[发明专利]燃料喷嘴弹簧支撑件

说明书

技术领域

本申请大体上涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及用于将燃料喷嘴布置在涡轮燃烧器的帽状组件内的弹簧支撑件(spring support)。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括具有以多种构造布置在其中的多个燃料喷嘴的燃烧器。例如，由New York Schenectady的General ElectricCorporation提供的DLN2.6+(干式低氮氧化物)燃烧系统提供具有由五个外部燃料喷嘴包围的中央燃料喷嘴的六燃料喷嘴构造。这种燃烧系统在进入反应区或燃烧区之前混合一种或更多种燃料流和空气流。这种预混合倾向于降低整体燃烧温度以及诸如氮氧化物(NOx)的不期望的排放。

众所周知，燃料喷嘴通常包括安装到凸缘上的多个燃料管和空气管。在DLN2.6+燃烧系统中，燃料喷嘴可以以稍微悬臂的方式布置在帽状组件中。然而，悬臂结构的结合和中央燃料喷嘴的固有频率引起稍高的振幅共振，其导致关于凸缘与外部预混合管中的一个之间的硬焊连接的问题。

尽管可修改燃料喷嘴和帽状组件的设计以消除关于连接的问题，但是在本领域中存在大量的正在操作的设备。因此，需要用于阻尼或者至少转移中央燃料管的固有频率以避免可随着高振幅共振产生的任何问题的系统和方法。该系统和方法优选地能够阻尼或转移燃料喷嘴的固有频率而不需要大量的设备更换或改造费用。

发明内容

因此，本申请提供燃料喷嘴弹簧支撑系统。燃料喷嘴弹簧支撑系统可包括燃料喷嘴、帽状组件以及位于燃料喷嘴和帽状组件之间的弹簧支撑件。

本申请还提供操作具有燃料喷嘴和帽状组件的燃烧器的方法。该方法可包括确定改变燃料喷嘴的固有频率的弹簧支撑件的尺寸的步骤、将弹簧支撑件布置在燃料喷嘴和帽状组件之间的步骤以及在改变的固有频率下操作燃料喷嘴的步骤。

本申请还提供燃料喷嘴弹簧支撑系统。燃料喷嘴弹簧支撑系统可包括燃料喷嘴、帽状组件以及位于燃料喷嘴与帽状组件之间的弹簧支撑件。该弹簧支撑件可包括呼拉(hula)密封件和套环。

在结合一些附图和所附权利要求阅读下列详细说明之后，本申请的这些和其它特征将对本领域技术人员变得明显。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的示意图；

图2是已知的燃料喷嘴和帽状组件的透视图；

图3是图2的燃料喷嘴和帽状组件的侧视截面图；

图4是图2的燃料喷嘴的加工环和帽状组件的浮动套环的侧视截面图；

图5是本文所说明的燃料喷嘴弹簧支撑件的透视图；

图6是具有燃料喷嘴和帽状组件的本文所说明的燃料喷嘴弹簧支撑系统的透视图；

图7是图6的燃料喷嘴的加工环、弹簧支撑件和帽状组件的侧视截面图。

部件列表

10燃气涡轮发动机

20压缩机

30燃烧器

40涡轮

50外部负载

60燃料喷嘴

65帽状组件

70浮动套环

75加工环

80凸缘

85预混合器管

100燃料喷嘴弹簧系统

110弹簧支撑件

120呼拉密封件

130套环

具体实施方式

现在参考附图，其中在一些视图中相同的数字指示相同的元件，图1示出燃气涡轮发动机10的示意图。众所周知，燃气涡轮发动机10可包括压缩进入空气流的压缩机20。压缩机20将压缩的空气流传送到燃烧器30。燃烧器30将压缩的空气流与压缩的燃料流混合并点燃混合物。(尽管示出了单一燃烧器30，但是燃气涡轮发动机10可包括任何数量的燃烧器30)。热的燃烧气体转而被传送到涡轮40。热的燃烧气体驱动涡轮40以便产生机械功。由涡轮40产生的机械功驱动压缩机20和诸如发电机等的外部负载50。燃气涡轮发动机10可使用天然气、各种类型的合成气和其它类型的燃料。燃气涡轮发动机10可具有其它构造，并可使用本文中的其它类型的构件。

图2至图4示出已知的燃料喷嘴60。具体地，示出了9FBA型中央燃料喷嘴60。燃料喷嘴60布置在帽状组件65中。帽状组件65可以是DLN2.6+燃烧系统的一部分。如图所示，DLN2.6+燃烧系统采用五个喷嘴围绕一个喷嘴的构造。具体地，喷嘴60经由沿着加工环75骑在燃料喷嘴60上的浮动套环70保持在帽状组件65内。9FBA型中央燃料喷嘴60在大约零裕度到3转的转速下操作。如上所述，高振幅共振在燃料喷嘴60的凸缘80与外部预混合器管85之间导致问题。