[发明专利]燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的具有燃烧器头部的燃烧器。

背景技术

这样的燃烧器优选地适用于点燃燃气轮机的燃烧室。从EP 1389714A1已知的燃烧器包括旋流发生器和下游混合管。燃烧器头部具有用于维持主火焰的引燃器系统。引燃器系统包括用于混合引燃燃料和辅助空气的混合腔室。已知的燃烧器的混合腔室是纯环形的。在这种设计的混合腔室中存在引燃火焰在腔室内部燃烧的风险。

发明内容

本发明的目的是改进上述类型的燃烧器头部，使得将回火的风险即火焰的逆流蔓延降到最低。

在根据权利要求1的前序部分所述的燃烧器中，该目的通过这一权利要求的特征部分的特征来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中描述。

位于本发明燃烧器头部的混合腔室内部的旋流翼在进入的辅助空气流中引起旋流。受旋流干扰的空气流强迫燃料停留在出口喷嘴内部并且不会“泄漏”入混合腔室。

US-B1-6179608B1展示了一种旋流回火停止装置，该装置在分离的通道的出口设有定向喷嘴，为了避免火焰的回火，使用了具有多个定向喷嘴的手段。由于沟流不能进一步混合，这种布置适合设置在燃烧室主流完全的混合过程之后。根据本发明，引燃混合物流在形成旋涡后继续前进通过出口喷嘴，并形成与喷嘴同轴的旋流以有效地改善混合并避免回火。EP 1389713A1描述了一种引燃器，其没有有效避免回火。

附图说明

本发明将通过参考如下附图中举例说明的发明的实施例来进行阐述。

附图1展示了燃烧器头部的透视图；

附图2展示了根据附图1的穿过燃烧器头部的横截面；

附图3展示了根据附图1的沿空气通道平面获得的燃烧器头部的30°扇形的透视图；

附图4展示了根据附图1的沿燃料通道平面获得的燃烧器头部的15°扇形的透视图；

附图5展示了根据附图4的15°扇形的燃烧器顶端；和

附图6展示了根据附图3的30°扇形的燃烧器顶端。

具体实施方式

现有的燃烧器包括圆柱状的燃烧器头部和逆流旋流发生器。许多这样的燃烧器用于燃烧燃气轮机的燃烧室内的燃料/空气混合物。在附图中仅仅展示了燃烧器头部，因为本发明涉及燃烧器头部的改进，而且旋流发生器在现有技术中是公知的，例如来自于EP 1389714A1。

没有示出的旋流发生器使得通过槽进入旋流发生器的空气流产生旋流。燃料被引入到空气流中。在离开燃烧器头部的排出端之前，预混的空气和燃料的旋流混合物进入混合管以进一步混合。

根据本发明的燃烧器头部包括三部分，即燃烧器顶端1、间距环2和混合管3。这三部分跨接线A和线B(附图3、4)接合在一起。沿着线A和线B所述部分可以被部分焊接或铜焊在一起。其中一种焊接方法在附图2中示出为焊缝4。当装配时，燃烧器顶端1的后端面邻接间距环2的前端面，并且间距环2的后端面邻接混合管3的前端面。

燃烧器顶端1具有圆形的内部表面5和圆锥形的前表面6。

燃烧器在贫燃料的状态下运行。如果负载减少，当燃料的供应减少时，燃烧器会有变得不稳定的趋势。为了在低负载时也保持稳定状态，燃烧器设有引燃器系统，所述系统将在下文中详细描述。

引燃器系统包括设置在燃烧器顶端1的圆锥形的前表面6上的多个出口喷嘴7。这些出口喷嘴7的轴线实质上与圆锥形的前表面6的平面垂直。

出口喷嘴7具有筒8的形状并且可以优选地设置有在出口侧具有削边的锥体9。出口喷嘴7的横截面优选地为圆形或任意形状；例如，锥形的，椭圆形的或任意其他合适的形状。由于在出口侧的锥体9的削边，因此出口喷嘴7避免了可能导致高应力集中和可能随时间而破裂的尖锐边缘。

出口喷嘴7与燃烧器顶端1内部设置的环形混合腔室10连通。

传导气态引燃燃料的气体通道11在燃烧器头部的间距环2内部沿纵向布置。气体通道11形成到混合腔室10中。气体通道11将混合腔室10连接到环形的气体歧管12，气体歧管12在燃烧器头部内部布置在间距环2和混合管3之间的连接部分处。没有示出的管道供应的引燃气体通过布置在燃烧器头部的间距环2中的开口13进入到气体歧管12中。

用于燃烧引燃气体的辅助空气被引导进入并通过空气通道14，空气通道14在燃烧器头部的间距环2的周围具有空气入口15。空气通道14被设计成穿过燃烧器头部的间距环2的纵向侧壁的钻孔。