喷嘴帽（82）安置在喷嘴的下游端处。喷嘴帽包括孔，该孔被布置成容纳沿着喷嘴的纵向轴线（18）延伸的流体喷射喷枪的下游部分。流体喷射喷枪的下游部分包括居中定位的雾化器（80）以形成第一雾化喷出锥。雾化器的阵列（84）安置在喷嘴帽中。雾化器的阵列围绕喷枪的纵向轴线周向地安置。雾化器的阵列可以相对于居中定位的雾化器在径向外部定位，以形成相应的第二雾化喷出锥的阵列。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景1.
所公开的实施例涉及用于燃烧涡轮发动机（诸如，燃气涡轮发动机）的燃料喷嘴。更具体地，所公开的实施例涉及具有雾化器阵列的改进的多功能燃料喷嘴。2.相关技术的描述燃气涡轮发动机包括一个或多个燃烧室，所述燃烧室被构造成通过在压缩气体中燃烧燃料来产生热工作气体。采用燃料喷射组件或喷嘴来将燃料引入到每个燃烧室中。为向用户提供灵活性，这样的燃料喷嘴可以是多燃料类型的，其能够燃烧液体燃料或气体燃料之一，或同时燃烧液体燃料和气体燃料两者。燃气涡轮机燃烧室中的燃烧导致在所燃烧的气体中形成氮的氧化物（NOx），这被认为是不理想的。用于减少NOx的形成的一种技术涉及经由燃料喷射喷嘴将水与燃料一起喷射到燃烧室中。美国专利申请号13/163,826公开了一种燃料喷嘴组件，所述燃料喷嘴组件能够连同液态水喷射一起，燃烧气体燃料或液体燃料之一，或者两者。附图说明图1是体现本专利技术的方面的多功能燃料喷嘴的一个非限制性实施例的剖面、侧视图。图2是示出雾化器的一个非限制性示例的细节的等轴测、局部剖面图，所述雾化器安置在体现本专利技术的方面的多功能燃料喷嘴的下游端处。图3是图1中所示的多功能燃料喷嘴的后视等轴测视图。图4是图1中所示的多功能燃料喷嘴的前视等轴测视图。图5是示出喷嘴帽的一个非限制性示例的细节的等轴测、局部剖面图，所述喷嘴帽安置在体现本专利技术的方面的多功能燃料喷嘴的下游端处。图6是图5中所示的喷嘴帽和安装在喷嘴帽的前部面上的隔热罩的局部侧视图。图7是示出隔热罩并进一步示出喷嘴帽中的居中安置的孔的前视等轴测视图。图8是喷嘴帽中的气体燃料通道的示意性表示。图9是示出隔热罩并进一步示出安装在喷嘴帽的孔中的雾化器组件的一个非限制性示例的前视等轴测视图。图10是示出包括雾化器的环形阵列的喷嘴帽的另一个非限制性示例的细节的前视局部等轴测视图，所述喷嘴帽安置在体现本专利技术的另外的方面的多功能燃料喷嘴的下游端处。图11是示出在雾化器的阵列中的一个雾化器的细节的剖面、局部等轴测视图。图12是体现雾化器的环形阵列的多功能燃料喷嘴的一个非限制性实施例的剖面、侧视图。图13和图14示出相应的非限制性实施例，其包括阵列中的不同数目的雾化器和用这样的雾化器阵列形成的喷出锥的不同角展度。具体实施方式本专利技术的专利技术人已认识到，在某些现有技术的多燃料喷嘴的背景下会出现一些问题。例如，为减少NOx排放量，已知这些多燃料喷嘴将水喷射到燃烧室筒体中。该喷射通常呈能够冲击筒体中的内壁衬里的非雾化（例如，结实的（solid））水射流或水流的形式，且因此，这些水射流或水流能够在衬里壁上施加大量热损坏并最终导致缩短这样的衬里壁的寿命。至少鉴于这样的认识，本专利技术人提出一种创新的多功能燃料喷嘴，其成本有效且可靠地包括与居中定位的雾化器组合的雾化器阵列。该组合对以一个或多个精细雾化水锥的形式喷射水是有效的。一个或多个雾化锥可被构造成减少NOx排放量，同时减少耗水量并满足相关燃烧性能要求，诸如可涉及燃烧动力学、衬里壁温度等。所提出的燃料喷嘴能够通过多种操作功能来提供增强的操作通用性。能够取决于给定应用的需求来可选地互换该多种操作功能。将在下文的公开内容中论述所提出的多功能燃料喷嘴的其他方面。图1是体现本专利技术的方面的多功能燃料喷嘴10的一个非限制性实施例的剖面、侧视图。在这个实施例中，多功能燃料喷嘴10包括环形燃料喷射喷枪12，所述燃料喷射喷枪包括第一流体回路14和第二流体回路16。第一流体回路14居中安置在燃料喷射喷枪12内。第一流体回路14沿喷枪12的纵向轴线18延伸以将第一流体（由箭头20示意性地表示）输送到喷枪12的下游端22。第二流体回路16围绕第一流体回路14环形地安置以将第二流体（由箭头24示意性地表示）输送到喷枪12的下游端22。如可在图3中了解的，居中安置的第一入口15可用来将第一流体20引入到第一流体回路14中。类似地，第二入口17可用来将第二流体24引入到第二流体回路16中。如下文中将更详细地论述的，在一个非限制性实施例中，第一流体20或第二流体24中的一者可包括液体燃料，诸如石油馏分，其在燃烧涡轮发动机的液体燃料操作模式期间通过第一流体回路14和第二流体回路16中的一者输送。通过第一流体回路14和第二流体回路16中的另一者输送的第一流体20和第二流体24中的另一者可包括可选的非燃料流体，诸如空气或水。雾化器30安置在喷枪12的下游端22处。如可在图2中了解的，在一个非限制性实施例中，雾化器30包括第一喷出孔口32，所述第一喷出孔口响应于第一流体回路14以形成第一雾化喷出锥（由线34示意性地表示（图1））。雾化器30进一步包括第二喷出孔口36，所述第二喷出孔口响应于第二流体回路16以形成第二雾化喷出锥（由线38示意性地表示（图2））。因此，将理解的是在这个实施例中，雾化器30包括双孔口雾化器。在一个非限制性实施例中，雾化器30的孔口32、36相应地被构造成使得用雾化器30形成的第一和第二喷出锥34、38包括同心样式，诸如在预先确定的角度范围内彼此相交的锥。在不受限制的情况下，这样的样式可包括实心锥、半实心锥、中空锥、精细喷雾锥、多层空气、或单独的液滴（喷雾）。在一个非限制性实施例中，第一雾化喷出锥34的角度范围（θ1，（图1））从近似80度扩展到近似120度。在另外的非限制性实施例中，第一雾化喷出锥34的角度范围θ1从近似90度扩展到近似115度。在又另外的非限制性实施例中，第一雾化喷出锥34的角度范围θ1从近似104度扩展到近似110度。在一个非限制性实施例中，第二雾化喷出锥38的角度范围（θ2）从近似40度扩展到近似90度。在另外的非限制性实施例中，第二雾化喷出锥38的角度范围θ2从近似60度扩展到近似80度。据信，第一雾化喷出锥34与第二雾化喷出锥38之间的相对更大的角度差异倾向于在液体燃料的点火事件期间提供增强的雾化。相反，第一雾化喷出锥34与第二雾化喷出锥38之间的相对更小的角度差异倾向于在气体燃料操作期间提供增强的NOx减少能力。例如，其中第一雾化喷出锥34的角度范围θ1为近似110度且第二雾化喷出锥38的角度范围θ2为近似40度的非限制性组合与例如其中第一雾化喷出锥34的角度范围θ1为近似110度且第二雾化喷出锥38的角度范围θ2为近似80度的另一个非限制性组合相比将很可能在液体燃料的点火事件期间提供增强的雾化。如上文所述，后一示例组合将很可能在气体燃料操作期间提供增强的NOx减少能力。广义地说，第一雾化锥与第二雾化锥的相交的预先确定的角度范围可被调整以优化发动机的期望操作特性，诸如在液体燃料的点火事件期间的雾化性能、NOx减少性能等。根据所公开的实施例的方面，可基于给定应用的需求来可选地互换相应地由第一流体回路14和第二流体回路16提供的操作功能及由雾化器30形成的第一喷出锥34和第二喷出锥38。也就是说，可基于给定应用的需求来可选地互换相应地通过第一流体回路14和第二流体回路16输送的流体的类型。例如，在一个非限制性实施例中，在液体燃料的点火事件期间，可选的非燃料流体可包括空气（在一个示例情况下，所述空气通过第一流体回路14输送）且在这种情况下第一雾化喷出锥38包括空气锥，并且液体燃料包括石油燃料（所述石油燃料通过第二流体回路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于燃烧涡轮发动机的多功能燃料喷嘴，其包括：安置在所述喷嘴的下游端处的喷嘴帽，其中，所述喷嘴帽包括孔，所述孔被布置成容纳沿所述喷嘴的纵向轴线延伸的流体喷射喷枪的下游部分，所述流体喷射喷枪的所述下游部分包括居中定位的雾化器以形成第一雾化喷出锥；以及在所述喷嘴帽中的雾化器的阵列，所述雾化器的阵列围绕所述喷枪的所述纵向轴线周向地安置，所述雾化器的阵列相对于所述居中定位的雾化器在径向外部定位以形成相应的第二雾化喷出锥的阵列。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃烧涡轮发动机的多功能燃料喷嘴，其包括：安置在所述喷嘴的下游端处的喷嘴帽，其中，所述喷嘴帽包括孔，所述孔被布置成容纳沿所述喷嘴的纵向轴线延伸的流体喷射喷枪的下游部分，所述流体喷射喷枪的所述下游部分包括居中定位的雾化器以形成第一雾化喷出锥；以及在所述喷嘴帽中的雾化器的阵列，所述雾化器的阵列围绕所述喷枪的所述纵向轴线周向地安置，所述雾化器的阵列相对于所述居中定位的雾化器在径向外部定位以形成相应的第二雾化喷出锥的阵列。2.根据权利要求1所述的多功能燃料喷嘴，其中，所述雾化器的阵列包括环形阵列，并且进一步其中，所述喷嘴帽包括安置在所述喷嘴帽的前部面上的雾化器出口的环形阵列。3.根据权利要求1所述的多功能燃料喷嘴，其中，在所述发动机的液体燃料操作模式期间，所述居中定位的雾化器联接到输送液体燃料的第一流体回路以形成液体燃料的雾化锥，并且所述周向地安置的雾化器的阵列联接到输送水的第二流体回路以形成水锥的雾化阵列。4.根据权利要求1所述的多功能燃料喷嘴，其中，在所述发动机的液体燃料操作模式期间，所述居中定位的雾化器联接到输送水的第一流体回路以形成水的雾化锥，并且所述周向地安置的雾化器的阵列联接到输送液体燃料的第二流体回路以形成液体燃料锥的雾化阵列。5.根据前述权利要求中的任一项所述的多功能燃料喷嘴，其中，所述喷嘴帽还包括围绕所述喷嘴的所述纵向轴线周向地安置的多个气体燃料通道，所述多个气体燃料通道相对于雾化器的阵列在径向外部定位。6.根据权利要求5所述的多功能燃料喷嘴，其中，所述喷嘴帽包括周向地布置在所述喷嘴帽的前部面上的多个雉堞状结构。7.根据权利要求6所述的多功能燃料喷嘴，其中，所述气体燃料通道包括布置在所述雉堞状结构的相应顶部表面处的相应出口。8.根据权利要求1或5所述的多功能燃料喷嘴，其中，在所述发动机的气体燃料操作模式期间，所述雾化器的阵列联接到输送水的第一流体回路以形成水锥的雾化阵列。9.根据权利要求1或5所述的多功能燃料喷嘴，其中，在所述发动机的气体燃料操作模式期间，所述居中定位的雾化器联接到输送水的第二流体回路以形成水的雾化锥。10.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：SA拉米尔，VV巴夫，RL萨克维，C波利佐普洛斯，KF阿布贾乌德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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