專利名稱：燃料噴嘴稀釋劑引入的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題發(fā)明大致涉及燃燒器(combustor)。更具體地說，本主題發(fā)明涉及通過燃料 噴嘴將稀釋劑流(diluent flow)引入到燃燒器中。
背景技術(shù)：
燃燒器典型地包括一個或多個燃料噴嘴，其將燃料或燃料與空氣的混合物引入至 燃燒室，在該燃燒室中，該燃料或燃料與空氣的混合物被點燃。在某些燃燒器中，燃料噴 嘴延伸穿過設(shè)置在燃燒器的隔板(baffle plate)中的孔。在這些燃燒器中，通常有利的 是，將一定體積的稀釋劑(通常是氮或蒸汽)引入至燃燒器以降低NO,排放和/或增加燃 燒器的輸出。稀釋劑被推動自腔室穿過隔板與各個燃料噴嘴之間的間隙且隨后沿著燃料 噴嘴的周邊而流動，在該處，稀釋劑的一部分通過燃料噴嘴的空氣套環(huán)(air collar)中的 孔進入燃料噴嘴。但是，由于隔板與燃料噴嘴之間的裝配公差累積(assembly tolerance stack-up)，隔板與燃料噴嘴之間的間隙會改變。間隙的變化導(dǎo)致圍繞各個噴嘴和貫穿燃燒 器組件的稀釋劑流的變化。此外，間隙與燃料噴嘴中的空氣套環(huán)孔之間的軸向間距允許稀 釋劑到達燃燒反應(yīng)區(qū)而沒有穿過燃料噴嘴并直接與燃料和空氣相混合。這兩種效應(yīng)均降低 了稀釋劑效率，并且因此，需要更大體積的稀釋劑以實現(xiàn)等效量的進入到燃料噴嘴中的稀 釋劑流。沿著燃料噴嘴流動的過量的稀釋劑導(dǎo)致燃燒器中的例如動態(tài)特性(dynamics)和 貧燃熄火(lean blow out)等的可操作性(operability)問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種燃燒器包括具有至少一個穿通式隔板孔(through baffle hole)的隔板和延伸穿過該至少一個隔板孔(baffle hole)的至少一個燃料噴 嘴。防護罩(shroud)設(shè)置在隔板和該至少一個燃料噴嘴之間且附連至隔板。防護罩中 的多個開口 (opening)構(gòu)造成對隔板孔和該至少一個燃料噴嘴之間的稀釋劑流進行計量 (meter)。 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于將稀釋劑提供給燃燒器的方法包括提供設(shè)置 在防護罩中的多個開口，該防護罩附連至隔板且設(shè)置在隔板和延伸穿過隔板中的穿通孔 (through hole)的至少一個燃料噴嘴之間。使稀釋劑穿過該多個開口朝向該至少一個燃料 噴嘴中的至少一個氣流開口而流動。 結(jié)合附圖，這些及其它優(yōu)點和特征將從下文的描述中變得更加顯而易見。


在說明書所附的權(quán)利要求中特別地指出并明確地主張了被視為本發(fā)明的主題。結(jié) 合所附圖紙，從下文的詳細描述中，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點是顯而易見的，其中
圖1是燃燒器的實施例的截面圖；
圖2是燃燒器的隔板組件的實施例的端視3
圖3是圖2的隔板組件的實施例的截面圖；以及圖4是將稀釋劑供應(yīng)至由圖2的隔板組件所限定的氣室(ple皿m)的蓋環(huán)(cover
ring)的實施例。
具體實施方式
參考附圖以示例性的方式解釋了本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征。部件列表io燃燒器12隔板14隔板孔16燃料噴嘴18蓋環(huán)20氣室22稀釋劑流24孔口 (orifice)26防護罩28聯(lián)結(jié)法蘭30上游面32下游面34外表面36流云力通道(flow channel)38活塞環(huán)40活塞環(huán)槽42末端(tip end)44注入孑L (injection hole)46外部48噴嘴中心軸線50氣流開口52氣流
具體實施例方式
圖1中所示的是燃燒器10。該燃燒器10包括具有六個隔板孔14的隔板12，六個 燃料噴嘴16延伸穿過該六個隔板孔14，例如，如圖2中最佳地所示的，每個隔板孔14被一 個燃料噴嘴16延伸穿過。雖然圖2中顯示了六個燃料噴嘴16，但是應(yīng)認識到的是，可采用 其它數(shù)量的燃料噴嘴16，例如，一個燃料噴嘴16或四個燃料噴嘴16。如圖3中所示，隔板 12和蓋環(huán)18限定了氣室20，稀釋劑流22被引導(dǎo)通過蓋環(huán)18中的一陣列孔口 24(在圖4 中最佳地顯示)而進入該氣室20中。在某些實施例中，稀釋劑流22可包括蒸汽，或其它的 稀釋劑(例如氮)。 如圖3中所示，在每個燃料噴嘴16處，防護罩26設(shè)置成在隔板孔14處、在隔板12 和燃料噴嘴16之間。圖3的實施例中，防護罩26包括聯(lián)結(jié)法蘭28，該聯(lián)結(jié)法蘭28例如設(shè) 置在隔板12的上游面30處。在某些實施例中，通過焊接將聯(lián)結(jié)法蘭28固定至上游面30，但是也可使用例如機械緊固件、銅焊、或粘接劑等的其它的手段。此外，應(yīng)認識到的是，可將防護罩26固定至隔板12的其它部分(例如下游面32)。防護罩26和燃料噴嘴16的外表面34限定了在它們之間的流動通道36。兩個活塞環(huán)38設(shè)置在防護罩26處以在防護罩26和燃料噴嘴16之間實現(xiàn)密封。如圖3中所示，各個活塞環(huán)38設(shè)置在防護罩26的末端42處的活塞環(huán)槽40中。應(yīng)認識到的是，雖然圖3中顯示兩個活塞環(huán)38和兩個活塞環(huán)槽40，但是可采用其它的每活塞環(huán)槽40的活塞環(huán)38數(shù)量以及其它的槽40的數(shù)量。例如，每個活塞環(huán)槽40中可設(shè)置兩個或三個活塞環(huán)38，并且/或者，可采用一個或三個活塞環(huán)槽40。多個注入孔44穿過防護罩26而自流動通道36延伸到燃燒器的頭端(head end)處的隔板12的外部46。該多個注入孔44可定向成與噴嘴中心軸線48成一定角度，或者，如圖3中所示，可大體上(substantially)平行于該噴嘴中心軸線48。 在運行中，稀釋劑流22以從氣室20出發(fā)沿著流動通道36并穿過該多個注入孔44的方式被引導(dǎo)。 一旦離開該多個注入孔44，則稀釋劑流22的至少一部分進入燃料噴嘴16中的多個氣流開口 50。在某些實施例中，進入該多個氣流開口 50的稀釋劑流22與進入該多個氣流開口 50的氣流52相混合。 通過該至少一個活塞環(huán)38在隔板12和燃料噴嘴16之間實現(xiàn)密封以及引導(dǎo)稀釋劑流22穿過該多個注入開口 (injection opening) 44允許氣流開口 50附近的稀釋劑流22的注入用以提高稀釋劑流22的效率。此外，稀釋劑流22通過注入開口 44而被計量且對于隔板12中的每個隔板孔14而言是一致的。因此，降低了所要求的稀釋劑流22的體積從而減少了例如動態(tài)特性和貧燃熄火等的運行性問題。 雖然已結(jié)合僅有限數(shù)目的實施例詳細描述本發(fā)明，但應(yīng)容易理解的是，本發(fā)明不局限于這些所公開的實施例。更確切地說，本發(fā)明可被修改以包括此前未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任意數(shù)目的變型、改型、替代或等效布置。此外，雖然已描述本發(fā)明的各種實施例，但是應(yīng)理解的是，本發(fā)明的方面可僅包括所述實施例中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為受前述描述所限制，而是僅受所附權(quán)利要求的范圍所限制。
權(quán)利要求
一種燃燒器(10)，包括包括至少一個穿通式隔板孔(14)的隔板(12)；延伸穿過所述至少一個穿通式隔板孔(14)的至少一個燃料噴嘴(16)；設(shè)置在所述隔板(12)和所述至少一個燃料噴嘴(16)之間的防護罩(26)，所述防護罩(26)附連至所述隔板(12)；在所述防護罩(26)中的多個開口，所述開口構(gòu)造成在所述隔板(12)和所述至少一個燃料噴嘴(16)之間計量稀釋劑(22)流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(IO)，其特征在于，至少一個活塞環(huán)(38)密封于所述 防護罩(26)和所述至少一個燃料噴嘴(16)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述至少一個活塞環(huán)(38)設(shè)置在 至少一個活塞環(huán)槽(40)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述多個開口大體上平行于所述 至少一個燃料噴嘴(16)的中心軸線而延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器(IO)，其特征在于，所述多個開口構(gòu)造成將所述稀釋 劑(22)流引向所述至少一個燃料噴嘴(16)中的多個氣流開口 (50)。
6. —種用于將稀釋劑(22)提供給燃燒器(10)的方法，包括提供設(shè)置在防護罩(26)中的多個開口，該防護罩(26)附連至隔板(12)且設(shè)置在所述 隔板(12)和延伸穿過所述隔板(12)中的穿通孔的至少一個燃料噴嘴(16)之間；以及使所述稀釋劑(22)穿過所述多個開口流向所述至少一個燃料噴嘴(16)中的至少一個 氣流開口 (50)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述稀釋劑(22)沿著由 所述防護罩(26)和所述至少一個燃料噴嘴(16)的外表面(34)所限定的流動通道(36)流 動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括使所述稀釋劑(22)的至少 一部分流動到所述至少一個燃料噴嘴(16)中的至少一個氣流開口 (50)中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括將所述稀釋劑(22)的至少 一部分與進入所述至少一個氣流開口 (50)的氣流相混合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述防護罩(26)和所述 至少一個燃料噴嘴(16)之間實現(xiàn)密封，從而防止其間的稀釋劑(22)流。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料噴嘴稀釋劑引入的方法和裝置，具體地說，公開了一種燃燒器，其包括具有至少一個穿通式隔板孔的隔板和延伸穿過該至少一個隔板孔的至少一個燃料噴嘴。防護罩設(shè)置在隔板和該至少一個燃料噴嘴之間且附連至隔板。防護罩中的多個開口構(gòu)造成在隔板孔和該至少一個燃料噴嘴之間計量稀釋劑流。此外公開了一種用于將稀釋劑提供給燃燒器的方法，其包括提供設(shè)置在防護罩中的多個開口，該防護罩附連至隔板且設(shè)置在隔板和延伸穿過隔板中的穿通孔的至少一個燃料噴嘴之間。使稀釋劑穿過該多個開口朝向該至少一個燃料噴嘴中的至少一個氣流開口而流動。
文檔編號F23D11/00GK101725973SQ200910174088
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者J·D·貝里, J·E·巴頓, M·A·哈利 申請人:通用電氣公司