[發明專利]用于渦輪發動機的燃燒室的多點噴射器

有效

• 申請號: 201080046195.3
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN102575844A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 迪迪爾·希波呂特·埃爾南德斯;托馬斯·奧利維耶·瑪麗·諾維爾
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: F23D11/36
• 分類號: F23D11/36;F23R3/28;F23R3/34
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;曾海艷

本發明涉及用于渦輪發動機(諸如飛機渦輪螺旋發動機或渦輪噴氣發動機)的環形燃燒室的“多點”燃料噴射器裝置。

在已知的方式中，渦輪發動機具有設置于高壓壓縮機出口位置并且裝備有多個燃料噴射器裝置的環形燃燒室，所述燃料噴射器裝置在所述燃燒室的入口處有規律地沿圓周分布。每一個多點噴射器設備包括第一文氏管以及與所述第一文氏管同軸設置的第二文氏管，在所述第一文氏管內，引燃噴射器(pilot?injector)居中地安裝在所述第一文氏管的軸上，所述噴射器通過引燃線路(pilot?circuit)連續不斷地供給燃料。該第二文氏管在其上游端部具有環形室，環形室內部安裝有環形圈，所述環形圈通過多點線路供給燃料。所述環形圈具有形成在在面向下游方向并且朝向所述第二文氏管的外部的前端面上的燃料噴射孔。

所述引燃線路以一定的速度輸送連續不斷地燃料流，所述速度優選地為低速，所述多點線路則以間歇的速度輸送燃料，而所述速度優選地為高速。

然而，在由來自于燃燒室中的火焰的輻射所引起的高溫的影響下，使用間歇多點線路所呈現的主要缺點在于當所述多點線路被切斷時將會導致停滯在所述多點線路中的燃料結渣或焦化。這些現象可導致在所述環形圈和所述多點線路的燃料噴射孔的位置形成焦炭，從而給來自于所述多點線路的燃料的噴射帶來不利影響，因此影響所述燃燒室的運轉。

為了降低焦化的風險，從本申請人的歐洲專利申請EP2026002中可得知：利用所述燃料引燃線路來冷卻所述多點線路，以便減少其中焦碳的形成，通過使用形成在所述環形室中且徑向地形成于所述環形圈的內側和外側的兩條環形通道，這兩條通道具有它們各自的與所述引燃噴射器連接的出口。

盡管如此，這樣的結構還是不能達到令人滿意的降低溢出所述環形室前端面的燃料焦化的風險，這是由于所述燃料依然暴露在由位于其下游的燃料燃燒所產生的強烈的熱輻射中。

本發明的一個特別的目的在于提供一種該問題的，簡單、有效、廉價的解決方法。

為達此目的，本發明提供了一種用于渦輪發動機的環形燃燒室的燃料噴射器裝置，所述裝置包括連續不斷地向通向第一文氏管的噴射器供給燃料的引燃線路，以及間歇地向形成在第二文氏管的上游環形室前表面上的噴射孔供給燃料的多點線路，所述第二文氏管與所述第一文氏管同軸，安裝于所述環形室內部的環形圈，用以限定用以向所述噴射孔供給燃料的供給線路以及通過使供給所述引燃線路的噴射器的燃料流過的方式工作的冷卻回路，所述噴射器裝置特征在于，所述冷卻回路在所述環形室的前表面上延伸，所述前表面緊鄰所述噴射孔。

將冷卻回路中的一部分并入到最大程度上暴露在熱輻射下的環形室的前表面上能夠使得所述前表面緊鄰所述噴射孔的部分將被連續不斷地冷卻以便避免所述噴射孔焦化。

有益地，所述冷卻回路的一部分由所述環形圈下游表面上的凹槽形成，所述下游表面抵靠于所述環形室的前表面上。

這使得用于所述環形室前表面的冷卻回路能夠以簡單的方式獲得，并且成本低。

所述冷卻回路還包括形成于所述環形圈和所述環形室的內側圓柱形壁之間的環形通道，以便冷卻所述第二文氏管的環形室的內側圓柱形表面，來自于所述高壓壓縮機的熱空氣氣流穿過所述第二文氏管。

所述冷卻回路還包括形成于所述環形圈和所述環形室的外側圓柱形壁之間的環形通道，所述通道可用于通過來自于所述引燃線路的燃料流對所述環形室的外側壁進行冷卻，否則可被設計為與所述引燃線路隔離并且在運轉過程中充滿空氣或焦化的燃料，所述空氣和焦化的燃料充當熱絕緣體。

在運轉過程中，所述第二文氏管的環形室的外周緣所承受的溫度低于所述環形室的內周緣所承受的溫度，所以不需要對所述環形室的外輪廓進行連續不斷地冷卻，使用熱絕緣體足矣。

在本發明的一個優選實施方式中，用于冷卻所述室的前表面的冷卻回路呈波浪形，其在所述噴射孔的內側和外側之間徑向地交替地延伸，從而使得所述冷卻回路被設置在與所述噴射孔盡可能接近的位置。

有益地，用于冷卻所述室前表面的冷卻回路包括兩個對稱的半圓形的分支，每一個分支在燃料進口裝置與燃料出口裝置之間延伸，所述燃料出口裝置與所述引燃線路的噴射器相連接。

穿過所述環形室上的噴射孔的燃料噴射借助于所述環形圈上的噴射孔實現，所述環形圈上的噴射孔通向所述環形室的噴射孔。

有益地，所述環形圈的下游壁上的噴射孔所具有的直徑小于所述環形室的前表面上的噴射孔的直徑，由此避免了在所述多點線路被切斷時殘留在所述環形圈的噴射孔中的燃料滴焦化而將位于室壁的噴射孔封堵。