燃气涡轮发动机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃气涡轮发动机，包括一个或多个燃料喷射器，所述燃料喷射器包括中心体、进气管道、混合管道、旋流器和流量调节器，所述进气管道和混合管道被定位成围绕该中心体，以限定空气流动通道。所述旋流器位于该进气管道和混合管道之间。流量调节器被设置在相对于旋流器的上游的空气流动通道中。流量调节器具有被配置成将空气沿圆周均匀地分布在进气管道内的多孔板。本实用新型专利技术提供了一种空气和燃料的均匀混合模式以形成均匀的空气-燃料混合物，并且可以实现空气-燃料混合物在燃烧室中的完全燃烧。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种燃气涡轮发动机，包括一个或多个燃料喷射器，所述燃料喷射器包括中心体、进气管道、混合管道、旋流器和流量调节器，所述进气管道和混合管道被定位成围绕该中心体，以限定空气流动通道。所述旋流器位于该进气管道和混合管道之间。流量调节器被设置在相对于旋流器的上游的空气流动通道中。流量调节器具有被配置成将空气沿圆周均匀地分布在进气管道内的多孔板。本技术提供了一种空气和燃料的均匀混合模式以形成均匀的空气-燃料混合物，并且可以实现空气-燃料混合物在燃烧室中的完全燃烧。【专利说明】燃气涡轮发动机
本技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器，更具体地涉及用于在燃气涡轮发动机中均匀地混合空气和燃料的燃料喷射器。
技术介绍
近年来，发动机的排放标准变得越来越严格。为了达到严格的排放标准，发动机制造商正在不断努力实现可能会远低于排放标准中指定的允许范围的排放水平。一些通常已知的由燃料的燃烧产生的污染物有一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氮氧化物。 在某些情况下，对污染物的允许范围，假定按兆比率(ppm)计算，可以通过在操作过程中改变发动机的空气-燃料比来满足。先前已知的系统已经实现对空气-燃料比的改变。然而，这些系统不能均匀地分配空气和燃料以实现空气和燃料的均匀混合模式，因此，可能会产生用于燃烧的非均匀的空气-燃料混合物。 第8，186，162号美国专利涉及一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴。该燃料喷嘴具有带引燃的中心体构件、环绕筒形壳体、混合管道和进气管道。该燃料喷嘴还具有位于该进气管道和该混合管道之间的主要燃料喷射装置。该主要燃料喷射装置被配置成将燃料流引入该筒构件中以产生随后被旋流器预混合的燃料/空气混合物。该燃料/空气混合物随后在该混合管道中进一步混合，并从喷嘴喷出，进入燃烧室中用于燃烧。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种燃气涡轮发动机，用于实现空气和燃料在燃气涡轮发动机中的均匀混合。 在一方面，本技术提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括中心体、进气管道、混合管道、旋流器和流量调节器；所述进气管道和混合管道被定位成围绕该中心体，以限定空气流动通道；所述旋流器被定位于该进气管道和混合管道之间；所述流量调节器被设置在该空气流动通道相对于旋流器的上游；所述流量调节器具有被配置成将空气沿圆周均匀地分布在该进气管道内的多孔板。 在另一方面，本技术还公开了一种包括燃烧室和一个或多个与所述燃烧室相关联的燃料喷射器的燃气涡轮发动机；所述燃料喷射器包括中心体、进气管道、混合管道、旋流器和流量调节器；所述进气管道和混合管道被定位成围绕所述中心体，以限定空气流动通道；所述旋流器位于所述进气管道和混合管道之间；所述流量调节器被设置在所述空气流动通道相对于旋流器的上游，所述流量调节器具有被配置成将空气沿圆周均匀地分布在该进气管道内的多孔板。 进一步的，所述流量调节器包括圆柱体，其装配在进气管道并围绕燃料喷射器的中心体。 其中，所述多孔板位于圆柱体的下游端。 又进一步的，所述圆柱体包括在其上限定开口的外表面。 优选的，所述多孔板包括圆穿孔或者弯曲的矩形穿孔。 进一步的，所述旋流器包括多个叶片，所述叶片从中心体向外延伸并进入空气流动通道。 又进一步的，所述叶片包括多个燃料喷口。 其中，所述中心体包括配置成喷射燃料的引燃流的引燃燃料喷射器。 上述技术方案提供了一种空气和燃料的均匀混合模式以形成均匀的空气-燃料混合物，并且可以实现空气-燃料混合物在燃烧室中的完全燃烧。由此可以使得燃气涡轮发动机的排放水平降低，并且可以等于或小于燃气涡轮发动机的排放要求所确定的允许极限。 本技术的其它特征和方面将从以下说明和附图中显而易见。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据本技术的一个实施例的示例性的燃气涡轮发动机的剖面图； 图2是图1中示例性的燃气涡轮发动机使用的燃料喷射器的前剖视图； 图3-5是根据本技术的各示例性的实施例的流量调节器的前透视图； 图6是将空气-燃料混合物输送到示例性的燃气涡轮发动机的燃烧室的方法流程图。 【具体实施方式】 本技术涉及用于在燃气涡轮发动机中使用的燃料喷射器的气流调节器。虽然，本技术重点在于在此公开的燃气涡轮发动机、结构、步骤以及方法，其可以类似地适用于在其它类型的发动机例如内燃机中使用的燃料喷射器。图1示出了示例性的燃气涡轮发动机100的剖视图。该燃气涡轮发动机100可以是任何类型的。在一个实施例中，该燃气涡轮发动机100可以被用于驱动发电机发电或其它机械组件，例如压缩机。在其它实施例中，该燃气涡轮发动机100可以用于移动机器，例如但不限于运土机器、客车、船舶或本领域已知的任何其它移动机器。 该燃气涡轮发动机100可以包括压缩机部分102、燃烧器部分104、涡轮机部分106和排气部分108。该压缩机部分102可以包括一系列的固定连接到中心轴112周围的压缩机叶片110。该压缩机叶片110可以旋转以压缩空气。当该中心轴112旋转时，该压缩机叶片110可以将空气吸入到该燃气涡轮发动机100中并加压空气，然后该加压空气可以被导向该燃烧器部分104。可以设想该压缩机部分102可以进一步包括压缩机叶片(未示出)，该压缩机叶片独立于中心轴112并在涡轮发动机运转期间保持静止。 该燃烧器部分104可以将液态的和/或气态的燃料与来自压缩机部分102的压缩空气混合，并燃烧该混合物以产生机械功输出。该燃烧器部分104可以包括燃烧室114和一个或多个与该燃烧室114相关联的燃料喷射器116。在如图1所不的一个实施例中，该燃料喷射器116可以环状地布置在中心轴112周围。该燃烧室114可以遮蔽燃烧过程。该燃料喷射器116可以将液体和气体燃料中的一种或两种喷射进来自压缩机部分102的压缩空气流中，用于在燃烧室114内的点火。当燃料/空气混合物燃烧时，受热的分子会膨胀并以高速运动进入涡轮机部分106。 该涡轮机部分106可以包括一系列的固定连接到中心轴112的可以旋转的涡轮机转子叶片118。当该涡轮机转子叶片118被来自燃烧器部分104的高能分子轰击时，膨胀分子可以使中心轴112旋转，从而将燃烧能转化成有用的转动能。该转动能可以从燃气涡轮发动机100中取出并用于多种用途。除了为各种外用设备供电，该涡轮机转子叶片118与该中心轴112的旋转可以驱动压缩机叶片110的旋转。该排气部分108可以将废气从燃烧器部分104和涡轮机部分106排放到大气中。 如图2所示，该燃料喷射器116可以包括若干组件，其协同工作以将气体和液体燃料喷射到燃烧室114内。每个燃料喷射器116包括进气管道120和混合管道122。该进气管道120和该混合管道122 —起限定被配置为接收压缩端并且向燃烧室114供应燃料-空气混合物的筒形壳体124。 在如图2所示的一个实施例中，筒形壳体124可以包括多个空气喷口 126，其被配置成通过该筒形壳体124的外部的一个或多个流体通道(未示出)来接收来自压缩机部分102的压缩空气。该进气管道120可以被配置成用于将压缩空气沿轴向从压缩机部分102(参照图1)引导至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括：燃烧室；一个或多个燃料喷射器，其包括：中心体；进气管道和混合管道，其设置在中心体周围以限定空气流动通道；旋流器，其设置在进气管道和混合管道之间；以及流量调节器，其设置在相对于旋流器的上游的空气流动通道中，所述流量调节器包括被配置成将空气沿圆周均匀地分布在进气管道内的多孔板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·费妮拉，D·W·凯瑞，J·达克斯，
申请(专利权)人：索拉透平公司，
类型：新型
国别省市：美国;US