用于涡轮机的喷嘴制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机的喷嘴。一种涡轮机（２）包括压缩机（４），操作性地连接至压缩机（４）的燃烧器（６）和操作性地连接至燃烧器（６）的注射喷嘴（３８，３９）。该注射喷嘴（３８，３９）包括主体（８２），该主体（８２）具有第一端部部分（８４），第一端部部分（８４）延伸到第二端部部分（８５）以限定内部流动路径（８６）。该注射喷嘴还包括布置于主体（８２）的第二端部部分（８５）处的出口（９０，１４１），在主体（８２）内延伸且流体地连接至该出口（９０）的至少一个通路（１００，１０１）以及在内部流动路径（８６）与至少一个通路（１００，１０１）之间延伸的至少一个管路（１１４）。

【技术实现步骤摘要】

本文所公开的主题涉及涡轮机的技术，且更特定而言，涉及用于涡轮机的喷嘴。
技术介绍
—般而言，燃气涡轮发动机燃烧燃料/空气混合物，其释放热能以形成高温气流。 高温气流经由热气体路径被引导至涡轮。涡轮将来自高温气流的热能转变成使涡轮轴旋转 的机械能。涡轮可用于多种应用中，诸如用于向泵或发电机提供动力。 在燃气涡轮中，发动机效率随着燃烧气流温度升高而提高。不幸的是，较高的气流 温度产生较高水平的氮氧化物(NOx)，其是受联邦与州法规两者管辖的排放。因此，存在在 高效的范围中操作燃气涡轮同时还确保NOx输出保持低于强制水平之间的谨慎权衡举措。 当前的整体煤气化联合循环，多喷嘴静燃烧器(IGCC MNQC)喷嘴总是以扩散模式燃烧燃料， 且干式低N0x(DLNl)主喷嘴有时会以扩散模式燃烧。在IGCC涡轮机的情况下，需要大量稀 释剂来维持N0x处于可接受的水平。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面， 一种涡轮机包括压縮机，操作性地连接至压縮机的燃烧 器以及操作性地连接至燃烧器的注射喷嘴。注射喷嘴包括具有第一端部部分的主体，该第 一端部部分延伸到第二端部部分以限定内部流动路径。该注射喷嘴还包括布置于主体的第 二端部部分处的出口 ，在主体内延伸并流动地连接至出口的至少一个通路，以及在内部流 动路径与至少一个通路之间延伸的至少一个管路。 根据本专利技术的另一方面，一种将可燃混合物引入到涡轮机燃烧器内的方法包括将 第一流体引入到注射喷嘴的内部流动路径中，该注射喷嘴具有第一端部部分，第一端部部 分延伸到第二端部部分，限定了主体。该主体包括布置于第二端部部分处的出口。该方法 还包括将第二流体传递到在第二端处延伸穿过主体的至少一个通路内，将第一流体从内部 流动路径引导到该至少一个通路，以与第二流体混合来形成可燃混合物，并通过出口将可 燃混合物排到涡轮机燃烧器内。 根据本专利技术的又一方面，一种用于涡轮机的注射喷嘴包括具有第一端部部分的 主体，该第一端部部分延伸到第二端部部分，限定了内部流动路径；布置于该主体的第二端 部部分处的出口 ；在主体内延伸并流体地连接至出口的至少一个通路；以及在内部流动路 径与至少一个通路之间延伸的至少一个管路。 通过结合附图得到的以下描述，这些和其它优点和特点将会变得更加显而易见。 附图说明 被认为是本专利技术的主题在说明书结论处的权利要求书中特别地指出并明确地要 求保护。根据结合附图得到的以下详细描述，本专利技术的前述和其它特点和优点显而易见，在 附图中 图1包括根据本专利技术的示范性实施例所形成的注射喷嘴的涡轮机的截面侧视图； 图2是图1的涡轮机的燃烧器部分的截面图； 图3根据本专利技术的一个示范性实施例构造的注射喷嘴的上部透视图； 图4是图3的注射喷嘴的截面图；以及 图5是根据本专利技术的另一示范性实施例构造的注射喷嘴的截面图。 参看附图，以举例说明的方式，详细描述阐述了本专利技术的实施例以及优点和特点。 部件列表<table>table see original document page 4</column></row><table><table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>具体实施例方式如在本申请中所用的用语轴向和沿轴向是指基本上平行于燃烧管组件的中 心体的中心纵向轴线而延伸的方向和方位。如在本申请中所用的用语径向和沿径向 是指基本上正交于中心体的中心纵向轴线而延伸的方向和方位。如本申请中所用的用语 上游和下游是指关于中心体的中心纵向轴线相对于轴向流动方向的方向和方位。 最初参看图l，大体上以2标示了根据本专利技术的示范性实施例而构造的涡轮机。涡 轮机2包括压縮机4和具有至少一个燃烧器6的燃烧器组件5。涡轮机发动机2还包括涡 轮10和共同的压縮机/涡轮轴12。在一实施例中，燃气涡轮发动机2是可从南卡罗来纳格 林维尔的通用电气公司(General Electric Company, Greenville, South Carolina)商购 获得的PG9371 9FBA重型燃气涡轮发动机。应当指出的是，本专利技术并不限于任一种特定发 动机且可结合其它燃气涡轮发动机来使用。 如在图2中最佳地示出，燃烧器6与压縮机4和涡轮10流动连通地联接。压縮机 4包括彼此流动连通地联接的扩散器22和压縮机排放腔室(ple皿m)24。燃烧器6还包括 定位于其第一端处的端盖30，以及帽构件34。帽构件34包括第一表面35和相对的第二表 面36。如将在下文中更全面地讨论的，多个燃料或注射喷嘴38和39安装到帽构件34上。 燃烧器6还包括燃烧器壳体44和燃烧器衬套46。如图所示，燃烧器衬套46自燃烧器壳体 44沿径向向内定位，以便限定燃烧室48。环形燃烧室冷却通路49限定于燃烧器壳体44与 燃烧器衬套46之间。过渡件55使燃烧器6联接至涡轮10。过渡件55向下游朝向第一级 涡轮喷嘴62引导燃烧室48中所生成的燃烧气体。为此，过渡件55包括内壁64和外壁65。 外壁65包括多个开口 66，这些开口 66通向限定于内壁64与外壁65之间的环形通路68。 内壁64限定了在燃烧室48与涡轮10之间延伸的引导腔72。 在操作期间，空气流动通过压縮机4且压縮空气供应到燃烧器6，且更具体而言供 应到注射喷嘴38和39。同时，燃料传递到注射喷嘴38和39以与空气混合并形成可燃混合 物。将该可燃混合物引导至燃烧室48并点燃以形成燃烧气体。然后，将燃烧气体引导至涡 轮10。来自燃烧气体的热能转变成用来驱动轴12的机械旋转能。 更具体而言，涡轮10经由轴12(在图1中示出)驱动压縮机4。随着压縮机4旋 转，压縮空气被排到扩散器22内，如由相关联的箭头所示。在该示范性实施例中，通过压縮 机排放腔室24朝向燃烧器6弓I导从压縮机4排出的大部分空气，且引导其余压縮空气以用 于冷却发动机部件。排放腔室24内的压縮空气经由外壁开口 66引导至过渡件55中并进 入环形通路68。然后，引导空气自环形通路68通过环形燃烧室冷却通路49并到达注射喷 嘴38和39。燃料和空气混合，从而形成可燃混合物，该可燃混合物在燃烧室48内点燃，从 而形成燃烧气体。燃烧器壳体44便于屏蔽燃烧室48和其相关联的过程与外部环境(诸如， 例如周围涡轮部件)隔开。引导燃烧气体从燃烧室48通过引导腔72并朝向涡轮喷嘴62。 冲击第一级涡轮喷嘴62的热气体形成旋转力，该旋转力最终从涡轮2产生功。 在这点上，应理解的是，上述构造是为了更全面地理解本专利技术的示范性实施例而 提出的，其针对于注射喷嘴38和39的特定结构。但是，由于各个注射喷嘴38、39类似地形 成，所以在理解注射喷嘴39包括类似结构的情况下，以下的详细描述将以参考注射喷嘴38 的方式进行。 如在图3和图4中最佳地示出的，注射喷嘴38包括主体82，其具有第一端部部分 84，第一端部部分84延伸到第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机（２），包括：压缩机（４）；操作性地连接至所述压缩机的燃烧器（６）；以及操作性地连接至所述燃烧器（６）的注射喷嘴（３８，３９），所述注射喷嘴（３８，３９）包括：具有第一端部部分（８４）的主体（８２），所述第一端部部分（８４）延伸到第二端部部分（８５），限定了内部流动路径（８６）；布置于所述主体（８２）的所述第二端部部分（８５）处的出口（９０，１４１）；在所述主体（８２）内延伸且流体地连接至所述出口（９０）的至少一个通路（１００，１０１）；以及在所述内部流动路径（８６）与所述至少一个通路（１００，１０１）之间延伸的至少一个管路（１１４，１１５）。

【技术特征摘要】
US 2009-1-22 12/357638一种涡轮机(2)，包括压缩机(4)；操作性地连接至所述压缩机的燃烧器(6)；以及操作性地连接至所述燃烧器(6)的注射喷嘴(38，39)，所述注射喷嘴(38，39)包括具有第一端部部分(84)的主体(82)，所述第一端部部分(84)延伸到第二端部部分(85)，限定了内部流动路径(86)；布置于所述主体(82)的所述第二端部部分(85)处的出口(90，141)；在所述主体(82)内延伸且流体地连接至所述出口(90)的至少一个通路(100，101)；以及在所述内部流动路径(86)与所述至少一个通路(100，101)之间延伸的至少一个管路(114，115)。2. 根据权利要求1所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述至少一个通路(100， 101)包括 第一通路(100)和第二通路(101)，所述第一通路和第二通路(100， 101)中的各个布置于所 述主体(82)的所述第二端部部分(85)处。3. 根据权利要求1所述的涡轮机(2)，其特征在于，所述至少一个管路(114， 115)包括 在所述内部流动路径(86)与所述第一通路(100)之间延伸的第一组多个管路(114)和在 所述内部流动路径(86)与所述第二通路(101)之间延伸的第二组...

【专利技术属性】
技术研发人员：BP莱西，GO克拉梅，E伊马兹，PB梅顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]