燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器中的流量調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器中的流量調(diào)節(jié)器，其中流量調(diào)節(jié)器包括空氣在其待與燃料一起在燃燒器中燃燒的途中所經(jīng)過的多個面板。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間，空氣在壓氣機部中被加壓接著與燃料混合并在燃燒部中燃燒以產(chǎn)生熱燃燒氣體。在罐環(huán)型燃氣渦輪發(fā)動機中，燃燒部包括燃燒器設(shè)備、有時稱作“罐”的環(huán)形陣列，各設(shè)備將熱燃燒氣體供給至發(fā)動機的渦輪部，在那里熱燃燒氣體膨脹以從燃燒氣體中提取能量以提供用于生產(chǎn)電力的輸出功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]依照本發(fā)明的第一方面，提供一種在燃氣渦輪中的燃燒器，包括具有限定了主燃燒區(qū)的內(nèi)部容積的火焰筒、用于將燃料輸送到主燃燒區(qū)內(nèi)的燃料噴射系統(tǒng)和位于火焰筒的徑向外側(cè)的流動套筒。流動套筒與火焰筒一起限定了用于空氣在其待與來自燃料噴射系統(tǒng)的燃料混合的途中流動的通路，其中混合物在主燃燒區(qū)中燃燒以創(chuàng)建熱燃燒氣體。燃燒器進一步包括過渡組件，過渡組件包括相對于熱燃燒氣體的離開燃燒器朝向發(fā)動機的渦輪部的流動方向位于火焰筒的下游的過渡導管，其中熱燃燒氣體的流動方向限定了軸向方向。燃燒器還進一步包括被附接至火焰筒和過渡組件中的至少一個并且延伸至在緊密接近流動套筒但未聯(lián)接至流動套筒的范圍內(nèi)的流量調(diào)節(jié)器。流量調(diào)節(jié)器包括至少一個面板，所述至少一個面板具有使得空氣能夠在其通向通路的途中經(jīng)過至少一個面板的配置，其中進入通路內(nèi)用于在主燃燒區(qū)中燃燒的空氣中的至少實質(zhì)部分經(jīng)過至少一個面板。
[0004]依照本發(fā)明的第二方面，提供一種在燃氣渦輪發(fā)動機中的燃燒器，包括流動套筒、燃料噴射系統(tǒng)和限定了用于熱燃燒氣體從燃燒器傳遞到發(fā)動機的渦輪部內(nèi)的流動路徑的流動路徑結(jié)構(gòu)。流動路徑結(jié)構(gòu)包括火焰筒和過渡組件?；鹧嫱簿哂邢薅酥魅紵齾^(qū)的內(nèi)部容積且位于流動套筒的徑向內(nèi)側(cè)?；鹧嫱才c流動套筒一起限定了用于空氣在其待與來自燃料噴射系統(tǒng)的燃料混合的途中的流動的通路，其中混合物在主燃燒區(qū)中燃燒以創(chuàng)建熱燃燒氣體。過渡組件包括相對于熱燃燒氣體的通過流動路徑的流動方向位于火焰筒的下游的過渡導管，其中熱燃燒氣體的流動方向限定了軸向方向。燃燒器進一步包括被附接至流動路徑結(jié)構(gòu)和流動套筒中的一個并且延伸至在緊密接近但未附接至流動路徑結(jié)構(gòu)和流動套筒中的另一個的范圍內(nèi)的流量調(diào)節(jié)器。流量調(diào)節(jié)器包括框架和被固定至框架并且具有使得空氣能夠在其通向通路的途中經(jīng)過面板的配置的多個面板。進入通路的空氣中的至少實質(zhì)部分經(jīng)過面板，并且面板被以可去除的方式固定至框架，使得面板能夠在不用將流量調(diào)節(jié)器從流動路徑結(jié)構(gòu)和流動套筒中的一個上拆下的情況下被去除和更換。
【附圖說明】
[0005]雖然說明書用特別指出且清楚地要求保護本發(fā)明的權(quán)利要求進行了總結(jié)，但相信本發(fā)明將從結(jié)合附圖進行的以下描述中變得更好理解，附圖中相同的附圖標記表示相同的兀件，并且其中；
[0006]圖1是包括根據(jù)發(fā)明的實施例的多個燃燒器的燃氣渦輪發(fā)動機的局部剖面?zhèn)纫晥D；
[0007]圖2是依照發(fā)明的一個方面的被包括在圖1的發(fā)動機中且包括了流量調(diào)節(jié)器的燃燒器的一部分的立體圖；
[0008]圖3是圖示出圖2的燃燒器和流量調(diào)節(jié)器的一部分的側(cè)截面圖；
[0009]圖4是圖示出圖2和圖3中圖示出的流量調(diào)節(jié)器的組裝期間使用的步驟的立體圖；和
[0010]圖5至圖8是依照發(fā)明的其它實施例的包括流量調(diào)節(jié)器的燃燒器的一部分的側(cè)截面圖。
【具體實施方式】
[0011]在優(yōu)選實施例的以下詳細描述中，對形成其一部分并且以圖示的方式并不以限制的方式示出可以實踐發(fā)明的具體優(yōu)選實施例的附圖進行參考。應(yīng)該理解的是，可以利用其它實施例并且可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出改變。
[0012]參見圖1，示出了依照本發(fā)明構(gòu)造的燃氣渦輪發(fā)動機10。發(fā)動機10包括壓氣機部12、包括了包括多個燃燒器16的燃燒器組件(；的燃燒部14及渦輪部18。需要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的燃燒器組件(；優(yōu)選地包括圍繞限定了發(fā)動機10內(nèi)的軸向方向的發(fā)動機10的縱向軸線La布置的燃燒器16的環(huán)形陣列。這樣的配置典型地稱作“罐環(huán)型燃燒器組件”。
[0013]壓氣機部12導入入口空氣并給其加壓，入口空氣的至少一部分被引導至用于輸送至燃燒器16的燃燒器外殼20。燃燒器外殼20中的空氣在下文中稱作“外殼空氣”。加壓空氣的其他部分可以被從燃燒部14中提取以冷卻發(fā)動機10內(nèi)的各種部件。例如，加壓空氣可以被從壓氣機部12中放出并輸送至渦輪部18中的部件。
[0014]在進入燃燒器16時，來自燃燒器外殼20的壓縮空氣與燃料混合并在主燃燒區(qū)Cz中被點火以生產(chǎn)出在各個燃燒器16內(nèi)以紊流方式且以高速率流動的高溫燃燒氣體。各燃燒器16中的燃燒氣體接著通過各個過渡導管22(圖1中僅示出一個過渡導管22)流動至渦輪部18，在那里燃燒氣體膨脹以從中提取能量。從燃燒氣體中提取的能量的一部分被用于提供渦輪轉(zhuǎn)子24的轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)子平行于沿著縱向軸線La在軸向上延伸穿過發(fā)動機10的可轉(zhuǎn)動軸26延伸。
[0015]如圖1所不，發(fā)動機殼體30被設(shè)置成包圍各個發(fā)動機部12、14、18。殼體30的環(huán)繞燃燒器部14的那部分包括限定了燃燒器外殼20的殼體壁32，即，燃燒器外殼20限定了殼體30的環(huán)繞燃燒部14的那部分內(nèi)的內(nèi)部容積。
[0016]參見圖2和圖3，現(xiàn)在將描述圖1中圖示出的燃燒器組件(；的燃燒器16中的一個和用于將外殼空氣提供至燃燒器16的燃燒區(qū)Cz的流量調(diào)節(jié)器40。需要注意的是，雖然圖2和圖3中僅圖示出一個燃燒器16和流量調(diào)節(jié)器40，但燃燒器組件Ca中的剩余的燃燒器16也將包括與圖2和圖3中圖示出且在這里描述的這一個相似或相同的流量調(diào)節(jié)器40。
[0017]燃燒器16包括:流動套筒42 ;火焰筒48，包括限定了燃料與外殼空氣混合并燃燒以創(chuàng)建熱工作氣體所在的燃燒區(qū)Cz(見圖3)的內(nèi)部容積48A ;過渡組件50，包括過渡導管22和過渡環(huán)54，過渡環(huán)包括從過渡導管22徑向向外延伸的環(huán)形構(gòu)件；和燃料噴射系統(tǒng)56 (見圖1)，其被設(shè)置成將燃料輸送至燃燒區(qū)Czft。過渡導管22聯(lián)接至火焰筒48用于將熱工作氣體輸送至渦輪部18，即，如圖3所示，過渡導管22相對于離開燃燒器16朝向渦輪部18的熱燃燒氣體的流動方向Fdm被定位在火焰筒48的下游，其中熱燃燒氣體的流動方向Fdcs限定了軸向方向。需要注意的是，火焰筒48和過渡組件50在這共同稱作“流動路徑結(jié)構(gòu)Fps”，其中流動路徑結(jié)構(gòu)Fps限定了用于熱燃燒氣體從燃燒器16傳遞到發(fā)動機10的渦輪部18內(nèi)的流動路徑。
[0018]參見圖3，示出的實施例中的流動套筒42包括限定了用于待輸送至燃燒區(qū)Cz內(nèi)的外殼空氣流動所經(jīng)過的通路60的外邊界的大體筒狀構(gòu)件。流動套筒42位于火焰筒48的徑向外側(cè)使得通路60被限定成沿徑向在流動套筒42與火焰筒48之間。流動套筒42包括在燃燒器16的頭端16A附接至發(fā)動機殼體32的第一端部42A(見圖1)和遠離第一端部42A的第二端部42B。
[0019]在圖示出的實施例中，燃料噴射系統(tǒng)56包括中央先導燃料噴射器和圍繞先導燃料噴射器布置的主燃料噴射器的環(huán)形陣列，見圖1。然而，燃料噴射系統(tǒng)56可以在不脫離發(fā)明的精神和范圍的情況下包括其他配置。先導燃料噴射器和主燃料噴射器各在發(fā)動機10的操作期間將燃料輸送到燃燒區(qū)Cz內(nèi)。
[0020]參見圖2和圖3，流量調(diào)節(jié)器40被定位成沿徑向在流動路徑結(jié)構(gòu)Fps與流動套筒42之間。在示出的實施例中，流量調(diào)節(jié)器40包括從過渡環(huán)54朝向流動套筒42延伸并緊密接近流動套筒42的第二端部42B但未聯(lián)接至流動套筒42的環(huán)形構(gòu)件。需要注意的是，流量調(diào)節(jié)器40可以從流動路徑結(jié)構(gòu)Fps的其他部件開始延伸而不是過渡環(huán)54。例如，流量調(diào)節(jié)器40可以從火焰筒48的一部分朝向流動套筒42延伸，如例如將在下面討論的圖6和圖7中所圖示出的實施例中，或從過渡導管22開始延伸，或者流量調(diào)節(jié)器40可以從流動套筒42朝向流動路徑結(jié)構(gòu)Fps延伸，如將在下面討論的圖5中所圖示出的實施例中。
[0021]流量調(diào)節(jié)器40限定了用于傳遞到通路60內(nèi)的外殼空氣的入口，并且包括被固定至過渡環(huán)54且從其上延伸的框架70，和被以可去除的方式固定在框架70內(nèi)的多個可更換的面板72(需要注意的是，面板72中的一些已經(jīng)被從圖2中去除，所以可以在圖2中看見位于面板72徑向內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu))。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，面板72具有使得空氣能夠在其通向通路60的途中經(jīng)過面板72的配置，其中各面板72可以選擇成具有期望的透氣性，使得被準許流過各個面板72的空氣的量能夠被控制。參見圖4，由于面板72是通過使面板72大體軸向滑動使得它們被接收在框架70中而被以可去除地固定在框架70內(nèi)，所以面板72能夠在不用將框架70從過渡