專利名稱：干燥低氧化氮的多噴嘴燃燒火焰筒罩部件的制作方法
本申請(qǐng)一般涉及到其序號(hào)為__的共同占有的申請(qǐng)(代理人文件839-130)，該申請(qǐng)與本申請(qǐng)是同時(shí)申請(qǐng)的，它全部包括在這當(dāng)中作為參考;本申請(qǐng)還涉及到共同占有的序號(hào)為07/501439，07/618246，07/680077的申請(qǐng)，它們分別在1990年3月22日，1970年11月27日，和1991年4月3日提出申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及到燃燒氣體和液體燃料的渦輪機(jī)，特別涉及到動(dòng)力裝置中使用的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室。
燃?xì)廨啓C(jī)通常包括一個(gè)壓氣機(jī)、一個(gè)或多個(gè)燃燒室，一個(gè)燃料噴射系統(tǒng)和一個(gè)渦輪。所述的壓氣機(jī)壓縮進(jìn)入的空氣，隨后該氣流改變流向或反向流入燃燒室，在那里空氣用于冷卻燃燒室，也用于為燃燒過(guò)程提供空氣。在具有多個(gè)燃燒室的燃?xì)廨啓C(jī)中，所述的燃燒室位于所述的燃?xì)廨啓C(jī)的周圍，一個(gè)輸送導(dǎo)管連接每個(gè)燃燒室的出端和渦輪的入口端，從而使燃燒過(guò)程的熱的生成物輸入到渦輪。
為了使燃?xì)廨啓C(jī)的排氣中的NOx含量減少，發(fā)明人WiLKes和HiLt在1981年10月6日出版的美國(guó)專利4292801中，提出了一種雙級(jí);雙模式的燃燒室。在上述專利中;公開了一種相對(duì)于一級(jí)單燃料噴嘴的燃燒室排出的NOx含量大大減少了的燃燒室，如果在燃燒室中存在兩個(gè)燃燒室，在正常工作負(fù)荷狀態(tài)下，上游的或初級(jí)燃燒室用作予混室，在下游的或第二燃燒室中進(jìn)行實(shí)際的燃燒過(guò)程。在正常工作狀態(tài)下，在初級(jí)室中沒(méi)有火焰(結(jié)果是減少了NOx的形成)，而第二級(jí)或中心噴嘴為第二燃燒提供了火源。本發(fā)明的特殊構(gòu)造包括在每個(gè)燃燒室中的環(huán)形排列的初級(jí)噴嘴，每個(gè)噴嘴向初級(jí)燃燒室排放，而中心的第二噴嘴向第二燃燒室排放。這些噴嘴都可以被稱作擴(kuò)散噴嘴，即每一個(gè)噴嘴具有一個(gè)軸向的燃燒輸送管，有一個(gè)旋流器環(huán)繞其排出端，該旋流器為燃料噴嘴的排氣孔提供空氣。
在美國(guó)專利4982570中，公開了一種雙級(jí)雙模式的燃燒室，它采用一種擴(kuò)散/預(yù)混相結(jié)合的噴嘴作為位于中間的第二級(jí)噴嘴。在運(yùn)行中，相對(duì)少量的燃料用于維持?jǐn)U散導(dǎo)向，因而為了引燃從上游的初級(jí)噴嘴直接進(jìn)入初級(jí)燃燒室的主要燃料，噴嘴的預(yù)混部分提供了一種輔助燃料。
在以后的發(fā)展中，為了避免與燃燒室中的火焰有任何直接接觸，一個(gè)預(yù)先位于初級(jí)燃燒室擴(kuò)散和預(yù)混噴嘴孔的下游(位于第二級(jí)火焰區(qū)的底部)的第二級(jí)噴嘴空氣旋流器又移位到預(yù)混噴嘴孔的上游。這種改進(jìn)公開在上述所指出的共同懸而未決的’246申請(qǐng)中。
現(xiàn)有的多噴嘴罩部件采用焊接的金屬板制造，制造時(shí)體力消耗很大而且模具昂貴。一旦裝配好以后，這些罩部件很難修理或/再使用，在某些狀況下，如果有危險(xiǎn)，維修和重新利用罩部件被認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的，這些罩部件只能廢棄。
本發(fā)明涉及到一種新的干燥低NOx的燃燒室，特別是對(duì)工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)申請(qǐng)的改進(jìn)，如上面所述的共同懸而未決的申請(qǐng)(代理人摘自839-130)。該燃燒室是單級(jí)(單個(gè)燃燒區(qū))雙模式(擴(kuò)散和預(yù)混)的燃燒室，燃燒室工作時(shí)，在渦輪為低負(fù)荷時(shí)是擴(kuò)散式的，在渦輪為高負(fù)荷時(shí)是預(yù)混式的。一般每臺(tái)燃燒室包括多個(gè)燃料噴嘴，它類似于如在′246專利申請(qǐng)中公開的擴(kuò)散/預(yù)混第二級(jí)噴嘴。換言之，每個(gè)噴嘴具有環(huán)繞的專用預(yù)混區(qū)或管，所以在預(yù)混模式情況下，燃料在單個(gè)燃燒室中燃燒之前與空氣預(yù)先混合。通過(guò)這種方式，多個(gè)專用的預(yù)混區(qū)或管，在燃燒之前允許預(yù)先混合的燃料和空氣燃燒，其最后結(jié)果燃燒生成低含量的NOx。
更確切地說(shuō)，每個(gè)燃燒室具體包括一個(gè)一般的圓柱形殼體，殼體具有一個(gè)縱軸，燃燒室殼體具有相互牢固連接的前段和后段，而且燃燒室作為一個(gè)整體固定在渦輪機(jī)殼上。每個(gè)燃燒室也包括一個(gè)氣流套筒和一個(gè)基本同軸地安裝在氣流套筒內(nèi)的燃燒火焰筒。所述的氣流套筒和火焰筒二者都在一個(gè)位于它們上游或下游端的雙壁輸送管和一個(gè)位于它們后端的套筒罩組件-之間延伸(該組件位于燃燒室的后部或上游部分)。所述的氣流套筒直接安裝在燃燒室的殼體上，同時(shí)火焰筒安裝有火焰筒罩部件，該部件依次被固定到燃燒室的殼體上。輸送管的外壁和至少氣流套筒的一部分的大部分表面上，各自分布有空氣供給孔。因而，允許壓縮空氣進(jìn)入燃燒室火焰筒和氣流套筒之間的徑向空間，然后改變方向流入到燃燒室的尾部或上游部分，在該處空氣流再次改變方向，以便流入到燃燒室的尾部并流向燃燒區(qū)。
多個(gè)(本實(shí)施例中為5個(gè))擴(kuò)散/預(yù)混燃燒噴嘴圍繞燃燒室殼體的縱軸線按圓環(huán)形排列，這些噴嘴被安裝在與燃燒室尾端相隔離的燃燒室的端部罩蓋部件中。在燃燒室的內(nèi)部，所述的燃燒噴嘴延伸到火焰筒罩部件中，而且特別伸入到相應(yīng)的一個(gè)預(yù)混管中。每個(gè)噴嘴的前端或排出端終止在相應(yīng)的預(yù)混管里，相對(duì)緊靠預(yù)混管的下游端，該端對(duì)燃燒火焰筒內(nèi)的燃燒區(qū)是敞開的。處于預(yù)混管的尾端或上游端的一個(gè)旋流器，徑向地位于每個(gè)噴嘴和其相應(yīng)的預(yù)混管之間，以便使壓氣機(jī)的氣體旋流進(jìn)入到相應(yīng)的預(yù)混管中，與預(yù)混的燃燒混合，如在共同未定的申請(qǐng)中(代理人摘自839-130)所詳細(xì)敘述的。
每個(gè)燃燒噴嘴具有多個(gè)同心的通路，用于輸送預(yù)混氣體燃料，擴(kuò)散氣體燃料，燃燒空氣，水(可隨意選擇)和液體燃料進(jìn)入到燃燒區(qū)。噴嘴的結(jié)構(gòu)本身不屬于本發(fā)明。利用適當(dāng)?shù)墓┙o管，歧管和輔助的控制機(jī)構(gòu)，將氣體的或液體的燃料，燃燒空氣和水輸入到燃燒室，這些控制在技術(shù)上是顯而易見的。
公開在上述申請(qǐng)中的(代理人摘自839-130)這種新的低NOx含量的燃燒室要求;
-為了防止制造累積公差的干擾，在火焰筒罩部件和燃燒噴嘴之間“浮動(dòng)”;
-火焰筒罩部件與火焰筒部件之間的一致性;
-為了減少損壞和振動(dòng)，火焰筒罩部件牢固地安裝在燃燒室殼體上;
-損壞件的修理、更換應(yīng)經(jīng)濟(jì);
-在滿足所有生產(chǎn)火焰筒罩部件的機(jī)械設(shè)計(jì)要求，其中包括其他要求的同時(shí)，保持或改進(jìn)現(xiàn)有的干燥低NOx燃燒室的放射性。
本發(fā)明在設(shè)法解決上述問(wèn)題時(shí)，采用了組件式結(jié)構(gòu)技術(shù)，它允許在對(duì)整個(gè)罩部件影響最小的情況下，快速設(shè)計(jì)改變將要制造的罩部件的結(jié)構(gòu)，而且允許由于在初始建造中間的制造錯(cuò)誤或由于在使用期間的損壞，經(jīng)濟(jì)地修理罩部件。另外，按照本發(fā)明制造的罩部件需要最少的專用成型工具，這將進(jìn)一步減少制造周期和制造成本。因此，本發(fā)明特別涉及到燃燒室火焰筒罩部件和輔加的預(yù)混管的結(jié)構(gòu)，以及所述的燃燒火焰筒罩部件被支承在所述燃燒室中的方法。
按照本發(fā)明所述燃燒火焰筒罩部件，包括一個(gè)在其上固定有一個(gè)后板的基本圓柱形的第一套筒。該板一般是圓環(huán)形的，并被焊接到所述套筒后端的圓周邊緣上。所述的后板被制成具有多個(gè)相對(duì)大的開孔(在本實(shí)施例中有五個(gè))，每個(gè)孔與一個(gè)燃料噴嘴部件相對(duì)應(yīng)，如下面所詳述的那樣。
每個(gè)燃料噴嘴孔裝配一個(gè)浮動(dòng)的噴嘴環(huán)，其向后板尾端延伸。所述的部件結(jié)構(gòu)和安裝使噴嘴環(huán)對(duì)著后板，但允許環(huán)能自由浮動(dòng)徑向調(diào)整，以適應(yīng)燃料噴嘴相對(duì)于火焰筒罩部件的任何輕微的不對(duì)中(或累積公差)。
圓柱形第一套筒的前端或下游端為一個(gè)自由的圓環(huán)邊緣。由上述套筒的前端邊緣所限定的開口孔安裝有一個(gè)沖擊板組件，該組件包括有一個(gè)前壁或沖擊板，該板具有多個(gè)冷卻孔和一個(gè)向后伸出的外圓柱形延伸部分。沖擊板也制造成多孔的(如五個(gè))，這些孔與后板上的開孔軸缶對(duì)中。每個(gè)沖擊板孔還由一個(gè)里面的，軸向(向后)伸出的，焊在沖擊板上的環(huán)所限定。所述的沖擊板組件的外圓柱形延伸部分被安裝并鉚接在第一套筒套筒的前端。
所述的沖擊板中的中心孔，具有一個(gè)固定在其上的向后延伸的圓柱形內(nèi)環(huán)，用來(lái)安裝中心罩。所述罩具有與沖擊板相似的冷卻孔，用來(lái)“堵塞”沖擊板的中心孔，因?yàn)樵诒景l(fā)明的實(shí)施例中，沒(méi)有采用帶有第二中心體的燃料噴嘴。
每對(duì)對(duì)正的后板和沖擊板開孔中放入一個(gè)預(yù)混管，在板之間所述管基本上垂直延伸。所述的預(yù)混管是整體的，開口端為圓柱形，它的一個(gè)后邊緣安裝在后板的護(hù)孔中。預(yù)混管的前邊緣套裝在沖擊板組件的內(nèi)環(huán)中。每個(gè)預(yù)混管的前邊緣具有一個(gè)徑向定位，大致為楔形的擋板。所述的五個(gè)預(yù)混管的擋板，一起擋住了燃燒火焰對(duì)整個(gè)沖擊板的熱輻射。不通過(guò)焊接或其他方法將預(yù)混管的前端固定到?jīng)_擊板組件上，可以在不拆除(或破壞)罩部件的其它部分的情況下，為了修理和(或)更換而整個(gè)移動(dòng)預(yù)混管(五個(gè)預(yù)混管，后板和安裝環(huán))。
用于預(yù)混管組件的附加支承是由一個(gè)內(nèi)部支桿組件構(gòu)成的，它包括一個(gè)安裝在沖擊板向后延伸的內(nèi)環(huán)上的一個(gè)中心環(huán)和五個(gè)徑向輻條或支桿，它們?cè)陬A(yù)混管到固定在第一套筒內(nèi)表面上的外環(huán)之間延伸。
按照本發(fā)明的多噴嘴火焰筒罩部件，以下述的方法被固定在燃燒室殼體里。所述的燃燒室具有前段和后段，以通用的方式通過(guò)螺栓在環(huán)狀相鄰的法蘭處相連接在一起，各自法蘭具有相反的環(huán)狀凹槽。前段法蘭的凹槽連接氣流套筒的后部徑向法蘭，同時(shí)后段法蘭的凹槽與安裝法蘭組件的火焰筒的環(huán)形徑向法蘭相連接。
安裝法蘭組件的火焰筒，包括一個(gè)上述環(huán)形徑向法蘭向后延伸的第二圓柱形套筒部分。第一套筒和第二套筒基本同軸地徑向相隔開，通過(guò)固定在第一、第二套筒之間的多個(gè)圓周分布的支桿，使第二套筒固定在第一套筒上，為了與預(yù)混氣體燃料混合，允許壓縮空氣在改變方向并流入到之前，流徑罩部件。
第二套筒包括有夾在燃燒室殼體前、后段之間的徑向安裝法蘭，所述的圓環(huán)形安裝法蘭的內(nèi)部徑向地支承了多個(gè)(本實(shí)施例中為3個(gè))燃燒室火焰筒擋塊，它從安裝法蘭向前延伸。這些擋塊防止下面將敘述的燃燒火焰筒，在燃燒熱的作用下向后伸出。
在較廣的方面可以看出，本發(fā)明包括一個(gè)用于燃?xì)廨啓C(jī)的多噴嘴燃燒室的燃燒火焰筒罩部件，它包括一個(gè)帶有后端和前端的基本為圓柱形的套筒，一個(gè)固定在所述套筒后端的后板，所述的后板具有多個(gè)用來(lái)連接相應(yīng)數(shù)量燃料噴嘴的第一開口孔，一個(gè)固定在所述套筒前端的前板組件，所述的前板具有多個(gè)第二開口孔，該孔與在后板上開口孔基本對(duì)正，多個(gè)具有前端和后端的端部敞開的預(yù)混管，預(yù)混管在套筒中，在后板和前板組件之間軸向延伸，每個(gè)預(yù)混管后端支承在對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一開口孔之一中，它的前端支承在對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二開口孔之一中。
本發(fā)明因而提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的和易于裝拆的燃燒火焰筒罩部件，它的制造周期短，制造成本低，由于簡(jiǎn)單部件的原因，只需用最少的工具設(shè)備和不耗量體力制造這些部件。
從下面的詳述中，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)顯而易見。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃室的部分剖視圖。
圖2為圖1所示燃燒室中的一個(gè)燃燒室火焰筒罩部件的部分剖視圖。
圖2A為圖2所示燃燒室火焰筒罩部件放大的結(jié)構(gòu)詳圖。
圖2B為圖2所示燃燒室火焰筒罩部件的另一個(gè)放大的結(jié)構(gòu)詳圖。
圖3是圖2所示燃燒室火焰筒罩部件的后端視圖。
圖4是圖1所示燃燒室火焰筒罩部件的前端視圖。
圖5為安裝在圖2燃燒室火焰筒罩部件中的沖擊板組件和支承桿組件的側(cè)剖視圖。
圖6為圖5所示沖擊板組件的局部前端視圖。
圖7為安裝在圖2所示燃燒室火焰筒罩部件中的預(yù)混管和有關(guān)的檔板的側(cè)剖視圖。
圖8為圖7所示預(yù)混管的前端視圖。
圖9為圖1所示燃燒室火焰筒罩部件的部分側(cè)剖視圖。
圖10為安裝圖1所示燃燒室火焰筒罩部件內(nèi)的一個(gè)外套筒和裝配法蘭組件的側(cè)剖視圖。
圖10A為圖10所示外套筒和安裝法蘭的放大結(jié)構(gòu)詳圖。
參照?qǐng)D1，燃?xì)廨啓C(jī)10包括一個(gè)壓氣機(jī)12(圖1只表示出一部分)，多個(gè)燃燒室14(圖1中給出一個(gè))和一個(gè)渦輪，在此用一個(gè)葉片16表示。該渦輪沿一共同軸線與壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，該連接在圖1中沒(méi)有具體給出。壓氣機(jī)12壓縮輸入的空氣，然后轉(zhuǎn)向流入到燃燒室14，在燃燒室14中用于冷卻燃燒室并為燃燒過(guò)程提供空氣。
如上所述，所述的燃?xì)廨啓C(jī)包括多個(gè)位于其周圍的燃燒室14。一個(gè)雙壁輸送管18連接每個(gè)燃燒室的出口和渦輪的入口，從而使燃燒室的燃燒生成物輸送到所述的渦輪中。
在各個(gè)燃燒室14中，點(diǎn)火是由火花塞20與聯(lián)焰管22(圖中示出一個(gè))相配合，以普通方法共同作用完成的。
每個(gè)燃燒室14包括一個(gè)基本為圓柱形的燃燒室殼體24，它靠螺栓裝置28固定在渦輪殼體26的開口前端。所述的燃燒室殼體用一個(gè)端蓋組件30封閉，該組件可以包括普通的供料管，歧管、附屬的閥等，從而將氣體和液體燃料以及空氣(和水，如果需要)輸送到燃燒室。端蓋組件30安裝有多個(gè)燃料部件32(為了清楚，圖中點(diǎn)給出一件)，該部件環(huán)繞該燃燒室的縱軸線，按環(huán)形排列(圖5)。
在燃燒室殼體24的內(nèi)部。安裝有與殼體大體同軸，基本上是圓柱形的氣流套筒34，它的前端與雙壁輸送管18的外壁36相連，所述的氣流套筒34其尾端通過(guò)徑向法蘭35，在對(duì)接處37與燃燒室殼體24相連接。在該處，殼體24的前、后段相連接。
在氣流套筒34中，燃燒火焰筒安裝在其同軸方向，該火焰筒的前端與輸送管18的內(nèi)壁相連接，該火焰筒的后端用一個(gè)在下面將詳述的燃燒火焰筒罩部件42支承，上述部件42在同一對(duì)接處37被固定在燃燒室的殼體上。顯然，輸送管18的外壁36以及通過(guò)螺栓28將燃燒室殼體24連接到渦輪殼體的氣流套筒34向前延伸位置部分，在它們的各自圓周表面上具有多個(gè)孔44，這樣使空氣從壓氣機(jī)12經(jīng)過(guò)孔44流入到氣流套筒34和對(duì)著燃燒室的上游或后端的火焰筒36之間的環(huán)形(徑向)空間(如圖1流向箭頭所示)。
本發(fā)明的燃燒火焰筒罩部件現(xiàn)將予以詳細(xì)說(shuō)明。
參見圖2，所述燃燒火焰筒罩部件42包括一個(gè)基本上為圓柱形的第一套筒46，后板48固定在其上。該套筒帶有沿圓周分布的冷卻孔43，該孔允許壓縮空氣流入到將要在下面詳述的火焰筒罩部件。板46通常是圓形的，它沿圓周邊緣被焊在套筒46上，板46的前端加工成一個(gè)肩部50，以便與套筒46的后邊緣相配合。該板還帶有多個(gè)噴嘴孔52(在本實(shí)施例中當(dāng)5個(gè))，每個(gè)燃料噴嘴一個(gè)。
在板48中的每個(gè)燃料噴嘴52安裝有一個(gè)浮動(dòng)環(huán)54，該環(huán)向板48后延伸。圖2和圖2A中可以很清楚地看到，每一個(gè)在板48中構(gòu)成的噴嘴開孔被凹槽肩部56所環(huán)繞，在上述浮動(dòng)環(huán)54向前的周邊上形成的徑向法蘭58被松動(dòng)地與凹槽肩部56相安裝。安裝好后，多個(gè)擋片60(在本實(shí)施例中給出了三個(gè))被固定在板48的后邊緣，以致搭接環(huán)的徑向法蘭58，因此在板中夾持住了環(huán)54，但允許有輕微的徑向間隔調(diào)整，以便適應(yīng)相關(guān)燃料噴嘴32輕微的偏心(和相關(guān)的旋流器33)和(或)多種燃燒室元件之間的累積公差。每一個(gè)浮動(dòng)環(huán)54的最后邊緣62被加工成徑向擴(kuò)大的形式，在同樣的浮動(dòng)環(huán)54相鄰接位置64處被削平，圖3中表示的最清楚。當(dāng)浮動(dòng)環(huán)和燃燒噴嘴間出現(xiàn)損壞時(shí)，根據(jù)需要可將浮動(dòng)環(huán)54移走或替換。
第一圓柱形套筒46的前端或下游端，為一個(gè)自由的圓環(huán)邊緣66(圖2B所示的最清楚)。由套筒46的前邊緣66所限定的開孔，安裝有一個(gè)沖擊組件6B。圖5和圖6并面參照?qǐng)D2和2B最清楚表示的組件68，包括一個(gè)具有多個(gè)冷卻孔72的前壁或沖擊板70，和一個(gè)向后延伸的外圓件74(也稱作“第三套筒”)，它在圖2所示的78處被鉚接(用抗剪銷釘裝置)到套筒46上。沖擊板70也被加工成具有多個(gè)開口孔80(如五個(gè))，與在后板48上的噴嘴開口孔52軸線對(duì)正。每個(gè)噴嘴開口孔80是由焊接在沖擊板70上的軸向延伸的內(nèi)環(huán)82所限定。
一個(gè)位于沖擊板70上的中心孔84具有被焊在孔上向后延伸的環(huán)86(或稱作“第四套筒”)，用來(lái)安裝一個(gè)中心罩88，與沖擊板70相似的這個(gè)罩88，在其前表面92上具有多個(gè)冷卻孔90，當(dāng)采用無(wú)中心體燃料噴嘴時(shí)，如在本發(fā)明所舉出的實(shí)施例中，罩88用于“堵塞”沖擊板70的中心。所述的中間罩88具有“側(cè)壁”94，它被套接地安裝在環(huán)86中，在該處用焊接或其它合適的方法固定。
每對(duì)軸向?qū)φ暮蟀鍑娮炜?2和沖擊板噴嘴孔80，連接一個(gè)預(yù)混管96。每個(gè)予混管是整體的，端部開口為圓柱形，它的后邊緣安裝在后板48的埋頭孔98中(見圖2A)。預(yù)混管96的前邊緣100套接在沖擊板組件68的內(nèi)環(huán)82中，并在沖擊板70(如在其下游或前端)之外軸向延伸(見圖2B)。在預(yù)混管外徑和沖擊板上相對(duì)應(yīng)的開口孔之間的小的環(huán)狀間隙，穩(wěn)定預(yù)混罩并防止無(wú)控空氣流入到燃燒火焰筒。預(yù)混管96的前邊緣沒(méi)有固定在沖擊板組件68上，因而為了修理和(或)更換，可方便地拆卸整個(gè)預(yù)混管組件，而不用將火焰筒罩部件的剩余部分拆除(或破壞)(由五個(gè)預(yù)混管96、后板48和浮動(dòng)環(huán)54組成)。
參見圖2B、4、7和8，多個(gè)楔形擋板102可以被固定在預(yù)混管96的相應(yīng)的前邊緣100上?？傊?，所述的擋板102共同提供了基本的保護(hù)層，以防止燃燒室火焰熱輻射到?jīng)_擊板70上，使火焰管罩部件的溫度保持在可允許的范圍內(nèi)。關(guān)于這點(diǎn)，擋板由穿過(guò)沖擊板70中的冷卻孔72的空氣流所冷卻。擋板可以用任何適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ǖ筋A(yù)混罩上，但是為了保持預(yù)混組件的可拆卸性，擋板102必須來(lái)自預(yù)混管96。采用擋板是可以選擇的，沒(méi)有必要對(duì)火焰筒部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性限制。在采用擋板的任何情況下，其尺寸和形狀對(duì)于罩組件的每次應(yīng)用，取決于熱應(yīng)力分析和實(shí)驗(yàn)。采用擋板所帶來(lái)的另外益處是它們用于產(chǎn)生非流線形體效應(yīng)，使燃燒室的火焰更穩(wěn)定。
一個(gè)環(huán)形片簧104固定在套筒46的前部周圍，當(dāng)所述的火焰罩組件42被插入在火焰筒的后端時(shí)，所述的片簧104與燃燒室火焰筒38的內(nèi)表面相接合。
為了給預(yù)混罩和沖擊板組件提供輔助支承，存在有一個(gè)支承組件，它包括一個(gè)內(nèi)環(huán)106，一個(gè)外環(huán)108和多個(gè)徑向輻射條或支桿110，它們?cè)趦?nèi)外環(huán)中延伸。內(nèi)環(huán)106被固定在沖擊組件68的圓環(huán)(或第四套筒86)的圓周上，同時(shí)外環(huán)108被固定在沖擊板組件的外圓柱伸出部分(或第三套筒)74的內(nèi)表面上。
本發(fā)明的多噴嘴火焰筒罩部件42通過(guò)一個(gè)安裝法蘭組件，被固定在燃燒室殼體中，該組件包括一個(gè)圓柱形環(huán)形部分(也稱“第二套筒”)112，它從安裝法蘭環(huán)114的一個(gè)環(huán)向后延伸并與套筒46徑向相隔。通過(guò)一組焊接在套筒46和圓柱環(huán)形部分112上的環(huán)形空間支桿116，所述的圓環(huán)被固定在套筒上。
參見圖1，法蘭114是夾在結(jié)合處37的燃燒室殼體的法蘭之間，靠近氣流套筒法蘭。
參見圖10和10A，安裝法蘭環(huán)114的內(nèi)表面上具有多個(gè)燃燒火焰筒擋塊119本實(shí)施例為三個(gè)，它從法蘭環(huán)向前延伸，并與所連接的燃燒火焰筒3B的端部相接合，從而防止火焰筒在燃燒熱的作用下向后伸出。因此，火焰筒38被迫向前伸出進(jìn)入到輸送導(dǎo)管壁40，結(jié)果避免了燃燒室任何元件的損壞。
如上所述，本發(fā)明相對(duì)已有的燃燒罩部件顯然有以下優(yōu)點(diǎn)(1)通過(guò)可拆卸的、可修理的和(或)可更換的罩部件的使用，可以經(jīng)濟(jì)地修理或更換損壞的罩部件。
(2)通過(guò)采用最少的工具和不耗量體力的簡(jiǎn)單部件，可獲得加工周期短和制造成本低的效果。
(3)本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)，滿足檢查和修理周期的要求。
(4)在不斷改變基本的火焰筒罩部件結(jié)構(gòu)的情況下，允許提高可預(yù)見的或不可預(yù)見的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
同時(shí)，本發(fā)明是利用現(xiàn)在看來(lái)是最實(shí)用和最佳的實(shí)施例予以說(shuō)明，但可以理解，本發(fā)明不僅僅限于公開的實(shí)施例。恰恰相反，本發(fā)明包括在下面所述的權(quán)利要求的范圍和構(gòu)思之內(nèi)的多種變化和結(jié)構(gòu)方案。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的多噴嘴燃燒室的燃燒火焰筒罩部件，包括有具有前端和后端的、基本上為圓柱形的第一套筒；一個(gè)固定在所述套筒的后端的后板，所述的后板具有用于安裝相應(yīng)數(shù)量燃料噴嘴的多個(gè)第一開口孔；一個(gè)固定于所述的套筒的前端的前板組件，該前板具有多個(gè)第二開口孔，所述的第二開口孔基本上與所述的后板上的第一開口孔對(duì)正；多個(gè)具有敞開端的預(yù)混管，該預(yù)混管具有前端和后端，在所述的后板和前板組件之間，預(yù)混管在所述的套筒中沿軸向延伸，每個(gè)預(yù)混管的后端支承在一個(gè)相應(yīng)的第一開口孔中，每個(gè)預(yù)混管的前端支承在一個(gè)相應(yīng)的第二開口孔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特征是其中所述的每個(gè)預(yù)混管的前端是支承在而不是固定在所述的一個(gè)相應(yīng)的第二開口孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述火焰筒罩部件，其特征是其中所述的每個(gè)預(yù)混管的后端支承并固定在所述的一個(gè)相應(yīng)的第一開口孔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的火焰筒罩部件，其特征在于所述的預(yù)混管的前端，支承而不固定在所述的一個(gè)相應(yīng)的第二開口孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的后板的向后延伸的多個(gè)噴嘴環(huán)，分別與所述的多個(gè)第一開口孔中的相應(yīng)的一個(gè)孔對(duì)準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的火焰筒罩部件，其特征是每個(gè)所述的多個(gè)噴嘴環(huán)安裝在所述的后板上，允許所述的環(huán)與所述的后板相對(duì)的位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特在于所述的每個(gè)噴嘴環(huán)依靠每個(gè)固定在所述的后板的檔片安裝在所述的板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特征是基本上是圓柱形的第一套筒，通過(guò)多個(gè)在所述第一和第二套筒之間的圓周排列的支桿元件固定在第二、基本上為圓柱形經(jīng)向外部套筒上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的第二套筒包括一外具有用于在燃燒室內(nèi)固定所述的火焰筒罩部件的徑向安裝法蘭的環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特征在所述的前板組件包括一個(gè)帶中心孔和多個(gè)第二開口孔的沖擊板，和多個(gè)基本上分布在所述沖擊板上的冷卻孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的沖擊板包括一個(gè)基本上為圓柱形第三套筒，它固定在所述的沖擊板上并從沖擊板向后延伸，第三套筒套接在所述的第一套筒中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火焰筒罩部件，其特征是沖擊板包括一個(gè)第四套筒，該套筒固定在中心孔并從該孔向后延伸，和一個(gè)固定在第四套筒中的中心罩，該罩的前表面具有多個(gè)冷卻孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的沖擊板基本上被多個(gè)擋板擋住了它的整個(gè)表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的火焰筒罩部件，其特征是每個(gè)預(yù)混管具有一個(gè)固定在其前邊緣上的擋板。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特征是第一套筒在其圓周上具有間隔分布的多個(gè)冷卻孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰筒罩部件，其特征是包括一個(gè)支承在所述的第一套筒外表面并靠近其前端的密封環(huán)，該環(huán)與一個(gè)燃燒火焰筒相接合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的火焰筒罩部件，其特征在于所述的第二套筒包括一個(gè)帶有徑向安裝法蘭的環(huán)，該環(huán)用于在燃燒室中固定所述的火焰筒罩部件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的火焰筒罩部件，其特征是所述環(huán)安裝有多個(gè)燃燒火焰筒擋塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的火焰筒罩部件，其特征是包括一個(gè)在第三和第四套筒之間延伸的加強(qiáng)支桿組件。
20.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)多噴嘴燃燒室的燃燒火焰筒罩部件，包括有一個(gè)具有后端和前端的，基本上為圓柱形的第一套筒;一個(gè)組件式的預(yù)混部件，它包括一個(gè)固定在所述第一套筒后端的后板，該后板具有多個(gè)安裝在其開口孔中的噴嘴，多個(gè)具有前端和后端的預(yù)混管，后端被固定在后板上;一個(gè)組件式的沖擊板組件固定在所述的第一套筒的前端中，所述的沖擊板組件包括一個(gè)具有多個(gè)開孔的沖擊板，其用于分別安裝所述的預(yù)混管的前端。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火焰筒罩部件，其特征是還包括一個(gè)火焰筒安裝組件，它包括一個(gè)在所述的第一圓柱形套筒徑向向外間隔的第二圓柱形套筒，多個(gè)支桿在所述的第一和第二套筒之間延伸，并固定在所述的第一和第二套筒上，一個(gè)安裝在凹槽內(nèi)的一個(gè)徑向裝配法蘭，所述的凹槽位于相鄰的燃燒室殼體法蘭之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的預(yù)混管的前端安裝在，但不固定在分別對(duì)中的沖擊板開口孔中。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火焰筒罩部件，其特征是多個(gè)所述后板的噴嘴環(huán)向后延伸，所述的每個(gè)環(huán)分別與相應(yīng)的一個(gè)后板噴嘴開口孔相對(duì)正。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的多個(gè)噴嘴環(huán)安裝在所述的后板上，允許其與所述的后板之間相對(duì)位移。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的火焰筒罩部件，其特征在所述的每個(gè)噴嘴環(huán)，通過(guò)多個(gè)固定在后板的檔片安裝在所述的板上。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的沖擊板具有一個(gè)裝配有中心罩的中心孔。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的火焰筒罩部件，其特征是所述的沖擊板具有多個(gè)冷卻孔。
全文摘要
燃燒輪機(jī)多噴嘴燃燒室的組件式燃燒火焰筒罩部件(42)包括一具有前后端的基本為圓柱形的第一套筒(46)；一固定在其后端的后板(48)，后板有安裝相應(yīng)數(shù)量燃料噴嘴(32)的多個(gè)第一開口孔(52)；一固定在套筒前端的前板組件(68)，它具有多個(gè)第二開口孔(80)與多個(gè)第一開口孔基本對(duì)正；多個(gè)有敞開前、后端的預(yù)混管(96)，每管在后板和前板之間的套筒中軸向延伸，其后端支在一個(gè)相應(yīng)第一開口孔中，前端支在一相應(yīng)第二開口孔中。
文檔編號(hào)F23R3/46GK1079289SQ9310344
公開日1993年12月8日 申請(qǐng)日期1993年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月30日
發(fā)明者D·O·菲斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司