用于低排放燃烧器的预成膜鼓风(PAB)引导器制造技术

一种引导燃料喷射器提供成用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。引导燃料喷射器可包括从上游端延伸至下游端的沿轴向长形的内引导中心体壁，其中沿轴向长形的内引导中心体壁相对于中心线轴线具有发散‑会聚定向，以限定具有上游直径、喉部和下游直径的中空管，使得喉部具有小于上游直径和下游直径两者的内径。引导燃料喷射器还包括定位在上游端处的中心空气回路，以及限定下游端且在引导燃料计量孔口处与中心体壁交叉的环形燃料通路。引导燃料膜表面在环形燃料通路下游。

Pre film blowing (PAB) guide for low emission burners

Fuel nozzle for guiding fuel injector to be used for gas turbine engine. Guide fuel injector may include extending from the upstream end along the axial long guide center wall to the downstream end, the elongated along the axial direction within the guiding center wall with respect to the center line axis with divergent convergent orientation, to define a hollow tube with diameter, throat diameter upstream and downstream of the throat, which is less than the upstream and downstream of the diameter of the diameter of the diameter. The guide fuel injector further includes a central air circuit positioned at the upstream end, and an annular fuel passage defining a downstream end and intersecting the central body wall at a fuel metering orifice. Guide fuel film surface downstream of the annular fuel passage.

【技术实现步骤摘要】

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机燃料喷嘴。更具体而言，本主题涉及用于具有用于大体上商业航空飞行器的TAPS(双环形预旋流)燃烧器的燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。
技术介绍
飞行器燃气涡轮发动机包括燃烧器，其中燃烧焚烧来将热输入到发动机循环中。典型的燃烧器结合一个或更多个燃料喷射器，其功能在于将液体燃料引入空气流中，使得其可雾化和焚烧。分级燃烧器开发成以低污染、高效率、低成本、高发动机输出和良好发动机可操作性来操作。在分级燃烧器中，燃烧器的燃料喷嘴可操作成经由两个或更多个分立级来有选择地喷射燃料，各个级均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。此燃料喷嘴的实例为双环形预混旋流器(TAPS)燃料喷嘴。燃料流速也可在各个级内变化。TAPS燃料喷嘴需要喷射器内的两个喷射/混合级来用于低排放。最大引导级末梢流动数目且因此流动能力由低流动状态(例如，启动和怠速)下的雾化性能限制。因此，存在特别是相对于TAPS形式的燃料喷嘴的引导级中的高流动能力的需要。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术理解到。引导燃料喷射器大体上提供成用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。在一个实施例中，引导燃料喷射器包括从上游端延伸到下游端的沿轴向长形的内引导中心体壁，其中沿轴向长形的内引导中心体壁相对于中心线轴线具有发散-会聚定向，以限定具有上游直径、喉部和下游直径的中空管，使得喉部具有小于上游直径和下游直径两者的内径。引导燃料喷射器还包括定位在中空管的上游端处的中心空气回路，其中中心空气回路由具有中心旋流导叶的中心旋流器限定。环形燃料通路限定引导燃料喷射器的下游端，且在引导燃料计量孔口处与中心体壁交叉。引导燃料膜表面在环形燃料通路下游。大体上，喉部定位在中心旋流器与引导燃料计量孔口之间。本专利技术的第一技术方案提供了一种燃气涡轮发动机的燃料喷嘴的引导燃料喷射器，包括：从上游端延伸至下游端的沿轴向长形的内引导中心体壁，其中所述沿轴向长形的内引导中心体壁相对于中心线轴线具有发散-会聚定向，以限定具有上游直径、喉部和下游直径的中空管，以及其中所述喉部具有小于所述上游直径和所述下游直径两者的内径；定位在所述中空管的上游端处的中心空气回路，其中所述中心空气回路由具有中心旋流导叶的中心旋流器限定；限定所述引导燃料喷射器的下游端的环形燃料通路，所述燃料通路在引导燃料计量孔口处与中心体壁交叉；以及所述环形燃料通路下游的引导燃料膜表面，其中所述喉部定位在所述中心旋流器与所述引导燃料计量孔口之间。本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，所述中心体壁在所述喉部与所述引导燃料计量孔口之间的下游部分中限定关于所述中心线轴线的大约3°到大约7°的平均发散角。本专利技术的第三技术方案是在第一技术方案中，所述中心体壁在所述喉部与所述引导燃料计量孔口之间的所述下游部分中限定关于所述中心线轴线的大约4°到大约6°的平均发散角。本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，所述中心体壁在所述中心旋流器与所述喉部之间的上游部分中限定关于所述中心线轴线的大约3°到大约7°的平均会聚角。本专利技术的第五技术方案是在第一技术方案中，所述中心体壁在所述中心旋流器与所述喉部之间的所述上游部分中限定关于所述中心线轴线的大约4°到大约6°的平均会聚角。本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，喉部直径为沿所述中心线轴线从所述喉部到所述引导燃料膜表面的下游端测得的喉部到预成膜器距离的大约0.75到大约1.25倍。本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，所述喉部直径为沿所述中心线轴线从所述喉部到所述引导燃料膜表面的下游端测得的喉部到预成膜器距离的大约0.9到大约1.1倍。本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，如通过将从所述引导燃料计量孔口至所述引导燃料膜表面下游的内空气回路的所述引导燃料膜表面的距离除以由所述引导燃料膜表面限定的最小直径所测得的，所述引导燃料膜表面的长度与直径的比为大约0.3到大约0.75。本专利技术的第九技术方案是在第一技术方案中，所述引导燃料膜表面从所述引导燃料计量孔口至所述引导燃料膜表面下游的内空气回路具有恒定直径。本专利技术的第十技术方案是在第九技术方案中，所述引导燃料膜表面的所述恒定直径大于所述沿轴向长形的内引导中心体壁的下游直径。本专利技术的第十一技术方案是在第一技术方案中，所述中心旋流导叶限定后缘，其相对于所述中心线轴线具有大约40°到大约50°的角。本专利技术的第十二技术方案是在第一技术方案中，还包括：包绕所述沿轴向长形的内引导中心体壁的外引导中心体壁；以及定位在所述内引导中心体壁与所述外引导中心体壁之间的引导燃料筒，其中所述引导燃料筒与所述环形燃料通路流体连通，以便提供穿过其间且提供到所述引导燃料膜表面上的燃料。本专利技术的第十三技术方案是在第十二技术方案中，还包括：从限定在所述内引导中心体壁与所述引导燃料筒之间的内吹扫空气腔延伸的内吹扫空气入口端口。本专利技术的第十四技术方案是在第十三技术方案中，所述内吹扫空气腔具有所述内引导中心体壁与所述引导燃料筒之间的距离增大的膨胀区域，以及所述内引导中心体壁与所述引导燃料筒之间的距离减小的收缩区域。本专利技术的第十五技术方案是在第十二技术方案中，还包括：从限定在所述引导燃料筒与所述外引导中心体壁之间的外吹扫空气腔延伸的外吹扫空气入口端口。本专利技术的第十六技术方案是在第十五技术方案中，所述外吹扫空气腔具有所述外引导中心体壁与所述引导燃料筒之间的距离增大的膨胀区域，以及所述外引导中心体壁与所述引导燃料筒之间的距离减小的收缩区域。本专利技术的第十七技术方案提供了一种燃气涡轮发动机的燃料喷嘴，包括：权利要求1所述的引导燃料喷射器；以及包绕所述引导燃料喷射器的环形分流器，其中所述环形分流器限定引导燃料膜表面下游的分流器喉部，其中所述分流器喉部具有大于由所述引导燃料膜表面限定的恒定直径的直径。本专利技术的第十八技术方案是在第十七技术方案中，还包括：包绕所述引导燃料喷射器和所述分流器的环形第一壳体，所述第一壳体具有沿轴向定位在所述主燃料喷射器和所述分流器下游的出口。本专利技术的第十九技术方案是在第十八技术方案中，还包括：以径向阵列定位在所述第一壳体外的多个燃料喷射端口，所述燃料喷射端口设置成与燃料供应源连通，且定位成将第二燃料流排放至所述第一壳体的所述出口的轴向上游的位置处的第三空气流中。本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，且连同描述用于阐释本专利技术的原理。附图说明包括针对本领域的技术人员的其最佳模式的本专利技术的完整且开放的公开内容在参照附图的说明书中提出，在附图中：图1为根据本专利技术的方面构成的燃气涡轮发动机燃料喷嘴的示意性截面视图；图2为图1的燃气涡轮发动机燃料喷嘴的分解示意性截面视图；以及图3为图1的燃料发动机燃料喷嘴的引导部分的分解示意性截面视图。零件列表10 燃料喷嘴12 燃料系统14 引导控制阀16 引导燃料导管17 引导燃料筒18 引导燃料喷射器19 引导供应管线20 主阀21 引导燃料计量孔口22 主燃料导管23 引导燃料成膜表面24 主喷射环25 环形燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机的燃料喷嘴的引导燃料喷射器，包括：从上游端延伸至下游端的沿轴向长形的内引导中心体壁，其中所述沿轴向长形的内引导中心体壁相对于中心线轴线具有发散‑会聚定向，以限定具有上游直径、喉部和下游直径的中空管，以及其中所述喉部具有小于所述上游直径和所述下游直径两者的内径；定位在所述中空管的上游端处的中心空气回路，其中所述中心空气回路由具有中心旋流导叶的中心旋流器限定；限定所述引导燃料喷射器的下游端的环形燃料通路，所述燃料通路在引导燃料计量孔口处与中心体壁交叉；以及所述环形燃料通路下游的引导燃料膜表面，其中所述喉部定位在所述中心旋流器与所述引导燃料计量孔口之间。

【技术特征摘要】
2015.06.10 US 14/7356941.一种燃气涡轮发动机的燃料喷嘴的引导燃料喷射器，包括：从上游端延伸至下游端的沿轴向长形的内引导中心体壁，其中所述沿轴向长形的内引导中心体壁相对于中心线轴线具有发散-会聚定向，以限定具有上游直径、喉部和下游直径的中空管，以及其中所述喉部具有小于所述上游直径和所述下游直径两者的内径；定位在所述中空管的上游端处的中心空气回路，其中所述中心空气回路由具有中心旋流导叶的中心旋流器限定；限定所述引导燃料喷射器的下游端的环形燃料通路，所述燃料通路在引导燃料计量孔口处与中心体壁交叉；以及所述环形燃料通路下游的引导燃料膜表面，其中所述喉部定位在所述中心旋流器与所述引导燃料计量孔口之间。2.根据权利要求1所述的引导燃料喷射器，其特征在于，所述中心体壁在所述喉部与所述引导燃料计量孔口之间的下游部分中限定关于所述中心线轴线的大约3°到大约7°的平均发散角。3.根据权利要求1所述的引导燃料喷射器，其特征在于，所述中心体壁在所述喉部与所述引导燃料计量孔口之间的所述下游部分中限定关于所述中心线轴线的大约4°到大约6°的平均发散角。4.根据权利要求1所述的引导燃料喷射器，其特征在于，所述中心体壁在所述中心旋流器与所述喉部之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA本杰明，AA曼奇尼，RM钱拉塞卡兰，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US