專利名稱：至端帽的外部燃料噴嘴進口流動調(diào)節(jié)器的接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及燃氣渦輪機，并且更具體地涉及燃氣渦輪機中的進口流動調(diào)節(jié)器與壓縮機排放空氣通路之間的接口(interface)。
背景技術(shù)：
燃氣渦輪發(fā)動機典型地包括用于對進入的空氣流進行壓縮的壓縮機?？諝饬髟谌紵髦信c燃料混合并且點燃，以用于產(chǎn)生熱燃燒氣體。燃燒氣體接著流向渦輪。渦輪從氣體提取能量以用于對軸進行驅(qū)動。軸為壓縮機和通常另一個元件(例如發(fā)電機)提供動力。來自流套筒的冷空氣進入燃燒器頭部端區(qū)域中并且在多個噴嘴之間分配?？傮w而言，空氣通過進口流動調(diào)節(jié)器(IFC)并且沿周向方向變得均勻。隨后，空氣通過沿軸向放置的葉片旋轉(zhuǎn)，并且燃料通過葉片中的孔噴射至流中，以用于燃料與空氣的預(yù)混合。在現(xiàn)有設(shè)計中，端帽與燃料噴嘴IFC接口并不進行無縫過渡。階梯或腔凹入部允許大量流轉(zhuǎn)向擾動和損失，從而影響轉(zhuǎn)向至燃料噴嘴IFC中的流的均勻性。使頭部端空氣平穩(wěn)流動將是期望的，以使壓力損失最小化、避免流動中斷并且降低流場擾動。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例性實施例中，一種位于燃氣渦輪機中的壓縮機排放空氣通路包括帽部擋板，帽部擋板相對于前部外殼沿徑向向內(nèi)定位，其中帽部擋板和前部外殼限定了用于壓縮機排放空氣的上游通路。帽部背板布置在帽部擋板的端部處并且包括彎曲的外部表面，以有利于使壓縮機排放空氣轉(zhuǎn)向。進口流動調(diào)節(jié)器(IFC)可與帽部背板配合并且定位和成形為朝向旋流器進口引導(dǎo)壓縮機排放空氣。IFC的端部所包括的彎曲的外部表面與帽部背板的彎曲的外部表面連續(xù)。進一步的，所述IFC與所述帽部背板相聯(lián)接。進一步的，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。進一步的，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。進一步的，所述槽所具有的尺寸能夠適應(yīng)燃氣渦輪機部件的堆疊變化。進一步的，所述槽所具有的尺寸能夠適應(yīng)所述IFC高度和位置的變化。進一步的，所述IFC連接在所述帽部背板與所述旋流器進口之間。進一步的，上游空氣通路是環(huán)形通路，并且所述帽部背板和所述IFC圍繞環(huán)形空氣通路環(huán)形地延伸。進一步的，所述IFC包括從所述進口流動調(diào)節(jié)器至所述帽部背板的喇叭口形狀。在另一個 示例性實施例中，一種燃氣渦輪機包括:前部外殼,前部外殼與壓縮機排氣外殼相聯(lián)接；端蓋，端蓋與前部外殼相聯(lián)接；多個燃料噴嘴，多個燃料噴嘴與端蓋相聯(lián)接；以及壓縮機排放空氣通路，壓縮機排放空氣通路包括帽部擋板、帽部背板、以及可與帽部背板配合的IFC。進一步的，所述IFC與所述帽部背板相聯(lián)接。進一步的，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。進一步的，所述IFC連接在所述帽部背板與所述旋流器進口之間。進一步的，上游空氣通路是環(huán)形通路，并且所述帽部背板和所述IFC圍繞環(huán)形空氣通路環(huán)形地延伸。進一步的，所述IFC包括從所述進口流動調(diào)節(jié)器至所述帽部背板的喇叭口形狀。在又一個示例性實施例中，一種位于燃氣渦輪機中的進口流動調(diào)節(jié)器與壓縮機排放空氣通路之間的接口包括:帽部背板，帽部背板包括彎曲的外部表面；以及IFC，IFC可與帽部背板配合，其中IFC的端部所包括的彎曲的外部表面與帽部背板的彎曲的外部表面連續(xù)。進一步的，所述IFC與所述帽部背板相聯(lián)接。進一步的，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。進一步的，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。


圖1是燃氣渦輪機的簡化示意圖；以及圖2是通過前部外殼和壓縮機排放空氣通路的橫截面。
具體實施例方式圖1示出了典型的燃氣渦輪機10。如圖所示，燃氣渦輪機10大體包括位于前部的壓縮機12、圍繞中部的一個或多個燃燒器14、以及位于后部的渦輪16。壓縮機12和渦輪16典型地共用共同的轉(zhuǎn)子。典型地，壓縮機12對進口空氣進行加壓，經(jīng)過加壓的進口空氣接著轉(zhuǎn)向或者反向流向燃燒器14，在燃燒器14處，經(jīng)過加壓的進口空氣用于對燃燒器進行冷卻并且還向燃燒過程提供空氣。燃燒器14將燃料噴射至壓縮工作流體流中，并且點燃混合物以產(chǎn)生具有高溫、高壓和高速的燃燒氣體。燃燒氣體離開燃燒器14并且流向渦輪16，在渦輪16處，燃燒氣體膨脹從而做功。外殼包繞每一個燃燒器14以容納來自壓縮機12的壓縮工作流體。噴嘴布置在端蓋中，例如外部噴嘴圍繞中心噴嘴沿徑向布置。來自壓縮機12的壓縮工作流體在外殼與襯套之間流向外部噴嘴和中心噴嘴，外部噴嘴和中心噴嘴將燃料與壓縮工作流體混合，并且混合物從外部噴嘴和中心噴嘴流入上游室和下游室中，在上游室和下游室處發(fā)生燃燒。圖2是通過鄰近外部環(huán)形噴嘴中的一個外部環(huán)形噴嘴的燃燒器前部外殼20的橫截面。前部外殼20在前端處與壓縮機排氣外殼22相聯(lián)接并且在后端處與端蓋24相聯(lián)接。燃燒器燃料噴嘴與端蓋24相聯(lián)接。上游空氣通路26由相對于前部外殼20沿徑向向內(nèi)定位的帽部擋板28限定。在傳統(tǒng)構(gòu)造中，頭部端壓縮機排放空氣通過上游通路26被引導(dǎo)至端蓋24。頭部端空氣轉(zhuǎn)向近180°并且被引導(dǎo)至燃料噴嘴中，以與燃料混合從而用于下游燃燒。通過現(xiàn)有設(shè)計，帽部擋板包括彎曲的端部或尖端，以有利于使頭部端空氣朝向燃料噴嘴轉(zhuǎn)向。然而，現(xiàn)有設(shè)計允許大量流轉(zhuǎn)向擾動和損失，從而不利地影響轉(zhuǎn)向進入燃料噴嘴的流的均勻性。圖2中所示的壓縮機排放空氣通路可提供還允許IFC至帽部擋板的位置變化的無縫過渡。帽部背板30布置在帽部擋板28的端部處。如圖所示，帽部背板30包括彎曲的外部表面，從而有利于使壓縮機排放空氣轉(zhuǎn)向。進口流動調(diào)節(jié)器(IFC) 32可與帽部背板30配合并且定位和成形為朝向燃料噴嘴進口 34引導(dǎo)壓縮機排放空氣。如圖所示，IFC32的端部所包括的彎曲的外部表面與帽部背板30的彎曲的外部表面基本連續(xù)。 上游空氣通路26是提供用于燃料噴嘴的進口空氣的環(huán)形通路。IFC32通常包括喇叭口圓柱形部件，該喇叭口圓柱形部件環(huán)形地延伸跨過環(huán)形布置的外部噴嘴。優(yōu)選地，IFC32通過舌榫(tongue and groove)連接等與帽部背板30相聯(lián)接。即，IFC32的端部36可與帽部背板30中的相應(yīng)的槽或凹槽38接合。優(yōu)選地，槽38所具有的尺寸能夠適應(yīng)燃氣渦輪機部件的堆疊變化。槽38所具有的尺寸還能夠適應(yīng)IFC高度和位置的變化。如圖所示，IFC32連接在帽部背板30與燃料噴嘴進口 34 (旋流器進口)之間。圖2還示出了位于IFC32上游的旋流器40。通過提供位于上游通路與進口流動調(diào)節(jié)器之間的接口，頭部端空氣流能夠平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向，以使壓力損失最小化、避免流動中斷并且使場擾動最小化。該結(jié)構(gòu)使得壓力和空氣供給增加以及更均勻的空氣供給至燃料噴嘴中，從而形成更均勻的燃燒。該結(jié)果由于增大的火焰保持風(fēng)險而對于quat燃料噴射系統(tǒng)而言是特別有利的。盡管已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是最可實施并且優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明旨在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍 內(nèi)的各種改型和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種位于燃氣渦輪機中的壓縮機排放空氣通路，其中前部外殼與壓縮機排氣外殼相聯(lián)接，端蓋與所述前部外殼相聯(lián)接，并且多個燃料噴嘴與所述端蓋相聯(lián)接，所述壓縮機排放空氣通路包括 帽部擋板，所述帽部擋板相對于所述前部外殼沿徑向向內(nèi)定位，所述帽部擋板和所述前部外殼限定了用于壓縮機排放空氣的上游通路； 帽部背板，所述帽部背板布置在所述帽部擋板的端部處，所述帽部背板包括彎曲的外部表面，以有利于使壓縮機排放空氣轉(zhuǎn)向；以及 進口流動調(diào)節(jié)器(IFC)，所述進口流動調(diào)節(jié)器可與所述帽部背板配合并且定位和成形為朝向旋流器進口引導(dǎo)壓縮機排放空氣，所述IFC的端部所包括的彎曲的外部表面與所述帽部背板的所述彎曲的外部表面連續(xù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述IFC與所述帽部背板相聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述槽所具有的尺寸能夠適應(yīng)燃氣渦輪機部件的堆疊變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述槽所具有的尺寸能夠適應(yīng)所述IFC高度和位置的變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述IFC連接在所述帽部背板與所述旋流器進口之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，上游空氣通路是環(huán)形通路，并且所述帽部背板和所述IFC圍繞環(huán)形空氣通路環(huán)形地延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮機排放空氣通路，其特征在于，所述IFC包括從所述進口流動調(diào)節(jié)器至所述帽部背板的喇叭口形狀。
10.一種燃氣渦輪機，所述燃氣渦輪機包括 前部外殼，所述前部外殼與壓縮機排氣外殼相聯(lián)接； 端蓋，所述端蓋與所述前部外殼相聯(lián)接； 多個燃料噴嘴，所述多個燃料噴嘴與所述端蓋相聯(lián)接；以及 壓縮機排放空氣通路，所述壓縮機排放空氣通路包括 帽部擋板，所述帽部擋板相對于所述前部外殼沿徑向向內(nèi)定位，所述帽部擋板和所述前部外殼限定了用于壓縮機排放空氣的上游通路； 帽部背板，所述帽部背板布置在所述帽部擋板的端部處，所述帽部背板包括彎曲的外部表面，以有利于使壓縮機排放空氣轉(zhuǎn)向；以及 進口流動調(diào)節(jié)器(IFC)，所述進口流動調(diào)節(jié)器可與所述帽部背板配合并且定位和成形為朝向旋流器進口引導(dǎo)壓縮機排放空氣，所述IFC的端部所包括的彎曲的外部表面與所述帽部背板的所述彎曲的外部表面連續(xù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃氣渦輪機空氣通路，其特征在于，所述IFC與所述帽部背板相聯(lián)接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃氣渦輪機空氣通路，其特征在于，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃氣渦輪機空氣通路，其特征在于，所述IFC連接在所述帽部背板與所述旋流器進口之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃氣渦輪機空氣通路，其特征在于，上游空氣通路是環(huán)形通路，并且所述帽部背板和所述IFC圍繞環(huán)形空氣通路環(huán)形地延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃氣渦輪機空氣通路，其特征在于，所述IFC包括從所述進口流動調(diào)節(jié)器至所述帽部背板的喇叭口形狀。
16.一種位于燃氣渦輪機中的進口流動調(diào)節(jié)器與壓縮機排放空氣通路之間的接口，所述接口包括 帽部背板，所述帽部背板包括彎曲的外部表面；以及 進口流動調(diào)節(jié)器(IFC)，所述進口流動調(diào)節(jié)器可與所述帽部背板配合，所述IFC的端部所包括的彎曲的外部表面與所述帽部背板的所述彎曲的外部表面連續(xù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接口，其特征在于，所述IFC與所述帽部背板相聯(lián)接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的接口，其特征在于，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接口，其特征在于，所述帽部背板包括位于所述外部表面中的槽，并且所述IFC的所述端部布置在所述槽中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種至端帽的外部燃料噴嘴進口流動調(diào)節(jié)器的接口，該接口包括帽部背板，帽部背板包括彎曲的外部表面；以及進口流動調(diào)節(jié)器(IFC)，進口流動調(diào)節(jié)器可與帽部背板配合。IFC的端部所包括的彎曲的外部表面與帽部背板的彎曲的外部表面連續(xù)。該接口提供更均勻和壓力更高的空氣以及更多的空氣供給，從而形成更均勻的燃燒。
文檔編號F23R3/28GK103256631SQ20131004936
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者D.M.貝利, A.R.罕, R.J.羅爾森, M.K.博巴 申請人:通用電氣公司