專利名稱：燃燒器以及用于向燃燒器供應(yīng)燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及燃燒器以及用于向燃燒器供應(yīng)燃料的方法。
背景技術(shù)：
燃燒器通常用于工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)電操作中，用以點(diǎn)燃燃料，以產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。例如，燃?xì)鉁u輪機(jī)通常包括一個(gè)或多個(gè)燃燒器，以發(fā)電或產(chǎn)生推力。用于發(fā)電的典型燃?xì)鉁u輪機(jī)包括位于前部的軸流式壓縮機(jī)、位于中部附近的一個(gè)或多個(gè)燃燒器，以及位于尾部的渦輪機(jī)?？梢詫h(huán)境空氣供應(yīng)到壓縮機(jī)，并且壓縮機(jī)中的旋轉(zhuǎn)槳葉和固定葉片逐漸向工作流體(空氣)傳遞動(dòng)能，以產(chǎn)生處于高能量狀態(tài)的壓縮工作流體。隨后，經(jīng)壓縮的工作流體離開(kāi)壓縮機(jī)并流經(jīng)一個(gè)或多個(gè)噴嘴進(jìn)入各燃燒器中的燃燒室，在燃燒室中，經(jīng)壓縮的工作流體與燃料混合并點(diǎn)燃，從而產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。燃燒氣體在渦輪中膨脹做功。例如，燃燒氣體在渦輪中膨脹可以使連接至發(fā)電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。各種設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)均會(huì)影響燃燒器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。例如，較高的燃燒氣體溫度通常會(huì)提高燃燒器的熱力學(xué)效率。然而，燃燒氣體的溫度比較高也會(huì)促使回火或火焰穩(wěn)定(flame holding)情況發(fā)生，其中燃燒火焰朝著由噴嘴供應(yīng)的燃料移動(dòng)，從而可能在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)對(duì)噴嘴造成嚴(yán)重?fù)p壞。另外，在較高燃燒氣體溫度下，燃燒室內(nèi)的局部熱痕會(huì)加快雙原子氮?dú)獾姆纸馑俾?，從而增加氮氧化?NOx)的產(chǎn)量。相反，與燃料流減小和/或部分負(fù)載運(yùn)行(關(guān)閉)相關(guān)的較低燃燒氣體溫度通常會(huì)降低燃燒氣體的化學(xué)反應(yīng)速率，從而增加一氧化碳和未燃燒的碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)量。在一項(xiàng)特定燃燒器設(shè)計(jì)中，多個(gè)預(yù)混合管可以徑向布置在端帽中，從而為工作流體和燃料提供流體連通，使得它們能夠流經(jīng)所述端帽而進(jìn)入燃燒室。該預(yù)混合管可以增強(qiáng)工作流體與燃料之間的混合，從而減少能夠在較高燃燒氣體溫度下產(chǎn)生不利影響的熱痕。因此，該預(yù)混合管可以有效地防止回 火或火焰穩(wěn)定的發(fā)生以及/或者減少NOx產(chǎn)量，特別是在運(yùn)行級(jí)較高的情況下。然而，一種用于將燃料供應(yīng)到預(yù)混合管以允許分階段供應(yīng)燃料或者在不同的運(yùn)行級(jí)下運(yùn)行預(yù)混合管的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法將會(huì)是有用的。

發(fā)明內(nèi)容
以下說(shuō)明將闡明本發(fā)明的各方面內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)，或者，這些方面和優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明中可能是顯而易見(jiàn)的，或者可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而知悉。本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例是一種燃燒器，包括:第一燃料室；與所述第一燃料室軸向隔開(kāi)的第二燃料室；周向圍繞所述第一燃料室和第二燃料室的帽罩；外殼，其周向圍繞所述帽罩的至少一部分，從而限定所述帽罩與所述外殼之間的環(huán)形通道；將第一燃料供應(yīng)到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道以將第二燃料供應(yīng)到所述第二燃料室的第二燃料管道。進(jìn)一步的，其中所述第一燃料管道延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道到達(dá)所述第一燃料室。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括軸向延伸經(jīng)過(guò)所述第一燃料室和第二燃料室的多個(gè)管。
進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括通過(guò)第一組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的第一燃料口，其中所述第一燃料口提供從所述第一燃料室通過(guò)所述第一組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的流體連通。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括經(jīng)過(guò)第二組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的第二燃料口，其中所述第二燃料口提供從所述第二燃料室通過(guò)所述第二組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的流體連通。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括在所述環(huán)形通道中圍繞所述第二燃料管道的至少一部分的至少一個(gè)翼型或葉片。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中徑向延伸的擋板，其中所述擋板至少部分限定所述帽罩中的稀釋劑室。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括通過(guò)所述帽罩的稀釋劑口，其中所述稀釋劑口提供從所述環(huán)形通道經(jīng)過(guò)所述帽罩從而進(jìn)入所述稀釋劑室的流體連通。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括防護(hù)罩，所述防護(hù)罩周向圍繞所述第一燃料管道以限定所述防護(hù)罩和所述第一燃料管道之間的環(huán)形流體通道。進(jìn)一步的，其 進(jìn)一步包括位于所述防護(hù)罩與所述第一燃料管道之間的旋流器葉片。本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例是一種燃燒器，其包括:第一燃料室；與所述第一燃料室軸向隔開(kāi)的第二燃料室；與所述第一燃料室流體連通的第一組管；與所述第二燃料室流體連通的第二組管；周向圍繞所述第一組管和第二組管的帽罩；外殼，其周向圍繞所述帽罩的至少一部分，以限定所述帽罩與所述外殼之間的環(huán)形通道；將第一燃料供應(yīng)到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道以將第二燃料供應(yīng)到所述第二燃料室的第二燃料管道。進(jìn)一步的，其中所述第一燃料管道延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道到達(dá)所述第一燃料室。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括在所述環(huán)形通道中圍繞所述第二燃料管道的至少一部分的至少一個(gè)翼型或葉片。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中徑向延伸的擋板，其中所述擋板至少部分限定所述帽罩中的稀釋劑室。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括經(jīng)過(guò)所述帽罩的稀釋劑口，其中所述稀釋劑口提供從所述環(huán)形通道經(jīng)過(guò)所述帽罩從而進(jìn)入所述稀釋劑室的流體連通。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括防護(hù)罩，所述防護(hù)罩周向圍繞所述第一燃料管道以限定所述防護(hù)罩和所述第一燃料管道之間的環(huán)形流體通道。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括位于所述防護(hù)罩與所述第一燃料管道之間的旋流器葉片。本發(fā)明還可以包括一種用于將燃料供應(yīng)到燃燒器的方法。所述方法包括:使工作流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)由帽罩周向圍繞的多個(gè)管；使第一燃料經(jīng)過(guò)第一燃料室流入第一組多個(gè)管；使第二燃料流動(dòng)經(jīng)過(guò)圍繞所述帽罩的環(huán)形通道；以及使所述第二燃料經(jīng)過(guò)第二燃料室流入第二組多個(gè)管，其中所述第二燃料室與所述第一燃料室軸向隔開(kāi)。進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括使所述第一燃料流動(dòng)經(jīng)過(guò)圍繞所述端帽的所述環(huán)形通道。
進(jìn)一步的，其進(jìn)一步包括使稀釋劑流動(dòng)經(jīng)過(guò)所述帽罩并進(jìn)入位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的稀釋劑室。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將通過(guò)閱讀本說(shuō)明書(shū)來(lái)更好地了解此類實(shí)施例的特征和方面及其他內(nèi)容。


本說(shuō)明書(shū)的以下部分參考附圖，針對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，完整且可實(shí)現(xiàn)地詳細(xì)披露了本發(fā)明，包括其最佳模式，其中:圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一項(xiàng)實(shí)施例的燃燒器的局部透視圖；圖2為圖1所示燃燒器的側(cè)視截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二項(xiàng)實(shí)施例的燃燒器的側(cè)視截面圖；以及圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三項(xiàng)實(shí)施例的燃燒器的側(cè)視截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，附圖中描繪了本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例。
具體實(shí)施方式
中使用數(shù)字和字母標(biāo)識(shí)來(lái)指代附圖中的特征。附圖和描述中相同或類似的標(biāo)識(shí)用于指代本發(fā)明的相同或類似的部分。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”以及“第三”可以互換使用，以區(qū)分不同部件，并且這些術(shù)語(yǔ)并不旨在表示單個(gè)部件的位置或重要性 。此外，術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”指部件在流體通路中的相對(duì)位置。例如，如果流體從部件A流向部件B，則部件A在部件B的上游。相反，如果部件B從部件A獲取流體流，則部件B在部件A的下游。各個(gè)實(shí)例用以解釋本發(fā)明而非限制本發(fā)明。事實(shí)上，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員容易了解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的前提下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變化。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分進(jìn)行說(shuō)明或描述的特征可用于另一個(gè)實(shí)施例中，從而得到又一個(gè)實(shí)施例。因此，本發(fā)明應(yīng)涵蓋屬于所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物的范圍內(nèi)的此類修改和變化。本發(fā)明的各實(shí)施例提供一種燃燒器，以及用于向燃燒器供應(yīng)燃料的方法。在特定的實(shí)施例中，布置在端帽內(nèi)的多個(gè)管在工作流體和燃料發(fā)生燃燒之前增強(qiáng)這兩者之間的混合?？梢越?jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)軸向和/或徑向燃料管道而將燃料供應(yīng)到管中。通過(guò)這種方式，這些管可以被分組成多個(gè)燃料回路，從而使燃燒器能夠在較大運(yùn)行條件范圍內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)不會(huì)超過(guò)與回火、火焰穩(wěn)定和/或排放限制相關(guān)的設(shè)計(jì)余量。盡管在對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例所進(jìn)行的描述中，為便于說(shuō)明大體上采取的是將燃燒器添加到燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)的配置，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解，除非在權(quán)利要求書(shū)中特別指出，否則本發(fā)明的各實(shí)施例可以用于任意燃燒器，且并不限于燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器。圖1提供了根據(jù)本發(fā)明的第一項(xiàng)實(shí)施例的燃燒器10的局部透視圖，且圖2提供了圖1所示燃燒器10的側(cè)視截面圖。如圖所示，外殼12通常圍繞燃燒器10，以容納流到燃燒器10的工作流體14。外殼12可以包括位于一端的端蓋16,以提供用于向燃燒器10供應(yīng)燃料、稀釋劑和/或其他添加劑的接口。合適的稀釋劑可以包括，例如，水、蒸汽、工作流體、空氣、燃料添加劑、氮?dú)獾雀鞣N惰性氣體，和/或二氧化碳或供應(yīng)給燃燒器10的燃燒廢氣等各種不可燃?xì)怏w。端帽20經(jīng)配置以在燃燒器10的至少一部分上徑向延伸，并且所述端帽20和襯管22通常限定了位于所述端帽20下游的燃燒室24。外殼12周向圍繞端帽20和/或襯管22，從而限定了圍繞所述端帽20和所述襯管22的環(huán)形通道26。通過(guò)這種方式，工作流體14可以沿著襯管22的外部流經(jīng)環(huán)形通道26，以向所述襯管22提供對(duì)流冷卻。當(dāng)工作流體14到達(dá)端蓋16時(shí)，所述工作流體14可以逆轉(zhuǎn)方向，以流經(jīng)端帽20并流入燃燒室24中。端帽20通常包括與下游表面30軸向隔開(kāi)的上游表面28。帽罩32可以周向圍繞上游表面28和下游表面30的至少一部分,從而在端帽20內(nèi)上游表面28和下游表面30之間至少部分限定了一個(gè)或多個(gè)室(plenum)。例如,在圖1、圖2中所示的特定實(shí)施例中，第一擋板34可以在端帽20和/或帽罩32內(nèi)部徑向延伸，以軸向隔開(kāi)第一燃料室36和第二燃料室38。此外，第二擋板40可以在端帽20和/或帽罩32內(nèi)部徑向延伸，以在端帽20和/或帽罩32內(nèi)將稀釋劑室42與第一燃料室36及第二燃料室38隔開(kāi)。第一燃料管道44可以從端蓋16處軸向延伸，以提供經(jīng)過(guò)端蓋16進(jìn)入第一燃料室36的流體連通，而第二燃料管道46可以徑向延伸經(jīng)過(guò)外殼12、環(huán)形通道26，以及帽罩32，從而提供經(jīng)過(guò)外殼12、環(huán)形通道26，以及帽罩32進(jìn)入第二燃料室38的流體連通。如圖1、圖2所示，至少一個(gè)翼型48或葉片可以在環(huán)形通道26中圍繞第二燃料管道46的至少一部分，以減小所述環(huán)形通道26中流過(guò)所述第二燃料管道46的工作流體14的流動(dòng)阻力。在特定的實(shí)施例中，翼型48或葉片可以形成一定角度，以使流經(jīng)環(huán)形通道26的工作流體14旋動(dòng)。替代地，或除此之外，翼型48或葉片可以包括一個(gè)或多個(gè)四元燃料口(quaternary fuelport) 50，所述燃料口 50提供從第二燃料管道46經(jīng)過(guò)翼型48或葉片進(jìn)入環(huán)形通道26的流體連通。通過(guò)這種方式，第一燃料管道44可以向第一燃料室36供應(yīng)燃料，且第二燃料管道46可以向第二燃料室38和/或環(huán)形通道26供應(yīng)相同的或不同的燃料。多個(gè)管60可以從上游表面28處延伸經(jīng)過(guò)下游表面30，以提供經(jīng)過(guò)端帽20的流體連通。管60的特定的·形狀、尺寸、數(shù)目以及布置可以根據(jù)特定的實(shí)施例而改變。例如，通常將管60描繪為具有圓柱形狀；然而，本發(fā)明范圍內(nèi)的替代實(shí)施例可以包括具有幾乎任何幾何橫截面的管。第一組管62可以包括一個(gè)或多個(gè)燃料口 64，所述燃料口提供從第一燃料室36進(jìn)入所述第一組管62的流體連通，而第二組管66可以包括一個(gè)或多個(gè)燃料口 64，所述燃料口提供從第二燃料室38進(jìn)入所述第二組管66的流體連通。燃料口 64可以徑向、軸向成角和/或成方位角以噴射燃料以及/或者旋動(dòng)燃料，所述燃料流經(jīng)所述燃料口 64進(jìn)入管60中。通過(guò)這種方式，工作流體14可以在端帽20的外部流動(dòng)并經(jīng)過(guò)環(huán)形通道26直到其到達(dá)端蓋16，并且逆轉(zhuǎn)方向以流經(jīng)第一組管62和第二組管66。此外，來(lái)自第一燃料管道44的燃料可以在第一燃料室36中環(huán)繞第一組管62流動(dòng)，從而在燃料流經(jīng)燃料口 64并進(jìn)入第一組管62與工作流體14混合之前，對(duì)管60進(jìn)行對(duì)流冷卻。類似地，來(lái)自第二燃料管道46的燃料可以環(huán)繞第二組管66流動(dòng)，從而在燃料流經(jīng)燃料口 64并進(jìn)入第二組管66與工作流體14混合之前，對(duì)第二組管66進(jìn)行對(duì)流冷卻。來(lái)自每一組管62、66的燃料-工作流體混合物隨后可以流入燃燒室24。如圖1和圖2所示，一個(gè)或多個(gè)稀釋劑口 68可以提供從環(huán)形通道26穿過(guò)帽罩32并進(jìn)入稀釋劑室42的流體連通。通過(guò)這種方式，至少一部分工作流體14可以從環(huán)形通道26流入稀釋劑室42，以環(huán)繞第一組管62和/或第二組管66流動(dòng)從而向管60提供對(duì)流冷卻。然后，工作流體14可以流經(jīng)下游表面38與管60之間的間隙70然后流入燃燒室24。
圖3提供了根據(jù)本發(fā)明的第二項(xiàng)實(shí)施例的燃燒器110的側(cè)視截面圖。如圖所示，夕卜殼112大體上圍繞燃燒器110，以容納流到所述燃燒器110的工作流體114。外殼112可以包括位于一端的端蓋116，以提供用于向燃燒器110供應(yīng)燃料、稀釋劑和/或其他添加劑的接口。端帽120經(jīng)配置以在燃燒器110的至少一部分上徑向延伸，并且所述端帽120和襯管122大體上限定了位于所述端帽120下游的燃燒室124。外殼112周向圍繞端帽120和/或襯管122，從而限定了圍繞所述端帽120和所述襯管122的環(huán)形通道126。通過(guò)這種方式，工作流體114可以沿著襯管122的外部流經(jīng)環(huán)形通道126，以向所述襯管122提供對(duì)流冷卻。當(dāng)工作流體114到達(dá)端蓋116時(shí)，所述工作流體114可以逆轉(zhuǎn)方向，以流經(jīng)端帽120并流入燃燒室124。端帽120通常包括與下游表面130軸向隔開(kāi)的上游表面128。帽罩132可以周向圍繞上游表面128和下游表面130的至少一部分，從而在端帽120內(nèi)上游表面128和下游表面130之間至少部分限定了一個(gè)或多個(gè)室。例如，在圖3所示的特定實(shí)施例中，第一擋板134可以在端帽120和/或帽罩132內(nèi)部徑向延伸，以將第一燃料室136與第二燃料室138軸向隔開(kāi)。此外，第二擋板140可以在端帽120和/或帽罩132內(nèi)部徑向延伸，以在所述端帽120和/或所述帽罩132內(nèi)部將稀釋劑室142與第一燃料室136及第二燃料室138隔開(kāi)。第一燃料管道144可以從端蓋116處軸向延伸，以提供經(jīng)過(guò)端蓋116進(jìn)入第一燃料室136的流體連通，而第二燃料管道146可以徑向延 伸經(jīng)過(guò)外殼112、環(huán)形通道126，以及帽罩132，以提供經(jīng)過(guò)外殼112、環(huán)形通道126，以及帽罩132進(jìn)入第二燃料室138的流體連通。如圖3所示，至少一個(gè)翼型148或葉片可以在環(huán)形通道126中圍繞第二燃料管道146的至少一部分，以減小在所述環(huán)形通道126中流過(guò)第二燃料管道146的工作流體114的流動(dòng)阻力。在特定的實(shí)施例中，翼型148或葉片可以形成一定角度，以使流經(jīng)環(huán)形通道126的工作流體114旋動(dòng)。在圖3所示的特定實(shí)施例中，防護(hù)罩150周向圍繞第一燃料管道144，從而限定了防護(hù)罩150和第一燃料管道144之間的環(huán)形流體通道152。一個(gè)或多個(gè)旋流器葉片154可以定位在防護(hù)罩150與第一燃料管道144之間，以使流經(jīng)環(huán)形流體通道152的工作流體114旋動(dòng)。此外，第一燃料管道144可以在旋流器葉片154內(nèi)部徑向延伸并且在整個(gè)環(huán)形流體通道152上延伸。通過(guò)這種方式，第一燃料管道144可以提供經(jīng)過(guò)旋流器葉片154到第一燃料室136和/或環(huán)形流體通道152的流體連通。如同在先前的實(shí)施例中的，多個(gè)管160可以從上游表面128延伸經(jīng)過(guò)下游表面130，以提供經(jīng)過(guò)端帽120的流體連通。管160的特定的形狀、尺寸、數(shù)目以及布置可以根據(jù)特定的實(shí)施例而改變。例如，通常將管160描繪為具有圓柱形狀；然而，本發(fā)明范圍內(nèi)的替代實(shí)施例可以包括具有幾乎任何幾何橫截面的管。第一組管162可以包括一個(gè)或多個(gè)燃料口 164，所述燃料口提供從第一燃料室136進(jìn)入第一組管162的流體連通，而第二組管166可以包括一個(gè)或多個(gè)燃料口 164，所述燃料口提供從第二燃料室138到第二組管166中的流體連通。燃料口 164可以徑向、軸向成角和/或成方位角以噴射燃料以及/或者旋動(dòng)燃料，該燃料流經(jīng)所述燃料口 164進(jìn)入管160中。通過(guò)這種方式，工作流體114可以在端帽120的外部流動(dòng)并經(jīng)過(guò)環(huán)形通道126直到其到達(dá)端蓋116，并且逆轉(zhuǎn)方向以流經(jīng)第一組管162和第二組管166。此外，來(lái)自第一燃料管道144的燃料可以環(huán)繞在第一燃料室136中第一組管162流動(dòng)，從而在燃料流經(jīng)燃料口 164并進(jìn)入第一組管162中與工作流體114混合之前，對(duì)管160進(jìn)行對(duì)流冷卻。類似地，來(lái)自第二燃料管道146的燃料可以環(huán)繞第二組管166流動(dòng)，從而在燃料流經(jīng)燃料口 164并進(jìn)入第二組管166與工作流體114混合之前，對(duì)第二組管166進(jìn)行對(duì)流冷卻。來(lái)自每一組管162、166的燃料-工作流體混合物隨后可以流入燃燒室124。如圖3所示，一個(gè)或多個(gè)稀釋劑口 168可以提供從環(huán)形通道126經(jīng)過(guò)帽罩132并進(jìn)入稀釋劑室142的流體連通。通過(guò)這種方式，至少一部分工作流體114可以從環(huán)形通道126流入稀釋劑室142，以環(huán)繞第一組管162和/或第二組管166流動(dòng)從而向管160提供對(duì)流冷卻。然后，工作流體114可以流經(jīng)下游表面130和管160之間的間隙(不可見(jiàn))然后流入燃燒室124。圖4提供了根據(jù)本發(fā)明的第三項(xiàng)實(shí)施例的圖3所示燃燒器110的放大截面圖。如圖所示，燃燒器110通常包括如同先前參考圖3所示的實(shí)施例所描述的相同的部件。在此特定實(shí)施例中，同樣，第一燃料管道144可以在旋流器葉片154內(nèi)部徑向延伸，以提供進(jìn)入環(huán)形流體通道152的流體連通；然而，第一燃料管道144不一定延伸到第一燃料室136。相反，第三燃料管道180可以徑向延伸經(jīng)過(guò)外殼112、環(huán)形通道126以及帽罩132，以提供經(jīng)過(guò)外殼112、環(huán)形通道126以及帽罩132進(jìn)入第一燃料室136的流體連通。通過(guò)這種方式，第一燃料管道144可以向環(huán)形流體通道152供應(yīng)燃料，第二燃料管道146可以向第二燃料室138供應(yīng)相同的或不同的燃料，而第三燃料管道180可以向第一燃料室136供應(yīng)另一種燃料或相同的燃料。圖1到圖4所示的多種實(shí)施例提供了用于向燃燒器10、110供應(yīng)燃料的方法的多種組合。例如，參考圖4所示的實(shí)施例，可以經(jīng)過(guò)第一組管162以及第二組管166和/或環(huán)形流體通道152來(lái)供應(yīng)工作流體114?？梢越?jīng)過(guò)第一燃料管道144將第一燃料供應(yīng)到環(huán)形流體通道152。替代地，或除此之外，如同參考圖1和圖2所示的實(shí)施例所描述的，可以經(jīng)過(guò)第二燃料管道46將第二燃料供應(yīng)到第二組管66，以及/或者直接供應(yīng)到流經(jīng)環(huán)形通道26的工作流體14中。另外，可以經(jīng)過(guò)第三燃料管道180將第三燃料供應(yīng)到第一組管162。因此每項(xiàng)實(shí)施例都提供了用于向跨過(guò)燃燒器10、110的多個(gè)位置分級(jí)供應(yīng)燃料的非常靈活的方法，從而使得燃燒器10、110能夠在較大運(yùn)行條件范圍內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)不會(huì)超過(guò)與回火、火焰穩(wěn)定和/或排放限制相關(guān)的設(shè)計(jì)余量。本說(shuō)明書(shū)使用了多個(gè)實(shí)例來(lái)揭示本發(fā)明，包括最佳模式，同時(shí)也讓所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)施任何所涵蓋的方法。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，并且可以包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。如果其他此類實(shí) 例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義相同，或者如果此類實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書(shū)的字面意義無(wú)實(shí)質(zhì)差別，那么此類實(shí)例也屬于權(quán)利要求書(shū)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃燒器，包括 a.第一燃料室； b.與所述第一燃料室軸向隔開(kāi)的第二燃料室； c.周向圍繞所述第一燃料室和第二燃料室的帽罩； d.外殼，其周向圍繞所述帽罩的至少一部分，從而限定所述帽罩與所述外殼之間的環(huán)形通道； e.將第一燃料供應(yīng)到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及 f.延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道以將第二燃料供應(yīng)到所述第二燃料室的第二燃料管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒器，其中所述第一燃料管道延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道到達(dá)所述第一燃料室。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括軸向延伸經(jīng)過(guò)所述第一燃料室和第二燃料室的多個(gè)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括通過(guò)第一組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的第一燃料口，其中所述第一燃料口提供從所述第一燃料室通過(guò)所述第一組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的流體連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括經(jīng)過(guò)第二組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的第二燃料口，其中所述第二燃料口提供從所述第二燃料室通過(guò)所述第二組所述多個(gè)管中的每一個(gè)管的流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括在所述環(huán)形通道中圍繞所述第二燃料管道的至少一部分的至少一個(gè)翼型或葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中徑向延伸的擋板，其中所述擋板至少部分限定所述帽罩中的稀釋劑室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括通過(guò)所述帽罩的稀釋劑口，其中所述稀釋劑口提供從所述環(huán)形通道經(jīng)過(guò)所述帽罩從而進(jìn)入所述稀釋劑室的流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括防護(hù)罩，所述防護(hù)罩周向圍繞所述第一燃料管道以限定所述防護(hù)罩和所述第一燃料管道之間的環(huán)形流體通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括位于所述防護(hù)罩與所述第一燃料管道之間的旋流器葉片。
11.一種燃燒器，包括 a.第一燃料室； b.與所述第一燃料室軸向隔開(kāi)的第二燃料室； c.與所述第一燃料室流體連通的第一組管； d.與所述第二燃料室流體連通的第二組管； e.周向圍繞所述第一組管和第二組管的帽罩； f.外殼，其周向圍繞所述帽罩的至少一部分，以限定所述帽罩與所述外殼之間的環(huán)形通道； g.將第一燃料供應(yīng)到所述第一燃料室的第一燃料管道；以及 h.延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道以將第二燃料供應(yīng)到所述第二燃料室的第二燃料管道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒器，其中所述第一燃料管道延伸穿過(guò)所述環(huán)形通道到達(dá)所述第一燃料室。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括在所述環(huán)形通道中圍繞所述第二燃料管道的至少一部分的至少一個(gè)翼型或葉片。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括在位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的所述帽罩中徑向延伸的擋板，其中所述擋板至少部分限定所述帽罩中的稀釋劑室。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括經(jīng)過(guò)所述帽罩的稀釋劑口，其中所述稀釋劑口提供從所述環(huán)形通道經(jīng)過(guò)所述帽罩從而進(jìn)入所述稀釋劑室的流體連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括防護(hù)罩，所述防護(hù)罩周向圍繞所述第一燃料管道以限定所述防護(hù)罩和所述第一燃料管道之間的環(huán)形流體通道。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的燃燒器，其進(jìn)一步包括位于所述防護(hù)罩與所述第一燃料管道之間的旋流器葉片。
18.一種用于向燃燒器供應(yīng)燃料的方法，包括: a.使工作流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)由帽罩周向圍繞的多個(gè)管； b.使第一燃料經(jīng)過(guò)第一燃料室流入第一組多個(gè)管； c.使第二燃料流動(dòng)經(jīng)過(guò)圍繞所述帽罩的環(huán)形通道；以及 d.使所述第二 燃料經(jīng)過(guò)第二燃料室流入第二組多個(gè)管，其中所述第二燃料室與所述第一燃料室軸向隔開(kāi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括使所述第一燃料流動(dòng)經(jīng)過(guò)圍繞所述端帽的所述環(huán)形通道 。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括使稀釋劑流動(dòng)經(jīng)過(guò)所述帽罩并進(jìn)入位于所述第一燃料室和第二燃料室下游的稀釋劑室。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種燃燒器。所述燃燒器包括具有上游表面和下游表面的端帽以及圍繞所述上游表面和下游表面的帽罩。第一組和第二組預(yù)混合管從所述上游表面延伸經(jīng)過(guò)所述下游表面。第一燃料管道向所述第一組預(yù)混合管供應(yīng)燃料。外殼周向圍繞所述帽罩以限定環(huán)形通道，并且第二燃料管道通過(guò)所述環(huán)形通道向所述第二組預(yù)混合管供應(yīng)燃料。一種用于向燃燒器供應(yīng)燃料的方法包括使工作流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)第一組和第二組預(yù)混合管；使第一燃料流入所述第一組預(yù)混合管；以及使第二燃料流動(dòng)經(jīng)過(guò)圍繞所述端帽的環(huán)形通道并進(jìn)入所述第二組預(yù)混合管。
文檔編號(hào)F23R3/28GK103256629SQ20131005481
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者J.H.威斯特摩蘭三世, P.B.梅爾頓 申請(qǐng)人:通用電氣公司