专利名称：涡轮燃烧器的端盖的制作方法
技术领域：
本文所公开的主题涉及燃气涡轮燃烧器(gas turbine combustor)。更具体而言， 本公开内容涉及用于燃气涡轮燃烧器的端盖构造。
背景技术：
用于(例如)燃气涡轮的燃烧器通常包括由端盖组件支承的多个燃料喷嘴。喷嘴被布置成组或回路，燃料经由一个或多个歧管分配到喷嘴。举例而言，具有六个喷嘴的燃烧器可具有三个回路，被分配一个、两个或三个燃料喷嘴。如所陈述的那样，燃料经由一个或多个歧管分配到各个回路，一个或多个歧管通常包括于端盖组件中。一体式端盖板部分地通过沿着其厚度机械加工，在端盖板中形成所需通道。端板然后焊接到端盖板的机械加工侧上以关闭通道。多个管和转接器通常焊接到端盖组件以向端盖提供燃料，燃料被分配到燃料喷嘴。端盖组件的机械加工和焊接是成本较高且耗时的。另外，焊接组件不易于检修或维修。本技术中仍需要用于燃烧器的更易于制造和维修的端盖组件。
发明内容
根据本发明的一方面，一种用于燃烧器的端盖组件包括第一板和第二板，第一板能接纳(receptive of) 一个或多个燃烧器燃料喷嘴。一个或多个中间板位于第一板与第二板之间且限定一个或多个腔来分配燃料至一个或多个燃烧器燃料喷嘴。第一板、第二板和一个或多个中间板固定成堆叠。根据本发明的另一方面，一种用于涡轮机(turbomachine)的燃烧器包括一个或多个燃烧器燃料喷嘴和端盖组件，该端盖组件在操作上连接到该一个或多个燃烧器燃料喷嘴。端盖组件包括第一板和第二板，第一板能接纳一个或多个燃烧器燃料喷嘴。一个或多个中间板位于第一板与第二板之间且限定一个或多个腔来分配燃料至一个或多个燃烧器燃料喷嘴。第一板、第二板和一个或多个中间板固定成堆叠。通过下文的描述并结合附图理解，这些和其它优点和特点将变得更显然。
被认为是本发明的主题在所附的权利要求中特别地指出且明确地主张。通过结合附图来理解下文的详细的描述，本发明的前述和其它特点和优点变得明显，在附图中图1是燃气涡轮的实施例的截面图；图2是燃烧器的实施例的透视图；图3是燃烧器的端盖的实施例的分解图；以及图4是在端盖的实施例中的燃料回路的透视图。详细描述参照附图以举例说明的方式解释本发明的实施例，以及优点和特点。部件符号列表
10燃气涡轮12压缩机14燃烧器16 涡轮18转子轴杆20燃料喷嘴22端盖组件对燃烧腔室26螺纹孔28热侧板30 热侧32内表面34外部歧管板36歧管板38歧管板40冷侧板42 螺栓44 螺栓46密封面48 盒回路(Cartridge circuit)50 盒孔52 盒54预混合回路156预混合回路258预混合回路360 外部62盒转接器64PM1 转接器66PM1 孑 L68PM2 转接器70PM3 转接器72PM2 孑L74PM3 孑L
具体实施例方式在图1中示出涡轮机，例如燃气涡轮10。燃气涡轮10包括压缩机12，压缩机12 提供压缩流体到多个燃烧器14。燃料喷射于多个燃烧器14中的一个或多个内、与压缩空气混合且被点燃。燃烧的热气体产物流到涡轮16，涡轮16从热气体提取功以驱动转子轴杆 18，而转子轴杆18驱动压缩机12。多个燃烧器14可在周向布置于转子轴杆18的周围，且在某些实施例中，可为10个或14个燃烧器14。在图2中示出(例如)燃气涡轮的燃烧器14的局部视图。燃烧器14包括多个燃料喷嘴20，多个燃料喷嘴20从端盖组件22延伸到燃烧腔室M。图2的实施例包括六个燃料喷嘴20，排列成五个燃料喷嘴20基本上成圆形布置，且第六燃料喷嘴20处于中心。多个燃料喷嘴20由例如螺纹紧固件(未图示)固定到端盖组件22上，螺纹紧固件诸如插入到端盖组件22中的螺纹孔沈(在图3中示出)内的螺栓或螺钉。尽管示出燃料喷嘴20到端盖组件22的螺纹紧固件连接，但应了解固定燃料喷嘴20的其它方式，例如焊接或钎焊预期也在本范围内。端盖组件22包括端盖板层，它们堆叠以形成端盖组件22。在图3中示出端盖组件 22的实施例的分解图。热侧板观安置于端盖组件22的热侧30且能接纳多个燃料喷嘴20， 多个燃料喷嘴20在螺纹孔沈处固定于其上。邻靠热侧板观的是歧管板层，歧管板层安置用于热侧板观的内表面32处。歧管板在它们之间限定多个歧管以分配燃料到多个燃料喷嘴20。如图3所示，歧管板层包括外部歧管板34，外部歧管板34限定后一个歧管板的径向最外部的范围。在外部歧管板34的内侧是中间歧管板36，且中间歧管板36的内侧是内部歧管板38。歧管板34、36和38安置成使得外部歧管板34与中间歧管板36之间的间隙和中间歧管板36与内部歧管板38之间的间隙限定通路用于分配燃料至多个燃料喷嘴20。端盖组件22还包括冷侧板40，冷侧板40邻靠歧管板层，与热侧板观相对。多个紧固件(例如，螺栓4 用于将热侧板观、歧管板；34、36、38和冷侧板40压缩在一起形成端盖组件22。热侧板观、外部歧管板34和冷侧板40中的每一个包括多个贯通螺栓孔44，如图所示，贯通螺栓孔44可安置成靠近相应板的外部圆周的基本上圆形的图案。多个螺栓42 穿过螺栓孔44且施加适当扭矩以向端盖组件22提供结构支承且密封端盖组件22，从而防止燃料从板之间的接头意外地泄漏。在某些实施例中，螺栓42并不完全穿过端盖组件22， 而是仅部分地穿过端盖组件22。举例而言，螺栓42可穿过热侧板28且到歧管板34、36、38 之一内以将热侧板28固定到歧管板34、38、40上。同样，螺栓42可穿过冷侧板40且到歧管板34、36、38之一内以将冷侧板40固定到歧管板34、36、38上。在螺栓42从相反方向延伸到歧管板34、36、38内的情况下，端盖组件22在结构上受到支承。虽然螺栓42在图3的实施例中用于将板固定成堆叠，但应了解其它紧固件，例如销或螺钉，和其它接合方法(例如，焊接、钎焊或粘合剂)可用于将板接合成堆叠。为了增加板之间的密封能力，在某些实施例中，板可焊接或钎焊在一起，且/或机械密封可用于板之间，作为多个螺栓44的补充。 另外，每个板可制造成具有平坦密封面46，平坦密封面46当邻靠相邻板的密封面46时提供密封能力。图4示出在端盖组件22内部中的各种回路和燃料进给的布置。在如图2所示具有六个燃料喷嘴20的燃烧器14中，利用四个回路。对于在中间歧管板36中的一定量的盒 52，盒回路48包括通孔或盒孔50 (在图3中示出)。除了盒回路48之外，使用三个预混合回路。预混合回路I(PMl) M将燃料与空气的预混合提供给一个燃料喷嘴20。同样，预混合回路2 (PM2) 56和预混合回路3 (PM3) 58分别将燃料与空气的预混合提供给两个燃料喷嘴 20和三个燃料喷嘴20。PMl回路M将预混合物提供给该布置中央的燃料喷嘴20，PMl回路M包括在内部歧管板38中的PMl孔。PM2回路56将燃料提供给五个外部燃料喷嘴20 中的两个且由内部歧管板38与中间歧管板36之间的间隙形成。PM3回路58将燃料提供给五个外部燃料喷嘴20中的其余三个且由中间歧管板36与外部歧管板34之间的间隙形成。 应了解虽然在图4中示出四个回路，但应了解可通过改变歧管层中板的数量和/或板之间的关系来限定不同数量的歧管和/或不同大小的歧管，来提供不同数量的回路。另外，该结构可适于具有不同数量的燃料喷嘴20 (例如，四个或五个燃料喷嘴20)的燃烧器14。再次参看图2，燃料经由转接器提供给回路48、54、56和58，转接器在冷侧板40固定到端盖组件22的外部60。图2所示的实施例的转接器经由螺纹紧固件或其它方式固定到冷侧板40，通过螺纹紧固件或其它方式，转接器可从冷侧板40移除。盒转接器62被提供用于盒52中的每一个。PMl转接器64固定到冷侧板40以经由冷侧板40中的PMl孔66 (在图3中示出)将燃料提供给PMl回路Μ。PM2转接器68和PM3转接器70固定到冷侧板40 以分别将燃料提供给PM2回路56和PM3回路58。PM2孔72和PM3孔74安置于冷侧板40 中且允许燃料从PM2转接器68和PM3转接器70流到PM2回路56和PM3回路58内。使用本文所描述的端盖组件22在冷侧板40上提供更大表面积来附连转接器，因此使用诸如螺栓或螺钉的螺纹紧固件来实际上将转接器固定到冷侧板40上。螺纹紧固件允许在故障或损坏的情况下可移除和替换转接器，且增强耐用性。另外，使用螺纹紧固件连接允许使用更低成本的市场上可购买到的转接器。虽然仅关于有限的几个实施例描述了本发明，但应易于了解本发明并不限于这些公开的实施例。而是，可修改本发明以合并之前未描述的任意多个变型、更改、替代或等效布置，但这些仍与本发明的精神和范围相符。此外，虽然描述了本发明的各种实施例，但应了解本发明的方面可仅包括所描述实施例中的某些。因此，本发明不应视作受前文的描述限制，而是仅受所附权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种用于燃烧器(14)的端盖组件(22)，包括第一板( )，其能接纳一个或多个燃烧器燃料喷嘴00)；第二板(40)；以及一个或多个中间板(34，36，38)，其安置于所述第一板08)与所述第二板00)之间，所述一个或多个中间板(34，36，38)限定一个或多个腔(54，56，58)以分配燃料到所述一个或多个燃烧器燃料喷嘴OO)；其中，所述第一板(观)、第二板GO)和一个或多个中间板(34，36，38)固定成堆叠。
2.根据权利要求1所述的端盖组件(22)，其特征在于，所述第一板(观)、第二板00) 和一个或多个中间板(34，36，38)由紧固件02)固定成堆叠，所述紧固件02)延伸穿过所述第一板08)和所述第二板GO)之一且进入到一个或多个中间板(34，36，38)内。
3.根据权利要求1所述的端盖组件(22)，其特征在于，在所述一个或多个中间板(34， 36,38)的部分之间的一个或多个间隙限定所述一个或多个腔(54，56，58)。
4.根据权利要求1所述的端盖组件(22)，其特征在于，所述一个或多个中间板(34，36， 38)布置成单层。
5.根据权利要求1所述的端盖组件02)，其特征在于包括一个或多个第二板开口(66， 72，74)，以将燃料提供给所述一个或多个腔(54，56，58)。
6.一种用于涡轮机(10)的燃烧器(14)，包括一个或多个燃烧器燃料喷嘴00)；以及端盖组件(22)，其在操作上连接到所述一个或多个燃烧器燃料喷嘴(20)，所述端盖组件(22)包括第一板(观)，其能接纳所述一个或多个燃烧器燃料喷嘴00)；第二板(40)；以及一个或多个中间板(34，36，38)，其安置于所述第一板08)与所述第二板00)之间，所述一个或多个中间板(34，36，38)限定一个或多个腔(54，56，58)以分配燃料到一个或多个燃烧器燃料喷嘴00)；其中，所述第一板(观)、第二板GO)和一个或多个中间板(34，36，38)固定成堆叠。
7.根据权利要求6所述的燃烧器(14)，其特征在于，所述第一板( )、所述第二板 (40)和所述一个或多个中间板(34，36，38)由紧固件02)固定成堆叠，所述紧固件02)延伸穿过所述第一板08)和所述第二板00)之一且进入到所述一个或多个中间板(34，36， 38)内。
8.根据权利要求6所述的燃烧器(14)，其特征在于，在所述一个或多个中间板(34，36， 38)的部分之间的一个或多个间隙限定所述一个或多个腔(54，56，58)。
9.根据权利要求6所述的燃烧器(14)，其特征在于，所述一个或多个中间板(34，36， 38)布置成单层。
10.根据权利要求6所述的燃烧器(14)，其特征在于包括一个或多个第二板开口(66， 72，74)，以将燃料提供给所述一个或多个腔(54，56，58)。
全文摘要
本申请涉及涡轮燃烧器的端盖。其中，一种用于燃烧器(14)的端盖组件(22)包括第一板(28)和第二板(40)，该第一板(28)能接纳一个或多个燃烧器燃料喷嘴(20)。一个或多个中间板(34，36，38)位于该第一板(28)与该第二板(40)之间，且限定一个或多个腔(54，56，58)以分配燃料到一个或多个燃烧器燃料喷嘴(20)。该第一板(28)、该第二板(40)和该一个或多个中间板(34，36，38)固定成堆叠。
文档编号F23D14/46GK102192506SQ20111005718
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者S·R·西蒙斯 申请人:通用电气公司