部分和外壁，其共同建立了至少一个燃料输送 增压室；多个燃料混合管道，其延伸通过所述至少一个燃料输送增压室的至少一部分，所述 多个燃料混合管道各包括至少一个燃料进料口 ，其流通地连接在所述至少一个燃料输送增 压室上；至少一个热熔断器，其设置在至少一个管道的外表面上，所述至少一个热熔断器包 括当所述至少一个管道中发生燃料点火时将熔化的材料，并造成燃料从燃料进料口转向到 至少一个旁路开口中。 在另一实施例中，本专利技术提供了一种用于将燃料输送至燃烧器中的预混合装置的 制造方法，其包括选择一种预混合装置，其包括主体，所述主体具有入口部分、出口部分和 外壁，其共同建立了至少一个燃料输送增压室；和多个燃料混合管道，其延伸通过所述至少 一个燃料输送增压室的至少一部分，所述多个燃料混合管道各包括至少一个燃料进料口 ， 其流通地连接在所述至少一个燃料输送增压室上；选择一种熔断材料，用于将至少一个热熔断器安装到所述预混合装置中；并将至少一个热熔断器设置在所述预混合装置的至少一 个管道的外表面上。 在又一实施例中，本专利技术提供了一种涡轮发动机，其包括至少一个燃料源；至少 一个燃烧空气源；一种用于使燃料和燃烧空气混合的装置，所述装置包括主体，其具有入口 部分、出口部分和外壁，其共同建立了至少一个燃料输送增压室；和多个燃料混合管道，其 延伸通过所述至少一个燃料输送增压室的至少一部分，所述多个燃料混合管道各包括至少 一个燃料进料口 ，其流通地连接在所述至少一个燃料输送增压室上；至少一个热熔断器，其 设置在至少一个管道的外表面上，所述至少一个热熔断器包括当所述至少一个管道中发生 燃料点火时将熔化的材料，并造成燃料从燃料进料口转向到至少一个旁路开口中。附图说明 图1是根据本专利技术的一个示例性实施例而构造的包括燃料进料喷嘴的示例性的燃气涡轮发动机的横截面侧视图； 图2是图1中所描绘的喷嘴的侧视图； 图3是图2喷嘴的横截面侧视图； 图4是喷嘴出口部分的横截面透视图，并描绘了燃料输送口 ； 图5是喷嘴另一实施例的横截面侧视图，并且描绘了包括保持火焰事故和逆燃等 操作异常情况； 图6是图5中所描绘的热熔断器添加了喷嘴的局部横截面侧视图，并且进一步显 示了热熔断器作为热保护系统的操作方面的情况； 图7-13描绘了热熔断器的其它实施例。 部件列表 2发动机；4压縮机；8燃烧器组件；10燃烧器组件壁；12燃烧室；14预混合装置 /喷嘴；18燃料入口 ；30涡轮；34压縮机/涡轮轴；44主体；45外壁；48第一流体入口 ；52 出口部分；60管道；46入口部分；74第一流体输送增压室；76第二流体输送增压室；78第三流体输送增压室；80安装法兰；88第一段或入口端段；89第二段或出口端段；90中间段； 93角度部分；103第一流体输送口 ；104第二流体输送口 ；105第三流体输送口 ；160管道； 145外壁；174第一流体输送增压室；176第二流体输送增压室；152出口部分；146入口部 分；190伸长的中间段；181第一安装法兰；182第二安装法兰；171燃烧异常；161燃料通 道；203第一燃料输送口 ；204第二流体输送口 ；205第三流体输送口 (旁路开口) ；201熔断 器；211共享的热熔断器；212单独的热熔断器。具体实施例方式本文公开了用于在涡轮发动机的多管式进料喷射器中提供保持火焰和逆燃的保 护的方法和装置。为了提供用于本文教导的背景，在图1至图4中提供了涡轮发动机的示 例性实施例和多管式进料喷射器的示例性实施例的方面。 图1是示例性的燃气涡轮发动机2的示意图。发动机2包括压縮机4和燃烧器组 件8。燃烧器组件8包括燃烧器组件壁10，其至少部分地限定了燃烧室12。至少一个预混 合装置或喷嘴14延伸通过燃烧器组件壁10并通向到燃烧室12中。如以下将更完整论述的那样，喷嘴14通过燃料进口 18接收第一流体或燃料，并从压縮机4接收第二流体或压縮 空气。燃料和压縮空气被混合，传送到燃烧室12中，并点火以形成高温、高压的燃烧产物或 空气流。虽然在示例性实施例中只显示了单个燃烧器组件8，但发动机2可包括多个燃烧器 组件8。总之，发动机2还包括涡轮30和压縮机/涡轮轴34(有时称为转子)。根据本领 域中已知的方式，涡轮30联接并驱动轴34，从而驱动压縮机4。 在操作中，空气流入压縮机4中，并被压縮成高压气体。高压气体供应给燃烧器组 件8，并在喷嘴14中与燃料，例如工艺气体和/或合成气体混合。燃料/空气或可燃混合物 被传送到燃烧室12中，并点火形成高压、高温的燃烧气流。备选地，燃烧器组件8可燃烧燃 料，其包括，但不局限于，天然气和/或燃料油。总之，燃烧器组件8将燃烧气流弓I导至涡轮 30中，其将热能转化成机械转动能。 现在将参照图2-4描述根据本专利技术的示例性实施例构造而成的喷嘴14。如图所 示，喷嘴14包括主体44，其具有外壁45，外壁限定了入口部分46和出口部分52，入口部分 包括第一流体入口 48，可燃混合物经由出口部分52传送到燃烧室12中。喷嘴14还包括多 个流体输送或混合管道以及多个流体输送增压室74， 76和78，其中一个流体输送或混合管 道被标为60，其在入口部分46和出口部分52之间延伸，流体输送增压室74， 76和78选择 性地将第一流体和或其它物质输送至输送管60中，如以下将更完整地论述的那样。在所示 的示例性实施例中，增压室74限定了设置在出口部分52附近的第一增压室，增压室76限 定了设置在喷嘴14中心的中间增压室，并且增压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮（３０）发动机（２）的预混合装置（１４）的保护系统，所述系统包括：主体（４４），所述主体具有入口部分（４６）、出口部分（５２）和外壁（４５），其共同建立了至少一个燃料输送增压室；多个燃料混合管道，其延伸通过所述至少一个燃料输送增压室的至少一部分，所述多个燃料混合管道各包括至少一个燃料进料口，其流通地连接在所述至少一个燃料输送增压室上；和至少一个热熔断器（２１１），其设置在至少一个管道（６０）的外表面上，所述至少一个热熔断器（２１１）包括这样一种材料，其在所述至少一个管道（６０）中的燃料点燃时将熔化，并造成燃料从所述燃料进料口转向到至少一个旁路开口中。

【技术特征摘要】
US 2008-10-29 12/260451一种用于涡轮(30)发动机(2)的预混合装置(14)的保护系统，所述系统包括主体(44)，所述主体具有入口部分(46)、出口部分(52)和外壁(45)，其共同建立了至少一个燃料输送增压室；多个燃料混合管道，其延伸通过所述至少一个燃料输送增压室的至少一部分，所述多个燃料混合管道各包括至少一个燃料进料口，其流通地连接在所述至少一个燃料输送增压室上；和至少一个热熔断器(211)，其设置在至少一个管道(60)的外表面上，所述至少一个热熔断器(211)包括这样一种材料，其在所述至少一个管道(60)中的燃料点燃时将熔化，并造成燃料从所述燃料进料口转向到至少一个旁路开口中。2. 根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于，所述旁路开口设置在所述出口部分 (52)和所述至少一个管道(60)的下游部分的至少一个中。3. 根据权利要求l所述的保护系统，其特征在于，所述至少一个热熔断器(211)包括 铝、铅、锡以及选择成可在所述点燃时发生熔化的材料中的至少其中一种。4. 根据权利要求l所述的保护系统，其特征在于，所述至少一个热熔断器(211)在至少 两个所述管道之间共享。5. 根据权利要求l所述的保护系统，其特征在于，所述热熔断器(211)包括单一的热熔 断器(211)。6. —种用于将燃料输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：BP莱西，LB小达维斯，TE约翰逊，WD约克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]