用于涡轮发动机中的燃料喷射的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于涡轮发动机中的燃料喷射的系统。在一个实施例中，系统包括端盖（３０）和液体筒（７０）。液体筒（７０）构造成以便安装在涡轮发动机（１０）的燃料喷嘴（１２）中，其中液体筒（７０）包括构造成以便联接到端盖（３０）上的一件式法兰（７６），其中法兰（７６）包括水入口（８４）、空气入口（８２）和燃料入口（８０）。

【技术实现步骤摘要】

本公开大体涉及涡轮发动机，且更具体地，涉及具有改进的液体筒的燃料喷嘴。 背景抟术混合液体燃料和空气会影响各种各样的发动机(例如涡轮发动机)中的发动机性 能和排放。例如，涡轮发动机可采用一个或多个燃料喷嘴以有助于在燃烧器中混合燃料一 空气。各个燃料喷嘴可包括液体筒，以使得能够在燃烧器中分配和混合液体燃料和空气。液 体筒可包括尖端部分、中间主体和构造成以便联接到燃料供应、空气供应和水供应上的法 兰。不幸的是，尖端及其构件的构造可能会导致流中断及磨损，流中断及磨损可能需要更换 和/或维修液体筒。另外，当流体流过中间主体的腔室时，中间主体的构造需要在该主体的 腔室中进行支承。中间主体可能需要关于尖端的特殊对准(也是因为中间主体内的支承)， 从而增加了液体筒的复杂性。此外，法兰可能具有多个构件，这会导致复杂性和成本增加。 因此，液体筒可能会由于组装的复杂性和因不必要的磨损和破裂引起的维修而具有增加的 成本。
技术实现思路
下面对在范围方面与原本要求保护的专利技术相当的某些实施例进行了概述。这些实 施例不意图限制要求保护的专利技术的范围，而是相反，这些实施例仅意图提供本专利技术的可行 形式的简要概述。实际上，本专利技术可包括可能类似于或异于下面阐述的实施例的各种各样 的形式。在第一实施例中，系统包括构造成以便安装在涡轮发动机的燃料喷嘴中的液体 筒，其中液体筒包括雾化空气尖端、同轴地设置在雾化空气尖端内的水尖端，以及同轴地设 置在水尖端内的燃料尖端。液体筒还包括同轴地设置在雾化空气尖端和水尖端之间的套 罩，其中套罩不动地固定到雾化空气尖端上，且燃料嵌件同轴地设置在燃料尖端内，其中燃 料嵌件包括沿通过液体筒的流的下游轴向方向径向地扩张的上游端部部分。在第二实施例中，系统包括构造成以便安装在涡轮发动机的燃料喷嘴中的液体 筒。该液体筒包括径向地分开液体筒的同轴管的支架(standoff)，其中支架在同轴管之间 限定了多个大小相等的通道，且支架关于液体筒的中心轴线对称。在第三实施例中，系统包括端盖和液体筒。液体筒构造成以便安装在涡轮发动机 的燃料喷嘴中，其中液体筒包括构造成以便联接到端盖上的一件式法兰，其中法兰包括水 入口、空气入口和燃料入口。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得 更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中图1是根据本技术的某些实施例的、具有带有改进的液体筒的燃料喷嘴的涡轮机3系统的简图；图2是根据本技术的某些实施例的如图1所示的涡轮机系统的剖面侧视图；图3是根据本技术的某些实施例的如图1所示的燃烧器的剖面侧视图，其中多个 液体筒联接到燃烧器的端盖上；图4是根据本技术的某些实施例的如图3所示的液体筒的透视图；图5是根据本技术的某些实施例的如图4所示的液体筒的截面侧视图；图6是根据本技术的某些实施例的如图4所示的液体筒的截面端视图；以及图7是根据本技术的某些实施例的，包括空气雾化尖端、水尖端和燃料嵌件的如 图4所示的液体筒的尖端的详细截面侧视图。部件列表涡轮机系统10燃料喷嘴12燃料 供应14燃烧器16涡轮叶片17涡轮18压缩机叶片19排气出口 20轴21压缩机22进气口 24负载26端盖30壳体32衬套34空心环形空间35流动套管36过渡件38液体筒70尖端 部分72中间主体74法兰76孔78燃料入口 80空气入口 82水入口 84中心燃料管86燃料 腔88水管90水腔92空气管94空气腔96下游方向98支架100支架102腔体或通道104 中心轴线或中心点105外通道106雾化空气尖端110套罩112接头114水尖端116旋流喷 嘴孔118燃料尖端120旋流喷嘴孔122燃料嵌件124平滑的平面表面126径向地扩张的渐 缩部分128下游圆柱形部分130孔或端口 132出口区134方向13具体实施例方式下文将对本专利技术的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施 例的简明描述，可能不会在说明书中描述实际实现的所有特征。应当理解，在例如在任何工 程或设计项目中开发任何这种实际实现时，必须作出许多对实现而言特定的决定，以实现 开发人员的具体目标，例如符合与系统有关及与商业有关的限制，开发人员的具体目标可 根据不同的实现而彼此有所改变。而且，应当理解，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但 是尽管如此，对于具有本公开的益处的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和 制造的例行任务。当介绍本专利技术的各实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图表 示存在一个或多个该元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，且表示除了列 出的元件之外可存在另外的元件。如下文详细论述，可采用用于涡轮机燃料喷嘴的液体筒的各种实施例来提高涡轮 发动机的性能。液体筒可放置在涡轮机燃料喷嘴内部，且可联接到燃烧器的端盖上，以使得 能够在涡轮机系统内使用液体燃料。例如，液体筒的实施例可包括改进的尖端部分，其中套 罩不动地固定到雾化空气尖端上，以降低回流和磨损。另外，尖端部分包括构造成以便改进 通过燃料尖端的燃料流量的燃料尖端嵌件。特别地，燃料尖端嵌件沿下游方向径向地扩张， 从而使得燃料能够流畅地流动通过液体筒。在一个实施例中，液体筒在中间主体中包括构 造成以便提高液体筒的刚性且降低液体筒的复杂性的支架或隔件。例如，支架可具有关于 中间主体的轴线对称的正方形截面。支架建立了使水和/或空气能够流到液体筒尖端部分 的四个大小相等的通道。另外，支架使中间主体能够连接到尖端部分上，而与支架的旋转定 向无关，从而简化了液体筒的制造。在某些实施例中，液体筒包括单件式法兰，单件式法兰 包括空气入口、水入口和燃料入口。单件式法兰可由铸造合金制成，从而简化了制造过程且降低了单独的构件的成本。另外，单件式法兰通过减少法兰内的构件而提高了耐用性。所 公开的实施例针对液体筒提高了性能和耐用性，同时降低了复杂性和制造成本。图1是根据本技术的某些实施例的涡轮机系统10的一个实施例的简图。如下面 详细论述的，所公开的实施例采用具有设计成以便提高涡轮机系统10的性能和耐用性的 改进的液体筒的燃料喷嘴12。涡轮机系统10可使用液体和/或气体燃料(，例如天然气和 /或基于石油的液体燃料，例如石脑油、石油馏出物或生物燃料)来使涡轮机系统10运转。 如图所描绘，燃料喷嘴12吸入燃料供应14，使燃料与空气混合，且将空气一燃料混合物分 配到燃烧器16中。空气一燃料混合物在燃烧器16内的腔室中燃烧，从而产生热的加压废 气。燃烧器16朝向排气出口 20将废气引导通过涡轮18。当废气穿过涡轮18时，气体强制 涡轮叶片使沿着系统10的轴线的轴21旋转。如图所示，轴21连接到涡轮机10的各种构 件上，包括压缩机22。压缩机22也包括联接到轴21上的叶片。因此，压缩机22内的叶片 随着轴21旋转而旋转，从而通过压缩机22将来自进气口 24的空气压缩进入燃料喷嘴12 和/或燃烧器16中。轴21还联接到负载26上，负载26可为运载工具或固定负载，例如发 电站中的发电机或航空器上的推进器。负载26可为由涡轮机系统10的旋转输出供以动力 的任何适当的装置。如在下面详细描述的，燃料喷嘴12可包括构造成使得能够使用液体燃 料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：构造成以便安装在涡轮发动机（１０）的燃料喷嘴（１２）中的液体筒（７０），其中，所述液体筒（７０）包括：雾化空气尖端（１１０）；同轴地设置在所述雾化空气尖端（１１０）内的水尖端（１１６）；同轴地设置在所述水尖端（１１６）内的燃料尖端（１２０）；同轴地设置在所述雾化空气尖端（１１０）和所述水尖端（１１６）之间的套罩（１１２），其中，所述套罩（１１２）不动地固定到所述雾化空气尖端（１１０）上；以及同轴地设置在所述燃料尖端（１２０）内的燃料嵌件（１２４），其中，所述燃料嵌件（１２４）包括沿着通过所述液体筒（７０）的流的下游轴向方向径向地扩张的上游端部部分（１２８）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DM拜利，SR西蒙斯，GA博德曼，X伊里扎里罗萨多，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]