專利名稱：對(duì)燃燒器的首端提供高壓空氣的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)大體涉及對(duì)燃燒器的首端提供高壓空氣的系統(tǒng)和方法，并且更具體而言， 涉及冷卻燃燒器帽組件的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)通常包括壓縮機(jī)、若干燃燒器以及渦輪。典型地，壓縮機(jī)和渦輪沿著共用軸線對(duì)準(zhǔn)，并且燃燒器定位在壓縮機(jī)和渦輪之間，繞著共用軸線成圓形陣列。在運(yùn)行中，壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，壓縮空氣供應(yīng)給燃燒器。燃燒器燃燒壓縮空氣與燃料，以產(chǎn)生熱的燃燒產(chǎn)物，該燃燒產(chǎn)物供應(yīng)給渦輪。渦輪從熱的燃燒產(chǎn)物中提取能量來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。為了提高效率，現(xiàn)代燃燒器以足夠高到損害燃燒器結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)生污染物(例如氮氧化物(NOx))的溫度來(lái)運(yùn)行。通過(guò)在預(yù)混合空氣與燃料來(lái)形成空氣-燃料混合物(當(dāng)燃燒時(shí)，這會(huì)產(chǎn)生更低水平的NOx)之前將壓縮空氣引導(dǎo)到燃燒器外部上(這會(huì)冷卻燃燒器) 來(lái)減輕這些風(fēng)險(xiǎn)。出于這些原因，燃燒器典型地包括流動(dòng)套管，流動(dòng)套管限定了繞著燃燒器的環(huán)形通路。環(huán)形通路通過(guò)定位在燃燒器附近的擴(kuò)散器來(lái)接收來(lái)自壓縮機(jī)的空氣。為了冷卻的目的，空氣沖擊在過(guò)渡管道和燃燒襯套上。然后該空氣沿相反的方向通過(guò)環(huán)形通路而朝向燃燒帽組件行進(jìn)，燃燒帽組件容納燃料噴嘴。該空氣的一部分還從環(huán)形通路被轉(zhuǎn)移，以冷卻帽組件。例如，帽組件的端面暴露于燃燒室的高溫。因此，通常用通過(guò)帽組件壁中的開(kāi)口而從環(huán)形通路轉(zhuǎn)移的空氣來(lái)冷卻端面。轉(zhuǎn)移的空氣沖擊端面，并且通過(guò)端面進(jìn)入燃燒室。因此，轉(zhuǎn)移的空氣不與燃料預(yù)混合，這加重了 NOx的產(chǎn)生。行進(jìn)通過(guò)環(huán)形通路的空氣會(huì)經(jīng)歷壓力損失。由于這些壓力損失的原因，需要增加的量的空氣來(lái)冷卻帽組件，從而導(dǎo)致在燃燒器中有更低的百分比的預(yù)混合空氣。而且，通過(guò)端面的空氣流壓力可能不足以克服由于火焰不穩(wěn)定而在燃燒室中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)壓力波。動(dòng)態(tài)壓力波可在端面上施加阻礙或阻止冷卻流的壓力，使得端面變熱以及可能故障。對(duì)帽組件供應(yīng)較高壓空氣將減少冷卻所需要的空氣的量，使得相對(duì)更大的百分比的燃燒空氣可與燃料預(yù)混合，從而減少NOx的產(chǎn)生。另外，供應(yīng)較高壓空氣將改進(jìn)動(dòng)態(tài)阻隔。因此，存在對(duì)燃燒器的首端(例如對(duì)帽組件)供應(yīng)較高壓空氣的需要。

發(fā)明內(nèi)容
一種燃燒器包括第一流徑和第二流徑。第一流徑將擴(kuò)散器設(shè)置成通過(guò)中間的下部燃燒器環(huán)形通路與燃燒器帽組件間接流體連通。第二流徑將擴(kuò)散器設(shè)置成與燃燒器帽組件直接流體連通。在審閱附圖和詳細(xì)說(shuō)明之后，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，其它系統(tǒng)、裝置、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的或?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。所有這樣的另外的系統(tǒng)、裝置、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)意在包括在描述內(nèi)，并且意在由所附權(quán)利要求書(shū)保護(hù)。


參照附圖，可更好地理解本公開(kāi)。相配的參考標(biāo)號(hào)在所有圖中指定對(duì)應(yīng)的部件，并且圖中的構(gòu)件不一定按比例繪制。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)燃燒器的一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其示出了通過(guò)燃燒器的空氣流徑。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)燃燒器帽組件的平面圖。
圖3是沿著線3-3獲得的圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)燃燒器帽組件的局部截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃燒襯套帽組件的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖5是圖4所示的帽組件的一部分的透視圖，其從另一個(gè)角度示出了帽組件。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃燒器的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。
圖7是圖6所示的燃燒器的一部分的截面圖，其示出了帽組件的一部分。
圖8是示出了冷卻燃燒器帽組件的方法的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
部件列表
100燃燒器
102燃燒襯套
104燃燒室
106燃燒襯套帽組件
108過(guò)渡管道
110環(huán)形通路
112環(huán)形流動(dòng)套管
114燃料噴嘴
116立而蓋
118前箱
120后箱
122壓縮機(jī)排出箱
124外壁
126內(nèi)壁
128端面
132帽室
134開(kāi)口
136支架
400燃燒襯套帽組件
440外壁或外流動(dòng)套管
442內(nèi)壁或內(nèi)流動(dòng)套管
444端面
446前面
450跨接管
452開(kāi)口
466端面
600燃燒器
650燃燒襯套帽組件
652前箱
653后凸緣/CDC交接處
654壓縮機(jī)排出箱
656環(huán)形壁
660凸緣
662外壁
664內(nèi)壁
666端面
668前面
670立而蓋
672燃燒襯套
674燃燒室
678連接點(diǎn)
680帽室
682環(huán)形通路
684內(nèi)部帽環(huán)形通路
686燃燒器流動(dòng)套管
688下部燃燒器環(huán)形通路
690擴(kuò)散器
692沖擊部分
696跨接管
698分配孔
699通道孑L
具體實(shí)施例方式圖1是現(xiàn)有技術(shù)燃燒器100的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。燃燒器100包括限定燃燒室 104的燃燒襯套102。燃燒襯套102在燃燒襯套帽組件106和過(guò)渡管道108之間延伸。燃燒襯套帽組件106容納燃料噴嘴，燃料噴嘴預(yù)混合空氣和燃料，并且將產(chǎn)生的空氣-燃料混合物引導(dǎo)到燃燒室104中。過(guò)渡管道108將來(lái)自燃燒室104的燃燒產(chǎn)物引導(dǎo)到相鄰的渦輪中。環(huán)形流動(dòng)套管112定位在燃燒器100的周?chē)－h(huán)形流動(dòng)套管112限定環(huán)形通路 110或流徑，以便于空氣從過(guò)渡管道108朝向帽組件106行進(jìn)。環(huán)形通路110通過(guò)定位在燃燒器100附近的擴(kuò)散器來(lái)接收來(lái)自壓縮機(jī)的空氣。該空氣可具有相對(duì)高的壓力，例如約 250至約300psia的壓縮機(jī)排氣壓力(POT)。這種空氣通常被稱為壓縮機(jī)排出空氣或P⑶ 空氣。PCD空氣通過(guò)沖擊套管傳送進(jìn)入燃燒器100中，沖擊套管將空氣沖擊在過(guò)渡管道108 和燃燒襯套102上。然后該空氣沿著燃燒室104的長(zhǎng)度沿相反的方向行進(jìn)。從而，空氣在到達(dá)帽組件106之前冷卻燃燒器100。通過(guò)環(huán)形通路110的這個(gè)流徑在圖1中由箭頭示出。 P⑶空氣在其沿著燃燒器100行進(jìn)時(shí)經(jīng)歷壓降，大體稱為燃燒器壓降或“ ΔP”。ΔP可比較高，例如約15psid。在帽組件106處，空氣與燃料預(yù)混合，以形成空氣-燃料混合物。具體而言，若干個(gè)燃料噴嘴114從端蓋116延伸到帽組件106中。燃料噴嘴114通過(guò)端蓋116接收燃料，并且接收來(lái)自環(huán)形通路110的空氣。燃料噴嘴114使空氣和燃料混合，并且將產(chǎn)生的空氣-燃料混合物噴射到燃燒室104中，該混合物在燃燒室104中燃燒。燃燒器100進(jìn)一步包括前箱118、后箱120和壓縮機(jī)排出箱122。前箱118定位在燃燒器100的前端處，并且支承端蓋116。后箱120安裝到壓縮機(jī)排出箱122上，壓縮機(jī)排出箱122容納擴(kuò)散器。前箱118和后箱120共同在燃燒器外部的周?chē)纬蓧毫θ萜?，并且帽組件106定位在該壓力容器的內(nèi)側(cè)。在圖2-3中顯示了帽組件106的一個(gè)實(shí)施例。帽組件106包括外壁124、內(nèi)壁126、 端面128，并且在一些情況下，包括前面130。外壁IM形成凸緣，該凸緣承座在后箱120中， 以將帽組件106安裝到燃燒器100上。當(dāng)這樣安裝時(shí)，外壁124從凸緣朝向前箱118向前延伸。外壁124限定環(huán)形通路110的一部分的外邊界。帽組件106的內(nèi)壁126相對(duì)于外壁124在內(nèi)側(cè)隔開(kāi)，并且被若干個(gè)支架136支承在外壁IM上，支架136延伸通過(guò)環(huán)形通路110。內(nèi)壁126限定帽室132，燃料噴嘴114延伸通過(guò)帽室132。內(nèi)壁1 還限定若干個(gè)開(kāi)口 134，開(kāi)口 134容許將空氣從環(huán)形通路110轉(zhuǎn)移到帽室132中，以用于冷卻目的。轉(zhuǎn)移的空氣通過(guò)端面1 中的若干個(gè)小開(kāi)口，以便以對(duì)流的方式冷卻端面1 (端面1 封閉燃燒室104的前端，并且因此而暴露于高溫)。圖1 中的箭頭示出了進(jìn)入帽室132的轉(zhuǎn)移的空氣。在圖1中，箭頭的長(zhǎng)度示意性地表示行進(jìn)通過(guò)環(huán)形通路110和帽組件106的空氣的壓力。如圖所示，空氣在其行進(jìn)通過(guò)環(huán)形通路110和帽組件106時(shí)經(jīng)歷壓力損失。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，進(jìn)入環(huán)形通路110的空氣在其行進(jìn)穿過(guò)沖擊套管時(shí)損失約5psi，從而在環(huán)形通路110中產(chǎn)生約M5psia的壓力。在空氣沿著環(huán)形通路110行進(jìn)、進(jìn)入帽組件106 以及在端蓋116附近轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)生約2至3psi的額外損失。因此，約3至6psi的壓降可為在空氣到達(dá)帽室132時(shí)剩余來(lái)用于冷卻的所有壓降。因?yàn)橄到y(tǒng)壓力損失的原因，需要相對(duì)較大量的較低壓空氣來(lái)冷卻帽組件106。以下描述的是對(duì)燃燒器的首端提供高壓空氣的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。在實(shí)施例中，高壓空氣是來(lái)自擴(kuò)散器的PCD空氣。另外在各實(shí)施例中，對(duì)燃燒襯套帽組件提供高壓空氣。高壓空氣可被提供給帽組件，以冷卻帽組件或改進(jìn)動(dòng)態(tài)阻隔。高壓空氣也可用于其它目的。在實(shí)施例中，系統(tǒng)和方法在PCD空氣源和燃燒器的首端之間提供了流徑。例如，系統(tǒng)和方法可將擴(kuò)散器直接連接到帽組件上。在一些實(shí)施例中，直接連接可為將PCD空氣從擴(kuò)散器通過(guò)端口運(yùn)送到(port)帽組件或首端的其它部分的簡(jiǎn)單的管。在其它實(shí)施例中，可通過(guò)帽組件中的額外的外部環(huán)形通路來(lái)提供直接連接?？蓪⑼獠凯h(huán)形通路與帽組件中的內(nèi)部環(huán)形通路至少部分地密封開(kāi)。內(nèi)部環(huán)形通路沿著燃燒器的長(zhǎng)度接收空氣(很像傳統(tǒng)的環(huán)形通路)，而外部環(huán)形通路將高壓空氣引導(dǎo)到帽組件。例如，外部環(huán)形通路可接收直接來(lái)自擴(kuò)散器的高壓空氣，并且可將較高壓空氣直接通過(guò)端口運(yùn)送到帽組件。從而，較高壓空氣就不會(huì)經(jīng)歷與沖擊過(guò)渡管道和燃燒襯套以及沿著燃燒室的長(zhǎng)度朝向帽組件行進(jìn)相關(guān)聯(lián)的壓力損失。在實(shí)施例中，外部環(huán)形通路形成于在燃燒器周?chē)膲毫θ萜鞯囊徊糠趾兔苯M件的一部分之間。具體而言，外部環(huán)形通路可形成于前箱壁和帽組件的外部帽流動(dòng)套管之間，前箱壁從端蓋附近的前箱延伸到鄰近擴(kuò)散器的壓縮機(jī)排出箱，外部帽流動(dòng)套管從前箱延伸到燃燒器流動(dòng)套管。外部環(huán)形通路可將直接來(lái)自擴(kuò)散器的空氣傳遞到帽室，以用于冷卻目的。 因此，該空氣比沿著燃燒器行進(jìn)通過(guò)內(nèi)部環(huán)形通路的空氣經(jīng)歷更小的壓力損失。圖4是燃燒襯套帽組件400的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，而圖5是圖4所示的帽組件 400的一部分的透視圖，其從另一個(gè)角度示出了帽組件400。燃燒襯套帽組件400包括外壁或外流動(dòng)套管440、內(nèi)壁或內(nèi)流動(dòng)套管442、端面444和前面446。外壁440和內(nèi)壁442相對(duì)于彼此同心地定位，內(nèi)壁442相對(duì)于外壁440在內(nèi)側(cè)隔開(kāi)。外壁440和內(nèi)壁442之間的空間限定環(huán)形間隙，而內(nèi)壁442的內(nèi)部上的空間限定燃燒器帽室的環(huán)形邊界。端面444和前面446基本是板，但是端面可由端面組件代替(如下文所述)。應(yīng)當(dāng)注意到，出于說(shuō)明性目的，未在圖5中顯示前面446。內(nèi)壁442支承端面444和前面446，端面444和前面446在前側(cè)和后側(cè)封閉燃燒帽室。外壁440通過(guò)例如安裝在環(huán)形間隙中的若干個(gè)跨接管450來(lái)支承內(nèi)壁442?？缃庸?450將外壁440的外部設(shè)置成與帽室連通。但是，在其它實(shí)施例中，跨接管450可由支架或其它安裝結(jié)構(gòu)代替。外壁440和內(nèi)壁442具有與跨接管450互相對(duì)準(zhǔn)的開(kāi)口 452。在實(shí)施例中，在除了開(kāi)口 452處之外的所有點(diǎn)處，外壁440和內(nèi)壁442基本連續(xù)或未穿孔。壁440、442的連續(xù)的本性使環(huán)形間隙與帽室以及與外壁440的外部分開(kāi)或隔離開(kāi)。外壁440還可具有適于例如安裝到端蓋附近的前箱上的前凸緣454。端面444和前面446具有用于接收燃料噴嘴組件的開(kāi)口。圖6是燃燒器600的截面圖，其示出了安裝到燃燒器600上的燃燒襯套帽組件650 的一個(gè)實(shí)施例，而圖7是燃燒器600的一部分的截面圖，其更加詳細(xì)地示出了帽組件650的一部分。帽組件650可為以上參照?qǐng)D4和5顯示和描述的帽組件的一個(gè)實(shí)施例，但是其它構(gòu)造也是可行的。在燃燒器600中，不存在后箱。相反，前箱652延伸到壓縮機(jī)排出箱654，而帽組件 650安裝到前箱652上。一旦這樣安裝，帽組件650就完全封閉在前箱652內(nèi)。但是，其它構(gòu)造也是可行的。如圖6所示，前箱652限定環(huán)形壁656，環(huán)形壁656從前箱652延伸向壓縮機(jī)排出箱654。環(huán)形壁656具有跨越前箱652和壓縮機(jī)排出箱肪4之間的距離的長(zhǎng)度。在壓縮機(jī)排出箱6M附近，環(huán)形壁656形成后凸緣658，并且在后凸緣/OTC接合部653處連接到壓縮機(jī)排出箱肪4上。再次，帽組件650包括外壁662、內(nèi)壁664、端面666和前面668。例如通過(guò)將外壁 662上的凸緣660設(shè)置在端蓋670附近的對(duì)應(yīng)的凹槽中來(lái)將帽組件650安裝到前箱652上。 當(dāng)這樣安裝時(shí)，端面666與燃燒襯套672的周緣互相對(duì)準(zhǔn)，以封閉燃燒室674，而且前面668 定位在端面666和端蓋670之間。帽組件650的內(nèi)壁664與燃燒襯套672的縱向邊緣對(duì)準(zhǔn)， 并且朝向前箱652延伸，終止而尚未達(dá)到端蓋670。外壁662定位在帽組件650的內(nèi)壁664和前箱652的環(huán)形壁656之間。外壁662具有超過(guò)內(nèi)壁664的直徑但卻小于環(huán)形壁656的直徑的直徑，使得內(nèi)部環(huán)形間隙限定在內(nèi)壁662和外壁664之間，而外部環(huán)形間隙限定在外壁662和環(huán)形壁656之間。外壁662具有從前箱652延伸到燃燒襯套672周?chē)牧鲃?dòng)套管 686的長(zhǎng)度。在連接點(diǎn)678處，外壁662和流動(dòng)套管686彼此交迭并且被密封。因此，當(dāng)帽組件650安裝到燃燒器600上時(shí)，帽組件650完全封閉在前箱652內(nèi)。 帽室680由內(nèi)壁664沿橫向封閉，并且由端面666和前面668沿軸向封閉。內(nèi)部帽環(huán)形通路684形成于帽組件650的內(nèi)壁664和外壁662之間，而外部帽環(huán)形通路682形成于帽組件650的外壁662和前箱652的環(huán)形壁656之間。燃燒器600還包括以環(huán)形的方式定位在燃燒襯套672周?chē)娜紵髁鲃?dòng)套管686。 燃燒器流動(dòng)套管686和燃燒襯套672在燃燒室674周?chē)薅ㄏ虏咳紵鳝h(huán)形通路688。在一端處，下部燃燒器環(huán)形通路688與內(nèi)部帽環(huán)形通路684對(duì)準(zhǔn)。在另一端處，下部燃燒器環(huán)形通路688與擴(kuò)散器690連通。具體而言，燃燒器流動(dòng)套管686包括沖擊部分692，沖擊部分692包括流動(dòng)套管孔687。擴(kuò)散器690在沖擊部分692的附近定位在壓縮機(jī)排出箱6M 中。擴(kuò)散器690接收來(lái)自壓縮機(jī)的P⑶空氣，并且通過(guò)沖擊部分692中的流動(dòng)套管孔687 將該空氣傳遞到下部燃燒器環(huán)形通路688中。下部燃燒器環(huán)形通路688和內(nèi)部帽環(huán)形通路684共同限定從擴(kuò)散器690到帽組件 650的內(nèi)流徑。該內(nèi)流徑自擴(kuò)散器690延伸，通過(guò)沖擊部分692，沿著燃燒室674的長(zhǎng)度，進(jìn)入帽組件650中，通過(guò)燃料噴嘴并且進(jìn)入燃燒室674中。從而，P⑶空氣沿著間接路線從擴(kuò)散器690到達(dá)帽組件650。具體而言，P⑶空氣沖擊在過(guò)渡管道694或燃燒襯套672上，并且沿著燃燒室674行進(jìn)，以在進(jìn)入帽組件650之前用于冷卻目的，在帽組件650中，空氣在燃料噴嘴中混合且被噴射到燃燒室674中以用于燃燒目的。由于間接路線的原因，PCD空氣在到達(dá)帽組件650之前經(jīng)歷壓力損失。外部帽環(huán)形通路682限定從擴(kuò)散器690到帽組件650的外流徑。外部帽環(huán)形通路 682通過(guò)壓縮機(jī)排出箱654中的開(kāi)口與擴(kuò)散器690直接流體連通。外部帽環(huán)形通路682還通過(guò)跨接管696與帽室680直接流體連通。外流徑延伸自擴(kuò)散器，進(jìn)入帽組件650中，通過(guò)跨接管696，并且進(jìn)入帽室680中。從而，沿著外流徑行進(jìn)的PCD空氣通過(guò)直接路線從擴(kuò)散器690到達(dá)帽組件650。由于直接路線的原因，沿著外流徑行進(jìn)到帽組件650的空氣比沿著內(nèi)流徑行進(jìn)的空氣經(jīng)歷顯著地更小的壓力損失。例如，在其中擴(kuò)散器690以約250psia提供空氣的情況下，沿著外流徑行進(jìn)的空氣可以約M9psia到達(dá)帽組件650，而沿著內(nèi)流徑行進(jìn)的空氣可以約240至M7psia到達(dá)帽組件。在實(shí)施例中，沿著外流徑行進(jìn)的空氣冷卻帽組件650的一部分。例如，該空氣可進(jìn)入帽室680，以冷卻帽室680的部分。在一些實(shí)施例中，該空氣用來(lái)冷卻端面666。一旦端面666冷卻，空氣就傳送進(jìn)入燃燒室674中，以參與燃燒過(guò)程。端面666的構(gòu)造會(huì)影響冷卻模式。例如，端面666可為通過(guò)沖擊冷卻而得到冷卻的沖擊板。端面666也可為通過(guò)瀉流冷卻而得到冷卻的瀉流板。端面666可構(gòu)造成以便進(jìn)行薄膜冷卻，其中，在燃燒室674內(nèi)的端面666的表面上形成空氣薄膜。這些冷卻模式的組合也是可行的。例如，端面666可包括由間隙隔開(kāi)的沖擊板和瀉流板。瀉流板可暴露于燃燒室674，并且可具有角度設(shè)置成以便在燃燒室674內(nèi)形成空氣薄膜的瀉流孔。在這樣的實(shí)施例中，端面666可通過(guò)沖擊冷卻、瀉流冷卻和薄膜冷卻的組合來(lái)得到冷卻。行進(jìn)到帽組件650中的空氣還可冷卻帽組件650的其它部分，例如跨接管696、前面668以及外壁662和內(nèi)壁664。因?yàn)橥饬鲝綄?duì)帽組件650提供相對(duì)較高壓力的空氣來(lái)用于冷卻目的，所以帽組件 650得到更加高效的冷卻。加強(qiáng)的冷卻改進(jìn)了帽組件650的耐用性，提高了其使用壽命。燃燒器600也可在更高的溫度處運(yùn)行。另外，需要較少的空氣來(lái)冷卻帽組件650。因此，與通過(guò)燃料噴嘴而被傳送通過(guò)端面666的空氣相反，燃燒室674中相對(duì)更小百分比的空氣是被傳送通過(guò)端面666以用于冷卻目的空氣。從而，燃燒室674中相對(duì)更高百分比的空氣與燃料預(yù)混合，從而減少NOx的形成。另外，提供通過(guò)端面666的較高壓空氣可改進(jìn)動(dòng)態(tài)阻隔。 具體而言，當(dāng)由于火焰不穩(wěn)定性的原因而在燃燒室674中出現(xiàn)動(dòng)態(tài)壓力波時(shí)，該動(dòng)態(tài)壓力波可能相對(duì)較不可能阻礙或阻止冷卻空氣傳送通過(guò)端面666。由于冷卻空氣的較高壓力的原因，該空氣可繼續(xù)傳送通過(guò)端面466，從而防止熱應(yīng)力或故障。應(yīng)當(dāng)注意到，沿著外流徑行進(jìn)到帽組件650中的相對(duì)較高壓的空氣可用于其它目的。該空氣可被引導(dǎo)到其它結(jié)構(gòu)，以用于冷卻目的或用于其它目的。在其中空氣不被引導(dǎo)到帽室680的實(shí)施例中，跨接管696可用傳統(tǒng)支架來(lái)代替。但是，包括跨接管696可減輕與支架相關(guān)聯(lián)的制造和修理問(wèn)題。在實(shí)施例中，高壓空氣可用來(lái)改進(jìn)進(jìn)入燃料噴嘴的空氣流的均勻性。例如，前面 668可具有空氣分配孔698，空氣分配孔698將來(lái)自帽室680的空氣引導(dǎo)向燃料噴嘴。空氣分配孔698可大小設(shè)置成以及定位成以便對(duì)未充分供給的燃料噴嘴提供空氣，使得進(jìn)入燃料噴嘴中的空氣流更均勻。出于說(shuō)明的目的，僅示出了一個(gè)空氣分配孔698，但是可使用任何數(shù)量和位置。在實(shí)施例中，跨接管696可具有一個(gè)或多個(gè)通道孔699。通道孔699可形成為通過(guò)跨接管696的壁。通道孔699可容許高壓空氣通過(guò)通道孔699而從跨接管696的內(nèi)部通路泄露，且進(jìn)入內(nèi)部帽環(huán)形通路684中。泄露的空氣可填充跨接管696后的尾流區(qū)域，從而減少壓力損失以及改進(jìn)流動(dòng)均勻性。在實(shí)施例中，至少部分地密封外流徑，以保持PCD空氣的壓力。例如，可在連接點(diǎn) 653,678處密封環(huán)形壁656和外壁662，以限制或防止在與內(nèi)部環(huán)形通路684的匯合處的空氣損失?？稍诳缃庸?96處密封外壁662和內(nèi)壁664，以限制或防止通過(guò)壁中的開(kāi)口的泄露。外壁662和內(nèi)壁664可基本為連續(xù)的或未穿孔的，以限制或防止外部環(huán)形通路682和內(nèi)部環(huán)形通路684之間的泄露。也可例如在端面和前面與內(nèi)壁664的交接處或在接收燃料噴嘴的開(kāi)口附近密封帽室680?？刹捎眠@些密封的任何組合來(lái)減少在外流徑中的高壓空氣的壓力損失。應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例僅是用于對(duì)燃燒器的首端提供高壓或PCD空氣的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。其它實(shí)施例意在包括在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。例如，該系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成用于具有傳統(tǒng)帽組件的燃燒器，例如圖1所示的燃燒器100。在這種實(shí)施例中，帽組件可具有在內(nèi)壁與外壁之間的跨接管而非支架。另外，帽和流動(dòng)套管凸緣可具有孔，孔將跨接管設(shè)置成與擴(kuò)散器直接流體連通。可例如通過(guò)密封外壁來(lái)密封系統(tǒng)。帽組件的內(nèi)壁可不具有否則可將空氣從環(huán)形通路轉(zhuǎn)移到帽室中的開(kāi)口。在一些實(shí)施例中，燃燒器100可改型成具有用于對(duì)燃燒器的首端提供高壓或PCD空氣的系統(tǒng)。在另外的其它實(shí)施例中，管或?qū)Ч芸蓮臄U(kuò)散器延伸到帽室。管可將PCD空氣直接從擴(kuò)散器輸送到帽室。在這種實(shí)施例中，帽組件的內(nèi)壁可基本為連續(xù)的或未穿孔的，使得PCD空氣不向后泄露到環(huán)形通路中。圖8是示出了冷卻燃燒器帽組件的方法600的一個(gè)實(shí)施例的框圖。在方框802中， 直接流徑限定在PCD空氣源和燃燒器帽組件之間。在方框804中，至少部分地密封直接流徑。本書(shū)面描述使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可授予專利的范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這樣的其它實(shí)例具有不異于權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果它們包括與權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這樣的其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃燒器(600)，包括第一流徑，其包括通過(guò)中間的下部燃燒器環(huán)形通路(688)與燃燒器帽組件(650)間接流體連通的擴(kuò)散器(690)；以及第二流徑，其包括與所述燃燒器帽組件(650)直接流體連通的所述擴(kuò)散器(690)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(600)，其特征在于，所述第二流徑被至少部分地密封，以限制對(duì)所述第一流徑的泄露。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(600)，其特征在于所述燃燒器帽組件(650)包括外壁(662)，內(nèi)壁(664)，其相對(duì)于所述外壁(66 在內(nèi)側(cè)隔開(kāi)，以限定內(nèi)部帽環(huán)形通路(684)，以及多個(gè)跨接管(696)，其在所述外壁(66 和所述內(nèi)壁(664)之間延伸，以提供越過(guò)所述內(nèi)部帽環(huán)形通路(684)的流徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器(600)，其特征在于，除了在與所述跨接管(696)互相對(duì)準(zhǔn)的開(kāi)口處之外，所述外壁和內(nèi)壁(662，664)基本連續(xù)且未穿孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器(600)，其特征在于，所述內(nèi)部帽環(huán)形通路(684)連接到所述下部燃燒器環(huán)形通路(688)上，以限定所述第一流徑的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒器(600)，其特征在于，所述燃燒器(600)進(jìn)一步包括形成于所述外壁(66 和殼體的一部分之間的外部帽環(huán)形通路(682)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器(600)，其特征在于，所述外部帽環(huán)形通路(68 與來(lái)自所述擴(kuò)散器(690)的開(kāi)口直接流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器(600)，其特征在于所述燃燒器帽組件(650)進(jìn)一步包括帽室(680)；以及所述跨接管(696)將所述外部帽環(huán)形通路(68 設(shè)置成與所述帽室(680)流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(600)，其特征在于，所述燃燒器(600)進(jìn)一步包括壓縮機(jī)排出箱(6M)；以及包括環(huán)形壁(656)的前箱(652)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒器(600)，其特征在于，所述燃燒器帽組件(650)安裝到所述燃燒器(600)上，使得所述帽組件(650)的所述外壁(66 相對(duì)于所述前箱(652) 的所述環(huán)形壁(656)在內(nèi)側(cè)隔開(kāi)，以限定外部帽環(huán)形通路(682)。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)燃燒器的首端提供高壓空氣的系統(tǒng)和方法。一種燃燒器(600)包括第一流徑和第二流徑。第一流徑將擴(kuò)散器設(shè)置成(690)通過(guò)中間的下部燃燒器環(huán)形通路(688)與燃燒器帽組件(650)間接流體連通。第二流徑將擴(kuò)散器(690)設(shè)置成與燃燒器帽組件(650)直接流體連通。
文檔編號(hào)F23R3/02GK102162648SQ201110042768
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者C·R·巴克, C·迪努, J·D·貝里, K·K·文卡塔拉曼 申請(qǐng)人:通用電氣公司