用于涡轮机的喷嘴制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机的喷嘴，具体而言，涡轮机包括压缩机、可操作地连接到压缩机上的燃烧器、安装在燃烧器上的端盖和可操作地连接到燃烧器上的喷嘴组件。喷嘴组件包括延伸到第二端部的第一端部，以及设置在第二端部处的多个管元件。限定流体通道的多个管元件的每一个均包括本体，该本体具有延伸到第二末端区段的第一末端区段。第二末端区段伸出喷嘴组件的第二端部。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题涉及涡轮机的领域，更具体而言涉及用于涡轮机的喷嘴。
技术介绍
一般而言，燃气涡轮发动机燃烧释放热能的燃料/空气混合物而形成高温气流。 该高温气流经由热气体通路被引导到涡轮。涡轮将来自高温气流的热能转换为使涡轮轴旋转的机械能。涡轮可用于各种各样的应用中，例如用于向泵或发电机提供动力。在燃气涡轮机中，发动机效率随着燃烧气流温度升高而提高。遗憾的是，较高的气流温度产生较高水平的氮氧化物(NOx)，一种受到联邦和州规章限制的排放物。因此，在使燃气涡轮机在有效范围内运行同时还确保NOx的输出保持低于规定水平之间存在谨慎的平衡方案。一种实现低NOx水平的方法是确保燃料和空气在燃烧之前的良好混合。此外， 当使用纯H2或高H2燃烧时，燃料射流渗透不足以与可获得的空气混合。因此燃料将流经喷射器的预混器管部中的边界层。该燃料特性导致限制涡轮机的整体运行范围的闪回状态。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，一种涡轮机包括压缩机、可操作地连接到该压缩机上的燃烧器、安装在该燃烧器上的端盖和可操作地连接到该燃烧器上的喷嘴组件。该喷嘴组件包括延伸到第二端部的第一端部，以及设置在第二端部处的多个管元件。多个管元件的每一个均限定包括本体的流体通道，该本体具有延伸到第二末端区段的第一末端区段。第二末端区段伸出喷嘴组件的第二端部。根据本专利技术的另一方面，一种用于涡轮机的喷嘴组件包括延伸到第二端部的第一端部，以及设置在第二端部处的多个管元件。多个管元件的每一个均限定包括本体的流体通道，该本体具有延伸到第二末端区段的第一末端区段。第二末端区段伸出喷嘴组件的第二端部。这些和其它优点和特征将从结合附图的以下说明变得更加明显。 附图说明视为本专利技术的主题在权利要求书中具体指出并清楚地主张权利。从结合附图的以下详细描述，本专利技术的前述及其它特征和优点显而易见，在附图中图1是根据示例性实施例构成的包括多管喷嘴的示例性涡轮机的截面侧视图；图2是图1的示例性涡轮机的燃烧器部分的截面图；图3是根据示例性实施例构成的包括多个喷嘴组件的图2的燃烧器部分的局部截面侧视图；图4是图3的多个喷嘴组件中的一个的局部详图；图5是根据示例性实施例的另一方面的喷嘴组件的局部详图；图6是根据该示例性实施例的再一方面的喷嘴组件的局部详图；图7是根据该示例性实施例的再另一方面的喷嘴组件的局部详图；图8是根据该示例性实施例的又一方面的喷嘴组件的局部详图；图9是根据该示例性实施例的再又一方面的喷嘴组件的局部详图；以及图10是根据该示例性实施例的再又一方面的喷嘴组件的局部详图。详细描述通过参照附图举例解释了本专利技术的实施例及优点和特征。零部件清单2涡轮机4压缩机5压缩机组件6燃烧器8喷射器组件壳体10 涡轮21 图 222扩散器24压缩机排放气室30 端盖38，39，40 喷嘴组件41内部流动通路44燃烧器外壳46燃烧器衬垫48燃烧室49环形燃烧冷却通道55过渡件62第一级涡轮喷嘴64 内壁(55)65 夕卜壁(55)66，137，205，248，348 开口(65)68环形通道72引导腔80 第一端部(38)82，166，224，324 第二端部(38)84，168，226，326 气室(38)86，170，228，328 端壁90，175，230，330 多个管元件100，177，233，333 燃料进口管120，180，235，335 导管124，183，237，337 中央接收端口128，190，240, 340内部燃料传送气室130，196，243，343 本体(90)132，198，244，344 第一末端区段(90)134，200，245，345 第二末端区段(90)135，202，246，346 中间区段(90)143，209，250，350 接口区144 右160，220，320 喷嘴组件211 缓坡255凹入区域360成角度的区域400管元件402 第一端404 第二端具体实施例方式首先参照图1，根据示例性实施例构造的涡轮机总体以2表示。涡轮机2包括压缩机4和燃烧器组件5，该燃烧器组件5具有设置有燃料喷嘴或喷射器组件壳体8的至少一个燃烧器6。涡轮机2还包括涡轮10。在一个实施例中，涡轮机2为重负荷燃气涡轮发动机，然而，应理解的是，示例性实施例并不局限于任何一种特定的发动机构造并且可与各种各样其它的燃气涡轮发动机相结合使用。如图2中最佳地示出，燃烧器6与压缩机4以及涡轮10流动连通地联接。压缩机 4包括彼此流动连通地联接的扩散器22和压缩机排放气室M。燃烧器6还包括定位在其第一端处的端盖30。如以下将更充分地讨论的那样，端盖30支撑多个喷嘴组件，其中三个以38到40表示。燃烧器6还包括燃烧器外壳44和燃烧器衬垫46。如图所示，燃烧器衬垫46从燃烧器外壳44径向向内定位以便限定燃烧室48。环形燃烧器冷却通道49限定在燃烧器外壳44与燃烧器衬垫46之间。过渡件55将燃烧器6联接到涡轮10上。过渡件55 将在下游的燃烧器48中产生的燃烧气体引向第一级涡轮喷嘴(未示出)。朝着这一端，过渡件55包括内壁64和外壁65。外壁65包括多个开口 66，开口 66通向限定在内壁64与外壁65之间的环形通道68。内壁64限定在燃烧室48与涡轮10之间延伸的引导腔72。在运行期间，空气流经压缩机4并且压缩空气被供给到燃烧器6，且更具体而言被供给到喷射器组件38、39和40。同时，燃料被传给喷射器组件38到40以与空气混合并形成可燃混合物。当然，应理解的是，燃烧器6可包括附加喷嘴组件(未示出)并且涡轮机2 可包括附加燃烧器(也未示出)。任何情况下，可燃混合物被引导到燃烧室48并被点燃而形成燃烧气体。燃烧气体然后被引导到涡轮10。来自燃烧气体的热能被转换为机械、旋转能。就这一点而言，应理解的是，提出上述结构以便更彻底地理解涉及喷嘴组件38到40的特定结构的示例性实施例。然而，由于各喷嘴38到40是类似的，因此以下将在理解喷嘴组件39和40包括类似的结构的情况下参考喷嘴组件38进行详细描述。如图3中所示，喷嘴组件38包括第一端部或燃料进口 80，其经具有端壁86的燃料室84延伸到第二端部或周壁82。喷嘴组件38还包括以围绕周壁82径向延伸的多排布置的多个管元件，其中之一总体以90表示。如以下将更充分地讨论的，管元件90从燃料进口管100接收燃料，该燃料进口管100经喷嘴组件38从端盖30(图幻延伸到导管120，然后继续延伸到中央接收端口 124。然后，燃料填充喷嘴组件38中的上游燃料传送气室128 并在与空气混合并被引向燃烧室48之前被分配给多个管元件90的每一个。根据示例性实施例的一方面，上游燃料传送气室128由相邻的管元件90之间存在的间隙限定。通过此布置，燃料使周壁82冷却下来并从多个管元件90去除热量。由于高吐火焰通常很接近周壁 82粘连(anchoring)并升高多个管元件90的温度，因此希望散热。因此，示例性实施例通过降低在周壁82和多个管元件90处的温度而提高闪回裕量。如图4中最佳地示出，管元件90包括本体130，该本体130具有第一末端区段或进口 132，其经中间区段135从端壁86延伸到第二末端区段或出口 134。中间区段135包括将管元件90与上游燃料传送气室本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种涡轮机（２），包括：压缩机（４）；可操作地连接到所述压缩机（４）上的燃烧器（６）；安装在所述燃烧器（６）上的端盖（３０）；以及可操作地连接到所述燃烧器（６）上的喷嘴组件（３８，３９，４０），所述喷嘴组件（３８，３９，４０）包括延伸到第二端部（８２，１６６，２２４，３２４）的第一端部（８０），以及设置在所述第二端部（８２，１６６，２２４，３２４）处的多个管元件（９０，１７５，２３０，３３０），所述多个管元件（９０，１７５，２３０，３３０）的每一个均限定包括本体的流体通道，所述本体具有延伸到第二末端区段（１３４，２００，２４５，３４５）的第一末端区段（１３２，１９８，２４４，３４４），所述第二末端区段（１３４，２００，２４５，３４５）伸出所述喷嘴组件（３８，３９，４０）的所述第二端部（８２，１６６，２２４，３２４）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：严钟昊，T·E·约翰森，金冠佑，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US