專利名稱：無焊接或銅焊的燃燒室端蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)，并且更具體而言，涉及用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件。
背景技術(shù)：
用于蓋住燃燒室的后端的現(xiàn)有端蓋由于端蓋構(gòu)造的復(fù)雜性的原因而具有耐用性的問題。端蓋典型地由使多個燃料氣體通路連通到具有內(nèi)部通路的燃燒器的燃料噴嘴的厚板形成。在典型的構(gòu)造中，端蓋包括為燃料通路建立內(nèi)部穴的焊接的板，以及/或者用以將燃料氣體引導(dǎo)到噴嘴上的多個通路的銅焊的插件，例如燃料流轉(zhuǎn)接器。除了長期耐用性的問題之外，復(fù)雜的設(shè)計(jì)制造起來昂貴。合乎需要的將是設(shè)計(jì)消除焊接和/或銅焊的端蓋組件，以減小耐用性問題和簡化構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例性實(shí)施例中，一種端蓋組件蓋住燃燒室的后端。端蓋組件包括能夠固定到燃燒室的后端上的端蓋板，以及固定到端蓋板上的整料(monolith)塊。端蓋板是具有通過其中的燃料通道的一件式部件，其中，燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合。整料塊包括相對于端蓋板中的燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路，以使燃料氣體連通到端蓋板的燃料通道。在另一個示例性實(shí)施例中，一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器包括具有燃燒室的殼體、在殼體中設(shè)置在燃燒室的附近的多個燃料噴嘴，以及固定到殼體上且蓋住燃燒室的后端的所描述的實(shí)施例的端蓋組件。在又一個示例性實(shí)施例中，提供了一種與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器結(jié)合的、用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件。端蓋組件包括能夠固定到燃燒室的后端上的端蓋板，以及固定到端蓋板上的整料塊。端蓋板構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件，而是包括通過其中的燃料通道，其中，燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合。 整料塊包括相對于端蓋板中的燃料通道而定位內(nèi)部燃料氣體通路，以使燃料氣體連通到端蓋板的燃料通道。


圖I是通過燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的截面圖；圖2是顯示了端蓋組件的細(xì)節(jié)的截面圖；圖3是端蓋組件的備選截面圖；以及圖4是端蓋組件的透視圖。部件列表10圓柱形燃燒室12 殼體
14燃料噴嘴
16燃燒區(qū)
18燃燒襯套
20流動套管
22氣體過渡管
30端蓋組件
32端蓋板
34燃料通道
36整料塊
38內(nèi)部流路
40、42、44燃料氣體入口
46接口密封件
具體實(shí)施例方式燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生熱氣，以驅(qū)動渦輪。渦輪繼而驅(qū)動壓縮機(jī)，壓縮機(jī)提供壓縮空氣，以在燃燒系統(tǒng)中燃燒。渦輪還產(chǎn)生可用的輸出動力。燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒系統(tǒng)可構(gòu)造成燃燒室的圓形陣列，其布置成接收來自壓縮機(jī)的壓縮空氣，將燃料噴射到壓縮空氣中以產(chǎn)生燃燒反應(yīng)，以及為渦輪產(chǎn)生熱的燃燒氣體。圖I是圓柱形燃燒室10的截面圖。該組件容納在殼體12中，并且包括多個燃料噴嘴14。在典型的構(gòu)造中，多個外部燃料噴嘴(例如五個外部燃料噴嘴)包圍中心燃料噴嘴。在燃燒襯套18內(nèi)提供了在燃料噴嘴14的下游的燃燒區(qū)16，并且提供了包圍襯套18且沿徑向與襯套18隔開的流動套管20。燃燒產(chǎn)物通過氣體過渡管22而被引導(dǎo)到渦輪。如提到的那樣，在典型的構(gòu)造中，端蓋板組件栓接到前部殼體上，并且容納燃燒器組件的最前部端上的壓力和流。所描述的實(shí)施例的端蓋組件從傳統(tǒng)的焊接的和/或銅焊的組件被修改成兩個構(gòu)件栓接成的組件。參照圖1-4，端蓋組件30固定到殼體12上，以蓋住燃燒室的后端。端蓋組件30包括固定到燃燒室的后端上的端蓋板32。燃料噴嘴14栓接到端蓋板32的熱側(cè)(內(nèi)側(cè))上。 端蓋板32是一件式部件，并且在其中包括大小設(shè)置成和定位成與多個燃料噴嘴14的燃料噴嘴入口端口相互配合的燃料通道34。整料塊36固定到端蓋板32上。整料塊36在蓋的冷側(cè)(外側(cè))上栓接到端蓋板 32的中心上。整料塊36使用內(nèi)部流路38來將多個氣體入口連接傳遞到相應(yīng)的燃料噴嘴連接。也就是說，燃料氣體通路38相對于端蓋板32中的燃料通道34而定位，以使燃料氣體連通到端蓋板32的燃料通道34，燃料通道34繼而連接到燃料噴嘴上。在優(yōu)選構(gòu)造中，整料塊包括流體地連接到燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些上的三個燃料氣體入口 40、42、44。在燃燒室包括包圍中心燃料噴嘴的五個外部燃料噴嘴的情況下，該三個燃料氣體入口中的第一個40可連接到中心噴嘴上，該三個燃料氣體入口中的第二個42可連接到該五個外部噴嘴中的兩個上，而該三個燃料氣體入口中的第三個44可連接到該五個外部噴嘴中的其余三個上。如所顯示的那樣，該三個燃料氣體入口 40、42、44可為交錯的，以使得能夠在不同的負(fù)載狀況應(yīng)用燃料氣體。也就是說，該三個預(yù)混合燃料入口端口 40、42、44允許針對不同的運(yùn)行模式來計(jì)量氣體燃料。在啟動時，大體在發(fā)動機(jī)冷的時候使用第一入口 40。第二入口 42用于40% -60% 的負(fù)載狀況以及啟動期間。第二入口 42的燃料噴嘴沿徑向?qū)?zhǔn)，并且使用串流管來在不同的罐之間連通第二入口 42的燃燒區(qū)，以確保所有燃燒罐均被點(diǎn)燃。第三入口 44用于大約 50% -80%的負(fù)載狀況。針對大約80%至全負(fù)載，第二入口 42和第三入口 44結(jié)合起來運(yùn)行，可選擇增加第一入口 40來獲得另外的動力。使用三個入口連接件40、42、44的不同的燃料混合物和燃料速率來調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，以處理部分負(fù)載、冷天或熱天入口空氣狀況等。注意，備選地，可對整料塊36增加另外的預(yù)混合連接件，以及/或者整料塊36可與傳統(tǒng)的端蓋組件結(jié)合起來使用，以增加燃料連接柔性。本發(fā)明不應(yīng)限于僅三個預(yù)混合燃料連接件，因?yàn)榱硗獾念A(yù)混合連接件是可行的。如圖3中顯示的那樣，端蓋組件可另外包括在端蓋板32和整料塊36之間的接口密封件46。接口密封件46提供用以密封整料36和端蓋板32之間的預(yù)混合燃料接頭的方法。可行的可為開發(fā)具有足夠的金屬-金屬接口表面接觸的整料設(shè)計(jì)，以消除接口處對專用密封件的需要。備選地，可在整個整料-端蓋板接口區(qū)的上面使用墊圈型密封件。通過使用端蓋板32和整料塊36來限定端蓋組件10，端蓋板32可構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板和/或沒有銅焊的流路插件。得到的簡化構(gòu)造降低了制造成本，并且改進(jìn)了長期耐用性。雖然結(jié)合目前所認(rèn)為的最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例來描述本發(fā)明，但是將理解，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)限于公開的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明意圖覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
權(quán)利要求
1.一種用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件，所述端蓋組件包括能夠固定到所述燃燒室(10)的所述后端上的端蓋板(32)，所述端蓋板是具有通過其中的燃料通道(34)的一件式部件，所述燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合；以及固定到所述端蓋板上的整料塊(36)，所述整料塊包括相對于所述端蓋板中的所述燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(38)，以使燃料氣體連通到所述端蓋板的所述燃料通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的端蓋組件，其特征在于，所述整料塊(36)包括能夠與所述燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些流體地連接的三個燃料氣體入口(40，42，44)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的端蓋組件，其特征在于，所述燃燒室(10)包括包圍中心噴嘴的五個外部噴嘴，以及其中，所述三個燃料氣體入口中的第一個(40)定位成能夠連接到所述中心噴嘴上，所述三個燃料氣體入口中的第二個(42)定位成能夠連接到所述五個外部噴嘴中的兩個上，而所述三個燃料氣體入口中的第三個(44)定位成能夠連接到所述五個外部噴嘴中的三個上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的端蓋組件，其特征在于，所述三個燃料氣體入口(40，42，44) 交錯，以使得能夠在不同的負(fù)載狀況應(yīng)用燃料氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的端蓋組件，其特征在于，所述端蓋組件進(jìn)一步包括在所述端蓋板(32)和所述整料塊(36)之間的接口密封件(46)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的端蓋組件，其特征在于，所述端蓋板(32)構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件。
7.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，包括包括燃燒室(10)的殼體(12)；在所述殼體中設(shè)置在所述燃燒室的附近的多個燃料噴嘴(14);以及固定到所述殼體上且蓋住所述燃燒室的后端的端蓋組件(30)，其中，所述端蓋包括固定到所述燃燒室的所述后端上的端蓋板(32)，所述端蓋板是具有通過其中的燃料通道(34)的一件式部件，所述燃料通道大小設(shè)置成和定位成與所述多個燃料噴嘴的燃料噴嘴入口端口相互配合，以及固定到所述端蓋板上的整料塊(36)，所述整料塊包括相對于所述端蓋板中的所述燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(40，42，44)，以使燃料氣體連通到所述端蓋板的所述燃料通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，所述整料塊(36)包括流體地連接到所述燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些的三個燃料氣體入口(40，42，44)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，所述燃燒室(10)包括包圍中心噴嘴的五個外部噴嘴，以及其中，所述三個燃料氣體入口中的第一個(40)連接到所述中心噴嘴上，所述三個燃料氣體入口中的第二個(42)連接到所述五個外部噴嘴中的兩個上， 而所述三個燃料氣體入口中的第三個(44)連接到所述五個外部噴嘴中的三個上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，所述三個燃料氣體入口(40， 42,44)交錯，以使得能夠在不同的負(fù)載狀況應(yīng)用燃料氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，所述端蓋組件(30)進(jìn)一步包括在所述端蓋板(32)和所述整料塊(36)之間的接口密封件(46)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，所述端蓋板(32)構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件。
13.一種與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器結(jié)合的、用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件，所述端蓋包括能夠固定到所述燃燒室(10)的所述后端上的端蓋板(32)，所述端蓋板構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件，而是包括通過其中的燃料通道(34)，所述燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合；以及固定到所述端蓋板上的整料塊(36)，所述整料塊包括相對于所述端蓋板中的所述燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(38)，以使燃料氣體連通到所述端蓋板的所述燃料通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的端蓋組件，其特征在于，所述整料塊(36)包括能夠與所述燃料噴嘴入口端口中的相應(yīng)的一些流體地連接的多個燃料氣體入口(40，42，44)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的端蓋組件，其特征在于，所述多個燃料氣體入口(40，42， 44)交錯，以使得能夠在不同的負(fù)載狀況應(yīng)用燃料氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及無焊接或銅焊的燃燒室端蓋。提供了一種與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器結(jié)合的、用于蓋住燃燒室的后端的端蓋組件。端蓋組件包括能夠固定到燃燒室(10)的后端上的端蓋板(32)，以及固定到端蓋板上的整料塊(36)。端蓋板構(gòu)造成沒有焊接的氣體通路板且沒有銅焊的流路插件，而是包括通過其中的燃料通道(34)，其中，燃料通道大小設(shè)置成和定位成與燃料噴嘴入口端口相互配合。整料塊包括相對于端蓋板中的燃料通道而定位的內(nèi)部燃料氣體通路(38)，以使燃料氣體連通到端蓋板的燃料通道。
文檔編號F23R3/00GK102589004SQ201210011879
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者D·M·貝利, P·B·梅爾頓, W·L·貝爾恩 申請人:通用電氣公司