[發(fā)明專利]具有柔性支承結(jié)構(gòu)的燃料噴嘴

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480070645.0
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN105829802B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J.T.穆克;J.J.貝拉迪;T.屠
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉林華,周心志

相關(guān)申請的交叉引用

本申請請求享有2013年12月23日提交的當(dāng)前未決的美國臨時專利申請61/920,018的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴，并且更具體地涉及用于支承渦輪發(fā)動機燃料噴嘴內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)的設(shè)備。

背景技術(shù)

飛行器燃氣渦輪發(fā)動機包括燃燒器，其中燃燒焚燒來將熱輸入到發(fā)動機循環(huán)中。典型的燃燒器結(jié)合一個或更多個燃料噴射器，其功能在于將液體燃料引入空氣流中，使得燃料可霧化和焚燒。

已經(jīng)開發(fā)出了分級燃燒系統(tǒng)來限制污染、提高效率、降低成本、提高發(fā)動機輸出和改善可操作性。在分級燃燒系統(tǒng)中，燃燒器的噴嘴可操作成經(jīng)由兩個或更多個分立的級來有選擇地噴射燃料，各個級均由燃料噴嘴內(nèi)的獨立燃料流動通路限定。例如，燃料噴嘴可包括連續(xù)地操作的引導(dǎo)級，以及僅在較高發(fā)動機功率水平下操作的主級。燃料流速也可在各個級內(nèi)變化。

典型的燃料噴嘴為復(fù)雜的組件，其包括安裝到連接至燃氣渦輪發(fā)動機的靜止部分上的柄上的噴嘴末梢。噴嘴末梢通常包括許多內(nèi)部支承的構(gòu)件，限定了用于空氣和燃料流動的錯綜的小截面通路。燃料噴嘴的部分暴露于高溫空氣流和徑向加熱，而其它部分與加熱隔離且暴露于相對冷的液體燃料流。大體上，熱部分和冷部分應(yīng)當(dāng)隔離，以避免承載燃料的通路中的熱應(yīng)力和熱引起的碳沉積物(即，"結(jié)焦")。

此外，整個燃料噴嘴經(jīng)歷各種頻率下的顯著的振動。燃料噴嘴的內(nèi)部支承結(jié)構(gòu)必須足夠硬，以避免疲勞故障和非期望的諧振行為，而且還具有一定的順應(yīng)性，以便避免負載從一個構(gòu)件轉(zhuǎn)移至燃料噴嘴內(nèi)的另一個。

因此，將期望的是具有帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)的燃料噴嘴，內(nèi)部結(jié)構(gòu)機械地且熱力地隔離。

發(fā)明內(nèi)容

該需要通過本發(fā)明解決，本發(fā)明提供了結(jié)合一個或更多個柔性支承結(jié)構(gòu)來向燃料噴嘴的其它元件提供結(jié)構(gòu)支承的分級燃料噴嘴。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴設(shè)備包括：具有與燃料供應(yīng)連接件連通的排放口的燃料排放元件；靜止支承結(jié)構(gòu)；以及使支承結(jié)構(gòu)和燃料排放元件互連的懸臂柔性支承結(jié)構(gòu)，柔性支承結(jié)構(gòu)具有連接到靜止支承結(jié)構(gòu)上的第一端，以及連接到燃料排放元件上的第二端。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，燃料排放元件、靜止支承結(jié)構(gòu)和柔性支承結(jié)構(gòu)全部形成單個整體構(gòu)造的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴設(shè)備包括：沿中心線軸線同軸地設(shè)置且在其第一端處具有燃料排放口的環(huán)形內(nèi)壁；包繞內(nèi)壁的環(huán)形外壁；使內(nèi)壁和外壁互連，與中心線軸線成銳角延伸，在前接合處連結(jié)外壁，在后接合處連結(jié)內(nèi)壁，具有平滑彎曲的弓形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，支承臂為單個完全環(huán)形的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，內(nèi)壁具有設(shè)置在其中的計量塞，計量塞包括至少一個噴霧孔(spray hole)，其與燃料排放口連通，沿中心線軸線同軸地設(shè)置且具有其中的周向燃料流道，且包括與燃料流道連通的燃料口的徑向陣列，使環(huán)支承件和噴射環(huán)互連，包括從主環(huán)支承件沿徑向向外且向后延伸的前部、從前部的外端沿軸向向后且沿徑向向內(nèi)延伸，通過支承臂從主環(huán)支承件懸伸。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，支承臂為單個完全環(huán)形的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，支承臂的前端在前接合處連結(jié)環(huán)支承件，在后接合處連結(jié)噴射環(huán)，具有平滑彎曲的弓形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，支承臂在后接合處具有最大厚度，與噴射環(huán)連通，包括：大體上沿徑向方向延伸的第一部分；弓形且包繞環(huán)支承件的第二部分；為軸向且連接到噴射環(huán)上；包繞噴射環(huán)，具有大體上圓柱形的外表面，在前端與后端之間延伸，穿過外表面，設(shè)置在外體內(nèi)來限定副流動通路，與噴霧井中的一個對準，設(shè)置在外體內(nèi)，包括設(shè)置在內(nèi)體內(nèi)的最小直徑的喉部，設(shè)置在文氏管內(nèi)的環(huán)形分流器，在文氏管與分流器之間延伸，設(shè)置在分流器內(nèi)，在分流器與引導(dǎo)燃料噴射器之間延伸，可操作成在變化流速下供應(yīng)液體燃料流；聯(lián)接在燃料系統(tǒng)與引導(dǎo)燃料噴射器之間的引導(dǎo)燃料導(dǎo)管，聯(lián)接在燃料系統(tǒng)與噴射環(huán)(24)之間。

附圖說明

本發(fā)明可連同附圖參照以下描述來最佳地理解，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的方面構(gòu)成的燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴的示意性截面視圖；

圖2為圖1中所示的燃料噴嘴的一部分的放大視圖，示出了其引導(dǎo)件；

圖3為圖1中所示的燃料噴嘴的一部分的放大視圖，示出了其主噴射環(huán)；