[發明專利]用于燃氣渦輪發動機的射流旋流空氣噴射燃料噴射器

有效

• 申請號: 201910019600.5
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN110017502B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: G.A.博德曼;J.M.馬蒂尼;M.A.本杰明;P.奈克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23R3/34;F23R3/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡宗鑫;金飛

一種用于燃氣渦輪發動機的燃料噴射器包括外套筒。外套筒的上游端限定入口開口，且下游端限定出口開口，其各個限定在外套筒內。外套筒限定沿徑向方向延伸穿過其中的徑向開口。外套筒的至少一部分限定多個凹槽。外套筒從燃料噴射器中心線沿徑向方向限定多個凹槽外側的穿過外套筒的至少一部分的燃料導管。燃料導管限定燃料噴射開口，燃料噴射開口沿徑向方向在限定成穿過外套筒的徑向開口內側。臂的第一部件聯接至外套筒。臂的第二部件的輪廓設計成限定大體上與燃料噴射器中心線同心的燃料噴射端口。

技術領域

本主題大體上涉及用于燃燒組件的燃料噴射器。

背景技術

燃氣渦輪發動機且具體是其燃燒組件關于減少排放，增大功率輸出和改進性能和可操作性(包括部分負載或部分功率條件下)的挑戰越來越大。然而，燃氣渦輪發動機中可分配給燃燒組件的重量和空間有限。

用于改進排放輸出、功率輸出和/或性能和可操作性的潛在解決方案是駐渦燃燒器(TVC)或軸向分級的燃燒器組件。然而，已知的燃料噴射器在應用于TVC或軸向分級燃燒器時，大體上產生燃料或燃料/氧化劑混合物的高旋流(例如，大約0.5或更大的旋流數)或相對低軸向動量流。更進一步，已知的燃料噴射器大體上包括促進火焰錨定的一個或多個特征，大體上如，火焰穩定器、葉、中心體或下游末梢結構。盡管此性能屬性是在常規貧燃燒或富燃燒環形、筒形或筒-環形燃燒器組件中可認識到或優選的，但此屬性可導致渦破裂、中心線逆流，以及大體上不充分的混合、性能和操作，這些不利于TVC或軸向分級燃燒器性能和操作。

因此，需要一種燃料噴射器組件，其產生相對高動量、低旋流或無旋流燃料/氧化劑流來用于驅動駐渦或軸向燃料分級稀釋射流。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中被闡述，或可根據描述而顯而易見，或可通過實踐本發明而習知。

本公開內容涉及一種用于燃氣渦輪發動機的燃料噴射器。燃料噴射器包括相對于燃料噴射器中心線沿周向方向且與燃料噴射器中心線至少部分地同向延伸的至少部分圓柱形的外套筒，其中外套筒的上游端限定入口開口，且外套筒的下游端限定出口開口，其中入口開口和出口開口中的各個相對于燃料噴射器中心線沿徑向方向限定在外套筒內，且進一步其中外套筒相對于燃料噴射器中心線沿徑向方向限定延伸穿過其中的徑向開口，且其中外套筒的內徑的至少一部分限定從大致入口開口延伸的多個凹槽，且進一步其中外套筒從燃料噴射器中心線沿徑向方向限定多個凹槽外側的穿過外套筒的至少一部分的燃料導管，且其中燃料導管限定噴射開口，所述噴射開口沿徑向方向在限定成穿過外套筒的徑向開口內側；以及聯接至外套筒且相對于燃料噴射器中心線沿徑向方向延伸的臂，其中臂限定聯接至外套筒的第一部件，以及沿徑向方向延伸且輪廓設計成限定與燃料噴射器中心線大體上同心的燃料噴射端口的第二部件，且其中第二部件限定延伸穿過其中的與燃料噴射端口流體連通的燃料通路。

在一個實施例中，臂的第二部件限定燃料通路內的壓力霧化器。

在另一個實施例中，外套筒將多個凹槽處的內徑的至少一部分限定為從入口開口朝下游方向減小。

在又一個實施例中，穿過外套筒限定的徑向開口沿多個凹槽的下游端的徑向方向向外設置。

在又一個實施例中，穿過外套筒限定的徑向開口相對于燃料噴射器中心線至少部分地沿周向方向延伸。

在再一個實施例中，燃料/氧化劑混合通路限定在外套筒內側。燃料/氧化劑混合通路限定在多個凹槽下游和出口開口上游。

在一個實施例中，燃料導管進一步限定成穿過臂的第一部件。

在另一個實施例中，穿過外套筒的徑向開口相對于燃料噴射器中心線至少部分地沿軸向方向延伸。燃料噴射器開口和多個凹槽的下游端各自沿徑向方向限定在徑向開口內側。