具有非圓形頭部端的燃燒器關于聯(lián)邦贊助研究或開發(fā)的聲明本發(fā)明是根據由美國能源部授予的合同No.DE-FC26-05NT42643在政府支持下進行的。政府在本發(fā)明中具有某些權利。技術領域本申請以及所獲得的專利總體涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更具體地涉及具有基本非圓形頭部端的筒形燃燒器。

背景技術：
總體而言，工業(yè)燃氣渦輪機燃燒器設計成具有圍繞渦輪的第一級的圓周以陣列布置的多個分立的燃燒室或者“筒”。燃燒器筒點燃燃料/空氣混合物，使得所獲得的熱燃燒氣體驅動下游渦輪。工業(yè)燃氣渦輪機筒式燃燒器的主要部件可以包括與燃燒器的圓形頭部端相接合的圓柱或錐形金屬板襯套以及金屬板過渡件，該金屬板過渡件使來自襯套的圓形橫截面的熱燃燒氣體流過渡至渦輪的第一級的弧形進口。圍繞熱氣體路徑定位的這些和其它的部件可以由通過沖擊套筒等的空氣流進行冷卻。因此，筒形燃燒器的高效操作需要高效冷卻、來自燃燒器的熱燃燒氣體流在低壓力損失下高效過渡至渦輪的第一級、以及其它類型的操作參數的效率。因此，筒形燃燒器設計力圖優(yōu)化這些參數，以用于增加輸出和總體性能。

技術實現(xiàn)要素：
因此，本申請以及所獲得的專利提供一種用于與燃氣渦輪發(fā)動機一起使用的燃燒器。該燃燒器可以包括具有非圓形構造的頭部端、圍繞頭部端定位的多個燃料噴嘴、以及向頭部端的下游延伸的過渡件。本申請以及所獲得的專利還提供一種用于與燃氣渦輪發(fā)動機一起使用的筒形燃燒器。該燃燒器可以包括非圓形頭部端、圍繞非圓形頭部端定位的多個燃料噴嘴、以及向非圓形頭部端的下游延伸的整體件。本申請以及所獲得的專利還提供一種用于與燃氣渦輪發(fā)動機一起使用的一件式筒形燃燒器。該燃燒器可以包括具有非圓形構造的頭部端、圍繞頭部端定位的多個燃料噴嘴、向頭部端的下游延伸至后端的整體件、以及圍繞后端定位的渦輪級。通過結合若干附圖以及所附權利要求閱覽下文的詳細描述，對于本領域普通技術人員而言，本申請以及所獲得的專利的這些和其它的特征以及改進將變得顯而易見。附圖說明圖1是具有壓縮機、燃燒器、以及渦輪的燃氣渦輪發(fā)動機的示意圖。圖2是可以與圖1的燃氣渦輪發(fā)動機一起使用的燃燒器的示意圖。圖3是可以如本文中所描述的一件式燃燒器的一部分的部分透視圖。圖4是圖3的一件式燃燒器的非圓形頭部端的部分剖視圖。具體實施方式現(xiàn)在參照附圖，其中相似的附圖標記在全部若干視圖中表示相似元件，圖1示出了可以如本說明書中所使用的燃氣渦輪發(fā)動機10的示意圖。燃氣渦輪發(fā)動機10可以包括壓縮機15。壓縮機15對進入的空氣流20進行壓縮。壓縮機15將壓縮空氣流20輸送至燃燒器25。燃燒器25將壓縮空氣流20與加壓燃料流30混合，并且點燃混合物以產生熱燃燒氣體流35。盡管僅示出了一個燃燒器25，但是燃氣渦輪發(fā)動機10可以包括任何數量的燃燒器25。熱燃燒氣體流35接著被輸送至渦輪40。熱燃燒氣體流35驅動渦輪40，以便產生機械功。渦輪40中所產生的機械功通過軸45驅動壓縮機15以及外部負載50(例如發(fā)電機等)。燃氣渦輪發(fā)動機10可以使用天然氣、各種類型的合成氣、以及/或者其它類型的燃料。燃氣渦輪發(fā)動機10可以是由Schenectady(NewYork)的GeneralElectricCompany所提供的多種不同的燃氣渦輪發(fā)動機中的任何一種等。燃氣渦輪發(fā)動機10可以具有不同的構造并且可以使用其它類型的部件。本說明書中也可以使用其它類型的燃氣渦輪發(fā)動機。本說明書中還可以一起使用多個燃氣渦輪發(fā)動機、其它類型的渦輪機、以及其它類型的發(fā)電設備。圖2示出了可以與燃氣渦輪發(fā)動機10一起使用的燃燒器25的示例。在該示例中，燃燒器25可以是傳統(tǒng)的筒形燃燒器55。筒形燃燒器55可以包括頭部端60，多個燃料噴嘴65定位在端蓋70與圓形帽部75之間。過渡件80和襯套82可以彼此連接并且可以從圓形帽部75延伸至靠近渦輪40的第一級噴嘴葉片90的后端85。沖擊套筒95可以包繞過渡件80和襯套82，以向過渡件80和襯套82提供冷卻空氣流。具有其它類型的部件和其它構造的其它類型的燃燒器25也是已知的。圖3和圖4示出了可以如本說明書中所描述的燃燒器100的一部分。如上所述，燃燒器100可以是具有整體構造的過渡件80、襯套82、以及第一級噴嘴葉片90的一件式筒形燃燒器110。本說明書中可以使用具有其它部件和其它構造的其它類型的燃燒器100。筒形燃燒器110可以包括頭部端120。多個燃料噴嘴130可以從端蓋(未示出)延伸至帽部140。筒形燃燒器110還可以包括整體件150。如上所述，整體件150可以包括襯套、過渡件、以及第一級噴嘴。整體件150可以從頭部端120延伸至在渦輪40的第一級斗葉輪葉170等附近的后端160。沖擊套筒180可以包繞整體件150，以便將冷卻空氣流從壓縮機15或者其它位置提供給整體件150。本說明書中還可以使用其它的部件和其它的構件。頭部端120可以具有基本非圓形構造190。非圓形構造190并不限于任何特定的形狀。因此，頭部端120可以是卵形頭部端200、橢圓形頭部端210、或者任何類型的基本非圓形頭部端220。類似地，帽部140也可以具有非圓形構造190。因此，帽部140可以是卵形帽部230、橢圓形帽部240、或者任何類型的基本非圓形帽部250。同樣地，圍繞頭部端120的整體件150的過渡件155也可以在過渡至任何其它形狀之前具有非圓形構造190。因此，本說明書中可以使用卵形過渡件260、橢圓形過渡件270、或者任何類型的基本非圓形過渡件280。本說明書中也可以使用其它的部件和其它的構造。因此，包括具有非圓形構造190的頭部端120的筒形燃燒器110促進熱燃燒氣體流35以較低的總體壓力損失、更高效地過渡至渦輪40的第一級斗葉170?？梢酝ㄟ^定制具有非圓形構造190的頭部端120的橫截面形狀來提供流35的更高效的過渡?？梢酝ㄟ^非圓形構造190來緩解燃燒動力的橫向模式。非圓形構造190還可以提供優(yōu)化用于改進的排放物的前端混合(frontendmixing)、燃燒動力(combustiondynamics)、以及燃燒出口溫度分布(combustionexittemperatureprofiles)的另外的方法。具體而言，可以通過改變流噴嘴130中的每一個流噴嘴130相對于頭部端120的非圓形構造190的定位和流向來優(yōu)化前端混合?？梢酝ㄟ^記錄頭部端120的非圓形構造190相對于噴嘴出口平面(plain)的距離/位置來進一步優(yōu)化燃燒出口溫度分布。盡管本說明書中已經使用了一件式筒形燃燒器110，但是任何類型的燃燒器100都可以應用于頭部端120以及其它部件的非圓形構造190。非圓形構造190不限于任何特定形狀。應當顯而易見的是，上文僅涉及本申請以及所獲得的專利的某些實施例。本領域普通技術人員可以在不偏離由所附權利要求及其等同形式所限定的本發(fā)明的總體精神和范圍的前提下在本說明書中進行多種改變和改型。