專利名稱：用于在渦輪發(fā)動機(jī)中使用的燃料噴射組件及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明中所公開的主題大體涉及渦輪發(fā)動機(jī)，并且更具體地，涉及用于在渦輪發(fā)動機(jī)中使用的燃料噴射組件。
背景技術(shù)：
至少一些已知的潤輪發(fā)電機(jī)用于熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施(cogeneration facilities)和電廠中。這種發(fā)動機(jī)可能對每單元質(zhì)量流量的比功和功率具有高要求。為了提高操作效率，至少一些已知的渦輪發(fā)動機(jī)(例如燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī))在升高的燃燒溫度下操作。在至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中，隨著燃燒氣體溫度上升，發(fā)動機(jī)效率提高。然而，在較高溫度下操作還可能使例如氮氧化物(NOx)的污染排放物的產(chǎn)生增加。在使這種排放物的產(chǎn)生減少的嘗試中，至少一些已知的渦輪發(fā)動機(jī)包括改進(jìn)的燃燒系統(tǒng)設(shè)計。例如，許多燃燒系統(tǒng)可以使用預(yù)混技術(shù)，所述預(yù)混技術(shù)包括管組件或微型混合器，所述管組件或微型混合器有利于將例如稀釋劑、氣體、和/或空氣的物質(zhì)與燃料混合，以產(chǎn)生用于燃燒的燃料混合物。預(yù)混技術(shù)還可以包括被稱為摻氫(hydrogen doping)的過程。在摻氫過程中，氫氣(H2)與燃料混合，使得燃料和氫氣混合物被引導(dǎo)至管組件。已經(jīng)證實摻氫能夠使排放物水平降低，并且有助于減少燃燒器貧油熄火(LB0)。

然而，在高氫氣水平下操作可能實際上增加NOx水平，并且/或者可能引入大于IkHz的刺耳音頻。這種刺耳頻率范圍可能造成火焰行為，該火焰行為能夠造成燃燒組件內(nèi)的噴嘴之間、以及/或者噴嘴的部件(例如管)之間的聯(lián)接相互作用(couplinginteraction)。這種火焰行為可能使燃燒組件內(nèi)的溫度大幅上升，并且/或者可能在整個燃燒組件和相關(guān)聯(lián)的硬件部件上引起振動。此外，引入燃燒系統(tǒng)中的溫度上升和振動可能使燃燒器以及相關(guān)聯(lián)的部件的磨損增加，并且/或者可能縮短燃燒系統(tǒng)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，本發(fā)明提供一種用于在渦輪發(fā)動機(jī)中使用的燃料噴射組件。該燃料噴射組件包括多個管組件，其中多個管組件中的每一個管組件都包括多個管。至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至多個管組件中的至少一個管組件。該噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，流體供給構(gòu)件相對于管組件定位在上游的預(yù)定距離處。流體供給構(gòu)件包括第一部分，該第一部分包括至少一個第一開口，以用于朝向管組件輸送流體，從而在渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、和/或減少燃燒器內(nèi)的NOx排放物。所述至少一個噴射系統(tǒng)進(jìn)一步包括燃料輸送管道，所述流體供給構(gòu)件基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，所述至少一個流體供給構(gòu)件包括外部表面和相對的內(nèi)部表面，所述內(nèi)部表面基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，所述至少一個第一開口從所述外部表面延伸至所述內(nèi)部表面。所述至少一個噴射系統(tǒng)包括:第一噴射系統(tǒng)，所述第一噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第一管組件并且包括第一流體供給構(gòu)件，所述第一流體供給構(gòu)件相對于所述第一管組件定位在上游的第一預(yù)定距離處；第二噴射系統(tǒng)，所述第二噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第二管組件、并且包括第二流體供給構(gòu)件，所述第二流體供給構(gòu)件相對于所述第二管組件定位在上游的第二預(yù)定距離處；以及第三噴射系統(tǒng)，所述第三噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第三管組件、并且包括第三流體供給構(gòu)件，所述第三流體供給構(gòu)件相對于所述第三管組件定位在上游的第三預(yù)定距離處，其中所述第一預(yù)定距離、所述第二預(yù)定距離、和所述第三預(yù)定距離基本彼此不同。所述多個管組件中的所述每一個管組件都是燃料噴嘴。所述第一部分包括:上游部分；下游部分，所述下游部分聯(lián)接至所述上游部分，使得至少一個通道被限定在所述上游部分與所述下游部分之間，其中所述至少一個第一開口延伸通過所述下游部分；以及外部，所述外部從所述上游部分延伸至所述下游部分。所述第一部分包括沖擊板，所述沖擊板聯(lián)接在所述上游部分與所述下游部分之間，使得所述至少一個通道包括被限定在所述上游部分與所述沖擊板之間的第一通道、和被限定在所述沖擊板與所述下游部分之間的第二通道。所述第一部分包括至少一個第二開口，所述至少一個第二開口延伸通過所述 沖擊板。所述燃料噴射組件進(jìn)一步包括聯(lián)接至所述流體供給構(gòu)件的流體源，其中所述流體源包含朝向所述至少一個管組件輸送的燃料、稀釋劑、惰性氣體、和空氣中的至少一種。在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種渦輪發(fā)動機(jī)。該渦輪發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)和燃燒組件，該燃燒組件自壓縮機(jī)的下游聯(lián)接。燃燒組件包括至少一個燃燒器，該至少一個燃燒器包括至少一個燃料噴射組件。該燃燒噴射組件包括多個管組件，其中多個管組件中的每一個管組件都包括多個管；至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至多個管組件中的至少一個管組件。噴射系統(tǒng)還包括流體供給構(gòu)件，流體供給構(gòu)件相對于管組件定位在上游的預(yù)定距離處。流體供給構(gòu)件包括第一部分，該第一部分包括至少一個第一開口，以用于朝向管組件輸送流體，從而在渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、和/或減少燃燒器內(nèi)的NOX排放物。所述至少一個噴射系統(tǒng)包括燃料輸送管道，所述流體供給構(gòu)件基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，其中所述至少一個流體供給構(gòu)件包括外部表面和相對的內(nèi)部表面，所述內(nèi)部表面基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，所述至少一個第一開口從所述外部表面延伸至所述內(nèi)部表面。所述至少一個噴射系統(tǒng)包括:第一噴射系統(tǒng)，所述第一噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第一管組件、并且包括第一流體供給構(gòu)件，所述第一流體供給構(gòu)件相對于所述第一管組件定位在上游的第一預(yù)定距離處；第二噴射系統(tǒng)，所述第二噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第二管組件、并且包括第二流體供給構(gòu)件，所述第二流體供給構(gòu)件相對于所述第二管組件定位在上游的第二預(yù)定距離處；以及第三噴射系統(tǒng)，所述第三噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第三管組件、并且包括第三流體供給構(gòu)件，所述第三流體供給構(gòu)件相對于所述第三管組件定位在上游的第三預(yù)定距離處，其中所述第一預(yù)定距離、所述第二預(yù)定距離、和所述第三預(yù)定距離基本彼此不同。所述第一部分包括:上游部分；下游部分，所述下游部分聯(lián)接至所述上游部分，使得至少一個通道被限定在所述上游部分與所述下游部分之間，其中所述至少一個第一開口延伸通過所述下游部分；以及外部，所述外部從所述上游部分延伸至所述下游部分。所述第一部分包括沖擊板，所述沖擊板聯(lián)接在所述上游部分與所述下游部分之間，使得所述至少一個通道包括被限定在所述上游部分與所述沖擊板之間的第一通道、和被限定在所述沖擊板與所述下游部分之間的第二通道。所述第一部分包括至少一個第二開口，所述至少一個第二開口延伸通過所述沖擊板。所述燃料噴射組件包括流體源，所述流體源聯(lián)接至所述流體供給構(gòu)件，其中所述流體源包含將朝向所述至少一個管組件輸送的稀釋劑、惰性氣體、燃料、和空氣中的至少一種。在又一個實施例中，本發(fā)明提供一種組裝用于與渦輪發(fā)動機(jī)一起使用的燃料噴射組件的方法。提供多個管組件，多個管組件中的每一個管組件都包括多個管。將至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至多個管組件中的至少一個管組件；噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，流體供給構(gòu)件相對于管組件定位在上游的預(yù)定距離處；流體供給構(gòu)件包括第一部分，該第一部分包括至少一個第一開口，以用于朝向管組件輸送流體，從而在渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、和/或減少燃燒器內(nèi)的NOX排放物。所述方法進(jìn)一步包括將燃料輸送管道聯(lián)接至所述流體供給構(gòu)件，使得所述流體供給構(gòu)件基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分。將至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至至少一個管組件的步驟進(jìn)一步包括聯(lián)接這樣的至少一個噴射系統(tǒng)，所述至少一個噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，所述流體供給構(gòu)件包括第一部分，所述第一部分包括上游部分、下游部分和外部，所述下游部分聯(lián)接至所述上游部分以使得至少一個通道被限定在所述上游部分與所述下游部分之間，其中所述至少一個第一開口延伸通過所述下游部分，并且所述外部從所述上游部分延伸至所述下游部分。將至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至至少一個管組件的步驟進(jìn)一步包括聯(lián)接這樣的至少一個噴射系統(tǒng)，所述至少一個噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，所述流體供給構(gòu)件包括第一部分，所述第一部分包括沖擊板，所述沖擊板聯(lián)接在所述上游部分與所述下游部分之間，使得至少一個通道包括被限定在所述上游部分與所述沖擊板之間的第一通道、和被限定在所述沖擊板與所述下游部分之間的第二通道。聯(lián)接至少一個噴射系統(tǒng)進(jìn)一步包括:將第一噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第一管組件，其中所述第一噴射系統(tǒng)包括 第一流體供給構(gòu)件，所述第一流體供給構(gòu)件相對于所述第一管組件定位在上游的第一預(yù)定距離處；將第二噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第二管組件，其中所述第二噴射系統(tǒng)包括第二流體供給構(gòu)件，所述第二流體供給構(gòu)件相對于所述第二管組件定位在上游的第二預(yù)定距離處；以及將第三噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第三管組件，其中所述第三噴射系統(tǒng)包括第三流體供給構(gòu)件，所述第三流體供給構(gòu)件相對于所述第三管組件定位在上游的第三預(yù)定距離處，其中所述第一預(yù)定距離、所述第二預(yù)定距離、和所述第三預(yù)定距離基本彼此不同。


圖1是示例性渦輪發(fā)動機(jī)的示意性橫截面圖；圖2是可以與圖1中所示的渦輪發(fā)動機(jī)一起使用并且沿區(qū)域2截取的、示例性燃料噴射組件的一部分的示意性橫截面圖；圖3是可以與圖2中所示的燃料噴射組件一起使用并且沿區(qū)域3截取的、示例性噴射系統(tǒng)的一部分的放大示意性橫截面圖；以及圖4是可以與圖2中所示的燃料噴射組件一起使用并且沿區(qū)域4截取的、備選的噴射系統(tǒng)的一部分的放大示意性橫截面圖。
具體實施例方式本說明書中所描述的示例性設(shè)備、系統(tǒng)、和方法克服了與至少一些已知的在較高溫度下操作的渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒系統(tǒng)相關(guān)的至少一些已知的缺點(diǎn)。本說明書中所描述的實施例提供了一種燃料噴射組件，該燃料噴射組件可以與渦輪發(fā)動機(jī)一起使用，以有利于大幅減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、并且/或者減少NOx排放物。該燃料噴射組件包括多個管組件，其中所述多個管組件中的每一個管組件都包括多個管。至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至所述多個管組件中的至少一個管組件。噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，流體供給構(gòu)件相對于管組件定位在上游的預(yù)定距離處。流體供給構(gòu)件包括第一部分，該第一部分包括至少一個第一開口，以用于朝向管組件輸送流體，從而在渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、并且/或者減少燃燒器內(nèi)的NOx排放物。通過朝向管組件中的至少一個管組件輸送流體，可以防止管組件內(nèi)和/或管組件之間的火焰相互作用，并且可以降低其中的動壓振蕩和/或局部峰值溫度。這種溫度的下降還可以有利于減少渦輪發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的NOx排放物。圖1是示例性渦輪發(fā)動機(jī)100的示意性橫截面圖。更具體地，渦輪發(fā)動機(jī)100是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。盡管示例性實施例包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，但是本發(fā)明并不限于任何一種特定的發(fā)動機(jī)，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可以結(jié)合其它的渦輪發(fā)動機(jī)使用。此外，在示例性實施例中，渦輪發(fā)動機(jī)100包括進(jìn)氣部段112、自進(jìn)氣部段112的下游聯(lián)接的壓縮機(jī)部段114、自壓縮機(jī)部段114的下游聯(lián)接的燃燒器部段116、自燃燒器部段116的下游聯(lián)接的渦輪部段118、以及排氣部段120。渦輪部段118通過轉(zhuǎn)子軸122聯(lián)接至壓縮機(jī)部段114。在示例性實施例中，燃燒器部段116包括多個燃燒器124。燃燒器部段116聯(lián)接至壓縮機(jī)部段114，使得每一個燃燒器124都定位成與壓縮機(jī)部段114流動連通。燃料噴射組件126聯(lián)接在每一個燃燒器124內(nèi)。渦輪部段118聯(lián)接至壓縮機(jī)部段114，并且聯(lián)接至負(fù)載128 (例如但不限于發(fā)電機(jī)和/或機(jī)械驅(qū)動應(yīng)用)。在示例性實施例中，每一個壓縮機(jī)部段114和渦輪部段118都包括至少一·個轉(zhuǎn)子盤組件130，轉(zhuǎn)子盤組件130聯(lián)接至轉(zhuǎn)子軸122以形成轉(zhuǎn)子組件132。在操作期間，進(jìn)氣部段112朝向壓縮機(jī)部段114引導(dǎo)空氣，其中在朝向燃燒器部段116排放空氣之前，空氣被壓縮至較高的壓力和溫度。壓縮空氣與由每一個燃料噴射組件126提供的燃料和其它流體進(jìn)行混合、并且被點(diǎn)燃以產(chǎn)生燃燒氣體，朝向渦輪部段118引導(dǎo)所產(chǎn)生的燃燒氣體。更具體地，每一個燃料噴射組件126都將燃料(例如，天然氣和/或燃油、空氣、稀釋劑、以及/或者氮?dú)?N2))噴射到相應(yīng)的燃燒器124中，并且噴射到空氣流中。點(diǎn)燃共混混合物以產(chǎn)生高溫燃燒氣體，朝向渦輪部段118引導(dǎo)所產(chǎn)生的高溫燃燒氣體。隨著燃燒氣體將旋轉(zhuǎn)能量施加給渦輪部段118、并且施加給轉(zhuǎn)子組件132，渦輪部段118將來自氣流的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能量。通過使每一個燃料噴射組件126將燃料與空氣、稀釋齊U、和N2噴射到相應(yīng)的燃燒器124中，可以降低每一個燃燒器124內(nèi)的動壓振蕩和溫度。這種溫度下降還可以有利于減少由渦輪發(fā)動機(jī)100產(chǎn)生的氮氧化物(N0X)。圖2是燃料噴射組件126的一部分、并且沿區(qū)域2 (示于圖1中)截取的橫截面圖。圖3是噴射系統(tǒng)206的一部分、并且沿區(qū)域3 (示于圖2中)截取的放大示意性橫截面圖。參照圖2，在示例性實施例中，燃料噴射組件126從燃燒器124 (示于圖1中)的端蓋140延伸。多個管組件202聯(lián)接在燃燒器124內(nèi)，并且每一個管組件202都包括上游部分156和下游部分158。在示例性實施例中，管組件202是燃料噴射噴嘴，所述燃料噴射噴嘴均基本軸向聯(lián)接在燃燒器124內(nèi)。管組件202可以在燃燒器124內(nèi)一體形成，或者管組件202可以聯(lián)接至燃燒器124。在示例性實施例中，每一個管組件202都包括多個管204，所述多個管204從上游部分156延伸至下游部分158。在示例性實施例中，每一個管204都能夠排放被引導(dǎo)通過每一個管204內(nèi)的通路(未示出)的燃料、空氣、和其它流體的混合物。燃料噴射組件126還包括至少一個噴射系統(tǒng)206。更具體地，在示例性實施例中，每一個管組件202都聯(lián)接至一個噴射系統(tǒng)206，并且圖2示出了聯(lián)接至三個不同的管組件202的三個噴射系統(tǒng)206。在示例性實施例中，噴射系統(tǒng)206包括燃料輸送管道208和流體供給構(gòu)件210，流體供給構(gòu)件210聯(lián)接至燃料輸送管道208，使得流體供給構(gòu)件210基本包繞燃料輸送管道208的至少一部分。備選地，流體供給構(gòu)件210可以相對于燃料輸送管道208定位在使得燃料噴射組件126、和/或渦輪發(fā)動機(jī)100 (示于圖1中)能夠如本說明書中所描述地起作用的任何其它的位置中(例如鄰近燃料輸送管道208)。在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件210具有基本圓柱形狀，并且延伸通過端蓋140、且自端蓋140的下游延伸，使得流體供給構(gòu)件210相對于管組件202定位在距離216處。此外，在示例性實施例中，每一個流體供給構(gòu)件210與相應(yīng)管組件202之間的距離216基本相似。備選地，每一個流體供給構(gòu)件210與相應(yīng)管組件202之間的距離216可以基本彼此不同，或者在任何其它合適的布置中發(fā)生變化。備選地，流體供給構(gòu)件210可以具有任何其它形狀、并且可以延伸至管組件202，使得流體供給構(gòu)件210可以聯(lián)接在管組件202內(nèi)。在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件210包括第一部分211和第二部分212，其中第一部分211從第二部分212延伸。第一部分211的尺寸和/或直徑顯著大于第二部分212的尺寸和/或直徑。第一部分211的尺寸和/或直徑可以與管組件202基本相似，使得能夠朝向管組件202輸送流體。流體源215聯(lián)接至流體供給構(gòu)件210。更具體地，在示例性實施例中，流體源215聯(lián)接 至第二部分212。流體源215可以包括燃料、空氣、惰性氣體、和/或稀釋劑(例如氮?dú)?N2)、二氧化碳(C02)、以及/或者蒸汽)。在示例性實施例中，第一部分211包括至少一個第一開口(圖2中未示出)，以用于朝向管組件202輸送流體。在示例性實施例中，燃料輸送管道208包括聯(lián)接至管組件202的第一端部220、中間部分221、和聯(lián)接至燃料源(未示出)的第二端部222。在示例性實施例中，燃料輸送管道208具有基本圓柱形狀。備選地，燃料輸送管道208可以具有使得燃料噴射組件126、和/或渦輪發(fā)動機(jī)100能夠如本說明書中所描述地起作用的任何其它的形狀和/或尺寸。參照圖3，在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件210的第一部分211包括上游部分302和下游部分304，下游部分304聯(lián)接至上游部分302，使得至少一個通道306被限定在上游部分302與下游部分304之間。此外，第一部分211還包括側(cè)部301，側(cè)部301從上游部分302延伸至下游部分304。在示例性實施例中，側(cè)部301是基本包繞燃料輸送管道208的至少一部分的第一部分211的外部。在示例性實施例中，下游部分304是滲出板(effusionplate)。沖擊板308聯(lián)接在上游部分302與下游部分304之間，使得通道310被限定在上游部分302與沖擊板308之間，并且通道312被限定在沖擊板308與下游部分304之間。至少一個第一開口 320被限定在下游部分304內(nèi)，并且延伸通過下游部分304，并且/或者延伸通過側(cè)部301。至少一個第二開口 322被限定在沖擊板308內(nèi)，并且延伸通過沖擊板308。在操作期間，燃料被引導(dǎo)通過燃料輸送管道208、并且供給至管組件202，其中燃料與空氣混合，以形成管204中的可燃燒混合物。例如，當(dāng)燃料被供給至管組件202時，諸如空氣、惰性氣體、和/或稀釋劑(例如，N2XO2、以及/或者蒸汽)等流體同樣被供給至管組件202。更具體地，流體通過流體供給構(gòu)件210從流體源215被引導(dǎo)至第二部分212。流體從第二部分212流向第一部分211，其中流體通過第二開口 322流過通道310、并且流過沖擊板308。流體通過第二開口 322流入通道312中。流體接著被引導(dǎo)通過每一個第一開口320，并且朝向管組件202被輸送。流體稀釋中心區(qū)域和圍繞管204的區(qū)域中的燃燒產(chǎn)物再循環(huán)流動形式(pattern)，并且流體稀釋管204中的共混混合物。更具體地，流體有利于稀釋共混混合物和燃燒產(chǎn)物，并且降低管204之間、以及相鄰管組件202之間的火焰相互作用。通過大幅降低這種火焰相互作用，管組件202的溫度下降，并且燃燒器124 (示于圖1中)的總體溫度下降。此外，通過降低管組件202內(nèi)以及相鄰管204之間的火焰相互作用，由于避免了管204之間的火焰相互作用所形成的局部峰值火焰溫度(locally peak flametemperature),因此減少了燃燒器124內(nèi)的動壓振蕩、并且也減少了 NOx排放物。通過大幅降低這種相互作用、并且稀釋燃燒器124內(nèi)的所有流體，降低了管組件202的溫度和其中的動壓振蕩，并且可以延長管組件202的使用壽命、以及燃燒器124的使用壽命。這種溫度下降還可以有利于減少渦輪發(fā)動機(jī)100 (示于圖1中)所產(chǎn)生的氮氧化物(N0X)。圖4是代替噴射系統(tǒng)206的可以與燃料噴射組件126 (示于圖2中)一起使用、并且沿區(qū)域4截取的備選的噴射系統(tǒng)400的一部分的放大示意性橫截面圖。在示例性實施例中，噴射系統(tǒng)400包括燃料輸送管道408和流體供給構(gòu)件410，流體供給構(gòu)件410聯(lián)接至燃料輸送管道408，使得流體供給構(gòu)件410基本包繞燃料輸送管道408的至少一部分。備選地，流體供給構(gòu)件410可以相對于燃料輸送管道408定位在使得燃料噴射組件126、和/或渦輪發(fā)動機(jī)100 (示于圖1中)能夠如本說明書中所描述地起作用的任何其它位置中(例如鄰近燃料輸送管道408)。在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件410具有基本圓柱形狀，并且延伸通過燃燒器124 (示于圖1中)的端蓋140 (示于圖2中),且延伸通過管組件凸緣409。流體供給構(gòu)件410自端蓋140和管組件凸緣409向下游延伸，使得流體供給構(gòu)件410相對于管組件202(示于圖2中)定位在距離416處。備選地，流體供給構(gòu)件410可以具有任何其它形狀、并且可以延伸至管組件202，使得流體供給構(gòu)件410可以聯(lián)接在管組件202內(nèi)。在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件410包括第一部分411，第一部分411從第二部分412延伸。第一部分411可以朝向燃料輸送管道408會聚，以大幅減少流動空氣和朝向管組件202流動的任何流體的堵塞。更具體地，在示例性實施例中，流體源215 (示于圖2中)聯(lián)接至第二部分412。此外，在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件410包括外部表面413和相對的內(nèi)部表面414，其中第一部分411和第二部分412中的每一個都包括外部表面413和內(nèi)部表面414。在示例性實施例中，燃料輸送管道408包括聯(lián)接至管組件202的第一端部420、中間部分421、和聯(lián)接至燃料源(未示出)的第二端部422。在示例性實施例中，燃料輸送管道408具有基本圓柱形狀。備選地，燃料輸送管道408可以具有使得燃料噴射組件126、和/或渦輪發(fā)動機(jī)100能夠 如本說明書中所描述地起作用的任何其它的形狀和/或尺寸。在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件410的內(nèi)部表面414基本包繞燃料輸送管道408。流體供給構(gòu)件410還包括至少一個開口 430，該至少一個開口 430從外部表面413延伸至內(nèi)部表面414，并且流體供給構(gòu)件410引導(dǎo)流體通過通道460、并且通過開口 430。更具體地，在示例性實施例中，流體供給構(gòu)件410包括位于第一部分411和第二部分412內(nèi)的多個開口 430。備選地，流體供給構(gòu)件410可以包括位于第一部分411或第二部分412中的至少一個開口。開口 430可以被限定成角度，以朝向管組件202均勻地分配流體。對比已知的與渦輪發(fā)動機(jī)一起使用的裝置和系統(tǒng)，上述燃料噴射組件可以與渦輪發(fā)動機(jī)一起使用，以有利于大幅減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、并且/或者減少NOx排放物。燃料噴射組件包括多個管組件，其中所述多個管組件中的每一個管組件都包括多個管。至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至所述多個管組件中的至少一個管組件。噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，流體供給構(gòu)件相對于管組件定位在上游的預(yù)定距離處。流體供給構(gòu)件包括第一部分，該第一部分包括至少一個第一開口，以用于朝向管組件輸送流體，從而在渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、并且/或者減少燃燒器內(nèi)的NOx排放物。例如，如上文所描述的，流體供給構(gòu)件的第一部分可以包括上游部分和下游部分，下游部分聯(lián)接至上游部分，使得至少一個通道被限定在上游部分與下游部分之間。此外，第一部分還可以包括側(cè)部或外部，所述側(cè)部或外部從上游部分延伸至下游部分，并且基本包繞燃料輸送管道的至少一部分。第一開口可以被限定在下游部分中，并且延伸通過下游部分、并且/或者延伸通過側(cè)部。至少一個第二開口可以被限定在沖擊板內(nèi)，沖擊板聯(lián)接在上游部分與下游部分之間。通過朝向管組件中的至少一個管組件輸送流體，可以防止管組件內(nèi)、和/或管組件之間的火焰相互作用，并且可以降低其中的動壓振蕩、和/或局部峰值溫度。這種溫度下降還可以有利于減少由渦輪發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的NOx排放物。以上對燃料噴射組件及其組裝方法的示例性實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述。燃料噴射組件及其組裝方法并不限于本說明書中所描述的具體實施例，相反，燃料噴射組件的部件和/或噴射組件的步驟可以相對于本說明書中所描述的其它部件和/或步驟獨(dú)立地和單獨(dú)地利用。例如，燃料噴射組件還可以結(jié)合其它機(jī)器和方法使用，并且并不限于僅通過本說明書中所描述的渦輪發(fā)動機(jī)實現(xiàn)。相反，能夠結(jié)合許多其它系統(tǒng)實施和利用所述示例性實施例。

盡管本發(fā)明的各實施例的具體特征可能會示于一些附圖中而未示于其它附圖中，但這僅僅是為了方便起見。根據(jù)本發(fā)明的原理，一幅附圖中的任何特征都可以結(jié)合任何其它附圖的任何特征進(jìn)行參考以及/或者要求保護(hù)。本說明書使用示例對本發(fā)明進(jìn)行了公開(其中包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明(其中包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所包含的任何方法)。本發(fā)明的可專利范圍通過權(quán)利要求進(jìn)行限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其它的示例。如果這種其它的示例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這種其它的示例包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則期望這種其它的示例落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在渦輪發(fā)動機(jī)(100)中使用的燃料噴射組件(126)，所述燃料噴射組件包括: 多個管組件(202)，其中所述多個管組件中的每一個管組件都包括多個管(204)；以及 至少一個噴射系統(tǒng)(206)，所述至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至所述多個管組件中的至少一個管組件，其中所述至少一個噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件(210)，所述流體供給構(gòu)件相對于所述至少一個管組件定位在上游的預(yù)定距離(216)處，所述流體供給構(gòu)件包括第一部分(211)，所述第一部分包括至少一個第一開口(320)，以用于朝向所述至少一個管組件輸送流體，從而實現(xiàn)在所述渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器(124)內(nèi)的動壓振蕩和減少所述燃燒器內(nèi)的NOx排放物中的至少一個效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射組件(126)，其特征在于，所述至少一個噴射系統(tǒng)進(jìn)一步包括燃料輸送管道(208)，所述流體供給構(gòu)件(210)基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，所述至少一個流體供給構(gòu)件包括外部表面(413)和相對的內(nèi)部表面(414)，所述內(nèi)部表面基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，所述至少一個第一開口(320)從所述外部表面延伸至所述內(nèi)部表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射組件(126)，其特征在于，所述至少一個噴射系統(tǒng)(206)包括: 第一噴射系統(tǒng)(206)，所述第一噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第一管組件(202)、并且包括第一流體供給構(gòu)件(210)，所述第一流體供給構(gòu)件相對于所述第一管組件定位在上游的第一預(yù)定距離(216)處； 第二噴射系統(tǒng)(206)，所述第二噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第二管組件(202)、并且包括第二流體供給構(gòu)件(210)，所述第二流體供給構(gòu)件相對于所述第二管組件定位在上游的第二預(yù)定距離(216)處；以及` 第三噴射系統(tǒng)(206)，所述第三噴射系統(tǒng)聯(lián)接至第三管組件(202)、并且包括第三流體供給構(gòu)件(210)，所述第三流體供給構(gòu)件相對于所述第三管組件定位在上游的第三預(yù)定距離(216)處，其中所述第一預(yù)定距離、所述第二預(yù)定距離、和所述第三預(yù)定距離基本彼此不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射組件(126)，其特征在于，所述多個管組件中的所述每一個管組件(202)都是燃料噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射組件，其特征在于，所述第一部分(211)包括: 上游部分(302)； 下游部分(304)，所述下游部分聯(lián)接至所述上游部分，使得至少一個通道(306)被限定在所述上游部分與所述下游部分之間，其中所述至少一個第一開口(320)延伸通過所述下游部分；以及 外部(301)，所述外部從所述上游部分延伸至所述下游部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料噴射組件(126)，其特征在于，所述第一部分(211)包括沖擊板(308)，所述沖擊板聯(lián)接在所述上游部分(302)與所述下游部分(304)之間，使得所述至少一個通道(306)包括被限定在所述上游部分與所述沖擊板之間的第一通道(310)、和被限定在所述沖擊板與所述下游部分之間的第二通道(312)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料噴射組件(126)，其特征在于，所述第一部分(211)包括至少一個第二開口( 322)，所述至少一個第二開口延伸通過所述沖擊板(308)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射組件(126)，其特征在于，所述燃料噴射組件進(jìn)一步包括聯(lián)接至所述流體供給構(gòu)件的流體源(215)，其中所述流體源包含朝向所述至少一個管組件(202 )輸送的燃料、稀釋劑、惰性氣體、和空氣中的至少一種。
9.一種渦輪發(fā)動機(jī)(100)，所述渦輪發(fā)動機(jī)包括: 壓縮機(jī)(114);以及 燃燒組件(116)，所述燃燒組件自所述壓縮機(jī)的下游聯(lián)接，其中所述燃燒組件包括至少一個燃燒器，所述至少一個燃燒器(124)包括燃料噴射組件(126)，所述燃燒噴射組件包括: 多個管組件(202)，其中所述多個管組件中的每一個管組件都包括多個管(204);以及 至少一個噴射系統(tǒng)(206)，所述至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至所述多個管組件中的至少一個管組件，其中所述至少一個噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件(210)，所述流體供給構(gòu)件相對于所述至少一個管組 件定位在上游的預(yù)定距離(216)處，所述流體供給構(gòu)件包括第一部分(211)，所述第一部分包括至少一個第一開口( 320)以用于朝向所述至少一個管組件輸送流體，從而實現(xiàn)在所述渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少所述燃燒器內(nèi)的動壓振蕩、和減少所述燃燒器內(nèi)的NOx排放物中的至少一個效果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪發(fā)動機(jī)(100)，其特征在于，所述至少一個噴射系統(tǒng)(206)包括燃料輸送管道(208)，所述流體供給構(gòu)件(210)基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，其中所述至少一個流體供給構(gòu)件包括外部表面(413 )和相對的內(nèi)部表面(414 )，所述內(nèi)部表面基本包繞所述燃料輸送管道的至少一部分，所述至少一個第一開口(320)從所述外部表面延伸至所述內(nèi)部表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在渦輪發(fā)動機(jī)中使用的燃料噴射組件及其組裝方法。該燃料噴射組件包括多個管組件，其中多個管組件中的每一個管組件都包括多個管。至少一個噴射系統(tǒng)聯(lián)接至多個管組件中的至少一個管組件。該噴射系統(tǒng)包括流體供給構(gòu)件，該流體供給構(gòu)件相對于管組件定位在上游的預(yù)定距離處。流體供給構(gòu)件包括第一部分，該第一部分包括至少一個第一開口，以用于朝向管組件輸送流體，從而在渦輪發(fā)動機(jī)操作期間減少燃燒器內(nèi)的動壓振蕩并且/或者減少燃燒器內(nèi)的NOX排放物。
文檔編號F23R3/28GK103244966SQ20121052399
公開日2013年8月14日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者嚴(yán)鐘昊, T.E.約翰遜 申請人:通用電氣公司