[發明專利]具有混合套筒的小型混合燃料噴嘴組件

有效

• 申請號: 201711070311.5
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN108019775B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: G.A.博德曼;B.S.M.阿布德爾納比
• 申請（專利權）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: 郭帆揚;劉林華

本發明針對一種用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴。所述燃料噴嘴界定徑向方向、縱向方向、上游端和下游端。所述燃料噴嘴包括界定多個徑向定向的空氣入口端口的套筒。所述套筒在所述燃料噴嘴的所述下游端處界定套筒出口。所述套筒進一步包括所述徑向方向中從所述套筒朝內的環狀內壁，其中所述內壁在所述縱向方向上延伸。所述內壁界定流體通路和內壁出口，其中所述內壁出口朝向所述內壁的所述下游端安置。所述多個徑向定向的空氣入口端口的至少一部分沿著所述徑向方向從所述內壁朝外。所述燃料噴嘴進一步包括圍繞所述套筒的多個燃料噴射器，其中所述套筒和所述燃料噴射器中的每一個在所述下游端處連接到后向主體且在所述上游端處連接到前向主體。

技術領域

本主題大體上涉及燃氣渦輪發動機燃燒組件。更確切地說，本 主題涉及一種用于燃氣渦輪發動機燃燒器的預混合燃料噴嘴組件。

背景技術

飛機和工業燃氣渦輪發動機包括燃燒燃料以將能量輸入到發動 機循環的燃燒器。典型的燃燒器并有一個或多個燃料噴嘴，其功能 是將液體或氣體燃料引入到空氣流動流中，使得其可霧化且燃燒。 一般燃氣渦輪發動機燃燒設計準則包括優化燃料和空氣的混合和燃 燒以產生高能量燃燒，同時最小化例如一氧化碳、二氧化碳、氧化 亞氮和未燃盡的碳氫化合物等排放物，以及最小化部分歸因于燃燒 期間的壓力振蕩的燃燒聲響(combustion tones)。此外，一般燃氣渦 輪發動機燃燒設計必須產生滿功率條件以及部分功率條件下的燃氣 渦輪發動機可操作性，而不會產生不合需要的排放物輸出或壓力振蕩。

因此，需要一種燃料噴嘴或燃燒組件，其可產生高能量燃燒， 同時最小化全功率和部分功率條件下的排放物和燃燒不穩定性。

發明內容

本發明的各方面及優點將部分在以下描述中闡述，或可從所述 描述顯而易見，或可通過本發明的實踐習得。

本發明針對一種用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴。燃料噴嘴界 定徑向方向、縱向方向、上游端和下游端。燃料噴嘴包括界定多個 徑向定向的空氣入口端口的套筒。所述套筒在燃料噴嘴的下游端處 界定套筒出口。所述套筒進一步包括徑向方向中從套筒朝內的環狀 內壁，其中所述內壁在縱向方向上延伸。內壁界定流體通路和內壁 出口，其中內壁出口朝向內壁的下游端安置。所述多個徑向定向的 空氣入口端口的至少一部分沿著徑向方向從內壁朝外。燃料噴嘴進 一步包括圍繞套筒的多個燃料噴射器，其中套筒和所述燃料噴射器 中的每一個在下游端處連接到后向主體且在上游端處連接到前向主 體。

本發明的另一方面針對一種用于燃氣渦輪發動機的燃燒器組 件，其中所述燃燒器組件界定徑向方向、縱向方向、上游端和下游 端。燃燒器組件包括隔板壁，其在內襯的上游端和外襯之間徑向延 伸，其中內襯相對于發動機中心線與外襯徑向間隔，且在其間界定環狀燃燒腔室。內襯和外襯從隔板壁向下游延伸。燃燒器組件進一 步包括至少部分延伸穿過隔板壁的一個或多個燃料噴嘴。

本發明的又一方面針對一種在全功率或部分功率條件下操作燃 氣渦輪發動機的方法。燃氣渦輪發動機包括界定第一燃燒區、第二 燃燒區和第三燃燒區的燃燒器組件，其中所述方法包括發送第一量 的燃料和第一經壓縮空氣穿過燃料噴嘴；發送第二量的燃料和第二 經壓縮空氣穿過燃料噴嘴；以及發送第三量的燃料和第三經壓縮空 氣穿過燃料噴嘴。

具體地，本申請的技術方案1涉及一種用于燃氣渦輪發動機的燃 料噴嘴，所述燃料噴嘴界定徑向方向、縱向方向、上游端和下游 端，所述燃料噴嘴包括：套筒，其界定多個徑向定向的空氣入口端 口，且其中所述套筒界定所述燃料噴嘴的所述下游端處的套筒出口，其中所述套筒包括在所述徑向方向中從所述套筒朝內的環狀內 壁，其中所述內壁在所述縱向方向上延伸，且其中所述內壁界定流 體通路，且其中所述內壁界定朝向所述內壁的所述下游端安置的內 壁出口，且進一步其中所述多個徑向定向的空氣入口端口的至少一部分沿著所述徑向方向從所述內壁朝外；以及多個燃料噴射器，其 圍繞所述套筒，其中所述套筒和所述燃料噴射器中的每一個在所述 下游端處連接到后向主體且在所述上游端處連接到前向主體。