预混引导喷嘴的制作方法
【专利摘要】一种预混引导喷嘴(200)包括末梢部分(220)，其具有下游表面(236)，下游表面(236)在末梢部分(220)的内壁(224)的下游端(240)与末梢部分(220)的外壁(242)的下游端(242)之间延伸。内壁(224)的下游端(240)终止于外壁(226)的下游端(242)的轴向上游。下游表面(236)的至少一部分为弯曲的。末梢部分(220)还包括围绕末梢部分(220)环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管(222)。各个预混管(222)均限定穿过末梢部分(200)的预混流动通路(228)。各个预混管(222)还包括出口(234)，其从下游表面(236)沿轴向偏移。
【专利说明】
预混引导喷嘴
技术领域
[0001]本发明大体上涉及用于燃气轮机燃烧器的燃料喷嘴组件。更具体而言，本发明涉及具有预混引导喷嘴(premix pilot nozzle)的燃料喷嘴组件。
【背景技术】
[0002]燃气轮机广泛用于工业和发电操作。燃气轮机大体上包括串流顺序的压缩机、燃烧区段和涡轮。燃烧区段可包括多个燃烧器，其围绕外壳环形地布置。在操作中，诸如环境空气的工作流体在其流过压缩机时逐渐地压缩。压缩工作流体的一部分从压缩机发送至各个燃烧器，在该处，其与燃料混合且在燃烧区中焚烧以产生燃烧气体。燃烧气体沿热气体通路经由涡轮发送，其中热能和/或动能从燃烧气体经由联接到转子轴上的涡轮转子叶片获得，因此引起转子轴旋转且产生功和/或推力。
[0003]—些燃烧系统使用多个预混类型的燃料喷嘴。例如，一些燃烧器包括中心或主预混燃料喷嘴和围绕中心燃料喷嘴环形地布置的多个副预混燃料喷嘴。燃料喷嘴的该布置可提供燃料分级，期望的排放性能和火焰稳定性。
[0004]燃料喷嘴中的至少一个可包括预混引导喷嘴。预混引导喷嘴可与对应的燃料喷嘴的中心体部分同轴地对准，且可设置在燃烧区上游的中心体的远端处。在特定燃烧操作模式期间，预混引导喷嘴可将预混燃料和空气混合物输送过至燃烧区来产生引导火焰。引导火焰大体上用于在燃烧器以某些模式操作时和/或燃烧器在各种操作模式之间过渡时确保火焰稳定性。
[0005]预混引导喷嘴大体上包括末梢部分，其具有平的或平面的下游表面，该表面定位成邻近燃烧区。多个燃料端口和/或空气通路延伸穿过下游表面，且提供离开末梢部分的预混燃料和空气的流体连通。引导火焰的底部位于下游表面附近或刚好其下游。结果，下游表面暴露于极高的温度。
[0006]用于冷却末梢部分的下游表面的一个解决方案可包括引导空气穿过末梢的上游或后侧或表面。用于冷却下游表面的另一技术可包括引导冷却空气穿过大体上平面的下游表面。然而，当冷却空气冲击引导火焰底部处或附近的引导火焰时，该技术可导致火焰不稳定。此外或作为备选，诸如热障涂层和/或抗氧化涂层的各种涂层可施加到下游表面上，以实现期望的构件寿命，减小热应力，且减少下游表面上的沉积物形成。
[0007]尽管这些解决方案有效用于减少或管理引导预混喷嘴的末梢部分的冷却，但减小火焰不稳定同时将冷却提供至末梢部分的下游端的改善的预混引导喷嘴将是本领域中有用的。
【发明内容】
[0008]本发明的方面和优点在以下描述中提出，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明学习到。
[0009]本发明的一个实施例为引导预混喷嘴。引导预混喷嘴包括具有下游表面的末梢部分，下游表面在末梢部分的内壁的下游端与末梢部分的外壁的下游端之间延伸。内壁的下游端终止于外壁的下游端的轴向上游。下游表面的至少一部分为弯曲的。末梢部分还包括围绕末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管。各个预混管均限定穿过末梢部分的预混流动通路。各个预混管还包括出口，其从下游表面沿轴向偏移。
[0010]本公开内容的另一个实施例为燃料喷嘴组件。燃料喷嘴组件包括中心体，其沿燃料喷嘴组件的中心线轴向地延伸。中心体包括限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路。燃料喷嘴组件还包括预混引导喷嘴，其在中心体内沿轴向延伸。预混引导喷嘴包括末梢部分。末梢部分包括下游表面，其在末梢部分的内壁的下游端与末梢部分的外壁的下游端之间延伸。内壁的下游端终止于外壁的下游端的轴向上游。下游表面的至少一部分为弯曲的。末梢部分还包括围绕末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管。各个预混管包括出口，其从下游表面沿轴向偏移。各个管均限定穿过末梢部分的预混流动通路，其终止于下游表面的下游。
[0011]本公开内容的另一个实施例为燃烧器。燃烧器包括端盖和围绕中心燃料喷嘴环形地布置的多个燃料喷嘴组件。多个燃料喷嘴组件的各个燃料喷嘴组件和中心燃料喷嘴流体地连接到端盖上。多个燃料喷嘴组件中的至少一个燃料喷嘴组件包括中心体，其沿燃料喷嘴组件的中心线沿轴向延伸，且包括限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路。预混引导喷嘴在中心体内沿轴向延伸。预混引导喷嘴包括末梢部分，其包括下游表面，下游表面在末梢部分的内壁的下游端与末梢部分的外壁的下游端之间延伸。内壁的下游端终止于外壁的下游端的轴向上游，且下游表面的至少一部分为弯曲的。末梢部分还包括围绕末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管。各个预混管包括从下游表面沿轴向偏移的出口，且其中各个管均限定穿过末梢部分的预混流动通路，其终止于下游表面的下游。
[0012]本发明的第一技术方案提供了一种预混引导喷嘴，包括:具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，以及其中各个预混管均包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口。
[0013]本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述下游表面的至少一部分在所述内壁的所述下游端与所述外壁的所述下游端之间凹面地延伸。
[0014]本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述下游表面至少部分地围绕所述预混管中的每一个弯曲。
[0015]本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，相邻的预混管沿所述下游表面限定其间的冷却流动通道。
[0016]本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，所述末梢部分至少部分地限定燃料喷嘴组件的中心体内的燃料回路，其中各个预混管与所述燃料回路流体连通。
[0017]本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，各个预混管均包括桥接部分，其连接至所述末梢部分的所述外壁。
[0018]本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端附近。
[0019]本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端的下游。
[0020]本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，所述末梢部分的所述内壁至少部分地限定筒开口。
[0021 ]本发明的第十技术方案提供了一种燃料喷嘴组件，包括:沿所述燃料喷嘴组件的中心线轴向地延伸的中心体，所述中心体具有限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路;在所述中心体内沿轴向延伸的预混引导喷嘴，所述预混引导喷嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口，且其中各个管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，其终止于所述下游表面的下游。
[0022]本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，所述下游表面的至少一部分在所述内壁的所述下游端与所述外壁的所述下游端之间凹面地延伸。
[0023]本发明的第十二技术方案是在第十技术方案中，所述下游表面至少部分地围绕所述预混管中的每一个弯曲。
[0024]本发明的第十三技术方案是在第十技术方案中，相邻的预混管沿所述下游表面限定其间的冷却流动通道。
[0025]本发明的第十四技术方案是在第十技术方案中，所述末梢部分至少部分地限定燃料喷嘴组件的中心体内的燃料回路，其中各个预混管与所述燃料回路流体连通。
[0026]本发明的第十五技术方案是在第十技术方案中，各个预混管均包括桥接部分，其连接至所述末梢部分的所述外壁。
[0027]本发明的第十六技术方案是在第十技术方案中，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端附近。
[0028]本发明的第十七技术方案是在第十技术方案中，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端的下游。
[0029]本发明的第十八技术方案是在第十技术方案中，还包括在所述中心体和所述预混引导喷嘴内沿轴向延伸的筒，其中所述筒构造成将冷却介质提供至所述预混引导喷嘴的所述末梢部分的所述下游表面。
[0030]本发明的第十九技术方案是在第十技术方案中，还包括与所述中心体同轴地对准的外套筒，其中中心体和所述外套筒限定其间的环形通路，所述燃料喷嘴还包括多个旋流器导叶，其在所述环形通路内在所述中心体与所述外套筒之间延伸。
[0031]本发明的第二十技术方案提供了一种燃烧器，包括:端盖;围绕中心燃料喷嘴环形地布置的多个燃料喷嘴，所述多个燃料喷嘴组件中的各个燃料喷组件和所述中心燃料喷嘴固定地连接至所述端盖，其中至少一个燃料喷嘴组件包括:沿所述燃料喷嘴组件的中心线轴向地延伸的中心体，所述中心体具有限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路;在所述中心体内沿轴向延伸的预混引导喷嘴，所述预混引导喷嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的；其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口，且其中各个管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，其终止于所述下游表面的下游。
[0032]本领域的普通技术人员将在查阅说明书时更好认识到此实施例及其它实施例的特征和方面。
【附图说明】
[0033]包括本领域的技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开内容在包括参照附图的说明书的其余部分中更详细阐释，在附图中:
图1为可结合本发明的各种实施例的示例性燃气轮机的功能框图；
图2为可结合本发明的各种实施例的示例性燃烧器的侧视图；
图3为可结合本发明的一个或更多个实施例的示例性燃料喷嘴组件的透视截面侧视图；
图4为如图3中提供的燃料喷嘴组件的上游视图；
图5为根据本发明的至少一个实施例的如图3和4中所示的燃料喷嘴组件的一部分的截面侧视图；
图6为根据本发明的至少一个实施例的燃料喷嘴组件的一部分的放大透视截面侧视图；
图7为根据本发明的至少一个实施例的燃料喷嘴组件的一部分的放大透视侧视图；以及
图8为根据本发明的至少一个实施例的燃料喷嘴组件的一部分的放大侧视图。
[0034]图解
10燃气轮机 12入口区段 14工作流体 16压缩机 18压缩的工作流体 20燃料 22燃料供应源 24燃烧器 26燃烧气体 28涡轮 30轴
32发电机/电机 34排出气体 36排气区段 38排气器 40壳42高压仓室44端盖46头立而
48燃料喷嘴组件50抽取空气源52衬套54燃烧室56热气体通路58流动/冲击套筒60环形流动通路61-99未使用100燃料喷嘴组件102中心体104中心线106引导燃料回路108引导空气回路110管
112上游端部分
114下游端部分
116外套筒
118环形通路
120旋流器导叶
121-199未使用
200预混引导嗔嘴
202下游端部分-预混引导喷嘴
204柄
206上游端部分-柄208波纹管210下游端部分-柄212膨胀套环214中心线216套筒/衬套218仓室/空隙220末梢/预混部分222预混管224内壁-末梢部分226外壁-末梢部分228预混流动通路230 入口 232上游壁/表面 234 出口 236下游表面/壁 238燃料端口 240下游端-内壁 242下游端-外壁 244冷却通道 246桥接部分 248 开口 250筒
252冷却通路 254下游端-筒 256引导火焰 258底座部分 260冷却介质 261-299未使用。
【具体实施方式】
[0035]现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。该详细描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中所使用的，用语〃第一〃、〃第二〃和〃第三〃可互换使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语〃上游〃和"下游"是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，且〃下游〃指示流体流至的方向。
[0036]各个实例通过阐释本发明的方式提供，而不限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中制作出改型和变型，而不会脱离其范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，期望本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。尽管将出于示范目的大体上在陆基发电燃气轮机燃烧器的预混燃料喷嘴组件的背景下描述本发明的示例性实施例，但本领域的普通技术人员将容易认识到，本发明的实施例可应用于涡轮机的任何形式或类型的燃烧器，且不限于用于陆基发电燃气轮机的燃烧器或燃烧系统，除非权利要求中明确叙述。
[0037]现在参看附图，其中相同的数字表示附图各处相同元件，图1提供了可结合本发明的各种实施例的示例性燃气轮机10的功能框图。如图所示，燃气轮机10大体上包括入口区段12，其可包括一系列过滤器、冷却盘管、水气分离器和/或用于净化和以其它方式调节空气14或进入燃气轮机10的其它工作流体的其它装置。空气14流至压缩机区段，在该处，压缩机16将动能逐渐给予空气14来产生压缩空气18。
[0038]压缩空气18与来自燃料供应系统22的燃料20相混合，以在一个或更多个燃烧器24内形成可燃混合物。可燃混合物焚烧来产生具有高压、高压和高速的燃烧气体26。燃烧气体26流过涡轮区段的涡轮28来产生功。例如，涡轮28可连接到轴30上，使得涡轮28的旋转驱动压缩机16来产生压缩空气18。作为备选或此外，轴30可将涡轮28连接到发电机32上来产生电力。来自涡轮28的排出气体34流过排气区段36，其将涡轮28连接到涡轮28下游的排气器38上。例如，排气区段36可包括余热回收蒸汽发生器(未示出)，以用于在排出气体34释放到环境之前清洁和获取来自排出气体34的附加热。
[0039]燃烧器24可为本领域中已知的任何类型的燃烧器，且本发明不限于任何特定的燃烧器设计，除非在权利要求中明确叙述。例如，燃烧器24可为筒环形或环形燃烧器。图2为可结合到图1中所示的燃气轮机10中且可结合本发明的一个或更多个实施例的示例性燃烧器24的一部分的透视侧视图。
[0040]在示例性实施例中，如图2中所示，燃烧器24至少部分由诸如压缩机排放壳的外壳40包绕。外壳40可至少部分地限定高压仓室42，其至少部分地包绕燃烧器24。高压仓室42与压缩机16(图1)流体连通，以便从其接收压缩空气18。端盖44可联接到外壳40上。外壳40和端盖44可至少部分地限定燃烧器24的头端部分46。
[0041]一个或更多个燃料喷嘴组件48在头端46内和/或穿过头端46从端盖44沿轴向向下游延伸。至少一些燃料喷嘴组件48可经由端盖44与燃料供应系统22流体连通。在特定实施例中，燃料喷组件48中的至少一个可例如经由端盖44与抽取空气供应源50流体连通。
[0042]燃烧器24还可包括一个或更多个衬套52(诸如燃烧衬套和/或过渡导管)，其至少部分地限定外壳40内的燃烧室54。(多个)衬套52还可至少部分地限定用于将燃烧气体26引导到涡轮28中的热气体通路56。在特定实施例中，一个或更多个流动或冲击套筒58可至少部分地包绕(多个)衬套52。(多个)流动套筒58可与(多个)衬套52沿径向间隔开，以便限定环形流动通路60以用于将压缩空气18的一部分朝燃烧器24的头端部分46指引。
[0043]图3提供了根据本发明的一个或更多个实施例且可结合到如图2中所示的燃烧器24的示例性预混类型的燃料喷嘴组件100的透视截面侧视图。图4提供了如图3中所示的燃料喷嘴组件100的上游视图。燃料喷嘴组件100可表示图2中所示的一个、任何或所有燃料喷嘴组件48，且不限于沿端盖44或在燃烧器24内的任何特定地点或位置，除非权利要求中另外叙述。在特定实施例中，燃料喷嘴组件100可构造为〃双燃料〃类型的燃料喷嘴组件，结果，如本文提供的燃料喷嘴组件100可构造或改变成依靠气态燃料或液态燃料或两者焚烧或操作。
[0044]如图3中所示，燃料喷嘴组件100大体上包括中心体102。中心体102沿燃料喷嘴组件100的中心线104轴向地延伸。引导燃料回路106限定在中心体102内。引导空气回路或通路108也限定在中心体102内。在特定实施例中，引导燃料回路106与燃料供应系统22(图2)流体连通。在特定实施例中，引导空气回路108可与燃烧器的头端46(图2)和/或抽取空气供应源50(图2)中的至少一者流体连通。如图3中所示，中心体102大体上为环形，且可由单个管110或连结在一起来形成单个或连续的中心体102的多个管110组成。中心体102大体上包括上游端部112，其与下游端部114沿轴向间隔开。
[0045]在特定实施例中，如图3和4中所示，燃料喷嘴组件100可包括外套筒116。外套筒116基本与中心体102同轴对准且沿径向间隔开，以便在其间限定环形通路118。多个旋流器导叶120可从中心体102沿径向向外延伸至外套筒116。旋流器导叶120可构造成将围绕中心线104的成角旋流给予在燃烧器24的操作期间流过环形通路118的压缩空气18的一部分。
[0046]在某些操作模式中，来自高压仓室42的压缩空气18的一部分进入燃料喷嘴组件100的环形通路118，在该处，旋流器导叶120在压缩空气18流过环形通路118时将成角旋流给予压缩空气18。诸如天然气的气态燃料喷射到压缩空气18的流中。气态燃料在反应区54(图2)上游的环形通路118中与压缩空气18混合。预混燃料和空气流出环形通路118，进入反应区54，且燃烧以提供燃烧气体26。
[0047]在各种实施例中，如图3和4中所示，燃料喷嘴组件100包括预混引导喷嘴200，其在中心体102内基本沿轴向延伸。图5提供了根据本发明的一个或更多个实施例的可结合到燃料喷嘴组件100(图3)和/或如图2中所示的燃烧器24的示例性预混引导喷嘴200的下游端部202的放大截面侧视图。如图3和5中所示，预混引导喷嘴200可包括环形柄(annular stem)204。如图3中所示，柄204的第一或上游端部分206可构造成或形成为与端盖44(图2)对接和/或连接。柄204可至少部分地限定引导燃料通路106和/或引导空气通路108。
[0048]如图5中所示，预混引导喷嘴200可包括环形波纹管208，其在一端处联接到柄204的下游端部210上。在特定构造中，波纹管208可在第二端处联接到流膨胀套环212上。柄204、波纹管208和流膨胀套环212可相对于预混引导喷嘴200的轴向中心线214同轴对准。预混引导喷嘴200还可包括环形套筒或衬套216，其沿周向包绕波纹管208。在一个实施例中，衬套216可形成波纹208与衬套216之间的仓室或空隙218。衬套216可固定地接合，或可与柄204和/或流膨胀套环212可滑动地接合，因此允许柄204与膨胀套环212之间的热膨胀。
[0049]在各种实施例中，如图3，4和5中所示，预混引导喷嘴200包括末梢部分220。在特定实施例中，末梢部分220联接和/或安装在中心体102的下游端部分114内。末梢部分220可基本为环形，且可从流膨胀套环212相对于中心线214沿轴向向下游延伸。在特定实施例中，末梢部分220与柄204、波纹管208和流膨胀套环212中的一个或更多个同轴地对准。柄204、波纹管208、流膨胀套环212和末梢部分220中的各个均可至少部分地限定穿过中心体102(图3)的引导空气回路108。
[0050]在各种实施例中，如图5中所示，末梢部分220包括围绕或包围中心线214环形地布置的多个预混管222。预混管222可沿径向限定或设置在末梢部分220的内壁224与外壁226之间。各个预混管222相对于中心线214基本沿轴向延伸。各个预混管222均限定穿过预混引导喷嘴200的末梢部分220的预混流动通路228。
[0051]如图5中所示，各个预混管222包括沿末梢部分220的上游壁或表面232限定的入口230，以及沿轴向偏离末梢部分220的下游表面或壁236的出口 234。各个预混管222的入口230与引导空气回路108流体连通。各个预混管222的出口 234提供对应的预混流动通路228与燃烧室或反应区54(图2)之间的流体连通。在特定实施例中，如图5中所示，预混管222中的各个或至少一些包括一个或更多个燃料端口 238，其提供引导燃料回路106与对应的预混流动通路228之间的流体连通。
[0052]图6为根据本发明的至少一个实施例的预混引导喷嘴200的末梢部分220的一部分的透视图。如图5和6中所示，内壁224的下游端240相对于中心线214终止于外壁226的下游端242的轴向上游。
[0053]在各种实施例中，如图6中所不，末梢部分220的下游表面236在末梢部分220的内壁224的下游端240与末梢部分220的外壁226的下游端242之间延沿径向、沿轴向和沿周向延伸。如图6中所示，末梢部分220的下游表面236的至少一部分基本为弯曲的，且/或具有弯曲截面轮廓。
[0054]在各种实施例中，如图5和6中所示，各个预混管222终止于内壁224的下游端240的轴向下游。以此方式，各个预混管222的出口 234沿轴向偏离内壁224的下游表面236和下游端240。在如图6中所示的特定实施例中，预混管222中的至少一个基本终止于外壁226的下游端242的公共径向平面附近或内。在备选实施例中，如图7中所示，预混管222中的至少一个终止于相对于中心线214的外壁226的下游端242的轴向下游的点处。
[0055]图8提供了根据本发明的各种实施例的预混引导喷嘴200的一部分的透视图。在各种实施例中，如图6和8中所示，下游表面236的至少一部分在内壁224的下游端240与外壁226的下游端242之间凹面地延伸。在特定实施例中，下游表面236的至少一部分围绕预混管222弯曲，且/或形成至少部分地围绕预混管222的混合物。在特定实施例中，如图6和8中所示，相邻的预混管222可沿下游表面236限定其间的冷却流动通道244。在特定实施例中，如图6中所示，预混管中的至少一个包括桥接部分246，其在对应的预混管222与末梢部分220的外壁226之间延伸。
[0056]在各种实施例中，如图5和6共同所示，末梢部分220的内壁224限定开口248。如图3中所示，开口 248可尺寸确定或构造成收纳筒(Cartridge)250。筒250可包括仅气体筒、空气吹扫筒、液体燃料筒等。如图6中所示，筒250可包括和/或限定一个或更多个冷却通路或孔252，其限定在筒250的下游端254处或附近。筒250可构造成在冷却介质流过筒250时将旋流给予冷却介质。
[0057]在燃烧器24的引导预混操作中，引导燃料供应至引导燃料回路106，且引导空气供应至引导空气回路108。引导空气经由入口 230流入预混流动通路228中。引导燃料经由燃料端口 238喷射到预混流动通路228中。引导燃料和引导空气在预混流动通路228内混合，且预混燃料空气混合物从预混管222的出口 234朝燃烧区54流动。如图5中所示，预混燃料空气混合物点燃，以便在各个预混管222出口 234处提供引导火焰256。
[0058]如图5中所示，引导火焰256的底座部分258位于或邻近各个预混管222的出口 234。诸如压缩空气(如图6和8中的箭头260指出的空气)的冷却介质供应至筒250。冷却介质260从冷却通路252沿预混引导喷嘴200的末梢部分220的下游表面236流动，因此将冷却或膜冷却提供至下游表面和/或预混管222。冷却介质260然后可流出下游表面236，且由从燃料喷嘴组件100的环形通路118流出的燃料和空气混合物带走。
[0059]预混引导喷嘴200的下游表面236的弯曲或凹面形状保持冷却介质260的膜牢固地附接到下游表面236上，且还可允许沿下游表面236的冷却介质的更厚的膜。限定在相邻的预混管222之间的冷却通道244在预混管的下游端之间和/或周围发送冷却介质，因此向其提供冷却。
[0060]通过使预混管出口 234从内壁224的下游表面236和/或下游端240沿轴向偏移，弓丨导火焰256的底部部分258升离冷却介质260的膜。结果，冷却介质260不会与引导火焰256的底部部分258冲击或交叉，因此对引导火焰256的反应率和引导火焰稳定性具有极小或零净效果。
[0061]本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它实例意图在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种预混引导喷嘴，包括: 具有下游表面的末梢部分，所述下游表面在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的； 其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，以及其中各个预混管均包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口。2.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述下游表面的至少一部分在所述内壁的所述下游端与所述外壁的所述下游端之间凹面地延伸。3.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述下游表面至少部分地围绕所述预混管中的每一个弯曲。4.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，相邻的预混管沿所述下游表面限定其间的冷却流动通道。5.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述末梢部分至少部分地限定燃料喷嘴组件的中心体内的燃料回路，其中各个预混管与所述燃料回路流体连通。6.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，各个预混管均包括桥接部分，其连接至所述末梢部分的所述外壁。7.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端附近。8.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述预混管中的至少一个终止于所述外壁的所述下游端的下游。9.根据权利要求1所述的预混引导喷嘴，其特征在于，所述末梢部分的所述内壁至少部分地限定筒开口。10.一种燃料喷嘴组件，包括: 沿所述燃料喷嘴组件的中心线轴向地延伸的中心体，所述中心体具有限定在其中的引导燃料回路和引导空气回路； 在所述中心体内沿轴向延伸的预混引导喷嘴，所述预混引导喷嘴具有末梢部分，所述末梢部分包括下游表面，其在所述末梢部分的内壁的下游端与所述末梢部分的外壁的下游端之间延伸，其中所述内壁的所述下游端终止于所述外壁的所述下游端的轴向上游，且其中所述下游表面的至少一部分为弯曲的； 其中所述末梢部分还包括围绕所述末梢部分环形地布置的多个沿轴向延伸的预混管，其中各个预混管包括从所述下游表面沿轴向偏移的出口，且其中各个管均限定穿过所述末梢部分的预混流动通路，其终止于所述下游表面的下游。
【文档编号】F23R3/38GK106066048SQ201610249613
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月21日 公开号201610249613.8, CN 106066048 A, CN 106066048A, CN 201610249613, CN-A-106066048, CN106066048 A, CN106066048A, CN201610249613, CN201610249613.8
【发明人】J.T.斯图尔特
【申请人】通用电气公司