燃料喷嘴结构制造技术

本发明专利技术涉及燃料喷嘴结构。具体而言，一种燃气涡轮发动机燃料喷嘴装置包括：环形外体，该外体平行于中心线轴线延伸，且具有在前端与后端之间延伸的大体上圆柱形的外表面，且具有穿过外表面的多个开口；设置在外体内的环形主喷射环，主喷射环包括从其沿径向向外延伸的环形阵列的燃料柱；沿周向方向在主喷射环内延伸的主燃料通道；多个主燃料孔口，各个主燃料孔口与主燃料通道连通，且延伸穿过其中一个燃料柱；以及将主喷射环连接至外体的悬置结构，悬置结构构造成沿轴向和侧向方向大致刚性地定位主环的位置，同时允许沿径向方向的受控偏转。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及燃气涡轮发动机燃料喷嘴，且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机燃料喷嘴的主喷射结构。

技术介绍

飞行器燃气涡轮发动机包括燃烧器，燃料在燃烧器中焚烧以将热输入发动机循环。典型的燃烧器包括一个或多个燃料喷射器，燃料喷射器作用为将液体燃料引入空气流中，使得其可雾化和焚烧。
分级燃烧器发展成以低污染、高效率、低成本、高发动机输出和良好的发动机操作性操作。在分级燃烧器中，燃烧器的喷嘴可操作成通过两个或更多个离散的级来选择性地喷射燃料，各个级由燃料喷嘴内的独立燃料流动通路限定。例如，燃料喷嘴可包括连续地操作的引导级，以及仅在较高发动机功率水平下操作的主级。燃料流率还可在各个级内变化。
主级包括具有多个燃料喷射端口的环形主喷射环，该多个燃料喷射端口通过包绕的中心体将燃料排放到旋流混合器空气流中。此类燃料喷嘴的需求确保燃料不会摄入燃料喷嘴内的空隙中，其在那里可点燃而引起内部破坏和可能的反常操作。还期望具有穿透到混合器空气流中的良好燃料射流。

技术实现思路

该需求由本专利技术解决，本专利技术提供了包括喷射结构的燃料喷嘴，该喷射结构构造成生成空气流，空气流清洗且协助燃料流穿透到空气流中。
根据本专利技术的一个方面，一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴装置包括：环形外体，外体平行于中心线轴线延伸，外体具有在前端与后端之间延伸的大体上圆柱形的外表面，且具有穿过外表面的多个开口；设置在外体内的环形主喷射环，主喷射环包括从其沿径向向外延伸的环形阵列的燃料柱；沿周向方向在主喷射环内延伸的主燃料通道；多个主燃料孔口，各个主燃料孔口与主燃料通道连通，且延伸穿过其中一个燃料柱；以及将主喷射环连接至外体的悬置结构，悬置结构构造成沿轴向和侧向方向大致刚性地定位主环的位置，同时允许沿径向方向的受控偏转。
根据本专利技术的另一个方面，悬置结构包括：在开口后方从外体沿径向向内延伸的环形凸缘；沿大体上轴向方向从凸缘向前延伸且沿径向穿过主喷射环的内侧的环形内臂；从主喷射环沿轴向向前延伸的环形外臂；以及在主喷射环的轴向前方的位置处使内臂和外臂互连的U形弯曲部。
根据本专利技术的另一个方面，挡板沿大体上轴向方向从凸缘向前延伸且沿径向穿过主喷射环的外侧；并且挡板包括燃料柱穿过的开口。
根据本专利技术的另一个方面，挡板的前端在开口前方连接至外体。
根据本专利技术的另一个方面，各个燃料柱包括限定圆柱形侧表面的周壁，以及从周壁的远端表面沿径向向内凹入以限定喷雾井的沿径向面向外的底板；且各个燃料柱与外体中的开口中的一个对准且通过限定在开口与侧表面之间的外周间隙与开口分开。
根据本专利技术的另一个方面，燃料柱沿径向向外延伸超过外体的外表面。
根据本专利技术的另一个方面，各个燃料柱在平面视图中为伸长的，且包括限定侧表面的周壁和从周壁的远端表面沿径向向内凹入以限定喷雾井的沿径向面向外的底板；且各个燃料柱与外体中的开口中的一个对准且通过限定在开口与侧表面之间的外周间隙与开口分开。
根据本专利技术的另一方面，至少一个空气协助端口在周壁与底板的交叉点附近形成在周壁中。
根据本专利技术的另一个方面，其中至少一个燃料柱包括沿平行于远端表面的线延伸的斜面形嵌口，嵌口在喷雾井处具有最大径向深度且在径向高度中向外渐缩，在离喷雾井一定距离处接合远端表面。
根据本专利技术的另一个方面，各个燃料柱的周壁在平面视图中为泪滴形。
根据本专利技术的另一个方面，径向间隙存在于燃料柱与外体之间；各个燃料柱包括限定圆柱形侧表面的周壁，以及限定从周壁的远端表面沿径向向内凹入的沿径向面向外的底板的孔；并且大体上管状的滑动密封件接纳在各个燃料柱的孔中且跨越径向间隙。
根据本专利技术的另一个方面，各个滑动密封件固定在外体的其中一个开口中，且利用滑动配合接纳在燃料柱的对应孔中。
根据本专利技术的另一个方面，该装置还包括：包括设置在主喷射环内的具有最小直径的喉部的环形文氏管；设置在文氏管内的环形分流器；在文氏管与分流器之间延伸的外旋流导叶的阵列；设置在分流器内的引导燃料喷射器；以及在分流器与引导燃料喷射器之间延伸的内旋流导叶的阵列。
根据本专利技术的另一个方面，该装置还包括：可操作成在变化的流率下供应液体燃料流的燃料系统；联接在燃料系统与引导燃料喷射器之间的引导燃料管道；以及联接在燃料系统与主喷射环之间的主燃料管道。
技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴装置，包括：
环形外体，所述外体平行于中心线轴线延伸，所述外体具有在前端与后端之间延伸的大体上圆柱形的外表面，且具有穿过所述外表面的多个开口；
设置在所述外体内的环形主喷射环，所述主喷射环包括从其沿径向向外延伸的环形阵列的燃料柱；
沿周向方向在所述主喷射环内延伸的主燃料通道；
多个主燃料孔口，各个主燃料孔口与所述主燃料通道连通，且延伸穿过所述燃料柱中的一个；以及
将所述主喷射环连接至所述外体的悬置结构，所述悬置结构构造成沿轴向和侧向方向大致刚性地定位所述主环的位置，同时允许沿径向方向的受控偏转。
技术方案2.根据技术方案1所述的装置，其特征在于，所述悬置结构包括：
在所述开口后方从所述外体沿径向向内延伸的环形凸缘；
沿大体上轴向方向从所述凸缘向前延伸且沿径向穿过所述主喷射环的内侧的环形内臂；
从所述主喷射环沿轴向向前延伸的环形外臂；以及在所述主喷射环的轴向前方的位置处使所述内臂和所述外臂互连的U形弯曲部。
技术方案3.根据技术方案2所述的装置，其特征在于：
挡板沿大体上轴向方向从所述凸缘向前延伸且沿径向穿过所述主喷射环的外侧；并且
所述挡板包括所述燃料柱穿过的开口。
技术方案4.根据技术方案3所述的装置，其特征在于，所述挡板的前端在所述开口前方连接至所述外体。
技术方案5.根据技术方案1所述的装置，其特征在于：
各个燃料柱包括限定圆柱形侧表面的周壁，以及从所述周壁的远端表面沿径向向内凹入以限定喷雾井的沿径向面向外的底板；并且
各个燃料柱与所述外体中的所述开口中的一个对准，且通过限定在所述开口与所述侧表面之间的外周间隙与所述开口分开。
技术方案6.根据技术方案5所述的装置，其特征在于，所述燃料柱沿径向向外延伸超过所述外体的外表面。
技术方案7.根据技术方案1所述的装置，其特征在于：
各个燃料柱在平面视图中为伸长的，且包括限定侧表面的周壁和从所述周壁的远端表面沿径向向内凹入以限定喷雾井的沿径向面向外的底板；以及
各个燃料柱与所述外体中的所述开口中的一个对准，且通过限定在所述开口与所述侧表面之间的外周间隙与所述开口分开。
技术方案8.根据技术方案7所述的装置，其特征在于，至少一个空气协助端口在所述周壁与所述底板的交叉点附近形成在所述周壁中。
技术方案9.根据技术方案7所述的装置，其特征在于，所述燃料柱中的至少一个包括沿平行于所述远端表面的线延伸的斜面形嵌口，所述嵌口在所述喷雾井处具有最大径向深度且在径向高度中向外渐缩，在离所述喷雾井一定距离处接合所述远端表面。
技术方案10.根据技术方案7所述的装置，其特征在于，各个燃料柱的所述周壁在平面视图中为泪滴形。
技术方案11.根据技术方案1所述的装置，其特征在于：
径向间隙存在于所述燃料柱与所述外体之间；
各个燃料柱包括限定圆柱形侧表面的周壁，以及限定从所述周壁的远端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴装置，包括：环形外体，所述外体平行于中心线轴线延伸，所述外体具有在前端与后端之间延伸的大体上圆柱形的外表面，且具有穿过所述外表面的多个开口；设置在所述外体内的环形主喷射环，所述主喷射环包括从其沿径向向外延伸的环形阵列的燃料柱；沿周向方向在所述主喷射环内延伸的主燃料通道；多个主燃料孔口，各个主燃料孔口与所述主燃料通道连通，且延伸穿过所述燃料柱中的一个；以及将所述主喷射环连接至所述外体的悬置结构，所述悬置结构构造成沿轴向和侧向方向大致刚性地定位所述主环的位置，同时允许沿径向方向的受控偏转。

【技术特征摘要】
2014.12.23 US 14/5803011.一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴装置，包括：
环形外体，所述外体平行于中心线轴线延伸，所述外体具有在前端与后端之间延伸的大体上圆柱形的外表面，且具有穿过所述外表面的多个开口；
设置在所述外体内的环形主喷射环，所述主喷射环包括从其沿径向向外延伸的环形阵列的燃料柱；
沿周向方向在所述主喷射环内延伸的主燃料通道；
多个主燃料孔口，各个主燃料孔口与所述主燃料通道连通，且延伸穿过所述燃料柱中的一个；以及
将所述主喷射环连接至所述外体的悬置结构，所述悬置结构构造成沿轴向和侧向方向大致刚性地定位所述主环的位置，同时允许沿径向方向的受控偏转。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述悬置结构包括：
在所述开口后方从所述外体沿径向向内延伸的环形凸缘；
沿大体上轴向方向从所述凸缘向前延伸且沿径向穿过所述主喷射环的内侧的环形内臂；
从所述主喷射环沿轴向向前延伸的环形外臂；以及在所述主喷射环的轴向前方的位置处使所述内臂和所述外臂互连的U形弯曲部。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：
挡板沿大体上轴向方向从所述凸缘向前延伸且沿径向穿过所述主喷射环的外侧；并且
所述挡板包括所述燃料柱穿过的开口。
4.根据权利要求3所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：NV帕特，DD托姆森，MJ麦卡伦，K范德沃尔德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US