依据合同号DE-FC26-05NT42643-ARRA而在政府支持下制作本说明书中所公开的本发明，所述合同依据2009年美国复苏与再投资法案(ARRA)而由美国能源部(DOE)授予。政府拥有本发明的某些权利。
技术领域
本发明的领域大体上涉及燃料供应导管(fuel supply conduits)，且更具体地说，涉及用于驱散来自燃料供应导管组件的燃料溢出的系统，所述燃料供应导管组件用于燃烧器组件的轴向燃料分级(AFS)系统。
背景技术：
至少一些已知涡轮组件包括压缩机、燃烧器(combustor)和涡轮。气体流入压缩机中并被压缩。压缩气体接着被溢出到燃烧器中且与燃料混合，且所得混合物被点燃以产生燃烧气体。燃烧气体被从燃烧器输送通过涡轮，由此驱动涡轮，涡轮又可为连接到涡轮的发电机供电。
许多已知涡轮组件包括多个燃烧罐，其中每一燃烧罐使用在前端处包括主要燃料喷嘴(primary fuel nozzle)的燃料系统。在一些已知燃烧罐中，燃烧罐进一步包括轴向燃料分级(Axial Fuel Staging；AFS)系统，AFS系统具有在主要燃料喷射器下游的次级燃料喷射器(secondary fuel injector)。每一燃烧罐包括限定燃烧腔室的衬管(liner)。主要燃料喷嘴将燃料和压缩气体喷射到燃烧腔室内的主要燃烧区(combustion zone)中，且次级燃料喷射器将燃料和压缩气体喷射到主要燃烧区下游的燃烧腔室内的次级燃烧区中。
次级燃料喷射器的燃料由连接到次级燃料喷射器的燃料供应导管供应。然而，因为燃料供应导管常常定位于燃烧罐的外表面上，所以燃料供应导管例如在安装或维护期间容易发生损坏或错位。此外，如果导管发生了损坏或错位，那么存在导管可能开始泄漏燃料的可能性。
技术实现要素：
在一个方面中，一种用于驱散燃料溢出(dissipating fuel egress)的系统包括燃料喷射器(fuel injector)和燃料供应组件。所述燃料供应组件具有提供燃料的燃料供应管线(supply line)，和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管(purge air conduit)，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道(annular channel)。所述燃料喷射器包括周边主体(perimeter body)、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口(fuel injection port)，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室(internal mixing chamber)。所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料。所述燃料喷射器的所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。
其中，所述燃料溢出通道的所述出口在所述燃料喷射端口的下游。
其中，所述周边主体在其中进一步限定有燃料吹扫空腔(fuel purge cavity)，所述燃料吹扫空腔定位于所述燃料溢出通道的所述入口与所述出口之间。
其中，所述燃料溢出通道包括在所述燃料吹扫空腔上游的第一部分和在所述燃料吹扫空腔下游的第二部分，所述第一部分包括所述入口且所述第二部分包括所述出口。
其中，多个出口从所述燃料吹扫空腔延伸，所述多个出口中的每一个均在所述燃料喷射端口的下游。
所述的系统进一步包括从所述吹扫空气导管和所述燃料喷射器径向朝外定位的保护性外壳。
其中，所述燃料喷射器进一步包括从所述周边主体径向朝内定位的中心主体(center body)。
其中，所述燃料喷射器进一步包括安置于所述中心主体与所述周边主体之间的多个旋流叶片(swirl vanes)。
其中，所述中心主体中限定有燃料仓室(plenum)，所述燃料仓室与所述燃料供应管线流体连通，且所述燃料喷射端口被限定通过所述中心主体。
在另一方面中，还提供一种燃气涡轮燃烧器，其具有具本发明燃料溢出驱散系统的轴向燃料分级系统。
在再一方面中，还提供一种燃气涡轮燃烧器，其包括：轴向燃料分级(AFS)系统，所述AFS系统包括燃料供应组件和用于燃烧器的燃料喷射器。燃料供应组件具有提供燃料的燃料供应管线和围绕所述燃料供应管线同轴地布置的吹扫空气导管，由此限定围绕所述燃料供应管线的环形通道。所述燃料喷射器包括限定所述燃料喷射器的一部分的周边主体、与所述周边主体相关联的燃料喷射端口，和在燃料流动方向上在所述燃料喷射端口下游的内部混合腔室。所述燃料供应管线向所述燃料喷射端口提供燃料。所述燃料喷射器的所述周边主体限定通过所述周边主体的燃料溢出通道，所述燃料溢出通道具有与所述环形通道流体连通的入口和与所述混合腔室流体连通的出口。
所述的燃气涡轮燃烧器进一步包括具有前端和后端且在所述前端与所述后端之间限定燃烧腔室的衬管，所述燃料喷射器在所述前端与所述后端之间沿着所述衬管定位，以相对于所述燃烧器的纵轴在径向方向上将燃料喷射到所述燃烧腔室中。
其中，所述燃料喷射器是沿着所述衬管定位的多个燃料喷射器中的一个，所述多个燃料喷射器中的每一个具有相应的燃料供应组件。
其中，所述燃料溢出通道的所述出口在所述燃料喷射端口的下游。
其中，所述周边主体在其中进一步限定有燃料吹扫空腔，所述燃料吹扫空腔定位于所述燃料溢出通道的所述入口与所述出口之间。
其中，所述燃料溢出通道包括在所述燃料吹扫空腔上游的第一部分和在所述燃料吹扫空腔下游的第二部分，所述第一部分包括所述入口且所述第二部分包括所述出口。
其中，多个出口从所述燃料吹扫空腔延伸，所述多个出口中的每一个在所述燃料喷射端口的下游。
其中，所述燃料喷射器进一步包括从所述周边主体径向朝内定位的中心主体。
其中，所述燃料喷射器进一步包括安置于所述中心主体与所述周边主体之间的多个旋流叶片。
其中，所述中心主体在其中限定有燃料仓室，所述燃料仓室与所述燃料供应管线流体连通，且所述燃料喷射端口被限定通过所述中心主体。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明实施例的这些和其它特征、方面以及优点，在附图中：
图1是示范性涡轮组件的示意性图示；
图2是用于与图1中所展示的涡轮组件的燃烧器一起使用的示范性AFS系统的示意性图示；
图3是根据本发明的一个方面的次级(AFS)燃料喷射器的示意性俯视平面图，所述AFS燃料喷射器限定内腔和用于驱散燃料溢出的多个出口；
图4是如安装在燃烧器中的图3的次级(AFS)燃料喷射器的示意性剖面图示，其中所述剖面是沿着燃烧器的纵轴截取的；
图5是根据本发明的另一方面的替代性次级(AFS)燃料喷射器的透视图；
图6是图5的替代性次级(AFS)燃料喷射器的示意性剖面图示，其中所述剖面是沿着喷射器的径向平面截取的；且
图7是图5的替代性次级(AFS)燃料喷射器的示意性俯视平面图，所述AFS燃料喷射器限定内腔和用于驱散燃料溢出的多个出口，为了清晰起见而省略了安装法兰。
具体实施方式
书面描述使用实例来公开用于驱散燃料供应导管内的燃料溢出的本发明系统的各个方面和特征。包括对最优模式的描述的本书面描述意图使所属领域的技术人员能够实践本说明书中所描述的改善方案，包括制造并使用任何装置和系统以及执行任何并入的方法。本改善方案的可获专利的范围由权利要求书限定，并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果这种其它实例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它实例意图属于权利要求的范围内。
当介绍各个实施例的元件时，冠词“一”和“所述”意图意指存在一或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”意图是包括性的且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。
如本说明书所使用，术语“上游”和“下游”是用以描述部件相对于从上游端到下游端通过燃烧器的燃烧产物流的位置的方向性术语。上游部件定位于燃烧器的前端或头端上或朝向前端或头端定位，且更接近压缩机区段，而下游部件定位于燃烧器的后端上或朝向后端定位，且更接近涡轮区段。
图1说明示范性涡轮组件10。在示范性实施例中，涡轮组件10是包括以下各构件的燃气涡轮组件：在壳体60(在图2中展示)内彼此流动连通地连接的压缩机区段14、燃烧器区段16和涡轮区段18。压缩机区段14和涡轮区段18通过限定中心线轴线的转子17接合。在操作中，工作气体24(例如空气)流入压缩机区段14的入口(inlet)12中且被压缩。压缩气体26接着被输送到燃烧器区段16中，使得压缩气体26与燃料28混合，且在燃烧器区段16中点燃所述混合物以产生燃烧气体30。燃烧气体30被输送通过涡轮区段18，且接着作为废气32从燃气涡轮组件10溢出。涡轮区段18内的叶片的旋转能驱动转子17，转子17又驱动压缩机区段14内的叶片的旋转。在一些实施例中，转子17可进一步连接到例如发电机等负载20来产生电力。
在示范性实施例中，燃烧器区段16具有多个间隔开的燃烧罐(combustion cans)22，燃烧罐22围绕转子17圆周地布置。虽然图1仅展示两个此类罐22，但是应理解，可使用任何数量的燃烧罐22，作为实例而非限制，包括6个、8个、10个、12个、14个或16个燃烧罐。
图2说明具有示范性AFS系统80的燃烧罐22，如在本说明书中进一步论述。燃烧罐22包括限定燃烧腔室70的衬管46。衬管46可定位于外部套筒48内(即，由外部套筒48圆周地包围)，使得环带(annulus)47形成于这两者之间。一或多个主要燃料喷嘴40定位于燃烧罐22的前端处。燃料28被引导通过燃料供应管线38且被引导到主要燃料喷嘴40中，燃料供应管线38延伸穿过端盖42。主要燃料喷嘴40将燃料28和压缩空气26输送到主要燃烧区72中，燃烧发生于主要燃烧区72中。在一些实施例中，燃料28和压缩空气26在到达主要燃烧区72之前组合为混合物。
主要燃料喷嘴40定位于限定燃烧器的前端的前壳体50内。主要燃料喷嘴40的后端或下游端延伸穿过限定燃烧腔室70的上游端的端帽44。前壳体50连接到有时被称作压缩机排气壳体60的外部壳体60，壳体60限定围绕衬管46和外部套筒48的高压空仓室66。来自压缩机区段14的压缩空气26行进通过仓室66，并通过外部套筒48的下游端中的孔(apertures)(未展示)进入燃烧罐22(如由接近后框架49的箭头26指示)。空气流26通过环带47向上游行进，且由端盖42转向以进入主要燃料喷嘴40并冷却头端。
在示范性实施例中，提供轴向燃料分级(AFS)系统80以将第二燃料/空气混合物递送到(deliver)次级燃烧区74，次级燃烧区74在主要燃烧区72的轴向下游处。AFS系统80包括连接到衬管46和/或外部套筒48的一个或多个燃料喷射器100(或200，如图5到7中所展示)，使得每一喷射器100将第二燃料/空气混合物作为进入在主要燃烧区72中产生的燃烧产物(30)的交叉流的射流(jet)引入。第二燃料/空气混合物由来自主要燃烧区72的燃烧产物点燃，且在次级燃烧区74中燃烧。除了燃料喷射器100以外，AFS系统80进一步包括在数量上对应于燃料喷射器100的数量的保护性外壳101和燃料供应组件104。
为便于描述AFS系统的操作，可参考燃料喷射器100(如图3到4中所展示)。然而，应理解，可替代燃料喷射器100而使用燃料喷射器200(如图5到7中所展示)。
保护性外壳101至少部分地包围燃料喷射器100和燃料供应组件104，并从燃料喷射器100和燃料供应组件104径向朝外定位，以围绕喷射器100和燃料供应组件104产生保护性环境。保护性外壳101保护燃料供应组件104免于发生如可能在对燃烧罐22进行处置、安装或维护期间发生的损坏或错位。保护性外壳101可通过机械紧固件或通过焊接或其它接合技术紧固到外部套筒48的外表面。替代地，或另外，保护性外壳101可紧固到燃料喷射器100。
为方便起见，可在本说明书中参考作为本发明AFS系统80的部分的单个示范性次级燃料喷射器100。然而，应了解，燃烧罐22可视需要而配备有多于一个次级燃料喷射器100(其各自具有其自身的燃料供应组件104和保护性外壳101)。此类次级燃料喷射器100可以或可不围绕外部套筒48的圆周均匀地间隔开，且可或可不定位于单个轴向平面内。举例来说，燃料喷射器100的数量可以是两个、三个、四个、五个或更多个。希望在具有更高数量的燃料喷射器100的实施例中，可例如通过将这些特征改动成服务多于一个燃料喷射器100来降低燃料供应组件104的数量和/或保护性外壳101的数量。
燃烧腔室70具有纵向流动轴线300，使得衬管46相对于流动轴线300具有径向尺寸302和周向尺寸304。如本说明书所使用，术语“半径”(或其任何变型)指从任何合适形状(例如正方形、矩形、三角形等)的中心朝外延伸的尺寸，且不限于从圆形形状的中心朝外延伸的尺寸。类似地，如本说明书所使用，术语“圆周”(或其任何变型)指围绕任何合适形状(例如正方形、矩形、三角形等)的中心延伸的尺寸，且不限于围绕圆形形状的中心延伸的尺寸。
在示范性实施例中，衬管46由外部套筒48包围，由此在衬管46与外部套筒48之间形成环带47，空气26通过环带47流动到燃烧器的头端。热量被从衬管46对流地(convectively)转移到空气26，从而因此冷却衬管46并加热空气26。衬管46可形成有上游衬管部件和下游过渡部件。衬管部件可以是大体上圆柱形的，而过渡部件可从圆柱形前端到大体矩形后端逐渐变窄。
在衬管部件与过渡部件是分离部分的实施例中，衬管部件具有前端和后端，且过渡部件也具有前端和后端。衬管部件前端外接(circumscribes)主要燃料喷嘴40。衬管部件后端连接到过渡部件前端，其中过渡部件前端外接衬管部件后端，在其之间常常有密封件。过渡部件后端连接到涡轮区段18的涡轮喷嘴。由此，衬管46限定燃烧腔室70，燃烧腔室70从固持主要燃料喷射器40的端帽44延伸到后框架49。
在其它实施例中，衬管部件与过渡部件可以准许AFS系统80如本说明书中所描述般起作用的任何合适方式一起一体成型。在此类实施例中，衬管46形成为从端帽44延伸到后框架49的“单体(unibody)”，由此免除单独(separate)衬管与过渡部件之间的接合并降低每燃烧罐22的零件数。
如所展示，外部套筒48建构为包围衬管46的单一部件，其中其前端连接到前壳体50。然而，在其它实施例中，外部套筒48可包括上游流动套筒和下游冲击套筒。在此类实施例中，流动套筒部件具有前端和后端，且冲击套筒部件也具有前端和后端。流动套筒部件的前端连接到前壳体50的法兰(flange)。流动套筒部件的后端连接到冲击套筒部件的前端，其中冲击套筒部件的前端外接(circumscribing)流动套筒的后端。冲击套筒部件通过后框架49或通过支撑AFS燃料喷射器100的凸台(bosses)(未展示)连接到衬管46(或在一些实施例中，连接到衬管46的过渡部件)。
AFS燃料喷射器100连接到外部套筒48，并延伸穿过外部套筒48和衬管46。在一个实施例中，支撑燃料喷射器100的凸台(未展示)充当用于将外部套筒48紧固到衬管46的紧固件。在其它实施例中，AFS燃料喷射器100可以任何合适方式连接到外部套筒48，且外部套筒48可具有以准许AFS系统80如本说明书中所描述般起作用的任何合适方式连接于前壳体50的法兰与涡轮喷嘴之间的任何合适数量的部件。
在燃烧罐22的操作期间，燃料28和压缩气体26被供应到主要燃料喷嘴40，被混合到一起，且被作为第一燃料/空气混合物喷射到燃烧腔室70中。第一燃料/空气混合物是在主要(上游)燃烧区中燃烧的。类似地，燃料28通过燃料供应组件104供应到AFS燃料喷射器100，所述燃料供应组件104具有由吹扫空气管道106包围的内部燃料供应管道105(在图3中更详细地展示)。内部燃料供应管道105和/或吹扫空气管道106可具有任何合适的剖面形状(例如管道105、106可在一些实施例中具有圆形剖面或在其它实施例中具有椭圆形剖面)。燃料供应组件104在外部套筒48径向外部且在大体轴向方向上从前壳体50延伸到燃料喷射器100。例如网筛(mesh screen)、弹簧、接线或例如在共同受让的第15/061,369号美国专利申请案中所描述的制造装置的间隔件可用以维持燃料供应管道105与吹扫空气管道106之间的同心关系。
吹扫空气管道106具有入口端(在图2中展示为接收压缩空气26的气流)和排放端(在图3中展示为流体地连接到下文所描述的燃料溢出通道162的入口161)。吹扫空气管道106的入口端从保护性外壳101径向朝内定位。因为吹扫空气管道106完全包括于保护性外壳101内，且因为燃料供应管道105的大部分长度容纳于吹扫空气管道106和保护性外壳101中的一个或两个内，所以能最小化燃料供应组件104错位或损坏的可能性。保护性外壳101具有开放前端(即，与燃料喷射器100相对的末端)，空气26通过所述前端流动到保护性环境中，并从那儿流动到燃料喷射器100中。压缩空气26的相对较小气流(相比于流动到喷射器100的压缩空气26的体积相对较小)进入吹扫空气管道106的入口端。
燃料28通过燃料供应管道105的入口108进入，燃料供应管道105可延伸穿过和/或可连接到前壳体50(具体地说，壳体法兰)或连接到某一其它方便位置。AFS燃料喷射器100混合燃料28与压缩空气26，并在次级(下游)燃烧区74处将第二燃料/空气混合物喷射到燃烧腔室70中。第一燃料/空气混合物和第二燃料/空气混合物是在燃烧腔室70内部点燃以产生输送到涡轮区段18的燃烧气体流30。
AFS燃料喷射器100可具有圆形轮廓，其具有中心主体和安置于中心主体与周边主体之间的旋流叶片，如图3和4中所展示。替代地，AFS燃料喷射器200可以是长方形(oblong)(“槽形(slot)”)喷射器，其具有从具有大体矩形形状的入口到具有赛道(racetrack)形状的出口逐渐变窄的形状，且包括一个或多个居中定位的燃料喷射主体，如图5、6和7中所展示。所说明燃料喷射器100、200仅仅表示受益于本发明燃料驱散系统的燃料喷射器的类型。在本说明书中，希望除了所展示的燃料喷射器以外，本发明燃料驱散系统还可应用于许多类型的燃料喷射器。
现转而参看图3和4，燃料喷射器100包括具有大体圆形轮廓且外接中心主体120的周边主体110。中心主体120可以任选地配备有通过所述主体的辅助空气通道122。数个旋流叶片130在中心主体120与周边主体110之间延伸。空气流动通道132限定于邻近的旋流叶片130之间。周边主体110由安装法兰150包围、连接到安装法兰150并从安装法兰150径向地延伸。安装法兰150进一步连接到燃料喷射器100的出口部分170，使得所述出口部分从安装法兰径向朝内延伸(也就是说，出口部分170在与周边主体110相对的方向上延伸)。安装法兰150附接到燃烧罐22的外部套筒48。
燃料28是通过入口导管140引入的，入口导管140在连接接点142处连接到燃料供应组件104。如在图4中所展示和上文所提及，燃料供应组件104包括由吹扫空气管道106按同轴关系包围的内部燃料供应管道105，使得环形通道107形成于吹扫空气管道106内。燃料28从前入口108流过燃料供应管道105到后出口109，流过喷射器100的入口导管140，且流到周边主体110内限定的燃料仓室114中。数个燃料喷射端口116将燃料28递送通过旋流叶片130，将燃料递送到限定于邻近旋流叶片130之间的空气流动通道132中(如所展示)，或执行这两个操作。
压缩空气26的气流轴向地行进通过覆盖燃料供应组件104和燃料喷射器100的保护性外壳101。(在其它实施例中，保护性外壳可配备有在喷射器100径向外侧的孔，使得空气26可径向地流到喷射器100中)。压缩空气26的气流径向地进入燃料喷射器100的入口端102，在入口端102中引入燃料28，如上文所描述。燃料28与压缩空气26在燃料喷射端口116下游的环形混合腔室176中混合，且所得燃料/空气混合物180被引导通过燃料喷射器100的出口端103处的出口端口172。辅助空气通道122递送辅助空气流以远离中心主体120且朝向出口端口172推动(push)燃料/空气混合物180。包括出口端口172的出口端103配合在衬管46中的对应开口内或配合通过所述开口。
图3和4进一步说明用于驱散燃料供应组件104内的燃料溢出的燃料溢出驱散系统(fuel egress dissipation system)160。燃料溢出驱散系统160包括燃料溢出通道162，燃料溢出通道162具有与环形通道107流体连通的入口161和与混合腔室176流体连通的出口168。出口168相对于通过喷射器100的空气流26在燃料喷射端口116的下游。在一个实施例中，周边主体110进一步限定燃料吹扫空腔(fuel purge cavity)164，燃料吹扫空腔164相对于通过喷射器100的空气流26在燃料仓室114的下游。燃料吹扫空腔164定位于燃料溢出通道162的入口161与出口168之间。在具有燃料吹扫空腔164的此类实施例中，燃料溢出通道162包括在燃料吹扫空腔164上游的第一部分163和在燃料吹扫空腔164下游的第二部分166。第一(上游)部分163包括入口161，且第二(下游)部分166包括出口166。
燃料吹扫空腔164可限定为周边主体110的圆周内的环形空腔。虽然燃料溢出通道162的相对小数量上游部分163可馈入燃料吹扫空腔164，但是燃料溢出通道162的较大数量的下游部分166可从燃料吹扫空腔164延伸到对应数量的出口168。因此，希望多个出口168可围绕周边主体110的内表面间隔开，以适应可在燃料喷射器100的操作期间出现的任何体积的燃料溢出。出口168中的每一个定位于燃料喷射端口116的下游，其中出口168布置于一个或多个平面中。
在燃料从燃料供应管线105溢出的情况下，燃料28被携载到吹扫空气导管106内的环形通道107中。流过环形通道107的压缩空气26将溢出的燃料携载到燃料溢出通道162的入口161。在所说明实施例中，溢出的燃料通过燃料溢出通道162的第一部分163运输到燃料吹扫空腔164，在所述空腔164内溢出的燃料围绕周边主体110的圆周扩散。溢出的燃料从空腔164流过燃料溢出通道162的第二部分166到围绕周边主体110的内表面定位的出口168。出口168定位于喷射器100的燃料喷射端口116与出口172之间。
图5、6和7说明替代性AFS燃料喷射器200。AFS喷射器200可描述为长方形(“槽形”)喷射器，其具有从具有大体矩形形状的入口到具有赛道形状的出口逐渐变窄的形状，且包括一个或多个居中定位的燃料喷射主体。
AFS喷射器200包括周边主体210或框架，其限定喷射器200的入口202的大体矩形形状。主体210包括第一对相对安置的侧壁212和第二对相对安置的端壁214，所述侧壁与所述端壁呈交替关系。侧壁212比端壁214长。侧壁212连接到安装法兰250或与其无缝地集成，使得周边主体210在远离燃烧罐22的纵轴300的第一方向上从安装法兰250径向地延伸。侧壁212具有远离安装法兰250的第一端216和接近于安装法兰250的第二端218。侧壁212和任选地端壁214相对于安装法兰250成角度，由此为周边主体210提供从入口202到安装法兰250逐渐变窄的形状。
一个或多个中心主体220设置于周边主体210内，在图5和6中展示单个中心主体220。中心主体220限定与入口导管240流体连通的内部燃料仓室230。中心主体220可具有倒置泪珠(inverted teardrop)的形状，其具有前边缘222、与前边缘222相对的后边缘224，和在前边缘222与后边缘224之间延伸的一对相对安置的燃料喷射表面225、227。燃料喷射表面225和/或227限定通过其中的多个燃料喷射端口226，燃料喷射端口226与燃料仓室230流体连通。
通过入口导管240引入燃料28，入口导管240连接到燃料供应组件104。如在图5中所展示和上文所提及，燃料供应组件104包括由吹扫空气管道106按同轴关系包围的内部燃料供应管道105，使得环形通道107形成于吹扫空气管道106内。燃料28从前入口108(如图2中所展示)流过燃料供应管道105到后出口109，流过喷射器200的入口导管240，且流到中心主体220内限定的燃料仓室230中。燃料喷射端口226将燃料28从中心主体220递送到限定于中心主体220与侧壁212的内表面213之间的空气流动通道232中。
压缩空气26的气流轴向地行进通过覆盖燃料供应组件104和燃料喷射器200的保护性外壳101。(在其它实施例中，保护性外壳可配备有从喷射器200径向朝外的孔，使得空气26可径向地流到喷射器200中)。压缩空气26的气流径向地进入燃料喷射器200的入口端202，在入口端202中引入燃料28，如上文所描述。燃料28与压缩空气26在燃料喷射端口226下游的混合腔室282中混合，且所得燃料/空气混合物180被引导通过在燃料喷射器200的出口部分270的出口端203处的出口端口272。出口部分270的包括出口端口272的出口端203配合于衬管46中的对应开口内或配合通过所述开口。喷射器200的出口部分270具有呈槽形或赛道形状的剖面，且限定从接近安装法兰250的第一端274到远离安装法兰250的第二端276的均匀剖面。出口部分270可与安装法兰250和/或安装法兰250和周边主体210一体地(无缝)产生，或出口部分270可与安装法兰250分离地产生且随后接合到安装法兰250。
图5、6和7进一步说明用于驱散燃料供应组件104内的燃料溢出的燃料溢出驱散系统260。燃料溢出驱散系统260包括燃料溢出通道262，燃料溢出通道262具有与环形通道107流体连通的入口261和与混合腔室282流体连通的出口268。出口268相对于通过喷射器200的空气流26在燃料喷射端口226的下游。在一个实施例中，周边主体210进一步限定燃料吹扫空腔264，燃料吹扫空腔264相对于通过喷射器100的空气流26在燃料喷射端口226的下游。燃料吹扫空腔264定位于燃料溢出通道262的入口261与出口268之间。在具有燃料吹扫空腔264的此类实施例中，燃料溢出通道262包括在燃料吹扫空腔264上游的第一部分263和在燃料吹扫空腔264下游的第二部分266，在此状况下，“上游”和“下游”是相对于溢出燃料流。第一(上游)部分263包括入口261，且第二(下游)部分266包括出口268。
燃料吹扫空腔264可限定为周边主体210的圆周内的环形空腔。虽然燃料溢出通道262的相对小数量的上游部分263可馈入燃料吹扫空腔264，但是燃料溢出通道262的较大数量下游部分266可从燃料吹扫空腔264延伸到对应数量的出口268。因此，希望多个出口268可围绕周边主体210的内表面213间隔开，以适应可在燃料喷射器200的操作期间出现的任何体积的燃料溢出。出口268中的每一个定位于燃料喷射端口226的下游(相对于通过燃料喷射器200的空气流26)，其中出口268布置于一个或多个平面中。
在燃料从燃料供应管线105溢出的情况下，燃料28被携载到吹扫空气导管106内的环形通道107中。流过环形通道107的压缩空气26将溢出的燃料携载到燃料溢出通道262的入口261。在所说明实施例中，溢出的燃料通过燃料溢出通道262的第一部分263运输到燃料吹扫空腔264，在所述空腔264内溢出的燃料围绕周边主体210的圆周扩散。溢出的燃料从空腔264流过燃料溢出通道262的第二部分266到围绕周边主体210的内表面213定位的出口268。出口268定位于喷射器200的燃料喷射端口226与其出口272之间。
本说明书中所描述的方法和系统提供一种用于燃气涡轮燃烧器的AFS系统的燃料溢出驱散系统。此外，所述方法和系统提供一种通过将燃料引导通过AFS喷射器的周边主体内的通道来安全地驱散来自燃料供应管线的燃料溢出的系统。此外，所述方法和系统促进将燃料溢出到AFS系统的燃料喷射器中且冲洗通过所述燃料喷射器，以使得燃料可与第二燃料空气混合物合并且在燃烧腔室内燃烧。因此，所述方法和系统使得AFS系统能够更有效地操作。
在上文详细描述了方法和系统的示范性实施例。在示范性实施例中，结合环形罐式燃烧系统来描述方法和系统。然而，应理解，这些方法和系统适用于其它燃烧系统，包括(a)具有内衬管和外衬管的环形燃烧系统，和(b)燃烧器衬管与第一级涡轮喷嘴集成的燃烧系统。因此，本说明书中所描述的方法和系统不限于本说明书中所描述的具体实施例，而是相反地，所述方法和系统的部件可与本说明书中所描述的其它部件独立地且单独地使用。举例来说，本说明书中所描述的方法和系统可具有不限于与涡轮组件一起实践的其它应用，如本说明书中所描述。实际上，可结合各个其它行业实施并利用本说明书中所描述的方法和系统。
虽然本发明已就各种具体实施例进行了描述，但所属领域的技术人员应认识到，可在权利要求书的精神和范围内对本发明进行修改来实践。