本发明专利技术涉及一种用于监测燃烧器的系统和方法。燃烧器喷嘴(40)包括限定轴向中心线(48)的中心体(42)。围罩(44)周向地围绕中心体(42)的至少一部分，以在中心体和围罩之间限定环形通道(50)。腔室(54、56)在中心体内部，并且基本上平行于轴向中心线而对齐。传感器(62)在中心体内部延伸，并且大体邻近腔室，其中传感器探测燃烧器喷嘴附近的条件。一种用于监测燃烧器(70)的方法包括：使燃料流过在喷嘴中沿轴向对齐的中心体；和使工作流体流过与中心体基本上平行并且径向地在中心体外侧的环形通道。该方法还包括用位于中心体内部的传感器感测燃烧器内部的条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体涉及。在特定的实施例中，燃烧器喷嘴可包括传感器，以便监测燃烧器中的一个或者多个条件。
技术介绍
燃气涡轮、飞行器发动机及许多其它的基于燃烧的系统包括一个或者多个燃烧器，燃烧器将工作流体(诸如空气)与燃料混合，并且点燃燃料一空气混合物以便产生高温和高压的燃烧气体。图I示出了示范性的燃烧器10的简化截面图，其例如可包括在燃气涡轮中。外壳12可围绕燃烧器10，以便容纳流到燃烧器10的压缩的工作流体，并且燃烧器10可包括径向地布置在顶盖16和端罩18之间的一个或者多个喷嘴14。端罩18可包括用于将气态燃料、液态燃料、空气和/或水供给穿过喷嘴14的多个管、歧管、相关联的阀等(未 示出)。顶盖16和衬套20大体围绕和限定位于喷嘴14下游的燃烧室22，并且衬套20下游的过渡件24将燃烧室22连接到涡轮入口 26。具有流孔30的冲击套筒28可围绕过渡件24，以便在冲击套筒28和过渡件24之间限定环形通道32。压缩的工作流体可穿过冲击套筒28中的流孔30以流过环形通道32，以便向过渡件24和衬套20提供对流冷却。当压缩的工作流体到达端罩18时，压缩的工作流体反转方向，以便流过一个或者多个喷嘴14，在喷嘴处，压缩的工作流体与燃料混合，之后在燃烧室22中点燃，以便产生具有高温和高压的燃烧气体。在燃烧器10运行期间，可能会发生异常，其增加被管制的燃烧产物的排放、降低燃烧器的效率和/或降低燃烧器10内的构件的寿命。例如，燃烧器10内的过高的火焰温度可造成过度燃烧的状态，因此导致对燃烧室22或者下游构件的损伤。另外，过高的火焰温度可导致增加的排放物，并且可能需要到达燃烧器10的增加的冷却流，因此降低了燃烧器的效率。相似地，贫燃熄火(LBO)事件(以由于太稀薄的空气/燃料混合物而引起的熄灭的火焰为特征)增加了排放物且还降低了燃烧器效率。没有足够的监测，燃烧器10可能不会满足排放标准，可能会经历缩短的寿命，并且/或者可能以降低的效率运行。对于监测燃烧器10中的条件而言，本领域中已知许多系统。例如，燃烧器10可包括一个或者多个传感器34，传感器34探测和/或测量燃烧器10中的各种条件，诸如温度、压力、光和燃烧器10中实质上任何其它可测量的操作参数。如在图I中所示，传感器34可安装在穿过外壳12和/或衬套20的一个或者多个口 36中，以便允许传感器34访问或者探测燃烧室22内部的条件。沿着燃烧室22的侧面定位传感器34具有若干缺点。例如，图I中示出的传感器34各自都需要通过燃烧器10的外壳12和/或衬套20的穿孔(penetration)，产生了穿过穿孔或在穿孔周围的潜在泄漏和/或湍流源。另外，沿着燃烧器10的侧面定位的传感器34必然干扰沿着衬套20外部流动的工作流体流，因此增加了越过燃烧器10的工作流体的压差，这会降低燃气涡轮的总的效率。这两个缺点，以及与侧面安装的传感器34相关的其它缺点，减少了可用来在喷嘴14中与燃料混合的工作流体的量和/或流率。可用于与燃料预混合的工作流体的量对最高燃烧温度和NOx排放有直接的影响。已经做出了更多新近的尝试来将传感器34结合到燃烧器10的尾端，以便减少或者消除与工作流体流的任何干扰。尽管如此，位于燃烧器的尾端中的喷嘴14的尺寸和数量必然限制可用于传感器34的表面面积。因此，用于监测燃烧器10的、减少或者消除了穿过燃烧器10的侧面的穿孔和/或与工作流体的干扰的改进的系统和方法将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点下面在随后的描述中阐明，或者可从描述中显而易见，或者可通过本专利技术的实践来学习。本专利技术的一个实施例是燃烧器喷嘴，其包括限定轴向中心线的中心体。围罩周向 地围绕中心体的至少一部分，以便在中心体和围罩之间限定环形通道。腔室在中心体内部，并且基本上平行于轴向中心线而对齐(align)。传感器在中心体内部延伸，并且大体与腔室邻近，其中，传感器探测燃烧器喷嘴附近的条件。本申请的另一个实施例是燃烧器，其包括端盖和径向地设置在端盖中的多个喷嘴。多个喷嘴中的至少一个包括限定轴向中心线的中心体和中心体内部的传感器，其中，传感器探测燃烧器喷嘴附近的条件。本专利技术的实施例还可包括用于监测燃烧器的方法。该方法包括使燃料流过在喷嘴中沿轴向对齐的中心体；和使工作流体流过基本与中心体平行且径向地在中心体外侧的环形通道。该方法进一步包括使用位于中心体内部的传感器来感测燃烧器内部的条件。在审阅说明书之后，本领域内的普通技术人员将更好地了解这些实施例和其它实施例的特点和方面。附图说明在说明书的剩余部分中更具体地阐明了(包括参照附图)本专利技术的对本领域技术人员而言完整和能够实现的公开，包括其最佳模式，其中 图I是示范性的燃烧器的简化侧截面 图2是根据本专利技术的一个实施例的喷嘴的透视 图3是在图2中示出的喷嘴的一部分的放大的透视 图4是根据本专利技术的一个实施例的燃烧器的简化侧截面图；且 图5是根据本专利技术的一个实施例的、在图4中示出的燃烧器的简化轴向截面图。部件列表 燃烧器 10 外壳 12 喷嘴 14 顶盖 16 立而罩 18 衬套 20 燃烧室 22 过渡件 24涡轮入口 26 冲击套筒 28 流孔 30 环形通道 32 传感器 34 通道 36 喷嘴 40 中心体 42 围罩 44 叶片 46 轴向中心线 48 环形通道 50 燃料口 52 燃料腔室 54 稀释剂腔室 56 开口 58 下游表面 60 传感器 62 燃烧器 70 温度传感器 72 压力传感器 74 火焰探测器 76。具体实施例方式现将详细地参照本专利技术的当前实施例，其一个或者多个示例在附图中示出。详细的描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相同或者相似的标号已被用来指代本专利技术的相同或相似的部件。通过解释本专利技术而非限制本专利技术的方式来提供各个示例。事实上，对本领域技术人员将会显而易见的是，在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，在本专利技术中可做出修改和变化。例如，作为一个实施例的部分示出或者描述的特征可用在另一个实施例上，以便得到更进一步的实施例。因此，意图是，本专利技术覆盖了在所附的权利要求和它们的等效物的范围之内的这种修改和变化。本专利技术的不同实施例包括用于监测燃烧器内部的条件的系统和/或方法。例如，一些实施例可包括喷嘴，其在该喷嘴内部具有传感器，传感器大体与喷嘴的轴向中心线对齐。备选实施例可将多个喷嘴加入到燃烧器中，其中一个或者多个喷嘴具有传感器。这样，本专利技术的不同实施例能够实现在不需要额外的通过燃烧器侧面的穿孔(该穿孔可能会干扰燃烧器周围或者通过燃烧器的流体流)的情况下对燃烧器内的条件进行可靠监测。图2是根据本专利技术的一个实施例的喷嘴40的透视图，并且图3是在图2中示出的喷嘴40的一部分的放大的透视图。如图2和图3中所示，喷嘴40大体包括中心体42、围罩44及多个叶片46。中心体42在喷嘴40中居中地定位，并且大体沿着喷嘴40的长度延伸，以便限定喷嘴40的轴向中心线48。围罩44周向地围绕中心体42的大部分或者至少一部分，如图2中所示，以便在中心体42和围罩44之间限定环形通道50。环形通道50可基本平行于中心体42，例如，如图2和图3中所示。叶片46大体在中心体4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃烧器喷嘴(40)，包括：a.？中心体(42)，其中，所述中心体(42)限定了轴向中心线(48)；b.？围罩(44)，周向地围绕所述中心体(42)的至少一部分，以便在所述中心体(42)和所述围罩(44)之间限定环形通道(50)；c.？腔室(54、56)，在所述中心体(42)内部，并且基本平行于所述轴向中心线(48)而对齐；以及d.？传感器(62)，在所述中心体(42)内部延伸，并且大体邻近所述腔室(54、56)，其中，所述传感器(62)探测所述燃烧器喷嘴(40)附近的条件。
【技术特征摘要】
2011.08.08 US 13/204,7961.一种燃烧器喷嘴(40)，包括 a.中心体(42)，其中，所述中心体(42)限定了轴向中心线(48)； b.围罩(44)，周向地围绕所述中心体(42)的至少一部分，以便在所述中心体(42)和所述围罩(44)之间限定环形通道(50)； c.腔室(54、56)，在所述中心体(42)内部，并且基本平行于所述轴向中心线(48)而对齐；以及 d.传感器￠2)，在所述中心体(42)内部延伸，并且大体邻近所述腔室(54、56)，其中，所述传感器(62)探测所述燃烧器喷嘴(40)附近的条件。2.根据权利要求I所述的燃烧器喷嘴(40)，其特征在于，所述环形通道(50)基本平行于所述中心体(42)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的燃烧器喷嘴(40)，其特征在于，所述腔室(54.56)提供用于液态燃料通过所述中心体(42)的流体连通。4.根据前述权利要求中的任一项所述的燃烧器喷嘴(40)，其特征在于，所述腔室(54.56)提供用于稀释剂通过所述中心体(42)的流体连通。5.根据前述权利要求中的任一项所述的燃烧器喷嘴(40)，其特征在于，所述传感器(62)包括温度传感器(72)、压力传感器(74)或者火焰探测器(76)中的至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：AW克拉尔，K文卡塔拉曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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