中心体喷射器微型混合器燃料喷嘴组件制造技术

本发明专利技术涉及燃料喷射器，包括限定流体腔室的端壁、中心体、从端壁朝向燃料喷射器的下游端包围中心体的外部套管。中心体包括轴向延伸的外壁和内壁。外壁和内壁从端壁朝燃料喷射器下游端延伸。外壁、内壁和端壁限定沿朝燃料喷射器下游端的第一方向以及沿朝燃料喷射器上游端的第二方向延伸的流体导管。流体导管与流体腔室流体连通。外壁限定与流体导管流体连通的至少一个径向定向的流体喷射端口。外部套管和中心体限定径向位于其间的预混合通道且在预混合通道下游端处限定出口。外部套管限定周向布置在外部套管的第一轴向部分处的多个径向定向的第一空气入口端口。外部套管限定周向布置在外部套管的第二轴向部分处的多个径向定向的第二空气入口端口。

Centrosome ejector micromixer fuel nozzle assembly

The invention relates to a fuel injector, including an end wall of a fluid chamber, a centrobody, and an external casing encircling a medium body from the end wall to the downstream end of the fuel injector. The centrosome includes the outer wall and the inner wall of the axial extension. The outer wall and inner wall extend from the end wall to the downstream end of the fuel injector. The outer wall, the inner wall and the end wall define the first direction along the downstream end of the fuel injector and the fluid conduit extending along the second direction toward the upper end of the fuel injector. The fluid conduit is connected with the fluid chamber fluid. The outer wall defines at least one radial direction fluid jet port which is fluid communicated with the fluid conduit. The outer bushing and the centrosome define a premixed channel located between them and define the outlet at the downstream end of the premixed channel. The outer casing defines a plurality of radial oriented first air inlet ports arranged circumferentially at the first axial part of the outer casing. The outer casing defines a plurality of radial oriented second air inlet ports arranged circumferentially at the second axial part of the outer sleeve.

【技术实现步骤摘要】
中心体喷射器微型混合器燃料喷嘴组件
本专利技术主题大体上涉及燃气涡轮发动机燃烧组件。更具体地说，本专利技术主题涉及一种用于燃气涡轮发动机燃烧器的预混合燃料喷嘴组件。
技术介绍
飞机和工业燃气涡轮发动机包括一种燃烧器，燃料在燃烧器中燃烧以输入能量实现发动机循环。典型的燃烧器结合一个或多个燃料喷嘴，所述一个或多个燃料喷嘴的功能是将液态或气态燃料引入空气流动流中，从而使得所述空气流动流能够雾化并燃烧。一般的燃气涡轮发动机燃烧设计标准包括优化燃料与空气的混合物和燃烧以产生高能燃烧，同时最小化例如一氧化碳、二氧化碳、一氧化二氮和未燃尽的碳氢化合物等的排放，以及最小化部分地由于燃烧期间的压力振荡导致的燃烧音调(combustiontones)。然而，一般的燃气涡轮发动机燃烧设计标准通常造成必须要解决的冲突和不利结果。举例来说，产生高能量燃烧的已知解决方案是结合轴向定向的叶片或涡旋器并串行结合燃料喷射器以促进燃料-空气混合和雾化。然而，这种串行结合可能会产生巨大燃烧涡旋或更长的火焰，其可能会增加主要燃烧区滞留时间或形成更长的火焰。此类燃烧涡旋可诱发燃烧不稳定性，例如声压动力学或振荡(即，燃烧音调)提高、贫油熄火(leanblow-out，LBO)风险提高或噪音提高或者诱发周向局部热斑(即，可能会损坏下游涡轮区段的周向不对称温度分布)、或者对燃烧区段或整个燃气涡轮发动机诱发结构损坏。另外，更大的燃烧涡旋或更长的火焰可能会增加燃烧器区段的长度。增加燃烧器的长度大体上会增加燃气涡轮发动机的长度或除去用于燃气涡轮发动机的其它部件的设计空间。燃气涡轮发动机长度的此类增加大体上例如通过以下方式不利于一般的燃气涡轮发动机设计标准：增加飞机燃气涡轮发动机的重量和组装并且由此降低燃气涡轮发动机燃料效率和性能。因此，需要一种燃料喷嘴组件，其可产生高能燃烧，同时最小化排放、燃烧不稳定性、结构磨损和性能下降，并且同时维持或减少燃烧器大小。
技术实现思路
本专利技术的各方面及优势将部分在以下描述中阐述，或可从所述描述中显而易见，或可通过本专利技术的实施得知。本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器，包括：限定流体腔室的端壁、中心体、以及从燃料喷射器的端壁朝向下游端包围中心体的外部套管。中心体包括轴向延伸的外壁和内壁。外壁和内壁从燃料喷射器的端壁朝向下游端延伸。外壁、内壁和端壁一起限定沿朝向燃料喷射器的下游端的第一方向以及沿朝向燃料喷射器的上游端的第二方向延伸的流体导管。流体导管与流体腔室处于流体连通。外壁限定与流体导管处于流体连通的至少一个径向定向的流体喷射端口。外部套管和中心体限定径向位于其间的预混合通道并且在预混合通道的下游端处限定出口。外部套管限定周向布置在外部套管的第一轴向部分处的多个径向定向的第一空气入口端口。外部套管限定周向布置在外部套管的第二轴向部分处的多个径向定向的第二空气入口端口。本专利技术的另一方面涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴，包括：限定流体腔室的端壁、轴向并径向相邻布置的多个燃料喷射器、以及后向壁。每个燃料喷射器的外部套管的下游端连接到后向壁。本专利技术的另一方面涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件。燃烧器组件包括内衬(innerliner)、外衬(outerliner)、舱壁(bulkhead)以及至少部分地延伸穿过舱壁的至少一个燃料喷嘴。舱壁在内衬的上游端和外衬的上游端之间径向延伸。内衬相对于发动机中心线与外衬径向隔开并且在其间限定环形燃烧腔室。内衬和外衬从舱壁向下游延伸。技术方案1.一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：端壁，其限定流体腔室；中心体，其包括轴向延伸的外壁和内壁，其中所述外壁和内壁从所述端壁朝向所述燃料喷射器的下游端延伸，并且其中所述外壁、所述内壁和所述端壁一起限定沿朝向所述燃料喷射器的所述下游端的第一方向以及沿朝向所述燃料喷射器的上游端的第二方向延伸的流体导管，所述流体导管与所述流体腔室处于流体连通，并且其中所述外壁限定与所述流体导管处于流体连通的至少一个径向定向的流体喷射端口；外部套管，其从所述端壁朝向所述燃料喷射器的所述下游端包围所述中心体，其中所述外部套管和所述中心体限定径向位于其间的预混合通道并且在所述预混合通道的所述下游端处限定出口，并且其中所述外部套管限定周向布置在所述外部套管的第一轴向部分处的多个径向定向的第一空气入口端口，并且其中所述外部套管限定周向布置在所述外部套管的第二轴向部分处的多个径向定向的第二空气入口端口。技术方案2.根据技术方案1所述的燃料喷射器，其中，所述燃料喷射器进一步包括：设置在所述中心体的所述下游端处的护罩，其中所述护罩从所述中心体的所述外壁的所述下游端轴向延伸，并且其中所述护罩围绕所述外壁的所述下游端呈环形。技术方案3.根据技术方案2所述的燃料喷射器，其中，所述护罩进一步包括从所述外壁径向向内延伸的护罩壁，所述护罩壁向上游突出到所述中心体中。技术方案4.根据技术方案1所述的燃料喷射器，其中，在所述预混合通道内限定从所述流体喷射端口到所述预混合通道的所述出口的混合长度，并且中心体表面和外部套管表面限定环形液力直径。技术方案5.根据技术方案4所述的燃料喷射器，其中，所述混合长度与所述环形液力直径的比率是约3.5或更小。技术方案6.根据技术方案4所述的燃料喷射器，其中，所述环形液力直径是约7.65毫米或更小。技术方案7.根据技术方案4所述的燃料喷射器，其中，所述中心体表面从所述纵向中心线朝向所述外部套管表面径向延伸以在所述预混合通道的所述出口处限定比所述出口上游更小的环形液力直径。技术方案8.根据技术方案4所述的燃料喷射器，其中，沿所述混合长度的所述外部套管表面的至少一部分从所述纵向中心线径向向外延伸。技术方案9.根据技术方案4所述的燃料喷射器，其中，所述中心体表面和所述外部套管表面限定平行关系，使得所述环形液力直径贯穿所述预混合通道的所述混合长度保持恒定。技术方案10.根据技术方案1所述的燃料喷射器，其中，所述中心体进一步限定所述径向定向的流体喷射端口的第一出口端口和第二出口端口，所述第一出口端口相对所述第二出口端口径向向内，并且所述第一出口端口邻近所述流体导管，而所述第二出口端口邻近所述预混合通道。技术方案11.根据技术方案10所述的燃料喷射器，其中，每个第一出口端口相对于每个相应第二出口端口径向偏心。技术方案12.根据技术方案10所述的燃料喷射器，其中，每个第一出口端口相对于每个相应第二出口端口轴向偏心。技术方案13.根据技术方案10所述的燃料喷射器，其中，每个第一出口端口沿对应轴向位置与每个相应第二出口端口径向同心。技术方案14.根据技术方案1所述的燃料喷射器，其中，所述第一空气入口端口沿所述周向方向与所述流体喷射端口对准，并且所述第二空气入口端口在所述周向方向相对于竖直参考线从所述第一空气入口端口偏移。技术方案15.一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括：端壁，其限定流体腔室；轴向和径向相邻布置的多个燃料喷射器，其中每个燃料喷射器包括：包括轴向延伸的外壁和内壁的中心体，其中所述外壁和内壁从所述端壁朝向所述燃料喷射器的下游端延伸，并且其中所述外壁、所述内壁和所述端壁一起限定沿朝向所述燃料喷射器的所述下游端的第一方向以及沿朝向所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：端壁，其限定流体腔室；中心体，其包括轴向延伸的外壁和内壁，其中所述外壁和内壁从所述端壁朝向所述燃料喷射器的下游端延伸，并且其中所述外壁、所述内壁和所述端壁一起限定沿朝向所述燃料喷射器的所述下游端的第一方向以及沿朝向所述燃料喷射器的上游端的第二方向延伸的流体导管，所述流体导管与所述流体腔室处于流体连通，并且其中所述外壁限定与所述流体导管处于流体连通的至少一个径向定向的流体喷射端口；外部套管，其从所述端壁朝向所述燃料喷射器的所述下游端包围所述中心体，其中所述外部套管和所述中心体限定径向位于其间的预混合通道并且在所述预混合通道的所述下游端处限定出口，并且其中所述外部套管限定周向布置在所述外部套管的第一轴向部分处的多个径向定向的第一空气入口端口，并且其中所述外部套管限定周向布置在所述外部套管的第二轴向部分处的多个径向定向的第二空气入口端口。

【技术特征摘要】
2016.11.04 US 15/3436011.一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：端壁，其限定流体腔室；中心体，其包括轴向延伸的外壁和内壁，其中所述外壁和内壁从所述端壁朝向所述燃料喷射器的下游端延伸，并且其中所述外壁、所述内壁和所述端壁一起限定沿朝向所述燃料喷射器的所述下游端的第一方向以及沿朝向所述燃料喷射器的上游端的第二方向延伸的流体导管，所述流体导管与所述流体腔室处于流体连通，并且其中所述外壁限定与所述流体导管处于流体连通的至少一个径向定向的流体喷射端口；外部套管，其从所述端壁朝向所述燃料喷射器的所述下游端包围所述中心体，其中所述外部套管和所述中心体限定径向位于其间的预混合通道并且在所述预混合通道的所述下游端处限定出口，并且其中所述外部套管限定周向布置在所述外部套管的第一轴向部分处的多个径向定向的第一空气入口端口，并且其中所述外部套管限定周向布置在所述外部套管的第二轴向部分处的多个径向定向的第二空气入口端口。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器进一步包括：设置在所述中心体的所述下游端处的护罩，其中所述护罩从所述中心体的所述外壁的所述下游端轴向延伸，并且其中所述护罩围绕所述外壁的所述下游端呈环形。3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA博德曼，P奈克，MG吉里哈兰，DA林德，JM马蒂尼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US