[發(fā)明專利]用于預(yù)混合燃料噴嘴的僅氣體筒狀件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710086453.4
• 申請(qǐng)日: 2017-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN107091485B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.W.奇拉;P.B.梅爾頓;W.D.約克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F23R3/36
• 分類號(hào): F23R3/36;F23R3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

一種用于燃料噴嘴(100)的僅氣體筒狀件(102)包括：凸緣(152)，其限定用于接納氣體燃料的多個(gè)孔口(166)；外管(148)，其聯(lián)接至凸緣(152)；以及內(nèi)管(158)，其在外管(148)內(nèi)沿軸向延伸。內(nèi)管(158)和外管(148)在它們之間限定燃料通路(160)，并且燃料通路(160)與凸緣(152)的多個(gè)孔口(166)流體連通。燃料分配末梢(142)設(shè)置于僅氣體筒狀件(102)的下游端部處，并且限定多個(gè)燃料口(170)，其沿著燃料分配末梢(142)的外表面沿周向隔開，且圍繞燃料分配末梢(142)的外表面環(huán)狀地布置。燃料口(170)與燃料通路(160)流體連通。

聯(lián)邦研究聲明

本發(fā)明是借助政府支持在由能源部授予的合同號(hào)No.DE-FC26-05NT42643下完成的。政府在本發(fā)明中具有某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本文中所公開的主題涉及用于燃燒系統(tǒng)的燃料噴嘴。更具體地，本公開針對(duì)僅氣體筒狀件(gas-only cartridge)，其用于使燃料和吹掃氣體預(yù)混合來在燃燒系統(tǒng)的燃燒室內(nèi)燃燒。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪通過使燃料在燃燒系統(tǒng)或多個(gè)燃燒器中燃燒，以創(chuàng)建經(jīng)過渦輪的高能量的燃?xì)猓纱舜偈箿u輪轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)，而由此運(yùn)行。可以將轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)能經(jīng)由聯(lián)接至轉(zhuǎn)子軸的發(fā)電機(jī)而轉(zhuǎn)換成電能。作為將氮氧化物(NOx)排放量保持得較低的手段，各燃燒器大體上包括可在燃燒區(qū)的上游提供燃料和空氣的預(yù)混合的燃料噴嘴。

通常采用諸如天然氣的氣體燃料來作為用于發(fā)電的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的易燃流體。在一些實(shí)例中，對(duì)于燃燒系統(tǒng)，可期望的是，不對(duì)燃燒硬件作出改變，就能夠使諸如餾分油的液體燃料燃燒。具有氣體和液體燃料的能力兩者的配置被稱為“雙燃料”燃燒系統(tǒng)。在典型的配置中，通過裝配于氣體預(yù)混合燃料噴嘴的中心的筒狀件而提供液體燃料噴射。

為了給燃?xì)鉁u輪的操作人員提供在僅氣體的運(yùn)行與雙燃料運(yùn)行之間切換的能力，常規(guī)的燃料噴嘴可以安裝有可以容易地用液體燃料筒狀件替換的空筒狀件或虛設(shè)筒狀件。用于僅氣體的運(yùn)行的這些空筒狀件只不過填補(bǔ)最終可能被液體燃料筒狀件占據(jù)的燃料噴嘴的中心的空間。典型地用空氣吹掃空筒狀件，以使筒狀件的面向燃燒區(qū)的末梢冷卻，來將末梢保持于可接受的溫度。

大部分的燃?xì)鉁u輪操作人員主要地依賴于氣體燃料的燃燒，并且，采用燃燒系統(tǒng)的僅氣體的配置。在運(yùn)行期間，燃燒系統(tǒng)指引吹掃流穿過或圍繞空筒狀件的末梢部分。雖然該吹掃流通常是穿過燃燒器的總流量的一小部分，但在燃燒之前，吹掃流不參與燃料/空氣預(yù)混合，且因此，不有助于NOx排放量的降低。通常可期望和規(guī)章所要求的是將燃?xì)鉁u輪NOx排放量保持于最低的可達(dá)到的水平。

發(fā)明內(nèi)容

方面和優(yōu)點(diǎn)在以下的描述中在下文中陳述，或可以從描述顯而易見，或可以通過實(shí)踐而習(xí)得。

本公開的一個(gè)實(shí)施例是一種用于燃料噴嘴的僅氣體筒狀件。僅氣體筒狀件包括限定用于接納氣體燃料的多個(gè)孔口的凸緣。外管聯(lián)接至凸緣，并且從凸緣沿軸向向外延伸。內(nèi)管在外管內(nèi)沿軸向延伸，使得內(nèi)管和外管在它們之間沿徑向限定燃料通路。燃料通路與凸緣的多個(gè)孔口流體連通。燃料分配末梢設(shè)置于僅氣體筒狀件的下游端部處。燃料分配末梢限定多個(gè)燃料口，其沿著燃料分配末梢的外表面沿周向隔開且圍繞燃料分配末梢的外表面環(huán)狀地布置。燃料口與燃料通路流體連通。

本公開的另一實(shí)施例是燃料噴嘴。燃料噴嘴包括中心主體和設(shè)置于中心主體的下游端部處的末梢主體。末梢主體限定沿軸向延伸穿過末梢主體的開口，并且包括沿周向隔開并在開口內(nèi)沿著末梢主體的內(nèi)表面定位的多個(gè)通道。各通道限定穿過末梢主體的上游表面和下游表面的流動(dòng)通路。僅氣體筒狀件在中心主體內(nèi)沿軸向延伸。僅氣體筒狀件包括外管、在外管燃料內(nèi)沿軸向延伸的內(nèi)管以及在它們之間沿徑向限定的燃料通路。外管和中心主體在它們之間限定副預(yù)混合空氣通路。僅氣體筒狀件還包括燃料分配末梢，其至少部分地延伸穿過末梢主體的開口。燃料分配末梢包括與燃料通路流體連通的多個(gè)沿周向隔開的燃料口。各燃料口與末梢主體的相應(yīng)的通道流體連通，并且各通道與副預(yù)混合空氣通路流體連通。