燃烧低BTU燃料气体的燃烧器机体及其制造和使用方法 |
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| 申请号 | CN200910254233.3 | 申请日 | 2009-12-04 | 公开(公告)号 | CN101749711B | 公开(公告)日 | 2014-10-29 |
| 申请人 | 通用电气公司; | 发明人 | J·M·哈尔; S·A·奥斯金; S·R·西蒙斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及燃烧低BTU 燃料 气体 的 燃烧器 机体 及其制造和使用方法。燃烧器机体包括：入口盖板，其具有构造成用以接收供送来的高BTU含量燃料或空气中的一者的中心入口；以及至少一个径向间隔开的周边燃料入口，其构造成用以接收供送来的低BTU含量燃料。它还包括具有至少一个径向间隔开的周边燃料出口的出口盖板。燃烧器机体还包括连结入口盖和出口盖并围起腔室的周边 侧壁 ，该至少一个周边燃料入口穿过入口盖板通向腔室，而该至少一个燃料出口从腔室穿过出口盖板敞开。中心入口通向至少一个 导管 ，该导管远离中心入口延伸且通向与该至少一个燃料出口轴向地对齐的至少一个高BTU含量燃料导管或空气供送导管。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种燃烧器机体(10)，包括： |
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| 说明书全文 | 燃烧低BTU燃料气体的燃烧器机体及其制造和使用方法技术领域背景技术[0002] 由于基于石油的燃料和天然气的成本及可获得性的不确定性，联系对使用所有可用燃料源的期望，致使采用热值很低的气体燃料为燃气涡轮机供能带来了商业利益。对于使用低热值气体如那些具有热含量低至2500BTU/lbm(lbm表示磅质量)的气体，已经提出了各种设计，并且通常包括修改现有的燃烧器设计。 [0003] 一个实例为US4498288，其描述了一种燃烧器设计，其中，一部分低BTU的气体燃料经由常规类型的燃料喷嘴喷射到一次燃烧区中，而剩下的低BTU气体燃料经由二次管喷射到主燃烧区中。该燃烧器设计并未考虑或解决对燃烧上游的较大流动区域的需求。 [0004] 另一个实例，EP0310327A3描述了一种燃烧器，与上文在US4498288中所描述的相似，其中剩下的低BTU气体燃料经由二次通道喷射。然而，在该情形中，一次喷射通道和二次喷射通道二者均排放到单个的燃烧区中。该燃烧器设计也未考虑或解决对燃烧上游的较大流动区域的需求。 [0005] 又一个实例，US6201029包含了另一种用以燃烧低BTU含量气体燃料的方式，其再次涉及到向下游喷射一部分低BTU含量的燃料气体。该燃烧器设计也未考虑或解决对燃烧上游的较大流动区域的需求。 [0006] 又一个实例，US2007/0275337描述了一种燃烧器，其中，螺旋空气旋流器修改成包括喷射到旋流空气通道中的燃料，并且指出这种喷射十分适合燃烧低BTU的合成气体，以及这种燃烧装置可以预混模式或扩散模式工作，并且可利用不同的燃料喷射回路来处理低水平或高水平的燃料热值。径向空气通道相比普通燃料通道较大，以便可获得用于喷射低BTU气体的区域。该燃烧器设计也未考虑或解决对燃烧上游的较大流动区域的需求。 [0007] 当气体燃料的卡值(BTU或能含量，或低热值(LHV))降低时，所需的流速就增大。这导致穿过初始设计为用于能含量较高的燃料的通路时压力损失增大。如果燃料压缩机由燃气涡轮机驱动，则涡轮机的循环效率会对此压力损失付出巨大代价。这个问题在具有很低卡值的燃料气体中较为严重，例如具有卡值小于2500BTU/lbm的那些燃料气体。当增加用于能含量很低的气体的单独入口的数目以提供燃烧所需的该种气体量时，甚至更为严重。经由燃料流通道的气体速度也可能较高，导致从金属壁部至燃料气体的传热增加，反之亦然。这可在燃烧器内引起局部热梯度，从而导致循环热应力增大以及各个燃烧器构件老化或失效的可能性。用于产生通向燃烧器或燃烧室的多个燃料流通道的设计、改进、机加工及其它制造工艺会增加使用多通道的系统的复杂性和成本。 [0008] 因此，期望的是降低与使用很低含量燃料相关的压力损失，以便改善系统效率。还期望的是，降低气体速度，以减小热梯度以及相关的热应力，尤其是在燃料气体经由喷嘴流出燃烧器的位置，因为这是燃烧器的高温部分。还期望的是，简化燃烧器设计，尤其是在其涉及将多条燃料管线并入燃烧器中以降低燃烧器的复杂性和成本时。发明内容 [0009] 根据本发明的一个方面，一种燃烧器机体，其包括具有中心入口和至少一个径向间隔开的周边燃料入口的入口盖板，该中心入口构造成用以接收供送来的高BTU含量燃料或空气中的一者，该周边燃料入口构造成用以接收供送来的低BTU含量燃料。燃烧器机体还包括具有至少一个径向间隔开的周边燃料出口的出口盖板。燃烧器机体还包括连结入口盖和出口盖且围起腔室的周边侧壁，该至少一个周边燃料入口穿过入口盖板通向腔室，以及该至少一个燃料出口从腔室穿过出口盖板敞开。中心入口通向至少一个导管，该至少一个导管远离中心入口延伸，且通向与该至少一个燃料出口轴向地对齐的至少一个高BTU燃料导管或空气供送导管。 [0010] 根据本发明的另一个方面，一种制造燃烧器机体的方法包括：提供入口盖板，该入口盖板具有构造成用以接收供送来的高BTU含量燃料或空气中的一者的中心入口，以及构造成用以接收供送来的低BTU含量燃料的至少一个径向间隔开的周边燃料入口，该入口盖板和形成一体的周边侧壁部分地围起腔室。该至少一个周边燃料入口穿过入口盖板通向腔室。中心入口通向至少一个导管，该至少一个导管远离中心入口延伸，且通向至少一个高BTU含量燃料导管或空气供送导管。该方法还包括提供出口盖板，该出口盖板具有从腔室穿过出口盖板敞开的至少一个径向间隔开的周边燃料出口。此外，该方法包括将出口盖板附接到周边侧壁上以围起腔室，其中，该至少一个高BTU含量燃料导管或空气供送导管与该至少一个燃料出口轴向地对齐。 [0011] 根据本发明的再一个方面，一种制造燃烧器机体的方法包括提供出口盖板，该出口盖板具有至少一个径向间隔开的周边燃料出口，以及部分地围起腔室的形成一体的周边侧壁。该方法还包括提供入口盖板，该入口盖板具有构造成用以接收供送来的高BTU含量燃料或空气中的一者的中心入口，以及构造成用以接收供送来的低BTU含量燃料的至少一个径向间隔开的周边燃料入口，该至少一个周边燃料入口通向腔室，该中心入口通向至少一个导管，该至少一个导管远离中心入口延伸，且通向至少一个高BTU燃料导管或空气供送导管。该方法还包括将入口盖板附接到周边侧壁上以围起腔室，其中，该至少一个高BTU燃料导管或空气供送导管与该至少一个燃料出口轴向地对齐，该燃料出口从腔室穿过出口盖板敞开。 [0012] 根据本发明的又一个方面，一种使用燃烧器机体的方法包括提供燃烧器机体，该燃烧器机体包括：入口盖板，其具有构造成用以接收供送来的高BTU含量燃料或空气中的一者的中心入口，以及构造成用以接收供送来的低BTU含量燃料的至少一个径向间隔开的周边燃料入口；具有至少一个径向间隔开的周边燃料出口的出口盖板；以及连结入口盖板和出口盖板且围起腔室的周边侧壁，该至少一个周边燃料入口通向腔室，以及该至少一个燃料出口从腔室穿过出口盖板敞开，该中心入口通向至少一个导管，该至少一个导管远离中心入口延伸，且通向与该至少一个燃料出口轴向地对齐的至少一个高BTU燃料导管或空气供送导管。该方法还包括将具有BTU含量小于2500BTU/lbm的气体燃料供送给该至少一个径向间隔开的周边燃料入口，其中，气体燃料进入腔室中且分配给该至少一个径向间隔开的周边燃料出口。 附图说明[0015] 图1为如本文所公开的燃烧器机体的示例性实施例的分解透视图； [0016] 图2为图1中的已组装机体的透视图； [0017] 图3为图2中的燃烧器机体沿截面3-3所截取的截面图； [0018] 图4为如本文所公开的燃烧器机体的第二示例性实施例的截面图； [0019] 图5为如本文所公开的燃烧器机体的第三示例性实施例的截面图； [0020] 图6为如本文所公开的燃烧器机体的第四示例性实施例的截面图； [0021] 图7为如本文所公开的部分燃烧器组件的示例性实施例的透视截面图； [0022] 图8为如本文所公开的燃烧器组件的示例性实施例的透视截面图；以及[0023] 图9为如本文所公开的部分燃烧器组件的第二示例性实施例的透视截面图。 [0024] 图10为如本文所公开的入口以及相关凸缘和管路的示例性实施例的透视截面图；以及 [0025] 图11为如本文所公开的入口以及相关凸缘和管路的第二示例性实施例的透视截面图。 [0026] 本详细说明通过举例的方式，参照附图阐述了本发明的实施例以及优点和特征。零件清单10燃烧器机体10′燃烧器机体12入口盖板12′入口盖板14入口侧16出口盖板16′出口盖板18出口侧20侧壁20′侧壁21出口表面22中心入口22′中心入口23′入口表面24供送管26附接凸缘(flange)28焊接30燃料入口30′燃料入口32燃料供送管34凸缘36焊接37入口侧38腔室38′腔室39开口40燃料出口40′燃料出口41燃烧侧42突出凸体(lug)42′突出凸体43纵轴线44凸起部分44′凸起部分45侧壁凸缘46渐缩的圆柱形基部47出口盖凸缘48圆柱形上部49出口凸缘50中心突出凸体50′中心凸体52引导孔54通路56燃料导管58燃料喷射器60燃料管线62燃料供送管64空气供送导管66导管68通道70喷嘴72机体端74入口开口76安装凸缘77喷嘴开孔78喷嘴端 80节流部(restriction)82间隙100燃烧器 具体实施方式[0027] 公开了一种燃烧器，其设计成以最小的压力损失、均匀分布的燃料气体以及改善的材料耐用性来将BTU含量很低的大量气体燃料供送给燃气涡轮机燃烧系统。燃烧器包括收容单个燃料供送腔室的燃烧器机体，该单个燃料供送腔室适于经由多个入口从多条燃料供送管线接收燃料。腔室由金属体形成，该金属体构造成用以连接到下游的一个或多个燃料喷嘴以及上游的一条或多条燃料供送管线上。所公开的示例性实施例包括圆柱形金属机体，在其中，气体歧管或腔室形成在周边侧壁内，且在其基部中可包括一个或多个燃料出口或一个或多个燃料入口中的任何一种。该机体还包括盖板，该盖板分别包括一个或多个燃料入口或一个或多个燃料出口。入口构造成用以收容一个或多个入口供送管用于输送低BTU含量的气体燃料，并且特别适于结合BTU含量很低的燃料使用。机体的入口侧还可构造成用以接收空气，以及能含量较高的起动燃料。BTU含量很低的气体燃料输送到腔室中，且由此分配给设置在燃烧器出口侧上的出口上方的一个或多个喷嘴，以便输送给燃烧室和在燃烧室中燃烧。空气、起动燃料或两者均穿过机体的中心，并进入喷嘴以便点燃流过喷嘴的BTU含量很低的燃料气体。 [0028] 腔室设计成用以提供较大的流动区域，以使BTU含量很低的燃料形成低流速，以及最大限度地减小在燃烧器处的压力损失。在腔室与下游的燃料喷嘴之间的连接设计成以便提供从腔室到各喷嘴中(360°)的间隙，如环形间隙。机体的上游或入口侧设计成以便增大可用于附接燃料供送管的区域。该燃烧器用作用于燃气涡轮机燃烧系统的燃料入口和燃烧源，其可依靠具有较大热值范围的燃料工作，同时最大限度地减小压力损失以及气流的不均匀性，甚至是在使用BTU含量很低的气体燃料所需的很高气体流速的情况下。本文所公开的燃烧器适于使用许多气体燃料，包括具有低BTU含量低至大约2500BTU/lbm的低BTU含量燃料，但特别适用于结合具有小于2500BTU/lbm的很低BTU含量的气体燃料使用，且更特别适于具有大约800BTU/lbm至1500BTU/lbm的很低BTU含量的燃料使用，以及最特别适于大约1000BTU/lbm。本文所述的机体部分可通过各种连结方式密封地连结，例如各种焊接工艺或紧固方式，如多个螺纹螺栓。 [0029] 参看图1至图3，示出了燃烧器机体10的第一示例性实施例。燃烧器机体10具有位于入口侧14上的入口盖板12、位于出口侧18上的出口盖板16，以及周边侧壁20。在该实施例中，入口盖板12和侧壁20由一体的金属板形成。燃烧器机体10可具有任何适合的形状或尺寸，并且可由任何适合的高温材料形成。在图1至图3的实施例中，燃烧器机体10为圆柱形状，其具有的直径在大约1.0ft(英尺)至3.0ft之间，且更具体而言为大约1.5ft，且厚度为大约4英寸至5英寸。燃烧器机体10可使用适于在高达大约600℃的工作温度下工作的任何适合的材料制成，包括各种等级的钢，如不锈钢，以及各种Ni基、Fe基、Co基以及其它高温金属合金和材料。使用任何适合的方法，包括使用机加工、磨削等，可用于形成一体式入口盖板12和侧壁20。 [0030] 如图3和图7至图10中所示，入口盖板12具有中心入口22，其优选为圆柱形中心开孔形式，但其它入口形状也是可行的。中心入口22构造成用以接收经由供送管24供送来的BTU含量相对较高的起动燃料或空气中的一者。中心入口22还可具有设置在其上用于附接供送管24的附接凸缘26，但也可包括其它适合的附接装置用来附接用于高BTU含量的燃料或空气的供送管24。如图9中所示，供送管24和附接凸缘26可通过焊接28或通过其它适合的附接方式来附接。 [0031] 入口盖板12还包括至少一个径向间隔开的周边燃料入口30。周边燃料入口30可具有任何适合的形状或尺寸。更具体而言，燃料入口30可具有圆柱形入口开孔形式，作为非限制性实例，该入口开孔具有大约3英寸至5英寸的孔径。如文中所用，“径向间隔开”和“周边”应当广义地理解成表示在至少一个燃料入口30的情形中所提到的物件为大致定位成远离位于其上的物体的中心，而在入口盖板12的情形中，该物件相对于可以类似方式延伸穿过该物体的其它开口径向地间隔开。这并未限制有关距中心的距离，或在入口的情形中相对于其它入口或开口的径向间隙，或在出口的情形中相对于其它出口或开口的径向间隙。尽管可包括一个燃料入口30，但如图1至图3、图7和图8中所示，入口盖板12尤其非常适合包括多个燃料入口30。如图7和图8中所示，燃料入口30构造成用以接收经由一个或多个低BTU含量燃料供送管32供送来的低BTU含量燃料。如图9中所示，低BTU含量燃料供送管32和相关附接凸缘34可通过焊接36来附接，或通过其它适合的附接方式，包括使用螺纹螺栓。如图9中所示，燃烧器机体10的上游或入口侧设计成以便具有可用于附接多个燃料供送管的较大区域，并且在使用BTU含量很低的燃料如高炉气时特别理想。 [0032] 燃烧器机体10还包括连结入口盖板12和出口盖板16的周边侧壁20。周边侧壁20可具有任何适合的尺寸和形状。在本文所示的实施例中，周边侧壁20具有大致圆柱形的形状，具有文中所述的直径和厚度范围。如本文所述，侧壁20的厚度可选择成适应与流入燃烧器机体10的低BTU含量燃料气体相关的压力，但通常为大约3英寸至8英寸。在图 3、图7至图10中所示的实施例中，周边侧壁20与入口盖板12一体地形成，且如上文所述，可由任何适合的制造工艺包括机加工或磨削形成。 [0033] 周边侧壁20围起腔室38或空腔。腔室38可具有任何适合的尺寸或形状。在本文所示的实施例中，腔室38包括大致圆柱形或碗形的空腔。一个或多个周边燃料入口30通向腔室38的入口侧37(见图7)。至少一个径向间隔开的周边燃料出口40在腔室38的燃烧侧41上远离腔室38向外朝向燃烧室(未示出)敞开，并且可采用多个周边燃料出口40，这取决于设计要求，尤其是燃烧器所需的能量输出。腔室38设计成用以在燃烧室上游提供扩大的流动区域，以使大量BTU含量很低的燃料形成低流速，以及减小在燃烧器处的压力损失。在图1至图3的实施例中，腔室38大致为圆柱形，具有大约25英寸的直径，以及在腔室的径向外部具有最多可能为大约3英寸的深度或厚度。与入口盖板12相反，腔室 38和周边侧壁20限定构造成用以收容出口盖板16的开口39。开口39具有大致圆柱形的形状，以及在15英寸至20英寸范围内的直径，且更具体而言是18英寸。 [0034] 如图1至图3中所示，入口盖板12还包括朝向出口盖板16伸入腔室38中的多个突出凸体42。如图1至图3中所示，突出凸体42可定位在入口盖板12的凸起部分44上。凸起部分44对入口盖板12的中心提供增强的强度和刚度，径向间隔开的周边突出凸体42定位在入口盖板上。在图1至图3的实施例中，凸起部分44具有大约2英寸至5英寸的直径，且伸入腔室38中大约2英寸。突出凸体42可具有任何适合的宽度、高度和形状，并且可包括任何数目。在图1至图3的实施例中，存在六个突出凸体42。它们具有渐缩的圆柱形基部46以及大致圆柱形的上部48，该上部48具有大约1英寸至2英寸的直径，且高度高于凸起部分44表面大约1英寸，使得它们大致完全延伸越过凸起部分44。可使用任何适合数目和型式的突出凸体42，这取决于燃烧器机体10的特定设计要求。在本文所示的实施例中，存在总共六个突出凸体42。突出凸体42在其尺寸、形状或功能上可以相同或不同。在图1至图3的实施例中，存在不同于突出凸体42的中心突出凸体50或引导凸体。中心突出凸体50具有大于其它突出凸体42的高度，并且其构造成用以通过与定位在出口盖板16中的中心引导孔52配合来为出口盖板16提供引导功能。凸体50和引导孔52将出口盖板 16定位在开口39内，并且还引导突出凸体42与燃料出口40径向对齐。例如，通过使出口盖板16围绕凸体50旋转，可使圆柱形燃料出口40的中心与突出凸体42中心对齐，使得它们围绕纵轴线43(图3)同心地布置。中心突出凸体50构造成延伸穿过中心引导孔，邻近出口盖板16的外表面。在图1至图3的实施例中，其它突出凸体包括径向间隔开的周边突出凸体42。它们径向间隔开，以便与径向间隔开的周边燃料出口40同心地轴向对齐。突出凸体42的数目优选为对应于燃料出口40的数目。在图1至图3的实施例中，通路54延伸穿过径向间隔开的周边突出凸体42、凸起部分44，以及入口盖板12。通路54可具有任何适合的形状和尺寸，包括示为与燃料出口40同心的轴向对齐的圆柱形开孔。通路54构造成用以收容用于高能含量燃料(如柴油燃料)源的燃料导管56，其用于点燃燃烧器和低BTU含量的燃料。参看图8，燃料供送导管56可构造成用以收容用于受控地释放高能含量燃料的燃料喷射器58，其继而连接到由高BTU含量燃料供送管62供送的燃料管线60上。再次参看图8，其中，高BTU含量燃料为柴油燃料，通路54还可包括空气供送导管64，用以供送所需的燃烧空气，以便与柴油燃料结合和点燃柴油燃料。空气供送导管64构造成用于接收来自于至少一个径向间隔开的导管66的空气，该导管远离中心入口22延伸。导管66在一端通向中心入口22，而该中心入口22构造成用于附接到供送管24(图7和图8)上，并且在该实施例中，该供送管24为气体供送管。在另一端上，一个或多个导管66通向通路54，且构造成用于与空气供送导管64进行流体联接。这还可包括多个空气供送导管64以及任何数目的对应的多个径向间隔开的燃料导管56，其中，该数目优选为选择成对应于燃料出口40的数目。燃料导管56优选为定位在供送导管64内，且与供送导管64间隔开，使得燃料导管56的外表面和空气供送导管64的内表面限定一定的空间，空气可经由该空间从导管66进行供送。在优选布置中，燃料导管56为圆柱形，并且同心地布置在空气供送导管64内，以便沿这些导管的长度提供环形空间，用于空气穿过该空间而传送到点火端。所述的气体供送路径和高能含量燃料路径优选包括位于本文所述的多个连接处上的密封接合部。通路 54可由任何适合的制造方法形成，包括钻孔。 [0035] 作为备选，如图9的实施例中所示，突出凸体42可包括通路54，或多个通路54，其远离腔室38仅部分地延伸穿过突出凸体42的厚度，以便与径向间隔开的导管66相交且与其流体联接。在该布置中，通路54构造成用以收容燃料供送导管(未示出)。在该布置中，燃料供送导管还可包括燃料喷射器或其它气体计量装置或阀装置(未示出)，如气阀。例如，可使用这种构造，在其中中心入口22构造成用以接收诸如天然气的高能含量燃料，并且不必穿过入口盖板12供送空气。 [0036] 燃烧器机体10还包括位于出口侧18上的出口盖板16，该出口盖板16具有至少一个径向间隔开的周边燃料出口40。出口盖板16可具有任何适合的形状或尺寸，并且可由任何适合的高温材料形成，包括与周边侧壁20和入口盖板12所用的那些不同的材料。具体而言，出口盖板16可由适于与侧壁20和入口盖板12的温度相比更高的温度下使用的材料形成，因为其定位成更靠近燃烧室且经受更高的温度。出口盖板16可使用适于在高达大约600℃的工作温度下工作的任何适合的材料制成，包括各种等级的钢，如不锈钢，以及各种Ni基、Fe基、Co基及其它高温金属合金和材料。在图1至图3的实施例中，出口盖板16为圆柱形，其具有的直径在大约15英寸至25英寸之间，且更具体而言是大约22英寸，而厚度为大约0.5英寸。形成出口盖板16可采用任何适合的制造方法，包括使用机加工、磨削等来进行。出口盖板16构造成用于固定地附接到侧壁20上，以便覆盖和围起腔室38。参看图1至图3，出口盖板16的尺寸形成为在开口39内进行间隔紧密的接合，且邻近开口39的侧壁20出口表面21和出口盖板16外表面彼此大致齐平。这种定位可通过使用引导凸体50和引导孔52来实施。此外，引导凸体50可具有渐缩的基部，并且渐缩形的高度可受到控制，以通过限制出口盖板16插入腔室39中的深度也用来引导该板的垂直位置。此外，如图1和图3中所示，引导可通过提供对应的凸缘如侧壁凸缘45和出口盖凸缘47来实现。一旦以所述方式将出口盖板16安置到开口39中，则出口盖板16就例如通过焊接或另一适合的金属连结工艺而固定到周边侧壁20上。 [0037] 出口40可具有任何适合的形状或尺寸，并且可包括多个燃料出口40。更具体而言，出口40可具有圆柱形出口开孔形式，作为非限制性实例，该出口开孔具有大约1英寸至3英寸的孔径。此外，在图1至图3的示例性实施例中，存在六个出口40。如本文进一步地描述，径向间隔开的出口40或多个燃料出口40构造成用以接收从腔室38供送来的低BTU含量燃料气体，以及从高BTU含量燃料导管供送来的高BTU含量燃料。如本文进一步地描述，出口40或燃料出口40还可适于经由空气导管接收空气。参看图1至图3，突出凸体42定位成邻近出口40的入口侧或位于其内，以便形成节流部，该节流部通过限定在它们之间的流道68或环形空间来限制低BTU含量的燃料经由出口40的流动，流出出口的气体燃料必须流经该流道68或环形空间。该间隙可结合考虑输入腔室38的多种燃料进行设计，以提供经由出口40的期望的流动特性(例如，流速)。如本文所述，出口40还可包括出口凸缘49，其可用于安放喷嘴。 [0038] 参看图8，燃烧器100包括燃烧器机体10。燃烧器100还包括设置在出口盖板16上邻近出口40的至少一个燃料喷嘴70。流出出口40的低BTU含量燃料流过喷嘴70并进入燃烧室(未示出)。燃料喷嘴70为大致圆柱形，并且适于控制燃料流入燃烧室，包括当燃料流出喷嘴70时的燃料流动型式。燃料喷嘴70具有带入口开口74的机体端72。燃料喷嘴70可平齐地安装在出口盖板16的外表面上，且入口开口74设置成围绕出口40。作为备选，机体端72可适于插在出口40中，且包括安装凸缘76，该安装凸缘76通过与出口凸缘49进行抵靠接合而控制机体端72插入的深度。在该布置中，喷嘴70的机体端72还用于影响在邻近机体端72的喷嘴的入口开口74与突出凸体42外端之间的流道68。喷嘴70可通过任何适合的附接方式设置在出口盖板16上，包括焊接，如通过使用周向焊接。诸如火花点火器的点火源，包括火花塞，可定位成邻近喷嘴70，以便点燃流出喷嘴进入燃烧室(未示出)的燃料。一个或多个喷嘴70具有大致圆柱形的喷嘴开孔77以及喷嘴端78。喷嘴端78可包括节流部80，其用于控制低BTU含量燃料经由喷嘴70的流动。 [0039] 如图8中所示，高BTU含量燃料导管56和空气供送导管64二者以燃料喷射器的形式都朝向喷嘴端78远离出口盖板16轴向地延伸。具体而言，燃料喷射器58可在喷嘴开孔77内延伸至邻近节流部80的位置。在节流部80与燃料喷射器58之间的径向间隙82限定出口间隙或流道82，低BTU含量燃料必须穿过该出口间隙或流道82，以便流出喷嘴70和燃烧器机体10。该出口间隙82限定喷嘴口，以控制来自于喷嘴的燃料流。间隙82可设计成用以达到燃烧器所期望的流动特性，并且可为如图8中所示的环形间隙或流道。间隙82为畅通的360°流路或流道。这种流路是合乎需要的，因为其保持了流出喷嘴的燃料的均匀流动型式，并且消除了在喷射器与喷嘴开孔之间沿喷嘴长度的空间内的流路中的节流部。 [0040] 图4中示出了燃烧器机体10′的第二示例性实施例。该实施例包括与上文关于图3实施例所述的相同元件，但构造略微不同，下文将进一步描述这些改变。在图4的实施例中，出口盖板16′具有较大尺寸，如较大的直径，以便其至少部分地且更优选为完全地延伸越过侧壁20′的出口表面，而非插入开口39′中。同图3中的实施例相比，侧壁20′的厚度可略微较薄，以便突出凸体42′相对于燃料出口40′定位，如文中所述。因此，在该实施例中不需要图3的中心凸体50，中心凸体50可以省略，从而打开腔室38′的中心部分，并且在腔室38′内提供更多可用容积。作为备选，中心凸体50可用中心突出凸体42′(未示出)和对应的喷嘴70(未示出)来替换，使得中心出口(未示出)也可结合到出口盖板 16′中。出口盖板16′可通过任何适合的附接方式附接到周边侧壁20′上，如多个径向间隔开的螺纹螺栓，或周向焊接等。同样，燃烧器机体10′可由与对于图3中的燃烧器机体 10所述的那些相同的材料制成，并且可结合各种管、凸缘、喷嘴、燃料导管、燃料喷射器及其它类型的构件且以参照燃烧器机体10′所述的方式来形成燃烧器。 [0041] 图5中示出了燃烧器机体10″的第三示例性实施例。该实施例包括与上文关于图3实施例所述的相同的元件，但构造略微不同，下文将进一步描述这些改变。在图5的实施例中，出口盖板16″和燃料出口40″与侧壁20″一体地形成。相信的是，该布置可在燃烧器和涡轮工作期间为燃烧器机体的燃烧侧提供更大的结构刚度，并且消除了与在工作期间对于附接图3实施例中的出口盖板16的附接方式如焊接相关的任何可能的故障或其它性能问题。侧壁20″将类似地变化以提供开口39″，该开口39″在尺寸方面类似于图3中的开口39，但位于侧壁20″的相反端上。在图5的实施例中，入口盖板12″制作为单独的构件，且附接到如图所示的侧壁20″上。另外，入口盖板12″可包括在图3的入口盖板12中所包括的所有其它特征，如突出凸体42″、凸起部分44″、中心突出凸体50″、径向间隔开的周边燃料入口30″、中心入口22″以及本文所述的各种导管和通路。入口盖板12″可插入开口39″中，且以类似于关于图3中的出口盖板16所述的方式进行附接。同样，燃烧器机体10′可由与对于燃烧器机体10所述的那些相同的材料制成，并且可结合各种管、凸缘、喷嘴、燃料导管、燃料喷射器及其它类型的构件，且采用参照燃烧器机体10′所述的方式。 [0042] 图6中示出了燃烧器机体10′″的第四示例性实施例。该实施例包括与上文关于图5实施例所述的相同的元件，但构造略微不同，下文将进一步描述这些改变。在图6的实施例中，入口盖板12′″具有较大尺寸，如较大的直径，使得其至少部分地且更优选为完全地延伸越过侧壁20′″的入口表面23′″，而非插入开口39′″中。因此，该实施例中不需要中心凸体50″，图5中的中心凸体50″可以省略，从而打开腔室38′″的中心部分，并且在腔室38′″内提供更多可用容积。作为备选，图5实施例中的中心凸体50″可用中心突出凸体42′″(未示出)来替换，以便中心出口(未示出)及相关喷嘴(未示出)也可结合到出口盖板16′″中。入口盖板12′″可通过任何适合的附接方式而附接到周边侧壁20′″上，如多个径向间隔开的螺纹螺栓，或周向焊接等。 [0043] 图10示出了图3中的燃料入口30，此时其通向腔室38。由腔室38所形成的混合区域有利地提供了较大的容积用于接收以高流速从多个燃料入口30输入的很大体积的低BTU含量燃料气体。这种布置特别有利，因为其提供了对于每个独立燃料入口30的较低压降，且因此与所有燃料入口30的总和相关的总压降较低。图11示出了与如图4中所示的燃料入口30′相关的入口布置。在该实施例中，出口盖板16′覆盖侧壁20′的整个出口表面21′。该入口构造较为有利，因为由于缺少中心凸体而引起腔室38′的中心部分打开，这提供了腔室38′中心部分的更为打开的构造，以便与例如腔室38相比提供更好的混合以及更大的腔室38′容积。此外，这容许使用多个螺纹螺栓或类似的紧固件将出口盖板16′螺接到周边侧壁20′上。消除中心凸体和螺栓附接对于该实施例提供了另一个优点，即消除了两次焊接，包括与中心凸体相关的焊接，以及用于将外盖板附接到周边侧壁上的焊接，从而降低了成本和复杂性。 [0044] 尽管本发明仅结合了有限数量的实施例进行了详细描述，但应当容易理解，本发明并不限于这些公开的实施例。相反，本发明可进行修改，以结合任意数目的此前并未描述但与本发明的精神和范围相匹配的变型、备选方案、替换方案或等同布置。此外，尽管已描述了本发明的多种实施例，但应当理解，本发明的方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不应看作是由以上说明进行限制，而是仅由所附权利要求的范围来限制。 |
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