本发明专利技术涉及耐受火焰稳定事件的燃料喷嘴和形成该燃料喷嘴的方法。喷嘴（１）包括：外部环形空间（１０），由外壁（１１）和内壁（１２）限定且包括空气入口（８０），空气通过空气入口（８０）流到燃料混合区（１６）和燃烧区（５０）；内部环形空间（２０），安置于内壁（１２）内且包括燃料容积Ｄ和空气流动管线（４０），燃料被给送到燃料容积Ｄ的远端（２３），远端（２３）邻近燃烧区（５０）并与燃烧区（５０）隔离，空气流动管线安置于燃料容积Ｄ与内壁（１２）之间，空气穿过空气流动管线流到燃烧区（５０），空气流动管线（４０）与燃烧区（５０）与燃料容积Ｄ隔离；以及，熔断器（１００），配置成在火焰稳定事件期间熔化从而形成缺口，燃料通过缺口从燃料容积Ｄ流动，绕过燃料混合区（１６）到在燃料混合区（１６）下游的燃料烧耗区（１７）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的方面涉及预混合燃烧系统，并且尤其涉及采用预混合燃烧系统以及在其它情形下的预混合燃烧系统的燃气涡轮燃烧室(gas turbine combustor)。
技术介绍
一般而言，燃气涡轮燃烧室采用被设计成在燃烧之前完全混合空 气与燃料的预混合燃烧系统。以此方式，燃气涡轮燃烧室能实现比相比较的扩散燃烧系统系统更低的排放，在扩散燃烧系统中，燃料和空 气随着它们烧耗而混合。但是，燃气涡轮燃烧室的预混合燃烧系统会遭遇被称作火焰稳定 (flameholding)的故障模式。在火焰稳定中，火焰开始出现且然后在计 划用于燃料混合但非烧耗的燃烧室区中持续。详言之，在正常操作期 间，火焰在喷嘴的排出区或烧耗区中持续(参看图1中的区域A)，但 在异常操作期间，诸如在火焰稳定事件期间，火焰在预混合环形空间 中持续(参看图1中的区域B),其中火焰可造成损坏以及燃料喷嘴的 低排放功能的无效。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种避免由于在形成火焰并且火焰 持续过度靠近喷嘴硬件时发生的火焰稳定事件造成的过度损坏的喷 嘴，且该喷嘴包括外部环形空间(outerannulus),该外部环形空间由 外壁和内壁限定，该外部环形空间包括空气入口，空气通过该空气入 口流到在外部环形空间内的燃料混合区和燃烧区(combustion zone); 内部环形空间，该内部环形空间安置于外部环形空间的内壁内且包括5燃料容积(foel volume)和空气流动管线，燃料可被供给到该燃料容积 内直到其远端，该远端邻近燃烧区并与燃烧区隔离，该空气流动管线 安置于燃料容积与内壁之间，空气通过该空气流动管线流到燃烧区， 且空气流动管线和燃烧区与燃料容积隔离；以及，熔断器。该熔断器 安置于外部环形空间的内壁上且被配置成在火焰稳定事件期间熔化， 且由此形成缺口 ，燃料通过该缺口从燃料容积的远端流到在外部环形 空间内和燃料混合区下游的燃料烧耗区(fiid burning zone)。根据本专利技术的另 一方面，提供一种避免由于在形成火焰并且火焰 持续过度靠近喷嘴硬件时发生的火焰稳定事件造成的过度损坏的喷 嘴，且该喷嘴包括外部环形空间，该外部环形空间由外壁和内壁限 定且包括空气入口 ，空气通过空气入口流到外部环形空间内的燃料混 合区和燃烧区；内部环形空间，该内部环形空间安置于外部环形空间 的内壁内且包括燃料容积和空气流动管线，燃料被给送到燃料容积内 直到其远端，该远端邻近燃烧区并与燃烧区隔开，该空气流动管线安 置于燃料容积与内壁之间，空气通过空气流动管线流到燃烧区；隔壁， 其包括第一通道和第二通道，空气通过第一通道从空气流动管线提供 到燃烧区，该隔壁被配置成使空气流动管线和燃烧区与燃料容积隔 离；以及，熔断器。该熔断器安置于外部环形空间的内壁上且净皮配置 成在火焰稳定事件期间熔化且从而形成缺口 ，燃料通过该缺口经由隔 壁的第二通道从燃料容积的远端流到在外部环形空间内且在燃烧混 合区下游的燃料烧耗区内。根据本专利技术的另一方面，提供一种避免由于在形成火焰并且火焰 持续过度靠近喷嘴硬件时发生的火焰稳定事件造成的过度损坏的喷 嘴，且该喷嘴包括燃料容积，该燃料容积由喷嘴的环形空间的壁限 定，燃料给送到该燃料容积内直到其远端，该远端邻近喷嘴的燃烧区 并与喷嘴的燃烧区隔离；空气流动管线，其安置于燃料容积外部，空 气通过该空气流动管线流到燃烧区，且空气流动管线和燃烧区与燃料 容积隔离；以及，熔断器，其安置于燃料容积的壁内，该熔断器被配6置成在火焰稳定事件期间熔化且从而形成缺口 ，燃料通过该缺口从燃 料容积的远端流到位于喷嘴的燃料混合区下游的喷嘴的燃料烧耗区。附图说明被认为是本专利技术的主题在所附权利要求书中特别地指出并明确 地要求保护。通过结合附图来理解下文具体实施方式，本专利技术的前述 和其它目的、特点和优点将变得明显，在附图中图1是根据本专利技术的示范性实施例的喷嘴的截面图； 图2是图1的喷嘴的分解截面图3是根据本专利技术的示范性实施例的喷嘴的区段的透视图；以及 图4是根据本专利技术的示范性实施例的形成喷嘴的方法的透视说明。部件列表喷嘴1烧耗区A火焰持续的区域B外部环形空间10外圆筒壁11内圆筒壁12第一端13第二端14空气入口部15燃料混合区16燃料烧耗区17内部环形空间20圓筒容积21远端23波紋管25<table>table see original document page 8</column></row><table>参看图1和图2,提供喷嘴1，其能够耐受(withstanding)或另外包 容火焰稳定事件，其中过于接近喷嘴l硬件形成火焰。如上文所述， 在正常操作期间，火焰在喷嘴1的排出或烧耗区持续(参看图1的区域A)，而在异常操作期间，诸如在火焰稳定事件期间，火焰在图l的区 域B内持续，其中火焰可造成喷嘴1的损坏以及喷嘴1的低排放功能 的无效。喷嘴1包括外部环形空间10，其具有大体上由外圆筒壁11和内 圆筒壁12(在下文中被称作"外壁ll"和"内壁12")所限定的形状。外部环形空间10包括一组空气入口 80,空气通过空气入口 80流到在 外部环形空间10内所限定的燃料混合区16且然后到烧耗区A。喷嘴1还包括大体上安置于外部环形空间IO的内壁12与内部环 形空间的内部壁30之间的内部环形空间20。内部环形空间20在燃泮+ 容积D内包含燃料，燃料容积D —直延伸到喷嘴1的远端23。在燃 料容积D内的燃料通常流到涡旋叶片E内的预混合燃料供应口 60内， 且通过涡旋叶片E侧部的燃料喷射孔F从而与外部环形空间10中的 空气流混合。内部环形空间20还包括安置于内部壁30与外部环形空间10的 内壁12之间的空气流动管线40，空气通过空气流动管线40流到扩散 燃烧区50。此处，空气流动管线40与燃烧区50各与燃料容积D隔 离。空气流动管线40由基本上圆筒壁41与燃料容积D分隔。波紋管 (bellows) 25沿着圆筒壁41安置以允许在圆筒壁41与内部壁30之间 的差热增长(differential thermal growth)。空气经由口 70进入到空气流 动管线40, 口 70从外壁11的外侧穿过涡旋叶片E， 口 70基本上被 加压空气包围。在内部环形空间20的内部壁30中的是在喷嘴中心线的圆筒容积 21，圆筒容积21可容纳与本专利技术并不直接相关且在图1中未示出的 各种装置。这些装置可包括额外的燃料喷射器件以向扩散燃料区50 提供燃料。外部环形空间IO还包括第一端13和第二端14。空气入口 80安 置于第一端13的空气入口部15内。涡旋叶片E也安置于第一端13 内，涡旋叶片E被配置成在燃料混合区16内产生湍流空气流。燃料烧耗区17安置于第二端14内。在正常操作下，火焰不应该存在于燃料烧耗区17内。参看图2，熔断器100安置于外部环形空间10的内壁12上。熔 断器100被配置成在火焰稳定事件期间熔化且从而在内壁12中形成 缺口，然后，燃料能够通过该缺口从燃料容积D的远端23流到在外 部环形空间10内且在燃料混合区16下游的燃料烧耗区17内。根据本专利技术的实施例，圆筒壁41和第一隔壁120被配置成合作 地使燃料容积D与空气流动管线40隔离。同样本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种避免由于在形成火焰并且火焰持续过度靠近喷嘴硬件时发生的火焰稳定事件造成的过度损坏的喷嘴（１），所述喷嘴（１）包括： 外部环形空间（１０），由外壁（１１）和内壁（１２）限定，且包括空气入口（８０），空气通过所述空气入口（８０）流到所 述外部环形空间（１０）内的燃料混合区（１６）和燃烧区（５０）； 内部环形空间（２０），安置于所述外部环形空间（１０）的所述内壁（１２）内且包括： 燃料容积Ｄ，燃料被给送到所述燃料容积Ｄ的远端（２３）内，所述远端（２３）邻近所述燃 烧区（５０）并与所述燃烧区（５０）隔离；和 空气流动管线（４０），安置于所述燃料容积Ｄ与所述内壁（１２）之间，空气穿过所述空气流动管线（４０）流到所述燃烧区（５０），且所述空气流动管线（４０）和所述燃烧区（５０）与所述燃料容积Ｄ隔离； 以及 熔断器（１００），安置于所述外部环形空间（１０）的所述内壁（１２）上且被配置成在所述火焰稳定事件期间熔化从而形成缺口，燃料通过所述缺口从所述燃料容积Ｄ的远端（２３）流到在所述外部环形空间（１０）内并在所述燃料混合区（１６）下游的 燃料烧耗区（１７）。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：LB小达维斯，SK维德纳，J威尔伯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。