[發明專利]熱順應式燃燒蓋裝置及系統

無效

• 申請號: 200910172835.4
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101660768A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: K·C·貝爾索姆;M·R·沃茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;劉華聯

技術領域

本文所公開的主題涉及燃氣渦輪機，并且更具體地涉及在燃氣渦輪機中使用的燃燒蓋(cap)組件。

背景技術

燃燒蓋組件在燃氣渦輪機中用來將燃料和空氣從燃料噴嘴輸送至渦輪機內的燃燒室中。燃燒蓋組件通常包括蓋板，燃料噴嘴穿過該蓋板輸送燃料和空氣。

現有的蓋板具有低循環壽命極限和高循環壽命極限。壽命極限在蓋板中呈裂紋的形式。由于靠近燃燒室中的火焰而引起劇烈的熱梯度，故所經受的一些開裂是源于低循環疲勞。還有一些開裂由高循環疲勞引起，這是因為蓋板相對較低的剛度容許其因燃燒壓力脈動而偏轉。

試圖延長壽命極限的一些設計包括使板件加厚，以使其具有較長的壽命和較高的剛度。這種增大的厚度使其難以制造，且使成本增加。增大的厚度還可導致厚板與薄板相附接的不連續性。其它設計使用附接到蓋上的護蓋板或護罩。在這些設計中，較熱的護罩可獨立于較冷的蓋結構增長。包括此類護罩的裝置比具有單個蓋板的系統需要更多零件、更加復雜及更高的成本。因此，需要一種蓋組件，其具有改善的耐用性和壽命而不會明顯增加成本和提高復雜性。

發明內容

一種根據本發明示例性實施例所構造的燃燒蓋板，包括：具有平坦表面且構造成用以固定到連接在渦輪機燃燒室上的組件上的板件，該板件限定垂直于該平坦表面的中心軸線；穿過板件的多個開口；以及由板件所形成的多個凸起部分，各凸起部分均在中心軸線的方向上遠離平坦表面延伸，且具有與在燃燒過程期間產生在板件上的熱梯度相適應的形狀。

本發明的其它示例性實施例包括用于將可燃材料供送給燃氣渦輪機的系統。該系統包括：可連接到燃氣渦輪機中的燃燒室上的外套筒；具有平坦表面且限定垂直于該平坦表面的中心軸線的板件，該板件包括穿過板件的多個燃料噴嘴開口；以及固定成與多個開口對齊的多個燃料噴嘴杯體(cup)。板件具有多個凸起部分，各凸起部分均在中心軸線的方向上遠離平坦表面延伸，且具有與在燃燒過程期間產生在板件上的熱梯度相適應的形狀。

通過本發明示例性實施例的技術實現了另外的特征和優點。本發明的其它實施例和方面在本文中進行了詳細描述，且視作為要求得到保護的本發明的一部分。參看說明和附圖，以更好地理解具有其優點和特征的本發明。

附圖說明

圖1為根據本發明示例性實施例的燃氣渦輪機的側部截面圖；

圖2為圖1中的燃氣渦輪機組件的示例性燃燒器組件的放大截面圖；

圖3為燃燒蓋的示例性實施例的前透視圖；

圖4為圖3中的燃燒蓋的近距離前透視圖；

圖5為圖3中的燃燒蓋的近距離后透視圖；

圖6為燃燒蓋的另一個示例性實施例的前透視圖；

圖7為圖6中的燃燒蓋的近距離前透視圖；

圖8為圖6中的燃燒蓋的近距離后透視圖；

圖9為燃燒蓋的另一個示例性實施例的前透視圖；

圖10為圖9中的燃燒蓋的近距離前透視圖；以及

圖11為圖9中的燃燒蓋的近距離后透視圖。

零件清單

10燃氣渦輪機

12壓縮機組件

14燃燒器組件

16渦輪組件

18轉子軸

38大致為圓形的護蓋組件

22燃料噴嘴

24燃燒器外殼

26圓柱形燃燒器襯套

28燃燒室

20圓形蓋組件

30過渡部分(過渡件)

32渦輪噴嘴

34燃燒氣體

36氣流導腔

40燃燒蓋板

42，44燃料噴嘴開口

46平坦圓形本體(表面)

48中心軸線

50凸起部分(棱錐形隆起)

具體實施方式

參看圖1，根據本發明的示例性實施例所構造的燃氣渦輪機組件總體上以10標示。燃氣渦輪機10包括壓縮機組件12、燃燒器組件14、與燃燒器組件14和壓縮機組件12流體連通的渦輪組件16，以及附接到壓縮機組件12和渦輪組件16上的轉子軸18。在工作中，空氣流過壓縮機組件12，且排放到燃燒器組件14中，該燃燒器組件14將燃料噴射到空氣流中，并點燃燃料/空氣混合物，以產生高溫燃燒氣流。燃燒氣流朝向渦輪組件16排放，該燃燒氣流使渦輪組件16旋轉。