燃料喷嘴制造技术

本发明专利技术题为“燃料喷嘴”。本公开提供了一种用于气体涡轮引擎的燃料喷嘴，该燃料喷嘴被布置用于混合燃料和空气以及将混合物提供给引擎的燃烧器，并且包括：被布置用于提供燃料来以第一比率与空气混合的第一燃料供应导管；被布置用于提供燃料来以燃料比例比第一比率低的第二比率与空气混合的第二燃料供应导管；以及分级阀，该分级阀被布置用于控制通过该第一燃料供应导管和该第二燃料供应导管提供的燃料的相对比例，使得该第一燃料供应导管中流量的增大或减小伴随着该第二燃料供应导管中流量的相应减小或增大。

Fuel nozzle

【技术实现步骤摘要】
燃料喷嘴
本公开涉及燃料喷嘴、燃料供应系统和气体涡轮引擎。具体地讲，但并非排他性地，本公开涉及贫燃燃料喷嘴、以及包括贫燃燃料喷嘴的燃料供应系统和气体涡轮引擎。
技术介绍
在气体涡轮引擎中，燃料与压缩空气混合，并通过多个燃料喷嘴注入到燃烧室中。燃料-空气混合物然后在燃烧器中燃烧，从而得到提供良好热效率的高气体温度。然而，随着气体温度增高，不期望的排放诸如氮氧化物也增多。为了减少此类排放，同时仍然保持良好的热效率，引擎使用贫燃燃料喷嘴，其以高空气-燃料比(AFR)燃烧燃料。通常，贫燃燃料喷嘴包括两个独立的燃料供应部。引燃供应部被布置用于以与标准引擎类似的比率混合燃料，也被称为富燃，而主供应部提供AFR比标准引擎高的混合物（即，比例更少的燃料）。在引擎运行期间，引擎控制系统设定发送给引燃燃烧器和主燃烧器的燃料的比例。引燃供应部始终流动，并且从不完全关闭。例如，引擎在100%引燃被启动，并保持在这个状态直到达到怠速。随着引擎功率增高，燃烧器火焰温度也增高，这增加氮氧化物的生成。在特定火焰温度阈值，引擎控制系统改变燃料在引燃燃烧器和主燃烧器之间的分配，使得主燃烧器开始工作以提供通常为70:30比例的引燃燃料:主燃料分配。随着引擎功率继续增大，引擎控制系统将越来越多的燃料提供到主燃烧器中，使得在巡航条件及更高条件（即起飞），通常使用比例为20:80的引燃燃料:主燃料分配。在一些情况下，包括贫燃燃料喷嘴的气体涡轮引擎配备有安装在引擎核心或风扇壳体上的分流阀。分流阀将燃料提供给引燃歧管和主歧管，引流歧管和主歧管又对所有燃料喷嘴的引燃供应部和主供应部进行馈送。每个燃料喷嘴仅在其主供应部上设置有可变调度阀，由其上的差分燃料压力致动。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于气体涡轮引擎的燃料喷嘴，该燃料喷嘴被布置用于混合燃料和空气以及将混合物提供给引擎的燃烧器，并且包括：第一燃料供应导管，该第一燃料供应导管被布置用于提供燃料来以第一比率与空气混合；第二燃料供应导管，该第二燃料供应导管被布置用于提供燃料来以燃料比例比第一比率低的第二比率与空气混合；和分级阀，该分级阀被布置用于控制通过第一燃料供应导管和第二燃料供应导管提供的燃料的相对比例，使得第一燃料供应导管中流量的增大或减小伴随着第二燃料供应导管中流量的相应减小或增大。通过第一燃料供应导管的流量增大伴随着通过第二燃料供应导管的流量减少。相反，通过第一燃料供应导管的流量减小伴随着通过第二燃料供应导管的流量增大。分级阀被形成为燃料喷嘴的一部分。因此，单个歧管可以向喷嘴的主供应部和引燃供应部两者供应燃料，从而降低使用喷嘴的引擎的复杂性。此外，由于增大或减少对引燃供应部或主供应部中一者的流量伴随着另一流量的相应减少或增大，所以来自喷嘴的总流量（主流量和引燃流量的总量）对于阀的所有位置保持大致恒定。因此，如果阀发生故障并停留在特定位置，则来自喷嘴的总流量不受影响。因此，故障喷嘴提供相同的总流量，即使在其他喷嘴被切换到主供应部和引燃供应部之间的不同分配时也是如此。这防止了对燃烧器的扇区到扇区的燃料不当分配，从而防止燃烧器中的热斑，该热斑可能导致对燃烧器下游的涡轮造成损坏。分级阀可以被布置用于控制通过第一燃料供应导管和第二燃料供应导管提供的燃料的相对比例，以将燃料的总流量保持恒定或基本恒定。分级阀可以包括位于用于接收燃料的阀入口与第一燃料供应导管之间的第一燃料流动路径。该第一燃料流动路径可以具有第一控制区域，该第一控制区域具有燃料流动通过的第一横截面积。该分级阀可以还包括位于阀入口与第二燃料供应导管之间的第二燃料流动路径。该第二燃料流动路径可以具有第二控制区域，该第二控制区域具有燃料流动通过的第二横截面积。该分级阀可以包括被布置用于改变第一横截面积的第一闭合构件；以及被布置用于改变第二横截面积的第二闭合构件。该第一闭合构件和该第二闭合构件可以联接，使得致动该阀来增大第一横截面积伴随着第二横截面积的相应减小，并且致动该阀来减小第一横截面积伴随着第二横截面积的相应增大。第一闭合构件可以能够在第一运动范围内致动以改变第一横截面积，并且第二闭合构件可以能够在第二运动范围内致动以改变第二横截面积。燃料喷嘴可以包括位于阀入口与第一燃料供应导管之间的第一室。该第一室可以限定第一控制点并可以接收第一闭合构件。第一室可以具有联接到阀入口的一个或多个第一入口端口、以及联接到第一燃料供应导管的一个或多个第一出口端口。燃料喷嘴可以包括位于阀入口与第二燃料供应导管之间的第二室。该第二室可以限定第二控制点并且可以接收第二闭合构件。该第二室可以具有联接到阀入口的一个或多个第二入口端口、以及联接到第二燃料供应导管的一个或多个第二出口端口。该第一闭合构件可以被布置用于通过打开和关闭第一入口端口和/或第一出口端口来改变第一横截面积。该第二闭合构件可以被布置用于通过打开和关闭第二入口端口和/或第二出口端口来改变第二横截面积。该燃料喷嘴可以包括限定腔的阀体；以及将该腔分成两个部分从而形成第一室和第二室的划分构件。该燃料喷嘴可以包括刚性地接合第一闭合构件和第二闭合构件的联接构件。该划分构件可以形成在联接构件上。第一闭合构件和第二闭合构件可以被布置成使得在第一闭合构件和第二闭合构件的运动范围内，相同数量的端口打开。第一闭合构件和第二闭合构件可以被布置用于通过打开或关闭该一个或多个第一入口端口和第二入口端口来改变第一横截面积和第二横截面积。在第一闭合构件和第二闭合构件的运动范围的至少一部分上，在打开的第一入口端口和第二入口端口的数量不同时，打开的第一出口端口和第二出口端口的数量可以是恒定的。第一闭合构件和第二闭合构件可以被布置用于通过打开或关闭该一个或多个第一出口端口和第二出口端口来改变第一横截面积和第二横截面积。在第一闭合构件和第二闭合构件的运动范围的至少一部分上，在打开的第一出口端口和第二出口端口的数量不同时，打开的第一入口端口和第二入口端口的数量可以是恒定的。第一燃料供应导管可以被分成一个或多个第一扇区，每个第一扇区与一个或多个第一出口端口关联。第二燃料供应导管可以被分成一个或多个第二扇区，每个第二扇区与一个或多个第二出口端口关联。第一闭合构件和第二闭合构件可以被布置用于在第一闭合构件和第二闭合构件的任何位置保持恒定数量的扇区打开。每个扇区可以包括围绕燃料喷嘴的周边分布的多个端口。分级阀可以能够致动以在100:0和10:90的比率之间改变通过第一燃料供应导管和第二燃料供应导管的流量的比例。在通常操作期间，分级阀可以能够致动以在100:0和20:80的比率之间改变通过第一燃料供应导管的流量与通过第二燃料供应导管的流量的比例。根据第二方面，提供了一种用于气体涡轮引擎的燃料供应系统，该燃料供应系统包括：两个或更多个根据第一方面的燃料喷嘴；以及被布置用于将燃料递送给燃料喷嘴的第一燃料供应导管和第二燃料供应导管的燃料歧管。该分级阀被形成为燃料喷嘴的一部分。因此，单个歧管可以向喷嘴的主供应部和引燃供应部两者供应燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气体涡轮引擎的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴被布置用于混合燃料和空气并将混合物提供给所述引擎的燃烧器，并且包括：/n第一燃料供应导管，所述第一燃料供应导管被布置用于提供燃料来以第一比率与空气混合；/n第二燃料供应导管，所述第二燃料供应导管被布置用于提供燃料来以燃料比例比所述第一比率低的第二比率与空气混合；和/n分级阀，所述分级阀被布置用于控制通过所述第一燃料供应导管和所述第二燃料供应导管提供的燃料的相对比例，使得所述第一燃料供应导管中流量的增大或减小伴随着所述第二燃料供应导管中流量的相应减小或增大。/n

【技术特征摘要】
20180928 GB 1815839.41.一种用于气体涡轮引擎的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴被布置用于混合燃料和空气并将混合物提供给所述引擎的燃烧器，并且包括：
第一燃料供应导管，所述第一燃料供应导管被布置用于提供燃料来以第一比率与空气混合；
第二燃料供应导管，所述第二燃料供应导管被布置用于提供燃料来以燃料比例比所述第一比率低的第二比率与空气混合；和
分级阀，所述分级阀被布置用于控制通过所述第一燃料供应导管和所述第二燃料供应导管提供的燃料的相对比例，使得所述第一燃料供应导管中流量的增大或减小伴随着所述第二燃料供应导管中流量的相应减小或增大。


2.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其中所述分级阀被布置用于控制通过所述第一燃料供应导管（66）和所述第二燃料供应导管提供的燃料的相对比例，以将燃料的总流量保持恒定或基本恒定。


3.根据权利要求1所述的燃料喷嘴，其中所述分级阀包括：
第一燃料流动路径，所述第一燃料流动路径位于用于接收燃料的阀入口与所述第一燃料供应导管之间，所述第一燃料流动路径具有第一控制区域，所述第一控制区域具有燃料流动通过的第一横截面积；
第二燃料流动路径，所述第二燃料流动路径位于所述阀入口与所述第二燃料供应导管之间，所述第二燃料流动路径具有第二控制区域，所述第二控制区域具有燃料流动通过的第二横截面积；
第一闭合构件，所述第一闭合构件被布置用于改变所述第一横截面积；和
第二闭合构件，所述第二闭合构件被布置用于改变所述第二横截面积。


4.根据权利要求3所述的燃料喷嘴，其中所述第一闭合构件和所述第二闭合构件联接，使得致动所述阀来增大所述第一横截面积伴随着所述第二横截面积的相应减小，并且致动所述阀来减小所述第一横截面积伴随着所述第二横截面积的相应增大。


5.根据权利要求3所述的燃料喷嘴，其中所述第一闭合构件能够在第一运动范围内致动以改变所述第一横截面积，并且所述第二闭合构件能够在第二运动范围内致动以改变所述第二横截面积。


6.根据权利要求3所述的燃料喷嘴，包括：
第一室，所述第一室位于所述阀入口与所述第一燃料供应导管之间，限定第一控制点并接收所述第一闭合构件，所述第一室具有联接到所述阀入口的一个或多个第一入口端口和联接到所述第一燃料供应导管的一个或多个第一出口端口；和
第二室，所述第二室位于所述阀入口与所述第二燃料供应导管之间，限定第二控制点并接收所述第二闭合构件，所述第二室具有联接到所述阀入口的一个或多个第二入口端口和联接到所述第二燃料供应导管的一个或多个第二出口端口，
其中所述第一闭合构件被布置用于通过打开和闭合所述第一入口端口和/或所述第一出口端口来改变所述第一横截面积；并且
其中所述第二闭合构件被布置用于通过打开和闭合所述第二入口端口和/或所述第二出口端口来改变所述第二横截面积。


7.根据权利要求6所述的燃料喷嘴，包括：
阀体，所述阀体限定腔；和
划分构件，所述划分构件将所述腔分成两部分，形成所述第一室和所述第二室。


8.根据权利要求7所述的燃料喷嘴，包括刚性地接合所述第一闭合构件和所述第二闭合构件的联接构件，其中所述划分构件形成在所述联接构件上。


9.根据权利要求6所述的燃料喷嘴，其中所述第一闭合构件和所述第二闭合构件被布置成使...

【专利技术属性】
技术研发人员：A斯蒂芬森，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB