[發明專利]用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴

有效

• 申請號: 201810213449.4
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108626746B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: N.V.帕特爾;A.A.曼奇尼;D.D.湯姆森
• 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: 金飛;譚祐祥

一種用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴包括外部主體，外部主體總體沿中心線軸線延伸并且在外表面中限定多個開口。燃料噴嘴另外包括主噴射環，其至少部分地設置在外部主體內，主噴射環包括延伸進入或穿過外部主體的多個開口的其中一個開口的燃料柱。燃料柱限定噴灑井和主燃料口，噴灑井限定底表面，側壁，以及在底表面中從主燃料口向側壁延伸的錐形。

技術領域

本發明主題總體涉及用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括布置成彼此成流連通的風扇和核心。另外，燃氣渦輪發動機的核心通常以串行流順序包括壓縮機段、燃燒段、渦輪段和排放段。在運行中，空氣從風扇提供至壓縮機段的入口，在這里一個或更多軸流式壓縮機逐步地壓縮空氣，直到其到達燃燒段。燃料使用燃燒段內的一個或更多燃料噴嘴與壓縮空氣混合并燃燒從而提供燃燒氣體。燃燒氣體被從燃燒段導引至渦輪段。穿過渦輪段的燃燒氣體的流驅動渦輪段且然后被導引穿過排放段，例如導向大氣。

更具體地，燃料噴嘴起作用來將液體燃料引入氣流流，使得液體燃料可以霧化并且燃燒。另外，已經開發出分級的燃料噴嘴來以相對高的效率和可操作性運行。在分級的燃料噴嘴中，燃料可以被引導通過兩個或更多離散的級，且每個級都被燃料噴嘴內單個的燃料流徑限定。例如，至少某些分級的燃料噴嘴包括連續可操作的引導級，以及例如以高功率水平操作的主級。

對于某些實施例，主級可包括環形的主噴射環，主噴射環具有將燃料通過圓形中心體排入盤旋的混合器氣流的多個燃料噴射端口。當主級沒有使用時，可能有利的是清掃其中的至少一部分燃料，使得燃料溫度不會升高并且開始結焦。因此，具有使得燃料噴嘴的主級能夠清掃其中的至少一部分燃料的一個或更多特征的燃料噴嘴將是有用的。

發明內容

本發明的多個方面和優點將在以下說明中部分地闡述，或者可由該說明而顯而易見，或者可通過實踐本發明而獲悉。

在本發明公開的一個示例性實施例中，提供了用于燃氣渦輪發動機的燃料噴嘴。該燃料噴嘴限定中心線軸線并且包括總體沿著該中心線軸線延伸并限定外表面的外部主體，該外部主體在外表面中限定多個開口。燃料噴嘴另外包括主噴射環，其至少部分地設置在外部主體內，主噴射環包括延伸進入或穿過外部主體的多個開口的其中一個開口的燃料柱。燃料柱限定噴灑井和主燃料口，噴灑井限定底表面，側壁，以及在底表面中從主燃料口向側壁延伸的錐形。

在某些示例性實施例中，主燃料口限定中心線，其中該錐形圍繞主燃料口的中心線延伸至少大約二十度。

在某些示例性實施例中，主燃料口限定中心線，其中該錐形圍繞主燃料口的中心線延伸至少大約四十五度。

在某些示例性實施例中，燃料柱限定頂表面，其中該錐形與平行于頂表面延伸的基準平面限定突出角度，并且其中該突出角度大于零度并且小于大約七十五度。

在某些示例性實施例中，噴灑井限定最大寬度，其中主燃料口限定最大寬度，并且其中噴灑井的最大寬度為主燃料口的最大寬度的至少大約兩倍大。

在某些示例性實施例中，該錐形從主燃料口向側壁延伸。

在某些示例性實施例中，該錐形的底邊緣沿大致直的方向從主燃料口總體向側壁延伸。

在某些示例性實施例中，噴灑井的側壁限定最大高度，其中該錐形在底壁中限定最大高度，并且其中該錐形的最大高度為噴灑井的側壁的最大高度的至少大約百分之五。例如，在某些示例性實施例中，錐形的最大高度為噴灑井的側壁的最大高度的至少大約百分之十。

在某些示例性實施例中，燃料柱進一步限定頂表面，其中燃料柱的頂表面限定遠離噴灑井延伸的嵌接頭。