專利名稱：用于合成氣燃料噴嘴的可重復(fù)使用的焊接接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴的系統(tǒng)和布置， 且更具體地，涉及用于將燃料噴嘴附連到渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的端蓋上的系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通過產(chǎn)生流過渦輪機(jī)的加壓氣體來使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 加壓氣體通過燃燒燃料-諸如丙烷、天然氣、煤油或噴氣燃料來產(chǎn)生， 該燃料在由一組燃料噴嘴噴射到燃燒器或燃燒室中之后^l燃燒。燃料 噴嘴和燃燒器之間的連接在磨損和破裂之后可能經(jīng)歷泄露。因此，該 連接有時(shí)候可能會(huì)經(jīng)歷修復(fù)。另外，可移除燃料噴嘴以便修復(fù)、維護(hù) 或替換。不幸的是，已有的連接特別地不能夠重復(fù)使用。例如，如果 從燃燒器上移除了燃料噴嘴，則該移除可能會(huì)破壞燃料噴嘴、燃燒器 或兩者的一部分。結(jié)果，將燃料噴嘴重新連接到燃燒器上尤其有問題。

發(fā)明內(nèi)容
一種系統(tǒng)， 一個(gè)實(shí)施例，包括構(gòu)造成以便關(guān)于渦輪機(jī)燃燒器來密 封渦輪機(jī)燃料噴嘴的環(huán)形密封件，其中，該環(huán)形密封件包括具有內(nèi)環(huán) 面、第一基部部分以及與第一基部部分相對(duì)的第一外圍部分的第一環(huán) 形密封部分。該實(shí)施例還包括構(gòu)造成以便聯(lián)接到具有外環(huán)面、第二基 部部分以及與笫二基部部分相對(duì)的第二外圍部分的第二環(huán)形密封部 分上的該第一環(huán)形密封部分。此外，該實(shí)施例包括能夠由焊縫來密封 的該第一和第二外圍部分。


在參看附圖閱讀了以下詳細(xì)描述之后，本公開的這些和其它特 征、方面和優(yōu)點(diǎn)將得到更好地理解，其中，在全部附圖中相似的符號(hào)
代表相似的部件，其中
圖1是具有利用根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的可重復(fù)使用的焊接接 頭而聯(lián)接到燃燒器上的燃料噴嘴的渦輪機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖2是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的如圖1中所示的渦輪機(jī)系統(tǒng)的 側(cè)剖視圖3是如圖1中所示的燃燒器的側(cè)剖視圖，其中多個(gè)燃料噴嘴利 用根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的可重復(fù)使用的焊接接頭而聯(lián)接到端蓋
上；
圖4是根據(jù)本技術(shù)的某些實(shí)施例的如圖3中所示的燃燒器的端蓋
和燃料噴嘴的透視圖5是如圖4中所示的帶有燃料噴嘴的端蓋的一部分的側(cè)剖視 圖，其具有根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的可重復(fù)使用的焊4妄接頭；
圖6是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的、如圖5所示的可重復(fù)使用的 焊接接頭的詳細(xì)側(cè)剖視圖7是根據(jù)本技術(shù)的另 一個(gè)實(shí)施例的可重復(fù)使用的焊接接頭的詳 細(xì)側(cè)剖^見圖；且
圖8是根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例的可重復(fù)使用的焊接接頭的詳 細(xì)側(cè)剖3見圖。
具體實(shí)施例方式
以下將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體的實(shí)施例。為了試圖提供對(duì) 這些實(shí)施例的簡(jiǎn)要描述，可能并不在本說明書中描述實(shí)際的實(shí)施的所 有特征。將了解的是，在開展任何這樣的實(shí)際的實(shí)施時(shí)，比如在任何 工程或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多對(duì)實(shí)施而言特定的決定來實(shí)現(xiàn)開 發(fā)者的特定目標(biāo)-諸如符合系統(tǒng)相關(guān)的和商業(yè)相關(guān)的約束，該特定目 標(biāo)可能在一種實(shí)施與另一種實(shí)施之間有所不同。此外，將了解的是，這樣的開展工作可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但是對(duì)于從本公開獲益的本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員而言，其將仍然是設(shè)計(jì)、加工和制造的慣常工作。
在介紹本發(fā)明各實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞"一"、"該"和"所述"意圖 表示存在一個(gè)或者多個(gè)該元件。用語"包括"、"包含"和"具有"意圖是 包括性的且表示除了所列舉的元件之外可能存在另外的元件。操作參 數(shù)和/或環(huán)境條件的任何實(shí)例并不排除所公開的實(shí)施例的其它參數(shù)/條 件。
如以下詳細(xì)討論的，可采用燃料噴嘴和燃燒器密封系統(tǒng)的各實(shí)施 例來提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。特別地， 一個(gè)實(shí)施例包括第一和第二 環(huán)形密封部分，第一和第二環(huán)形密封部分可在外圍位置處焊4^,以有 助于在不破壞由密封部分聯(lián)接的構(gòu)件的情況下斷開和重新連接。例 如，密封部分可在焊縫和被密封在一起的構(gòu)件之間包括過量材料和/ 或偏移，從而使得可以容易地切割焊縫以用于進(jìn)行多次反復(fù)的簡(jiǎn)單的 重新焊接。環(huán)形密封部分可以是環(huán)，其中，第一環(huán)形密封部分聯(lián)接到 燃燒器端蓋或基部上，或者是燃燒器端蓋或基部的一部分。第二環(huán)形 密封部分可聯(lián)接燃料噴嘴的外壁上，或者是燃料噴嘴的外壁的一部 分。第一和第二環(huán)形密封部分的外圍部分可相對(duì)于燃燒器端蓋表面位 于大體橫向方向(例如偏移)上。例如，當(dāng)移除噴嘴時(shí)，環(huán)形密封部分 的外圍部分處的焊縫被破壞。當(dāng)焊縫被破壞時(shí)，來自兩個(gè)環(huán)形部分的 材料一皮移除。環(huán)形部分的設(shè)計(jì)使得能夠簡(jiǎn)單地替換燃料噴嘴及在第一 和第二環(huán)形部分的外圍部分處簡(jiǎn)單地重新焊4矣。如以下所討《侖的，環(huán) 形部分的 一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)成使得能夠在已從各個(gè)環(huán)形部分上移除材 料之后重新焊接。環(huán)形密封件的設(shè)計(jì)還提供了能夠承受由燃料噴嘴和 燃燒器中的熱膨脹引起的應(yīng)力的接頭的布置。如將在以下進(jìn)一步討論 的，所公開的實(shí)施例使得燃料噴嘴和燃燒器端蓋之間的焊接連接能夠 有改進(jìn)的可靠性。備選地，端蓋和燃料噴嘴可通過釬焊或其它適當(dāng)?shù)?聯(lián)接機(jī)構(gòu)結(jié)合起來。接頭的聯(lián)接機(jī)構(gòu)必須被密封，以便防止氫基氣體 泄露?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖且首先參看圖1，其示意了渦輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)
施例的簡(jiǎn)圖。如以下詳細(xì)討論的，所公開的實(shí)施例在渦輪機(jī)系統(tǒng)10 中的各構(gòu)件之間采用了獨(dú)特地可重復(fù)使用的焊接接頭。因此，可以切 斷焊接接頭并對(duì)其重新焊接而不用從結(jié)合的構(gòu)件上大量地移除材料。
渦輪機(jī)系統(tǒng)10可使用液體或氣體燃料-諸如天然氣和/或富氫合成氣
-來運(yùn)行渦輪機(jī)系統(tǒng)IO。正如所描繪的，燃料噴嘴12攝入燃料供應(yīng) 14,使燃料與空氣混合，且將空氣燃料混合物分布到燃燒器16中。 空氣燃料混合物在燃燒器16內(nèi)的腔室中燃燒，從而產(chǎn)生熱的加壓排 氣。燃燒器16引導(dǎo)該排氣通過渦輪機(jī)18而朝向排氣出口 20。在排氣 穿過渦輪機(jī)18時(shí)，氣體迫使渦輪機(jī)葉片使沿著系統(tǒng)10的軸線的軸21 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。正如所示意的，軸21連接到渦輪機(jī)系統(tǒng)10的各構(gòu)件上， 包括壓縮機(jī)22。壓縮機(jī)22也包括聯(lián)接到軸21上的葉片。因此，壓縮 機(jī)22內(nèi)的葉片隨著軸21的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，從而通過壓縮機(jī)22壓縮來 自進(jìn)氣口 24的空氣，使其進(jìn)入燃料噴嘴12和/或燃燒器16。軸21還 連接到負(fù)載26上，負(fù)載26可以是車輛或者固定負(fù)載，諸如電廠中的 發(fā)電機(jī)或者飛行器上的推動(dòng)器。負(fù)載26可以是由渦輪機(jī)系統(tǒng)10的旋 轉(zhuǎn)輸出提供動(dòng)力的任何合適的裝置。
如以下進(jìn)一步討論的，對(duì)燃料噴嘴12和燃燒器16之間的接頭的
改進(jìn)提供了可重復(fù)使用的連接，以有助于簡(jiǎn)單地進(jìn)行替換、修復(fù)等。 所公開的實(shí)施例減小了在燃料噴嘴12和燃燒器16之間的連接中發(fā)生 燃料泄露的機(jī)會(huì)，同時(shí)使得能夠簡(jiǎn)單地移除和重新連接燃料噴嘴12 而不會(huì)損壞燃料噴嘴12和燃燒器16。換句話說，可以按照使得能夠 多次反復(fù)地重新使用接頭的方式來切斷連接。連接的切斷不會(huì)移除所 結(jié)合的構(gòu)件的主要的結(jié)構(gòu)部分，而是其移除了不會(huì)降低構(gòu)件的結(jié)構(gòu)整 體性的次要部分。
圖2是渦輪機(jī)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖。渦輪機(jī)系統(tǒng)10 包括位于一個(gè)或多個(gè)燃燒器16內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)燃:扦噴嘴12，其中， 根據(jù)所公開的實(shí)施例的獨(dú)特的方面，各個(gè)燃料噴嘴12通過可重復(fù)使
7用的焊接接頭而密封就位。在一個(gè)實(shí)施例中，六個(gè)或更多個(gè)燃料噴嘴
12可以環(huán)形或其它布置附連到各個(gè)燃燒器16的基部上。此外，該系 統(tǒng)10可包括呈環(huán)形布置的多個(gè)(例如4， 6， 8, 12個(gè))燃燒器16?？諝?通過進(jìn)氣口 24進(jìn)入系統(tǒng)10，并且可以在壓縮4幾22中^皮加壓。然后經(jīng) 壓縮的空氣可與燃?xì)饣旌?，以用于在燃燒?6內(nèi)燃燒。例如，燃料 噴嘴12可以合適的比率將燃料空氣混合物噴射到燃燒器中，以用于 最優(yōu)化的燃燒、排放、燃料消耗和功率輸出。燃燒產(chǎn)生熱的加壓排氣， 該加壓排氣則驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)18內(nèi)的葉片27，以使軸21旋轉(zhuǎn)，且因此驅(qū) 動(dòng)壓縮機(jī)22和負(fù)載26。葉片17的旋轉(zhuǎn)致使軸21旋轉(zhuǎn)，從而致使壓 縮機(jī)22內(nèi)的葉片19吸入空氣并對(duì)空氣加壓。正如所了解的，系統(tǒng)中 的若干構(gòu)件組-包括燃料噴嘴12和燃燒器16組-可通過所^^開的實(shí) 施例的獨(dú)特的可重復(fù)使用的焊接接頭而聯(lián)接在一起。
在圖3中示意了如圖2所示的燃燒器16的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視 圖。在圖中，多個(gè)燃料噴嘴12通過所公開的實(shí)施例的獨(dú)特的可重復(fù) 使用的焊接接頭而在燃燒器16的基部附近附連到端蓋30上。在一個(gè) 實(shí)施例中，六個(gè)燃料噴嘴12附連到端蓋30上。經(jīng)壓縮的空氣和燃料 被引導(dǎo)通過端蓋30而到達(dá)各個(gè)燃料噴嘴12，燃料噴嘴12將空氣燃料 混合物分布到燃燒器16中。燃燒器16包括大體由殼體32、襯套34 以及流動(dòng)套管36限定的腔室。在某些實(shí)施例中，流動(dòng)套管36和襯套 34彼此同軸以限定中空的環(huán)形空間，該空間可使用于冷卻的空氣能夠 通過，且使得能夠進(jìn)入燃燒區(qū)域(例如通過襯套34中的孔口)中。殼體 32、襯套34以及流動(dòng)套管36的設(shè)計(jì)提供了空氣燃料混合物通過轉(zhuǎn)接 件38(例如會(huì)聚區(qū)段)而朝向渦輪機(jī)18的最優(yōu)流動(dòng)。例如，燃料噴嘴 12可通過襯套34和流動(dòng)套管36將加壓的空氣燃料混合物分布到燃燒 器16中，其中混合物發(fā)生燃燒。所產(chǎn)生的排氣氣體流動(dòng)通過轉(zhuǎn)接件 38而流到渦輪機(jī)18，從而使得渦輪機(jī)18的葉片與軸21 —起旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)加壓氣體燃料和/或空氣流動(dòng)通過燃料噴嘴12時(shí)，燃料噴嘴12和端 蓋30之間的連接可能經(jīng)歷應(yīng)力。特別地，加壓空氣可處在650-900。F
8附近的溫度下，其導(dǎo)致端蓋30熱膨脹。燃料可處在70-500。F附近， 從而導(dǎo)致噴嘴12熱膨脹，該熱膨脹相對(duì)于端蓋30的熱膨脹量較小。 噴嘴12和端蓋30可由類似的或者不同的材料制成，諸如不銹鋼，合 金或其它合適的材料。由于材料、溫度、幾何形狀和/或熱膨脹特性之 間的差異，噴嘴12和端蓋30之間的接頭可能經(jīng)受相當(dāng)大的應(yīng)力。如 以下詳細(xì)討論的，噴嘴12和端蓋30之間的接頭的一個(gè)實(shí)施例在4矣頭 熱膨脹期間提供了牢靠的密封和應(yīng)力釋放。燃料噴嘴12和端蓋30之 間的密封的接頭大體防止了富氬燃料泄露到燃燒器16中，從而消除 了不希望的火焰分配或自燃。
圖4是端蓋30的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)透視圖，其中多個(gè)燃料噴嘴 12通過獨(dú)特的可重復(fù)使用的接頭42而附連在表面40處。在該圖示中， 六個(gè)燃料噴嘴12通過可重復(fù)使用的接頭42以環(huán)形布置附連到端蓋底 面40上。然而，任何適當(dāng)數(shù)量的和布置的燃料噴嘴12都可通過獨(dú)特 的可重復(fù)使用的接頭-例如焊接接頭或環(huán)形密封接頭42而附連到端蓋 底面40上。在一實(shí)施例中，環(huán)形密封接頭42可包括附連到端蓋底面 40上的第一環(huán)形部分和附連到噴嘴外表面44上的第二環(huán)形部分。環(huán) 形密封接頭42呈這樣一種布置該布置使得燃料噴嘴12和端蓋底面 40之間的密封焊縫能夠在外圍方向43上、遠(yuǎn)離端蓋底面40有一定偏 移而定位。例如，焊縫，諸如電子束焊縫，可沿著軸線45、遠(yuǎn)離且大 體周向于端蓋底面40在外圍方向43上以一定的偏移結(jié)合環(huán)形密封接 頭42的兩個(gè)環(huán)形部分。例如，可破壞位于外圍方向43中的焊^:，以 便移除燃料噴嘴12來進(jìn)行修復(fù)或替換。由于磨損和破裂，諸如在噴 嘴外表面44上形成裂縫，噴嘴12可能需要修復(fù)。在這樣的情況下， 可能需要通過破壞密封接頭42來移除噴嘴12。在替換或修復(fù)后，燃 料噴嘴12可沿著環(huán)形密封接頭42而布置且^皮重新焊接，從而"l是供了 用于燃料噴嘴12的在結(jié)構(gòu)方面強(qiáng)健的密封接頭。此外，在某些情況 下，利用所示意的環(huán)形密封接頭42構(gòu)造，可移除和替換燃料噴嘴12 達(dá)l， 2， 3， 4， 5或更多次。換句話說，密封接頭42的設(shè)計(jì)使得材料能夠被移除多次以便多次反復(fù)地移除和重新附連燃料噴嘴12,同時(shí)
仍然使得能夠在替換時(shí)有用來重新附連噴嘴12的牢靠的焊縫，而不 破壞底面40和/或燃料噴嘴12的結(jié)構(gòu)整體性。在某些實(shí)施例中，端蓋 30的生命周期大約與燃料噴嘴12直到替換的生命周期的倍數(shù)(例如5 倍)相同。換句話說，本設(shè)計(jì)容許有在結(jié)構(gòu)上結(jié)實(shí)的、將與端蓋30的 典型的生命周期相匹配的焊接密封接頭42。
圖5是燃料噴嘴12的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖的示意。在所示意 的實(shí)施例中，環(huán)形密封接頭42包括外部環(huán)形密封部分46和內(nèi)部環(huán)形 密封部分48。密封部分46具有呈L形形狀的截面。密封部分46可通 過焊縫而附連到端蓋底面40上，或者可以通過鑄造，^/L加工或其它 合適的工藝而是端蓋底面40的一體部分。密封部分46沿著軸線45 在軸向方向43上自表面40向外突出。密封部分48也在徑向方向上 自燃料噴嘴12的表面44向外突出，從而限定了具有比表面44更大 的直徑的環(huán)形凸緣。因此，密封部分46和48在在交叉方向上遠(yuǎn)離表 面40和44而朝向彼此突出。該布置使得接頭42能夠重新Y吏用。接 頭42在外圍方向上徑向于表面44的位置容許切斷接頭而不會(huì)損害或 者影響噴嘴12的性能。在所示的實(shí)施例中，密封部分48具有呈矩形 或?qū)嵭慕孛嫘问降慕孛?，其是自噴嘴外表?4起的徑向突出部。在 某些實(shí)施例中，密封部分48可為噴嘴12(例如表面44)的一體的部分 或者密封部分48可以是可通過焊接、釬焊或其它合適的附連工藝而 附連到噴嘴外表面44上的環(huán)或其它構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴12、 環(huán)形密封部分46和48以及端蓋30可由不銹鋼合金構(gòu)成。
正如所描繪的，外部環(huán)形密封部分46和內(nèi)部環(huán)形密封部分48之 間的焊縫49可在燃料噴嘴12和端蓋底面40之間提供結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和密 封。針對(duì)所涉及的溫度和條件，焊縫49可以是任何合適的類型。例 如，電子束焊縫49可承受極高的溫度，并且在噴嘴12和端蓋30構(gòu) 件之間提供密封。如以上所述，加壓空氣和燃料可在下游方向43上 朝向燃燒區(qū)域而流動(dòng)通過燃料噴嘴12。焊縫49將燃料噴嘴12固定到端蓋底面40上，從而防止燃燒器16內(nèi)的燃料泄露。部分46和48的突出的幾何形狀將焊縫49定位成距離兩個(gè)表面40和44有一定偏移，從而如以下進(jìn)一步所述使得能夠多次反復(fù)地進(jìn)行簡(jiǎn)單的切斷和重新焊接。
在某些實(shí)施例中，可在燃料噴嘴12和基部30之間單獨(dú)地使用焊縫49或者可結(jié)合一個(gè)或多個(gè)其它緊固機(jī)構(gòu)使用焊縫49。在所示的實(shí)施例中，可使用螺紋51將燃料噴嘴12固定到端蓋基部30中。螺紋51固定噴嘴12而防止其在方向43上向下游運(yùn)動(dòng)。在備選實(shí)施例中，焊縫49可能是燃料噴嘴12和端蓋30之間的唯一的聯(lián)接或附連。例如，在沒有噴嘴12和端蓋30的螺紋51的情況下，焊縫49可通過沿著軸線45固定噴嘴12來提供結(jié)構(gòu)支承，從而防止方向43上的力移開噴嘴12。此外，在去除或未去除螺紋51的情況下，在噴嘴12安裝到端蓋30上時(shí)，密封接頭42和噴嘴底面40都提供了用來沿著軸線45正確地定位噴嘴12的結(jié)構(gòu)，從而在構(gòu)件之間提供密封。
圖6是環(huán)形密封接頭42的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)側(cè)剖^L圖。如圖所示，內(nèi)部環(huán)形密封部分48包括可通過焊縫49結(jié)合到外部環(huán)形密封部分46上的矩形截面。外部環(huán)形密封部分46的截面可描述成L形的。在所示的實(shí)施例中，可從外部環(huán)形密封部分46和內(nèi)部環(huán)形密封部分48上移除材料，以使得能夠通過機(jī)加工或其它切割4支術(shù)從端蓋30上移除燃料噴嘴12。線50示意了從外部環(huán)形密封部分46和內(nèi)部環(huán)形密封部分48上多次反復(fù)移除材料以破壞多次反復(fù)的焊縫49，以便移除燃料噴嘴12。例如，可以通過在環(huán)形密封部分46和48其中各個(gè)上/人線52右邊移除材料來破壞焊縫49。在已將燃料噴嘴12替換到端蓋底面40上之后，新的焊縫可沿著線52位于外部環(huán)形密封部分46和內(nèi)部環(huán)形密封部分48之間，從而提供結(jié)構(gòu)支承和密封，以防止燃料泄露到燃燒器16中。
在一個(gè)實(shí)施例中，外部環(huán)形密封部分46可包含朝向內(nèi)部環(huán)形密封部分48略微突出的唇緣部分，其由標(biāo)號(hào)53描繪。唇緣部分53提供了用來將焊縫49定位在兩個(gè)環(huán)形部分46和48之間的結(jié)構(gòu)。正如所示意的，環(huán)形密封部分46和48的材料可被移除若干次，如由線52左側(cè)的兩條另外的線50所示的。這些線50中的各條示意了反復(fù)移除材料以便破壞焊縫49并且還用新的焊縫49重新密封的位置。環(huán)形部分46和48可大小設(shè)置成用于任何期望次數(shù)的焊縫破壞和重新焊才妄。所示的實(shí)施例顯示了僅三條線，但是其可大小設(shè)置成用于更多數(shù)量的焊縫破壞和重新焊接。例如，接頭42可將密封部分46和48大小設(shè)置成以便在環(huán)形密封接頭42不再可以重復(fù)使用之前進(jìn)行五次或更多次噴嘴修復(fù)。如以上所述，可將五次或更多次噴嘴修復(fù)的持續(xù)時(shí)間選擇為跨越端蓋30的預(yù)期壽命，使環(huán)形密封接頭42的構(gòu)件匹配周圍的燃燒器16構(gòu)件的壽命預(yù)期。箭頭43指向外圍方向和軸向方向，其是相對(duì)于端蓋30的方向，焊縫49可在此定位于環(huán)形密封接頭42中。
圖7是環(huán)形密封接頭42的備選實(shí)施例的詳細(xì)剖切側(cè)視圖。環(huán)形密封接頭42包括帶有L形截面的環(huán)形密封部分46，以及帶有U形截面的環(huán)形密封部分54。在所示的構(gòu)造中，環(huán)形密封部分46和54通過焊縫49而結(jié)合。正如所了解的，內(nèi)部環(huán)形密封部分54可以是從噴嘴外表面44起的一體的徑向突出部，或者可以是通過焊接、釬焊或其它合適的緊固件聯(lián)接到噴嘴外表面44上的單獨(dú)的環(huán)構(gòu)件。此外，外部環(huán)形密封部分46可以是從端蓋底面40起的一體的軸向突出部，或者可以通過焊接、釬焊或其它合適的緊固件而聯(lián)接到底面40上。如以上所述，可通過機(jī)加工工藝從環(huán)形密封部分46和54上移除材料以破壞焊縫49,從而使得能夠從端蓋30上移除燃料噴嘴12。線50示意了可能隨著燃料噴嘴12關(guān)于端蓋30的多次反復(fù)地移除和重新附連而從環(huán)形密封部分46和54上移除的材料部分。箭頭43指出外圍方向和軸向方向，其是相對(duì)于端蓋30的方向，焊縫49可位于此處。在一個(gè)實(shí)施例，環(huán)形密封部分46和54可包括一對(duì)更薄的環(huán)形壁，這就使得更容易移除材料以分離噴嘴12。
圖8是類似于圖9的接頭42的環(huán)形密封接頭42的另一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)側(cè)剖視圖。然而，在所示的實(shí)施例中，接頭包括帶有相向的唇
緣部分60的外部和內(nèi)部環(huán)形密封部分56和58。類似于圖7的實(shí)施例，密封部分56和58分別具有L形和U形截面。唇緣部分60可有助于焊縫49在燃料噴嘴12和端蓋30之間形成。如由線62所示，可移除來自環(huán)形密封部分56和58的材料來破壞焊縫49，從而使得能夠移除燃料噴嘴12。在如線62所示移除材料之后，可替換燃料噴嘴12,且可以重新焊接環(huán)形密封部分56和58，其中由所移除的材料騰出的空間可由焊接材料填充。箭頭43指向外圍方向和軸向方向，其是相對(duì)于端蓋30的方向，焊縫49可位于此處。正如所描繪的，焊縫49在平行于軸線45的方向上邱皮切斷，而圖6和7的實(shí)施例使得能夠有垂直于軸線45的焊縫。
正如所了解的，環(huán)形密封接頭42內(nèi)的環(huán)形密封部分的構(gòu)造可為各種形狀，諸如矩形或梯形，其設(shè)計(jì)成容許焊縫49祐J皮壞和重新結(jié)合，以使得能夠修復(fù)和替換燃料噴嘴12。此外，環(huán)形密封接頭42內(nèi)的環(huán)形密封部分的設(shè)計(jì)將使得能夠在構(gòu)件之間進(jìn)行重新焊接，該重新焊接在燃料噴嘴12和端蓋30之間提供結(jié)構(gòu)釋放和防泄露密封。接頭
42為被密封的兩個(gè)構(gòu)件增加材料，從而使得結(jié)合的構(gòu)件的材料不受反復(fù)移除的影響。接頭42大體在噴嘴12和端蓋30的外圍位置處定位焊縫49。外圍位置自表面40沿軸向偏移，且自表面44沿徑向偏移。然而，在其它實(shí)施例中，偏移可以在相同的方向上，例如都是沿軸向或都是沿徑向。
雖然本文中僅僅示意和描述了本公開的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多修改和改變。然而，將理解的是，所附的權(quán)利要求書意圖覆蓋落在本公開的實(shí)際精神內(nèi)的所有這樣的修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括渦輪機(jī)燃燒器(16)；燃料噴嘴(12)；和環(huán)形密封件(42)，其包括自所述渦輪機(jī)燃燒器(16)的基部(40)突出的第一環(huán)形密封部分(46)，其中，所述第一環(huán)形密封部分(46)的內(nèi)周邊具有垂直于所述基部(40)的第一圓柱面；自所述燃料噴嘴(12)的外部突出的第二環(huán)形密封部分(48)，其中，所述第二環(huán)形密封部分(48)的外周邊具有平行于所述第一圓柱面的第二圓柱面；以及所述第一和第二環(huán)形密封部分(46，48)之間的焊縫(49)，其中，所述焊縫(49)位于所述第一和第二環(huán)形密封部分(46，48)的外圍部分處，遠(yuǎn)離所述基部(40)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形密 封部分(46)包括L-形截面，且所述第二環(huán)形密封部分(48)包括U形截 面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形密 封部分(46)包括L形截面，且所述第二環(huán)形密封部分(48)包括矩形截 面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二 環(huán)形密封部分(46 ， 48)包括在所述外圍部分處朝向彼此延伸的相對(duì)的 唇緣(60)，且所述焊縫(49)將所述相對(duì)的唇緣(60)固定到彼此上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括多 個(gè)燃料噴嘴(12),包括聯(lián)接到所述渦輪機(jī)燃燒器(16)的所述基部(40)上 的所述燃料噴嘴(12),其中，所述燃料噴嘴(12)中的各個(gè)包括所述第一 或第二環(huán)形密封部分(46， 48)中的相應(yīng)的一個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二環(huán)形密封部分(46， 48)構(gòu)造成以便使得能夠多次反復(fù)地移除材料，以 使得能夠進(jìn)行多次焊縫(49)切斷和重新焊接而不從所述燃料噴嘴(12) 和渦輪機(jī)燃燒器(16)上移除材料。
7. —種系統(tǒng)，包括構(gòu)造成以便關(guān)于渦輪機(jī)燃燒器(16)密封渦輪機(jī)燃料噴嘴(12)的環(huán) 形密封件(42),其中，所述環(huán)形密封件(42)包括具有內(nèi)環(huán)面、第一基部部分以及與所迷第一基部部分相對(duì)的第一 外圍部分的第一環(huán)形密封部分(46);其中，所述第一環(huán)形密封部分(46)構(gòu)造成以便聯(lián)接到具有外環(huán)面、 第二基部部分以及與所述第二基部部分相對(duì)的第二外圍部分的第二 環(huán)形密封部分(48)上；其中，所述第一和第二外圍部分可通過焊縫(49)來密封。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二 環(huán)形密封部分(46， 48)構(gòu)造成以便使得能夠多次反復(fù)地移除材料，以 使得能夠進(jìn)行多次焊縫(49)切斷和重新焊接而不從所述燃料噴嘴(12) 和渦輪機(jī)燃燒器(16)上移除材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形密 封部分(46)包括L形截面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形密 封部分(46)包括L形截面，且所述第二環(huán)形密封部分(48)包括U形截 面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于合成氣燃料噴嘴的可重復(fù)使用的焊接接頭。一種系統(tǒng)，一個(gè)實(shí)施例，包括構(gòu)造成以便關(guān)于渦輪機(jī)燃燒器(16)來密封渦輪機(jī)燃料噴嘴(12)的環(huán)形密封件(42)，其中，該環(huán)形密封件(42)包括具有內(nèi)環(huán)面、第一基部部分以及與第一基部部分相對(duì)的第一外圍部分的第一環(huán)形密封部分(46)。該實(shí)施例還包括構(gòu)造成以便聯(lián)接到具有外環(huán)面、第二基部部分以及與第二基部部分相對(duì)的第二外圍部分的第二環(huán)形密封部分(48)上的第一環(huán)形密封部分(46)。此外，該實(shí)施例包括能夠由焊縫(49)來密封的第一和第二外圍部分。
文檔編號(hào)F23R3/60GK101676632SQ20091017504
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者J·D·貝里, J·T·布朗 申請(qǐng)人:通用電氣公司