具有內(nèi)部冷卻的成束管燃料噴嘴的制作方法

本發(fā)明大體涉及用于燃氣渦輪燃燒器的成束管燃料噴嘴。更具體地，本發(fā)明涉及具有內(nèi)部冷卻的成束管燃料噴嘴。

背景技術(shù)：

燃氣渦輪在工業(yè)和功率生產(chǎn)運行中廣泛使用。燃氣渦輪大體包括成連續(xù)流順序的壓縮機、燃燒區(qū)段和渦輪。燃燒區(qū)段可包括多個燃燒器，它們圍繞外殼以環(huán)形布置。在運行中，諸如周圍空氣的工作流體在其流過壓縮機時逐步被壓縮。壓縮工作流體的一部分從壓縮機發(fā)送到各個燃燒器，在那里，壓縮工作流體與燃料混合，并且在燃燒室或燃燒區(qū)中燃燒，以產(chǎn)生燃燒氣體。燃燒氣體沿著熱氣路徑發(fā)送通過渦輪，在那里，通過聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸上的渦輪轉(zhuǎn)子葉片從燃燒氣體中抽取熱能和/或動能，從而使轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)且做功和/或產(chǎn)生推力。

特定燃燒系統(tǒng)使用成束管類型的燃料噴嘴，以使氣態(tài)燃料在燃燒區(qū)上游與壓縮空氣預混合。成束管燃料噴嘴的后板設(shè)置在成束管燃料噴嘴的下游端處。后板的“熱側(cè)”定位在成束管燃料噴嘴的各個管的出口附近。因而，后板的熱側(cè)暴露于來自燃燒氣體的極端的熱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

下面在以下描述中闡述各方面和優(yōu)點，或者根據(jù)該描述，各方面和優(yōu)點可為明顯的，或者可通過實踐來學習各方面和優(yōu)點。

本公開的一個實施例是一種成束管燃料噴嘴。成束管燃料噴嘴包括前板、第一中間板和外部套管，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室。第二中間板沿軸向與第一中間板間隔開，并且第一中間板、第二中間板和外部套管在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室。后板沿軸向與第二中間板間隔開。第二中間板、后板和外部套管在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室。多個管延伸通過前板、燃料穩(wěn)壓室、第一中間板、吹掃空氣穩(wěn)壓室、第二中間板、冷卻空氣穩(wěn)壓室和后板。環(huán)形壁從第二中間板延伸到后板且限定冷卻流通道。多個孔口限定在后板的冷側(cè)附近。多個孔口在冷卻流通道和冷卻空氣穩(wěn)壓室之間提供流體連通。

本公開的另一個實施例是一種燃燒器。燃燒器包括聯(lián)接到外殼上的端蓋和成束管燃料噴嘴，成束管燃料噴嘴設(shè)置在外殼內(nèi)，并且通過一個或多個流體管道聯(lián)接到端蓋上。成束管燃料噴嘴包括前板、第一中間板和外部套管，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室。燃料穩(wěn)壓室與流體管道處于流體連通。第二中間板沿軸向與第一中間板間隔開。第一中間板、第二中間板和外部套管在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室。后板沿軸向與第二中間板間隔開。第二中間板、后板和外部套管在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室。多個管延伸通過前板、燃料穩(wěn)壓室、第一中間板、吹掃空氣穩(wěn)壓室、第二中間板、冷卻空氣穩(wěn)壓室和后板。環(huán)形壁從第二中間板延伸到后板，并且在成束管燃料噴嘴內(nèi)限定冷卻流通道。多個孔口限定在后板的冷側(cè)附近。多個孔口在冷卻流通道和冷卻空氣穩(wěn)壓室之間提供流體連通。

另一個實施例包括一種燃燒器。燃燒器包括聯(lián)接到外殼上的端蓋和成束管燃料噴嘴，成束管燃料噴嘴設(shè)置在外殼內(nèi)，并且通過多個流體管道聯(lián)接到端蓋上。成束管燃料噴嘴包括多個成束管燃料噴嘴組件，其圍繞燃燒器的中心燃料噴嘴以環(huán)形布置。各個成束管燃料噴嘴組件包括前板、第一中間板和外部套管，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室。燃料穩(wěn)壓室與多個流體管道的至少一個流體管道處于流體連通。第二中間板沿軸向與第一中間板間隔開。第一中間板、第二中間板和外部套管在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室。后板沿軸向與第二中間板間隔開。第二中間板，后板和外部套管在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室。多個管延伸通過前板、燃料穩(wěn)壓室、第一中間板、吹掃空氣穩(wěn)壓室、第二中間板、冷卻空氣穩(wěn)壓室和后板。環(huán)形壁從第二中間板延伸到后板，并且在成束管燃料噴嘴內(nèi)限定冷卻流通道。多個孔口限定在后板的冷側(cè)附近。在燃燒器的運行期間，多個孔口在冷卻流通道和冷卻空氣穩(wěn)壓室之間提供流體連通。

技術(shù)方案1.一種成束管燃料噴嘴，包括：

前板、第一中間板和外部套管，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室；

沿軸向與所述第一中間板間隔開的第二中間板，其中，所述第一中間板、所述第二中間板和所述外部套管在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室；

沿軸向與所述第二中間板間隔開的后板，其中，所述第二中間板、所述后板和所述外部套管在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室；

多個管，其延伸通過所述前板、所述燃料穩(wěn)壓室、所述第一中間板、所述吹掃空氣穩(wěn)壓室、所述第二中間板、所述冷卻空氣穩(wěn)壓室和所述后板；

從所述第二中間板延伸到所述后板的環(huán)形壁，所述環(huán)形壁限定冷卻流通道；以及

限定在所述后板的冷側(cè)附近的多個孔口，其中，所述多個孔口在所述冷卻流通道和所述冷卻空氣穩(wěn)壓室之間提供流體連通。

技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的成束管燃料噴嘴，其特征在于，所述多個孔口中的孔口沿著所述環(huán)形壁沿周向間隔開。

技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的成束管燃料噴嘴，其特征在于，所述多個孔口中的一個或多個孔口包括定向成朝向所述后板的冷側(cè)的出口。

技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的成束管燃料噴嘴，其特征在于，所述外部套管限定入口端口，其中，所述入口端口提供通入所述吹掃空氣穩(wěn)壓室中的流體連通。

技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的成束管燃料噴嘴，其特征在于，所述外部套管限定一個或多個排氣端口，其中，所述一個或多個排氣端口提供離開所述冷卻空氣穩(wěn)壓室的流體連通。

技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的成束管燃料噴嘴，其特征在于，所述一個或多個排氣端口中的至少一個被沿著所述外部套管的內(nèi)帶部分限定。

技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案5所述的成束管燃料噴嘴，其特征在于，所述一個或多個排氣端口中的至少一個被沿著所述外部套管的外帶部分限定。

技術(shù)方案8.一種燃燒器，包括：

聯(lián)接到外殼上的端蓋；

成束管燃料噴嘴，其設(shè)置在所述外殼內(nèi)，并且通過一個或多個流體管道聯(lián)接到所述端蓋上，其中，所述成束管燃料噴嘴包括：

前板、第一中間板和外部套管，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室，其中，所述燃料穩(wěn)壓室與所述流體管道處于流體連通；

沿軸向與所述第一中間板間隔開的第二中間板，其中，所述第一中間板、所述第二中間板和外部套管在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室；

沿軸向與所述第二中間板間隔開的后板，其中，所述第二中間板、所述后板和外部套管在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室；

多個管，其延伸通過所述前板、所述燃料穩(wěn)壓室、所述第一中間板、所述吹掃空氣穩(wěn)壓室、所述第二中間板、所述冷卻空氣穩(wěn)壓室和所述后板；

從所述第二中間板延伸到所述后板的環(huán)形壁，所述環(huán)形壁限定冷卻流通道；以及

限定在所述后板的冷側(cè)附近的多個孔口，其中，所述多個孔口在所述冷卻流通道和所述冷卻空氣穩(wěn)壓室之間提供流體連通。

技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的燃燒器，其特征在于，所述多個孔口中的孔口沿著所述環(huán)形壁沿周向間隔開。

技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案8所述的燃燒器，其特征在于，所述多個孔口中的一個或多個孔口包括定向成朝向所述后板的冷側(cè)的出口。

技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案8所述的燃燒器，其特征在于，所述外部套管限定入口端口，其中，所述入口端口提供通入所述吹掃空氣穩(wěn)壓室中的流體連通。

技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案8所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器進一步包括聯(lián)接到所述端蓋上的中心燃料噴嘴，其中，所述成束管燃料噴嘴沿周向圍繞所述中心燃料噴嘴的至少一部分延伸。

技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案8所述的燃燒器，其特征在于，所述外部套管限定一個或多個排氣端口，其中，所述一個或多個排氣端口提供離開所述冷卻空氣穩(wěn)壓室的流體連通。

技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器，其特征在于，所述一個或多個排氣端口中的至少一個被沿著所述外部套管的內(nèi)帶部分限定。

技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃燒器，其特征在于，所述一個或多個排氣端口中的至少一個被沿著所述外部套管的外帶部分限定。

技術(shù)方案16.一種燃燒器，包括：

聯(lián)接到外殼上的端蓋；

成束管燃料噴嘴，其設(shè)置所述外殼內(nèi)，并且通過多個流體管道聯(lián)接到所述端蓋上，其中，所述成束管燃料噴嘴包括圍繞所述燃燒器的中心燃料噴嘴以環(huán)形布置的多個成束管燃料噴嘴組件，其中，各個成束管燃料噴嘴組件包括：

前板、第一中間板和外部套管，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室，其中，所述燃料穩(wěn)壓室與所述多個流體管道中的至少一個流體管道處于流體連通；

沿軸向與所述第一中間板間隔開的第二中間板，其中，所述第一中間板、所述第二中間板和外部套管在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室；

沿軸向與所述第二中間板間隔開的后板，其中，所述第二中間板、所述后板和外部套管在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室；

多個管，其延伸通過所述前板、所述燃料穩(wěn)壓室、所述第一中間板、所述吹掃空氣穩(wěn)壓室、所述第二中間板、所述冷卻空氣穩(wěn)壓室和后板；

從所述第二中間板延伸到所述后板的環(huán)形壁，所述環(huán)形壁限定冷卻流通道；以及

限定在所述后板的冷側(cè)附近的多個孔口，其中，所述多個孔口在所述冷卻流通道和所述冷卻空氣穩(wěn)壓室之間提供流體連通。

技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的燃燒器，其特征在于，所述多個孔口中的孔口沿著所述環(huán)形壁沿周向間隔開。

技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案16所述的燃燒器，其特征在于，所述多個孔口中的一個或多個孔口包括定向成朝向所述后板的冷側(cè)的出口。

技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案16所述的燃燒器，其特征在于，所述外部套管限定入口端口，其中，所述入口端口提供通入所述吹掃空氣穩(wěn)壓室中的流體連通。

技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案16所述的燃燒器，其特征在于，所述外部套管限定提供離開所述冷卻空氣穩(wěn)壓室的流體連通的一個或多個排氣端口。

技術(shù)方案21.一種成束管燃料噴嘴(100)，包括：

前板(106)、第一中間板(108)和外部套管(114)，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室(116)；

沿軸向與所述第一中間板(108)間隔開的第二中間板(110)，其中，所述第一中間板(108)、所述第二中間板(110)和外部套管(114)在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室(120)；

沿軸向與所述第二中間板(110)間隔開的后板(112)，其中，所述第二中間板(110)、所述后板(112)和外部套管(114)在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)；

多個管(130)，其延伸通過所述前板(106)、所述燃料穩(wěn)壓室(116)、所述第一中間板(108)、所述吹掃空氣穩(wěn)壓室(120)、所述第二中間板(110)、所述冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)和所述后板(112)；

從所述第二中間板(110)延伸到所述后板(112)的環(huán)形壁(124)，所述環(huán)形壁(124)限定冷卻流通道(126)；以及

限定在所述后板(112)的冷側(cè)附近的多個孔口(150)，其中，所述多個孔口(150)在所述冷卻流通道(126)和所述冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)之間提供流體連通。

技術(shù)方案22.根據(jù)技術(shù)方案21所述的成束管燃料噴嘴(100)，其特征在于，所述多個孔口(150)中的孔口(150)沿著所述環(huán)形壁(124)沿周向間隔開。

技術(shù)方案23.根據(jù)技術(shù)方案21所述的成束管燃料噴嘴(100)，其特征在于，所述多個孔口(150)中的一個或多個孔口(150)包括定向成朝向所述后板(112)的冷側(cè)的出口(156)。

技術(shù)方案24.根據(jù)技術(shù)方案21所述的成束管燃料噴嘴(100)，其特征在于，所述外部套管(114)限定入口端口(160)，其中，所述入口端口(160)提供通入所述吹掃空氣穩(wěn)壓室(120)中的流體連通。

技術(shù)方案25.根據(jù)技術(shù)方案21所述的成束管燃料噴嘴(100)，其特征在于，所述外部套管(114)限定一個或多個排氣端口(162)，其中，所述一個或多個排氣端口(162)提供離開所述冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)的流體連通。

技術(shù)方案26.根據(jù)技術(shù)方案25所述的成束管燃料噴嘴(100)，其特征在于，所述一個或多個排氣端口(162)中的至少一個被沿著所述外部套管(114)的內(nèi)帶部分限定。

技術(shù)方案27.根據(jù)技術(shù)方案25所述的成束管燃料噴嘴(100)，其特征在于，所述一個或多個排氣端口(162)中的至少一個被沿著所述外部套管(114)的外帶部分限定。

技術(shù)方案28.一種燃燒器(16)，包括：

聯(lián)接到外殼(32)上的端蓋(36)；

成束管燃料噴嘴(100)，其設(shè)置在所述外殼(32)內(nèi)，并且通過一個或多個流體管道(102)聯(lián)接到所述端蓋(36)上，其中，所述成束管燃料噴嘴(100)包括：

前板(106)、第一中間板(108)和外部套管(114)，它們之間限定燃料穩(wěn)壓室(116)，其中，所述燃料穩(wěn)壓室(116)與所述流體管道(102)處于流體連通；

沿軸向與所述第一中間板(108)間隔開的第二中間板(110)，其中，所述第一中間板(108)、所述第二中間板(110)和外部套管(114)在它們之間限定吹掃空氣穩(wěn)壓室(120)；

沿軸向與所述第二中間板(110)間隔開的后板(112)，其中，所述第二中間板(110)、所述后板(112)和所述外部套管(114)在它們之間限定冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)；

多個管(130)，其延伸通過所述前板(106)、所述燃料穩(wěn)壓室(116)、所述第一中間板(108)、所述吹掃空氣穩(wěn)壓室(120)、所述第二中間板(110)、所述冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)和所述后板(112)；

從所述第二中間板(110)延伸到所述后板(112)的環(huán)形壁(124)，所述環(huán)形壁(124)限定冷卻流通道(126)；以及

限定在所述后板(112)的冷側(cè)附近的多個孔口(150)，其中，所述多個孔口(150)在所述冷卻流通道(126)和所述冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)之間提供流體連通。

技術(shù)方案29.根據(jù)技術(shù)方案28所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述多個孔口(150)中的孔口(150)沿著所述環(huán)形壁(124)沿周向間隔開。

技術(shù)方案30.根據(jù)技術(shù)方案28所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述多個孔口(150)中的一個或多個孔口(150)包括定向成朝向所述后板(112)的冷側(cè)的出口(156)。

技術(shù)方案31.根據(jù)技術(shù)方案28所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述外部套管(114)限定入口端口(160)，其中，所述入口端口(160)提供通入所述吹掃空氣穩(wěn)壓室(120)中的流體連通。

技術(shù)方案32.根據(jù)技術(shù)方案28所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述燃燒器(16)進一步包括聯(lián)接到所述端蓋(36)上的中心燃料噴嘴，其中，所述成束管燃料噴嘴(100)沿周向圍繞所述中心燃料噴嘴的至少一部分延伸。

技術(shù)方案33.根據(jù)技術(shù)方案28所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述外部套管(114)限定一個或多個排氣端口(162)，其中，所述一個或多個排氣端口(162)提供離開所述冷卻空氣穩(wěn)壓室(128)的流體連通。

技術(shù)方案34.根據(jù)技術(shù)方案33所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述一個或多個排氣端口(162)中的至少一個被沿著所述外部套管(114)的內(nèi)帶部分限定。

技術(shù)方案35.根據(jù)技術(shù)方案33所述的燃燒器(16)，其特征在于，所述一個或多個排氣端口(162)中的至少一個被沿著所述外部套管(114)的外帶部分限定。

在閱讀說明書之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地理解這樣的實施例和其它實施例的特征和方面。

附圖說明

在說明書的其余部分中更具體地闡述多種實施例的完整且能夠?qū)嵤┑墓_，包括其對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言最佳的模式，說明書參照了附圖，其中：

圖1是可結(jié)合本公開的多種實施例的示例性燃氣渦輪的功能框圖；

圖2是可結(jié)合本公開的多種實施例的示例性燃燒器的簡化橫截面?zhèn)纫晥D；

圖3是根據(jù)本公開的一個或多個實施例的示例性成束管燃料噴嘴的上游視圖；

圖4是根據(jù)本公開的至少一個實施例的沿著圖3中顯示的截線4-4得到的成束管燃料噴嘴的一部分的放大橫截面透視圖；

圖5是根據(jù)本公開的至少一個實施例的圖4中顯示的成束管燃料噴嘴的一部分的放大視圖；以及

圖6是根據(jù)本公開的至少一個實施例的圖4中顯示的成束管燃料噴嘴的運行圖。

部件列表

10燃氣渦輪

12入口區(qū)段

14壓縮機

16燃燒器

18渦輪

20排氣區(qū)段

22軸

24空氣

26壓縮空氣

28燃料

30燃燒氣體

32外殼

34高壓穩(wěn)壓室

36端蓋

38頭端部分

40燃燒襯套

42燃燒區(qū)

44熱氣路徑

46中心燃料噴嘴

48中心線

50氣體燃料供應(yīng)

54液體燃料供應(yīng)

100成束管燃料噴嘴

102流體管道

104成束管燃料噴嘴組件

106前板

108第一中間板

110第二中間板

112后板

114外部套管

116燃料穩(wěn)壓室

118開口

120吹掃空氣穩(wěn)壓室

122孔/通路

124壁

126冷卻流通道

128冷卻空氣穩(wěn)壓室

130管

132入口

134上游側(cè)-前板

136出口

138下游/熱側(cè)-后板

140預混合流通路

142燃料噴射端口

146下游端部分-壁

148冷側(cè)-后板

150孔口

152入口-孔口

154內(nèi)表面-壁

156出口-孔口

158外表面-壁

160端口-通到吹掃空氣穩(wěn)壓室中的入口

162排氣端口-外部徑向帶

164外帶部分-外部套管

166排氣端口-內(nèi)帶

168內(nèi)帶部分-外部套管。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參照目前公開的實施例，在附圖中示出實施例的一個或多個示例。詳細描述使用數(shù)字和字母名稱來指示圖中的特征。在圖和描述中使用相同或相似名稱來指示本公開的相同或相似部件。

如本文使用，用語“第一”、“第二”和“第三”可互換地用來區(qū)分一個構(gòu)件與另一個構(gòu)件，并且不意于確定單獨的構(gòu)件的位置或重要性。用語“上游”和“下游”指的是相對于流體路徑中的流體流的相對方向。例如，“上游”指的是流體流出的方向，而“下游”指的是流體流去的方向。用語“沿徑向”指的是基本垂直于特定構(gòu)件的軸向中心線的相對方向，而用語“沿軸向”指的是與特定構(gòu)件的軸向中心線基本平行和/或同軸地對齊的相對方向。

本文所用的用語僅僅是為了描述特定實施例，并且不意于限制。如本文所用，單數(shù)形式“一”、“一種”和“該”意于也包括復數(shù)形式，除非上下文清楚地另有說明。將進一步理解，當在本說明書中使用時，用語“包括”和/或“包含”指定了存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件，但不排除存在或增加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、構(gòu)件和/或它們的組合。

以解釋而非限制的方式提供各個示例。實際上，對本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，可在不偏離本發(fā)明的范圍或精神的情況下作出修改和改變。例如，被示為或描述成一個實施例的一部分的特征可用在另一個實施例上，以產(chǎn)生又一個實施例。因而，意于的是本公開覆蓋落在所附權(quán)利要求及其等效方案的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。雖然為了說明將在用于基于陸地的生產(chǎn)功率的燃氣渦輪燃燒器的成束管燃料噴嘴的語境中大體描述本公開的示例性實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本公開的實施例可應(yīng)用于渦輪機的任何樣式或類型的燃燒器，并且不局限于基于陸地的生產(chǎn)功率的燃氣渦輪的燃燒器或燃燒系統(tǒng)，除非權(quán)利要求中有明確的敘述。

現(xiàn)在參照附圖，圖1示出示例性燃氣渦輪10的示意圖。燃氣渦輪10大體包括入口區(qū)段12、設(shè)置在入口區(qū)段12下游的壓縮機14、設(shè)置在壓縮機14下游的至少一個燃燒器16、設(shè)置在燃燒器16下游的渦輪18和設(shè)置在渦輪18下游的排氣區(qū)段20。另外，燃氣渦輪10可包括將壓縮機14聯(lián)接到渦輪18上的一個或多個軸22。

在運行期間，空氣24流過入口區(qū)段12且進入到壓縮機14中，在壓縮機14中，空氣24被逐漸壓縮，從而將壓縮空氣26提供給燃燒器16。壓縮空氣26的至少一部分在燃燒器16內(nèi)與燃料28混合且燃燒而產(chǎn)生氣體30。燃燒氣體30從燃燒器16流到渦輪18中，在其中，能量(動能和/或熱能)從燃燒氣體30傳遞到轉(zhuǎn)子葉片(未顯示)，從而使軸22旋轉(zhuǎn)。然后機械旋轉(zhuǎn)能可用于實現(xiàn)多種目的，諸如對壓縮機14提供功率和/或發(fā)電。然后離開渦輪18的燃燒氣體30可通過排氣區(qū)段20從燃氣渦輪10中排出。

如圖2中顯示的那樣，燃燒器16可至少部分地被外殼32包圍，諸如壓縮機排出殼。外殼32可至少部分地限定高壓穩(wěn)壓室34，高壓穩(wěn)壓室34至少部分地包圍燃燒器16的多種構(gòu)件。高壓穩(wěn)壓室34可與壓縮機14(圖1)處于流體連通，以便從中接收壓縮空氣26。端蓋36可聯(lián)接到外殼32上。在特定實施例中，外殼32和端蓋36可至少部分地限定燃燒器16的頭端容積或部分38。在特定實施例中，頭端部分38與高壓穩(wěn)壓室34和/或壓縮機14處于流體連通。一個或多個襯套或?qū)Ч?0可至少部分地限定用于燃燒燃料-空氣混合物的燃燒室或燃燒區(qū)42，并且/或者可至少部分地限定通過燃燒器的熱氣路徑44，以將燃燒氣體30引導向通往渦輪18的入口。在特定實施例中，如圖2中顯示的那樣，燃燒器16包括中心燃料噴嘴46，中心燃料噴嘴46聯(lián)接到端蓋36上，并且相對于燃燒器16的軸向中心線48沿軸向延伸向燃燒室42。

在多種實施例中，燃燒器16包括成束管燃料噴嘴100。如圖2中顯示的那樣，燃料噴嘴100設(shè)置在外殼32內(nèi)，在端蓋36下游，并且/或者相對于燃燒器16的軸向中心線48沿軸向與端蓋36間隔開且在燃燒室42的上游。在特定實施例中，成束管燃料噴嘴100與氣體燃料供應(yīng)50處于流體連通。在一個實施例中，成束管燃料噴嘴100通過一個或多個流體管道102與氣體燃料供應(yīng)50處于流體連通。在特定實施例中，流體管道(一個或多個)102可在一端處流通地聯(lián)接和/或連接到端蓋36上。

圖3提供根據(jù)本公開的至少一個實施例的示例性成束管燃料噴嘴100的上游視圖。圖4提供根據(jù)本公開的至少一個實施例的沿著圖3中顯示的截線4-4得到的成束管燃料噴嘴100的一部分的橫截面下游透視圖。燃燒器16的多種實施例可包括不同布置的成束管燃料噴嘴100，并且不局限于任何特定布置，除非權(quán)利要求中另有規(guī)定。例如，在圖3中示出的特定構(gòu)造中，成束管燃料噴嘴100包括多個楔形成束管燃料噴嘴組件104，它們相對于中心線48以環(huán)形布置。在特定實施例中，成束管燃料噴嘴100圍繞中心燃料噴嘴46(圖1)的一部分形成環(huán)帶或燃料噴嘴通路。

在至少一個實施例中，如圖4中顯示的那樣，成束管燃料噴嘴100和/或各個成束管燃料噴嘴組件104包括成連續(xù)順序的前板106、沿軸向與前板106間隔開的第一中間板108、沿軸向與第一中間板108間隔開的第二中間板110、沿軸向與第二中間板110間隔開的后板112，以及圍繞前板106的外周邊或周緣邊緣、第一中間板108、第二中間板110和后板112延伸的外護罩或套管114。在至少一個實施例中，前板106、第一中間板108、第二中間板110和后板112是楔形，具有弓形內(nèi)側(cè)和外側(cè)。

在至少一個實施例中，前板106、第一中間板108和套管114至少部分地在成束管燃料噴嘴100內(nèi)限定燃料穩(wěn)壓室116。前板106可限定通往燃料穩(wěn)壓室116的開口118。開口118可流通地聯(lián)接到流體管道102(圖2)上。第一中間板108、第二中間板110和套管114至少部分地在成束管燃料噴嘴100內(nèi)限定吹掃空氣穩(wěn)壓室120。第二中間板110限定孔或通路122。在特定實施例中，通路122可基本與前板106的開口118對齊。環(huán)形壁124沿軸向從第二中間板110延伸到后板112且與通路122對齊。通路122和壁124至少部分地在成束管燃料噴嘴100內(nèi)形成冷卻流通道126。第二中間板110、后板112、壁124和外部套管114至少部分地在成束管燃料噴嘴100和/或成束管燃料噴嘴組件104內(nèi)限定冷卻空氣穩(wěn)壓室128。

如圖4中顯示的那樣，成束管燃料噴嘴100和/或成束管燃料噴嘴組件104包括多個管130，它們延伸通過前板106、燃料穩(wěn)壓室116、第一中間板108、吹掃空氣穩(wěn)壓室120、第二中間板110、冷卻空氣穩(wěn)壓室128且通過后板112。各個管130包括限定在前板106的上游側(cè)134處或在其上游的入口132和限定在后板112的下游側(cè)或熱側(cè)138處或在其下游的出口136。各個管130限定通過成束管燃料噴嘴100和/或成束管燃料噴嘴組件104的預混合流通路140。一個或多個管130包括至少一個燃料噴射端口142，燃料噴射端口142在燃料穩(wěn)壓室116和相應(yīng)的預混合流通路140之間提供流體連通。在至少一個實施例中，如圖4中顯示的那樣，多個管130圍繞前板106中的開口118以環(huán)形布置。

圖5是根據(jù)本公開的至少一個實施例的圖3和4中顯示的成束管燃料噴嘴100或一個成束管燃料噴嘴組件104的一部分的放大橫截面?zhèn)纫晥D，其包括后板112的一部分、壁124的一部分，以及冷卻空氣穩(wěn)壓室128的一部分。如圖4和5中顯示的那樣，壁124的下游端部分146和/或后板112的沿軸向與后板112的下游側(cè)或熱側(cè)138間隔開的冷側(cè)148限定圍繞它沿周向間隔開的多個孔口150。如圖5中詳細顯示的那樣，各個孔口150包括沿著壁124的內(nèi)表面154和/或沿著后板112的冷側(cè)148限定的入口152，以及沿著壁124的外表面158和/或沿著后板112的冷側(cè)148限定的出口156。在至少一個實施例中，一個或多個入口152設(shè)置成緊鄰或鄰近后板112的冷側(cè)148。在至少一個實施例中，一個或多個出口156定向成朝向后板112的冷側(cè)148。在運行期間，孔口150提供從冷卻流通道126到冷卻空氣穩(wěn)壓室128的流體連通。

圖6提供根據(jù)本公開的至少一個實施例的成束管燃料噴嘴100的運行流程圖。在運行期間，如圖6中顯示的那樣，壓縮空氣200，諸如來自壓縮機14的壓縮空氣26，進入各個管130的相應(yīng)的入口132。燃料202通過流體管道102(圖2)流到燃料穩(wěn)壓室116中且對其加壓。燃料202通過燃料噴射端口(一個或多個)142噴射到一個或多個管130的預混合流通路140中。燃料202和壓縮空氣200在相應(yīng)的預混合流通路140內(nèi)混合或摻合在一起而形成可燃燃料-空氣混合物204，混合物204離開相應(yīng)的管出口136且在燃燒室42中燃燒。

諸如壓縮空氣26的惰性氣體206通過沿著外部套管114限定的至少一個入口端口160而噴射或流到吹掃空氣穩(wěn)壓室120中。惰性氣體206流經(jīng)管130的延伸通過吹掃空氣穩(wěn)壓室120的部分，從而對管130和/或外部套管114提供冷卻。惰性氣體206還可吹掃可能從燃料穩(wěn)壓室116泄漏到吹掃空氣穩(wěn)壓室120中的任何燃料。吹掃空氣穩(wěn)壓室120和冷卻空氣穩(wěn)壓室128之間的壓差使惰性氣體206行進通過冷卻流通道126，向后板112的冷側(cè)148行進，進入到各個孔口150的相應(yīng)的入口152中且進入到冷卻空氣穩(wěn)壓室128中。

如圖5和6中共同顯示的那樣，孔口150的一個或多個出口156可定向成以便引導惰性氣體206經(jīng)過后板112的冷側(cè)148，以及/或者圍繞冷卻空氣穩(wěn)壓室128內(nèi)的管130，從而對后板112和/或管130的設(shè)置在冷卻空氣穩(wěn)壓室128內(nèi)的部分提供沖擊、對流和/或傳導冷卻。惰性氣體206可通過沿著外部套管114限定的排氣端口，從冷卻空氣穩(wěn)壓室128中排出。在特定實施例中，一個或多個排氣端口162被沿著外部套管114的外帶164部分限定。在特定實施例中，一個或多個排氣端口166被沿著外部套管114的內(nèi)帶部分168限定。外部套管114的內(nèi)帶部分168可至少部分地圍繞中心燃料噴嘴46延伸。因而，排氣端口166可對中心燃料噴嘴46的一部分提供冷卻，并且或者可在內(nèi)帶部分168和中心燃料噴嘴46之間形成流體密封。

本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例包括不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。