[发明专利]燃烧器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种燃烧器。具体地，本发明的各种实施例包括一种具有耐用性增强的内衬的燃烧器。

背景技术

燃烧器在本领域中公知地用于点燃燃料和空气以产生具有高温和高压的燃烧气体。燃气涡轮机系统典型地包括多个燃烧器，所述燃烧器混合来自压缩机的加压工作流体和燃料，并且点燃该混合物以产生高温和高压燃烧气体。然后燃烧气体流动到涡轮机，它们在涡轮机膨胀以做功。

每个燃烧器典型地包括内衬，所述内衬围绕燃烧室以在燃烧期间容纳工作流体和燃料。与燃烧关联的温度常常超过3500°F，并且内衬典型地具有大约1500°F的最大操作温度。所以，已开发各种系统和方法来冷却内衬。例如，工作流体可以在流动到燃烧室中之前在内衬的外表面上被引导以便为内衬提供膜或对流冷却。备选地或附加地，内衬的厚度可以增加、或者热屏障涂层可以施加于内衬的内侧以保护内衬免于过高温度。尽管有这些和其他措施，但是压力和功率负荷的动态变化可能导致塑性变形、膨出或蠕变随着时间出现在内衬中，导致额外的维护、修理和计划外停机。所以，具有增强的硬度、刚度和/或冷却特性的改进内衬设计将是理想的。

发明内容

本发明的方面和优点在下面在以下描述中进行阐述，或者可以从描述显而易见，或者可以通过本发明的实施而被了解。

本发明的一个实施例是一种燃烧器，该燃烧器包括燃烧室和围绕燃烧室的内衬。该内衬的顶部上的脊围绕该内衬连续地延伸。

所述脊形成围绕所述内衬的连续螺旋。所述脊包括基部，所述基部邻近所述内衬并且还包括沿着所述基部的至少一部分的弯部；远端，所述远端具有沿着所述远端的至少一部分的弯部，所述远端沿着所述远端的至少一部分终止于点。所述燃烧器还可包括围绕所述内衬连续地延伸的多个脊。

本发明的另一个实施例是一种燃烧器，该燃烧器包括燃烧室和围绕该燃烧室的内衬。一条脊围绕该内衬连续地延伸，并且一个凹槽与该脊相邻且围绕该内衬连续地延伸，其中脊和凹槽两者是大致平的或弯曲的。

所述燃烧器还包括在所述脊和所述凹槽之间的弯部。所述脊形成围绕所述内衬的连续螺旋，且具有与所述凹槽大致相同的宽度。所述燃烧器还可包括围绕所述内衬连续地延伸的多个脊和多个凹槽，所述多个脊大致平行于所述多个凹槽；以及在每个脊和每个凹槽之间的弯部。每个脊具有与每个凹槽大致相同的宽度。

本发明的又一个实施例是一种燃烧器，该燃烧器包括燃烧室和围绕该燃烧室的内衬。一个弯部围绕该内衬连续地延伸，并且一个大致平的区段与该弯部相邻、且围绕该内衬连续地延伸。该弯部和该大致平的区段限定该内衬的外圆周。该大致平的区段具有第一端部和第二端部，并且在该第一端部处的内衬的外圆周大于在该第二端部处的内衬的外圆周。

所述弯部形成围绕所述内衬的连续螺旋。所述第一端部在所述第二端部的上游。所述燃烧器还包括围绕所述内衬连续地延伸的多个弯部和围绕所述内衬连续地延伸的多个大致平的区段，其中至少一个大致平的区段在相邻弯部之间。所述多个大致平的区段中的每一个的第一端部在所述大致平的区段中的每一个的第二端部的下游。

结合说明书，本领域的普通技术人员将可更好地领会这样的实施例的特征和方面及其他。

附图说明

在包括参考附图的说明书的其余部分中更特别地阐述了包括对于本领域的技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和允许公开，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的燃烧器的简化横截面示意图；

图2是根据本发明的第一实施例的内衬的侧视平面图；

图3是根据本发明的第二实施例的内衬的侧视平面图；

图4是图2或3中所示的内衬的一部分的放大图；

图5是根据本发明的第三实施例的内衬的侧视平面图；

图6是根据本发明的第四实施例的内衬的侧视平面图；

图7是图5或6中所示的内衬的一部分的放大图；

图8是根据本发明的第五实施例的内衬的侧视平面图；

图9是根据本发明的第六实施例的内衬的侧视平面图；

图10是图8或9中所示的内衬的一部分的放大图；

图11是根据本发明的第七实施例的内衬的侧视平面图；

图12是根据本发明的第八实施例的内衬的侧视平面图；以及

图13是图8或9中所示的内衬的一部分的放大图。

附图标记列表：

10  燃烧器

12  喷嘴

14  顶帽

16  壳体

18  端帽

20  内衬