專利名稱：燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪機(jī)的多個燃燒器環(huán)形安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)的殼體周圍。如圖3中所示，傳 統(tǒng)燃燒器51具有引燃噴嘴52和繞引燃噴嘴52環(huán)形布置的多個主噴嘴53。在燃油與燃?xì)?之間切換燃料的雙模式的情況下，主噴嘴53的結(jié)構(gòu)具有用于通過燃油的通路和用于通過 燃?xì)獾耐贰Ｒ紘娮?2還具有類似的結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)1 :美國專利No. 4258544
專利文獻(xiàn)2 :日本專利No. 3495730

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題 圖4(a)和4(b)示出傳統(tǒng)主噴嘴53的細(xì)節(jié)。圖4(a)是其前端側(cè)的軸向方向上的 截面視圖，并且圖4(b)是沿圖4(a)中的線C-C截取的截面視圖。 如上所述，在雙模式的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器中，主噴嘴53的結(jié)構(gòu)具有用于通過燃油 的通路和用于通過燃?xì)獾耐贰Ｖ行墓?4的內(nèi)部用作通過燃油的燃油通路56，并且外管 55設(shè)有通過燃?xì)獾娜細(xì)馔?7a、57b。通過燃油通路56的燃油處于大約40°C的溫度，而在 主噴嘴53周圍流過的燃燒空氣處于大約45(TC的高溫度。為了抑制因該溫度差引起的熱應(yīng) 力，主噴嘴53以類似蓮藕的穿孔形狀形成，如圖4(b)中所示，并且其空心部分用作燃油通 路56(中心管54)和燃?xì)馔?7a、57b。在主噴嘴53中，為了調(diào)節(jié)中心管54與外管55之 間熱伸長的差，中心管54的后端部可在軸向方向上滑動，并且構(gòu)造成使用用于在油腔61與 中心管54之間密封的特殊的0形環(huán)(氟塑料基橡膠)(見圖3)。 如上所示，雙模式燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的主噴嘴53具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且期望簡化 主噴嘴53的結(jié)構(gòu)并降低成本。特別地，主噴嘴53的截面形狀是復(fù)雜的。通常，利用伸長孔 加工設(shè)備、線切割電火花機(jī)床等在桿狀構(gòu)件的軸向方向上加工具體的伸長的孔，以使桿狀 構(gòu)件形成為穿孔形狀。這是高成本的主要因素。 此外，當(dāng)使用雙模式燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器時必須防止燃油的焦化。為此目的，中心管 54的溫度需要設(shè)置在不發(fā)生焦化的指定溫度或更低的溫度。還利用傳統(tǒng)主噴嘴53，空氣 絕熱層58形成在中心管54周圍，由此降低了繞主噴嘴53的燃燒空氣的影響。然而，如圖 4(b)中所示，主噴嘴53具有如下的結(jié)構(gòu)空氣絕熱層58直接接觸與燃燒空氣直接接觸的 外管55。因此，不易于將中心管54的溫度設(shè)定在指定溫度或更低的溫度。除非例如在設(shè)計(jì) 主噴嘴53時開始考慮輸入到主噴嘴53的熱平衡，否則難于將中心管54的溫度設(shè)定在指定 溫度或更低溫度。不僅主噴嘴53的設(shè)計(jì)，而且其制造也困難，這造成了導(dǎo)致高成本的因素。
如上所述，主噴嘴53具有因各種因素導(dǎo)致高成本的問題。因此，期望具有低成本 的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。
根據(jù)上述問題來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種低成本的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒 器。 解決問題的手段 —種根據(jù)本發(fā)明的第一方面的意圖解決上述問題的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器是具有主 噴嘴的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，每個主噴嘴設(shè)有用于通過燃油的燃油通路和用于通過燃?xì)獾娜?氣通路， 其特征在于，各主噴嘴具有圓筒形中心管，該圓筒形中心管設(shè)置在主噴嘴的中心 處并且將中心管的內(nèi)部用作燃油流過的燃油通路；圓筒形外管，該圓筒形外管設(shè)置在主噴 嘴的最外周上；和支撐管，該支撐管設(shè)置在中心管與外管之間，中心管、外管和支撐管各自 獨(dú)立地形成， 支撐管具有便于在支撐管與中心管的外周之間形成變?yōu)榭諝饨^熱層的間隙的內(nèi)
徑，并且包括多個支撐部分，該支撐部分形成在軸向地上游側(cè)且徑向接觸外管的內(nèi)周；多個
凹槽部分，該凹槽部分沿著軸向方向在支撐部分之間形成；以及圓筒形部分，該圓筒形部分
在軸向下游側(cè)上形成并且該圓筒形部分的外徑等于或小于凹槽部分的外徑，并且 由外管和凹槽部分形成的空間和由外管和圓筒形部分形成的空間用作燃?xì)庠谄?br> 中流動的燃?xì)馔贰?根據(jù)本發(fā)明的第二方面的意圖解決上述問題的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器是根據(jù)本發(fā)明 第一方面的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，其特征在于， 在外管的軸向上游側(cè)上的側(cè)表面中設(shè)置有開口部分，并且通過在開口部分所處的 位置處部分地切除支撐部分而設(shè)置有切口 ， 由此，通過開口部分供應(yīng)燃?xì)?，并且將燃?xì)鈴那锌谝氲桨疾鄄糠帧?根據(jù)本發(fā)明的第三方面的意圖解決上述問題的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器是根據(jù)本發(fā)明
第一方面或第二方面的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，其特征在于， 中心管具有通過焊接固定的前端部和后端部，并且所述中心管在該中心管的后端
側(cè)上具有形成為線圈形狀的線圈狀彎曲部。 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，中心管、外管和支撐管每個獨(dú)立地形成。因此，成為空氣 絕熱層的間隙能夠通過簡單結(jié)構(gòu)形成在支撐管與中心管的外周之間。因此，能夠抑制在主 噴嘴周圍流動的燃燒空氣的影響，以防止燃油的焦化。此外，如果中心管振動，則能夠通過 支撐管停止該中心管的振動。此外，當(dāng)設(shè)計(jì)和制造主噴嘴時，不必考慮熱輸入的平衡。這使 得能夠降低設(shè)計(jì)和制造成本。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，主噴嘴構(gòu)造成使得供應(yīng)到主噴嘴的燃?xì)獾牧黧w力不直接 作用在中心管上，由此能夠防止中心管的振動，并且能夠保持流入燃?xì)獾牧鲃硬皇茏璧K。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，線圈狀彎曲部能夠調(diào)節(jié)中心管中的熱伸長，并且抑制熱
應(yīng)力。于是，與傳統(tǒng)技術(shù)不同，o形環(huán)變得不必要，因此，減少了部件的數(shù)量、簡化了結(jié)構(gòu)、降
低了制造成本且提高了可維護(hù)性。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的實(shí)施例的示意性視圖。
圖2(a)至2(c)是圖1中所示的根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器中的主噴嘴的截 面視圖，其中圖2(a)是在主噴嘴軸向方向上的截面視圖，圖2(b)是沿圖2(a)中的線A-A 截取的截面視圖，并且圖2(c)是沿圖2(a)中的線B-B截取的截面視圖。
圖3是示出傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的示意性視圖。 圖4(a)和4(b)是圖3中所示的傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器中的主噴嘴的截面視圖， 圖4(a)是主噴嘴的軸向方向上的截面視圖，并且圖4(b)是沿圖4(a)中的線C-C截取的截
面視圖。附圖標(biāo)記1燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器2引燃噴嘴3 主噴嘴4 中心管5 外管6 燃油通路7a燃?xì)馔?凹槽部分)7b燃?xì)馔? 支撐管9 空氣絕熱層
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在通過參考圖1至2描述根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的實(shí)施例。
實(shí)施例1 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的實(shí)施例的示意性視圖。在本實(shí)施例 中，如在傳統(tǒng)技術(shù)中那樣，燃?xì)鉁u輪機(jī)的多個燃燒器1環(huán)形地安裝在燃?xì)鉁u輪機(jī)的殼體周 圍。燃燒器l能夠以雙模式在燃油與燃?xì)庵g切換。如圖l中所示，燃燒器l具有引燃噴 嘴2和多個(例如八個)環(huán)形布置在引燃噴嘴2周圍的主噴嘴3。引燃噴嘴2和主噴嘴3 的結(jié)構(gòu)都具有用于通過燃油的燃油通路和用于通過燃?xì)獾娜細(xì)馔贰?圖2(a)至2(c)是用于示出本實(shí)施例的主噴嘴3的結(jié)構(gòu)的截面視圖。圖2 (b)是 沿圖2(a)中的線A-A截取的截面視圖，并且圖2(c)是沿圖2(a)中的線B-B截取的截面視 圖。 如圖2(a)至2(c)中所示，本實(shí)施例的主噴嘴3還具有圓筒形的中心管4，該中心 管4設(shè)置在主噴嘴3的中心處，并且如在傳統(tǒng)技術(shù)中那樣，中心管4的內(nèi)部用作燃油通過的 燃油通路6。另一方面，通過設(shè)置在主噴嘴3的最外周邊上的圓筒形外管5與設(shè)置在中心管 4與外管5之間的支撐管8之間的空間形成燃?xì)馔ㄟ^的燃?xì)馔?(7a、7b)。
中心管4由通用的標(biāo)準(zhǔn)管形成，并且其前端部4a經(jīng)由稍后描述的支撐管8通過 Tig焊等而焊接到圓筒形外管5的前端部5a的內(nèi)部，而其后端部4b通過Tig焊等焊接到 用于支撐引燃噴嘴2和主噴嘴3的噴嘴管基座11。此外，線圈狀彎曲部4c設(shè)置在中心管4 的后端部4b附近，用于調(diào)節(jié)因中心管4與外管5之間的熱伸長差而在中心管4和外管5中 引起的移位且用于抑制熱應(yīng)力。因此，與傳統(tǒng)技術(shù)不同，O型圈變得不必要，因而減少了部件的數(shù)量、簡化了結(jié)構(gòu)、降低了制造成本并且提高了可維護(hù)性。 與中心管4和外管5無關(guān)的支撐管8設(shè)置在中心管4的外周側(cè)和外管5的內(nèi)周側(cè)上。該支撐管8的內(nèi)徑使得在支撐管8與中心管4的外周之間形成間隙?？諝饨^熱層9在該間隙中形成，以抑制在主噴嘴3周圍流動的燃燒空氣的溫度的影響并且防止燃油焦化。此外，該間隙是測量為0. 2mm左右的微小間隙。因此，如果中心管4振動，則支撐管8還用作用于中心管4的穩(wěn)定架或抗搖擺工具。 為了形成空氣絕熱層9，支撐管8由直徑變化的管狀構(gòu)件組成，該管狀構(gòu)件的內(nèi)周側(cè)具有與中心管4的外徑一致的恒定內(nèi)徑，而該管狀構(gòu)件的外周側(cè)在軸向下游側(cè)具有小直徑并且在軸向上游側(cè)具有大直徑。詳細(xì)地說，軸向上游側(cè)包括徑向接觸外管5的內(nèi)周的多個支撐部分8c和沿著軸向方向在支撐部分8c之間形成的多個凹槽部分(燃?xì)馔?7a，并且軸向下游側(cè)包括圓筒形部分8b，該圓筒形部分8b的外徑等于或小于凹槽部分7a的外徑。與支撐管8的外周相符，外管5的內(nèi)周形成為在其軸向下游側(cè)具有小內(nèi)徑且在其軸向上游側(cè)具有大內(nèi)徑。 支撐管8的前端部8a通過Tig焊等焊接到外管5的前端部5a的內(nèi)部，而其后端側(cè)通過支撐部分8c接觸外管5的內(nèi)周側(cè)，并且由此通過外管5的內(nèi)部支撐。如上所述，支撐管8的軸向前端側(cè)通過焊接固定到中心管4和外管5，但是支撐管8的軸向后端側(cè)僅與外管5的內(nèi)周側(cè)接觸，并且支撐管8沒有被固定。支撐管8本身被構(gòu)造成用于調(diào)節(jié)熱伸長。
因此，如圖2(b)中所示，主噴嘴3的軸向上游側(cè)的部分具有如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，支撐管8的多個(例如本實(shí)施例中為六個)支撐部分8c布置在外管5的內(nèi)側(cè)，并且中心管4經(jīng)由空氣絕熱層9設(shè)置在支撐部分8c的內(nèi)側(cè)。另一方面，如圖2(c)中所示，主噴嘴3的軸向下游側(cè)的部分具有如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，支撐管8的管狀橫截面形狀的圓筒形部分8b設(shè)置在外管5的內(nèi)側(cè)，并且中心管4經(jīng)由空氣絕熱層9設(shè)置在圓筒形部分8b的內(nèi)側(cè)。以這種方式形成所謂的環(huán)形結(jié)構(gòu)。 在上述結(jié)構(gòu)的主噴嘴3中，通過外管5與支撐管8之間的空間形成燃?xì)馔ㄟ^的燃?xì)馔?。在主噴嘴3的軸向上游側(cè)上，由多個凹槽部分7a和外管5形成的空間用作燃?xì)馔?a。在主噴嘴3的軸向下游側(cè)上，由圓筒形部分8b和外管5形成的空間用作燃?xì)馔?b。 燃?xì)馔ㄟ^外管5的在軸向上游側(cè)上設(shè)置在側(cè)表面中的開口部分5b，并且供應(yīng)到外管5的內(nèi)部。支撐管8延伸到設(shè)置有開口部分5b的位置的后側(cè)(即一直延伸到噴嘴管基座11)。此外，通過部分切除支撐部分8c形成的切口 8d設(shè)置在支撐管8的對應(yīng)于開口部分5b的位置，以將燃?xì)庖龑?dǎo)到凹槽部分7a。這是因?yàn)橹鲊娮?構(gòu)造成使得從開口部分5b供應(yīng)的燃?xì)獾牧黧w力不直接作用在中心管4上，由此防止了中心管4的振動，并且不會阻止流入燃?xì)獾牧鲃印?在上述結(jié)構(gòu)的主噴嘴3中，空氣絕熱層9直接接觸支撐管8，并且不直接接觸外管5。此外，支撐管8在軸向下游側(cè)上的圓筒形部分8b處不直接接觸外管5。仍在軸向上游側(cè)上的支撐部分8c處，所述支撐部分8c徑向地形成，由此，使得支撐管8與外管5的直接接觸的面積最小化。由于這種結(jié)構(gòu)，空氣絕熱層9充分發(fā)揮了作用。于是，中心管4的溫度能夠向下保持到不發(fā)生焦化的指定溫度或更低的溫度，使得能夠可靠地防止燃油焦化。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)和制造主噴嘴時，與傳統(tǒng)技術(shù)不同的是不必考慮其熱輸入的平衡。這能夠降低設(shè)計(jì)
6和制造的成本。 如早先所述，例如中心管4可由標(biāo)準(zhǔn)管生產(chǎn)，并且能夠形成線圈狀彎曲部4c。在 形成線圈狀彎曲部4c時，期望在中心管4的從支撐管8的后端部到線圈狀彎曲部4c的范 圍內(nèi)的部分中設(shè)置直線部分，使得支撐管8的后端部的內(nèi)周和中心管4即使在熱伸長時彼 此也不會摩擦。為了作為外管5使用，推薦準(zhǔn)備使用桿狀構(gòu)件并且在軸向方向上形成圓孔， 使得如早先所述那樣，其內(nèi)徑在軸向下游側(cè)上變小。外管5如期望那樣在其由噴嘴管基座 11支撐的部分3c處具有厚壁，以增強(qiáng)主噴嘴3的振動強(qiáng)度。對于支撐管8，推薦準(zhǔn)備使用 變直徑的管狀構(gòu)件，在具有大外徑的部分的軸向方向上形成多個U形橫截面的凹槽部分7a 以形成支撐部分8c，并且如上所述，在其中部分地形成切口 8d。 如上所述，中心管4、外管5和支撐管8制備成單獨(dú)的構(gòu)件，隨后，支撐管8裝配到 外管5的內(nèi)部，中心管4設(shè)置在支撐管8的內(nèi)側(cè)，并且焊接其前端部，由此組裝以上結(jié)構(gòu)的 主噴嘴3。如上所示，與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，設(shè)計(jì)難度是低的，并且高精度的加工變得不必要。 因此，與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，顯著易于加工和組裝，因此能夠降低成本。 利用上述結(jié)構(gòu)的主噴嘴3，當(dāng)使用燃油時，從主噴嘴油腔管12(見圖1)供應(yīng)的燃油 通過變?yōu)槿加屯?的后端部4b、線圈狀彎曲部4c和前端部4a，并且通過主噴嘴3的前端 部3a的噴射口 3b噴出。因此，如果發(fā)生燃油的焦化，則在噴射口 3b中存在發(fā)生堵塞的可 能性。在本發(fā)明中，如上所述，通過空氣絕熱層9易于防止在主噴嘴3周圍流動的燃燒空氣 的影響，以防止出現(xiàn)燃油的焦化，由此防止噴射口 3b的堵塞。 另一方面，當(dāng)使用燃?xì)鈺r，從主噴嘴燃?xì)夤?yīng)部分13(見圖1)供應(yīng)的燃?xì)饨?jīng)過燃 氣腔14、開口部分5b和切口 8d供應(yīng)到燃?xì)馔?，并且通過變?yōu)槿細(xì)馔?的燃?xì)馔?a 和燃?xì)馔?b，且通過主噴嘴3噴射。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明適于能夠在燃油與燃?xì)庵g切 燃料的雙模式的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。
權(quán)利要求
一種燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，該燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器具有主噴嘴，每個主噴嘴設(shè)有用于通過燃油的燃油通路和用于通過燃?xì)獾娜細(xì)馔罚涮卣髟谟?，所述主噴嘴每個具有圓筒形中心管，該中心管設(shè)置在所述主噴嘴的中心處，并且將所述中心管的內(nèi)部用作燃油流過的燃油通路；圓筒形外管，該外管設(shè)置在所述主噴嘴的最外周邊上；以及支撐管，該支撐管設(shè)置在所述中心管與所述外管之間，所述中心管、所述外管和所述支撐管每個都獨(dú)立形成，所述支撐管具有的內(nèi)徑使得在所述支撐管與所述中心管的外周之間形成變?yōu)榭諝饨^熱層的間隙，并且，所述支撐管包括多個支撐部分，所述多個支撐部分形成在軸向上游側(cè)上，并且徑向地接觸所述外管的內(nèi)周；多個凹槽部分，所述多個凹槽部分在所述支撐部分之間沿著軸向方向形成；以及圓筒形部分，該圓筒形部分形成在軸向下游側(cè)上，并且所述圓筒形部分的外徑等于或小于所述凹槽部分的外徑，并且由所述外管和所述凹槽部分形成的空間以及由所述外管和所述圓筒形部分形成的空間被用作燃?xì)馔?，燃?xì)庠谠撊細(xì)馔分辛鲃印?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，其特征在于，在所述外管的軸向上游側(cè)的側(cè)表面中設(shè)置有開口部分，并且，通過在設(shè)置所述開口部 分的位置處部分地切除所述支撐部分而設(shè)置切口 ，由此，通過所述開口部分來供應(yīng)燃?xì)?，并且將燃?xì)鈴乃銮锌诠璉入到所述凹槽部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器，其特征在于，所述中心管具有通過焊接而固定的前端部和后端部，并且，所述中心管在該中心管的 后端側(cè)上具有形成為線圈形狀的線圈狀彎曲部。
全文摘要
提供了一種低成本的燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。用于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器的主噴嘴(3)包括具有燃油流過的燃油通道(6)的圓筒形中心管(4)、布置在最外層周邊上的圓筒形外管(5)，和布置在中心管(4)與外管(5)之間的支撐管(8)，這些管彼此獨(dú)立地制成。支撐管(8)具有的內(nèi)徑使得在其本身與中心管(4)的外周之間形成變?yōu)榭諝饨^熱層(9)的間隙。支撐管(8)包括多個支撐部分(8c)，其形成在軸向上游側(cè)上且徑向接觸外管(5)的內(nèi)周；多個凹槽部分(7a)，其在支撐部分(8c)之間軸向形成；和圓筒形部分(8b)，該圓筒形部分(8b)在軸向下游側(cè)上形成并且該圓筒形部分(8b)的外徑等于或小于凹槽部分(7a)的外徑。由外管(5)和凹槽部分(7a)形成的空間和由外管(5)和圓筒形部分(8b)形成的空間用作燃?xì)馔ǖ?，燃?xì)庠谄渲辛鲃印?br> 文檔編號F23R3/36GK101784841SQ200880102798
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者大前勝禎, 寺田義隆, 小西哲 申請人:三菱重工業(yè)株式會社