用于涡轮机燃烧器的燃料喷嘴及其形成方法技术

本发明专利技术涉及用于涡轮机燃烧器的燃料喷嘴及其形成方法，具体而言，一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴（２００）包括主要燃料通道（２０８），其用于供应燃料至排列在燃料喷嘴的外表周围的多个径向延伸的燃料喷射器（２１０）。辅助燃料通道（２３２）将主要燃料通道（２０８）的上游端联接至该主要燃料通道的下游端。辅助燃料通道（２３２）起到谐振器管的作用，来帮助减少在流过主要燃料通道的燃料中的谐振。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用在涡轮发动机中的燃料喷嘴的设计。
技术介绍
在典型的涡轮发动机中，燃烧器接收来自涡轮发动机的压缩机部分的压缩空气。 燃料在燃烧器中与压缩空气混合，并且燃料_空气混合物然后被点燃以产生热的燃烧气 体。热的燃烧气体被发送到发动机的涡轮级。典型地，使用多个燃料喷嘴以将燃料输送到 燃烧器内的压缩空气流中。传统的燃料喷嘴在形状上为圆柱形，带有圆柱形的外壁。多个径向延伸的燃料喷 射器附接在燃料喷嘴的外壁的圆周周围。至少一个燃料输送孔形成在各燃料喷射器上。燃料供应管线附接至燃料喷嘴的上游端。燃料典型地输送到形成在燃料喷嘴的 内侧上的环形形状的主要燃料通道中。该主要燃料通道将燃料输送至燃料喷射器，并且燃 料被喷出燃料喷射器的燃料输送孔，以使得其可与沿着燃料喷嘴的长度流动的压缩空气混合。由燃料喷嘴产生的燃料-空气混合物然后在燃料喷嘴的下游在燃烧器内的位置 处被点燃。热的燃烧气体然后被发送出燃烧器，并进入发动机的涡轮部分。在燃烧器内，燃料_空气混合物中小的振荡导致火焰振荡。火焰振荡又在燃烧器 内产生压力波。该压力波可传播回燃料喷嘴以引起进入燃烧器的另外的燃料的输送中的进 一步振荡。初始振荡和在更多燃料的输送中的进一步振荡的相互作用可以是建设性的或破 坏性的。当相互作用为建设性时，振荡可彼此加强，导致燃烧器内大的压力振荡。通常称为“燃烧动态变化”的该压力波/振荡可以为足够强以物理地损伤位于燃 烧器内的元件。当然，它们增加了在燃烧器的壁上的机械负载。它们也可引起空气-燃 料混合物的不完全或低效燃烧，这会增加非期望的NOx排放。此外，振荡会引起火焰回闪 (flashback)和/或火焰熄灭。
技术实现思路
一方面，本专利技术可用一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴来实施，该燃料喷嘴包括外 壁，以及形成在外壁上的多个径向延伸的燃料喷射器，此处至少一个燃料输送孔形成各燃 料喷射器上。燃油喷嘴可包括形成在外壁内并构造成将燃料输送至燃料喷射器的通常为环 形形状的主要燃料通道。燃料喷嘴还可包括定位成比主要燃料通道更接近燃料喷嘴的中央 纵向轴处的辅助燃料通道，其中辅助燃料通道接收来自主要燃料通道的第一部分的燃料， 并将燃料输送回主要燃料通道的第二部分中。另一方面，本专利技术可用一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴来实施，该燃料喷嘴包括 外壁，以及形成在外壁上的多个径向延伸的燃料喷射器，此处在各燃料喷射器上形成至少 一个燃料输送孔。燃料喷嘴也可包括沿着喷嘴的长度延伸的多个主要燃料通道，其中主要 燃料通道沿着外壁的内部表面定位，且其中主要燃料通道将燃料输送至燃料喷射器。燃料喷射器也可包括多个辅助燃料通道，其中各辅助燃料通道定位成比主要燃料通道更接近燃 料喷嘴的中心纵向轴线，且其中各辅助燃料通道接收来自对应的主要燃料通道的第一部分 的燃料，并将燃料输送回其所对应的主要燃料通道的第二部分中。 又另一方面，本专利技术可用一种形成用于涡轮发动机的燃料喷嘴的方法来实施，该 方法包括在外壁上形成多个径向延伸的燃料喷射器，此处在各燃料喷射器上形成至少一个 燃料输送孔，并形成在外壁内的至少一个主要燃料通道，其中该至少一个主要燃料通道将 燃料输送至至少其中一个燃料喷射器。该方法还可包括在定位成比对应的主要燃料通道更 接近燃料喷嘴的中心纵向轴线的燃料喷嘴的一部分上形成至少一个辅助燃料通道，其中各 至少一个辅助燃料通道接收来自对应的主要燃料通道的第一部分的燃料，并将燃料输送回 对应的主要燃料通道的第二部分。附图说明图1是典型燃料喷嘴的纵向横截面；图2是包括辅助燃料通道的备选燃料喷嘴设计的纵向横截面视图图3是在图2中所示的燃料喷嘴的横截面视图4是包括辅助燃料通道的备选燃料喷嘴设计的纵向横截面视图图5是燃料喷嘴的另一实施例的纵向横截面视图6是燃料喷嘴的另一实施例的纵向横截面视图7是燃料喷嘴的另一实施例的纵向横截面视图8是燃料喷嘴的另一实施例的纵向横截面视图9是在图8中所示的燃料喷嘴的横截面视图10是燃料喷嘴的另一实施例的纵向横截面视图；并且图11是燃料喷嘴的又另一实施例的纵向横截面视图。部件清单100燃料喷嘴102燃料通道104外壁106壁108箭头110燃料喷射器112燃料孔114燃料通路120中心区域200燃料喷嘴202燃料通道204外壁206内壁208燃料通道210燃料喷射器214燃料通路220内部圆柱形壁222外部圆柱形壁223第一连接通道224辅助燃料通道226下游连接通道227下游部分228燃料通道的封闭部分230箭头232故々1 目丨J头234箭头240内部壁242辅助燃料通道250中间连接通道具体实施例方式图1中图示了典型燃料喷嘴设计的一些元件。如在其中所示，燃料喷嘴100包括 外壁104。多个径向延伸的燃料喷射器110安装在外壁104的圆周周围。一个或更多的燃 料孔112沿着各燃料喷射器110的长度形成。燃料从燃料供应管输送进入环形的主要燃料通道102。该燃料在箭头108的方向 上沿着燃料喷嘴100的长度移动。在主要通道102内的燃料然后通过形成在外壁104中的 孔眼104进入各燃料喷射器110。燃料输送至各个燃料孔112，在此处燃料离开燃料喷射器 并与周围的空气混合。典型地，大体积的压缩空气沿着燃料喷射器的外壁经过且该压缩空 气也在和与箭头108相同的方向上移动。结果，在燃料注射器110上离开燃料孔112的燃 料迅速地与压缩空气混合。在液体燃料的情况下，燃料也将迅速地雾化并与周围的压缩空 气混合。燃料_空气混合物然后将进一步向喷嘴的下游移动至其被燃烧的位置。虽然未在图1中专门图示，但典型的燃料喷嘴也可包括沿着燃料喷嘴的中心区域 120延伸的许多附加的燃料通道。同样，许多附加的零件，例如旋流器，也可安装在燃料喷嘴 的外壁104上。因为本专利技术集中于被输送至在燃料喷射器110上的燃料孔112的燃料，这 些是仅有的已图示的元件。应理解的是燃料喷嘴的任何给出的实施例都将可能包括未在图 中图示的许多附加的零件。另外，在本申请的图中图示的实施例中，燃料喷嘴通常在形状上为圆柱形。然而， 实施本专利技术的燃料喷嘴可以具有许多其它的外部形状。例如，实施本专利技术的燃料喷嘴可以 具有椭圆形、正方形、矩形或其它的直线性横截面的形状。如上所指出，当如在图1中图示的燃料喷嘴安装在燃烧器中时，该燃料喷嘴可经 历或遭受在通过主要燃料通道102流动的燃料中导致对应的振荡或压力波的振荡和压力 波。图2图示了包括辅助燃料通道的燃料喷嘴。如图2中所示，辅助燃料通道224位 于主要燃料通道202的内部。第一连接通道223将主要燃料通道202的上游端联接至辅助燃料通道224的上游端。另外，下游连接通道226将辅助燃料通道224的下游端联接至主 要燃料通道202。因此，燃料可沿着主要燃料通道通过，如由箭头208图示，并且燃料也能够 通过辅助燃料通道224通过，如由箭头230、232和234图示。然后燃料将被输送至燃料喷 射器210，如上所述。在图2中图示的实施例中，辅助燃料通道224基本上与主要通道202同心。同心 的辅助燃料通道224由内部壁220和外部壁222形成，这些壁位于在燃料喷嘴内部比主要 燃料通道202更接近燃料喷嘴的中心纵向轴线处。辅助燃料通道224构造成起到谐振器管的作用。当辅助燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮发动机的燃料喷嘴，包括：外壁；形成在所述外壁上的多个径向延伸的燃料喷射器，此处至少一个燃料输送孔形成在各燃料喷射器上；形成在所述外壁内部、且构造为将燃料输送至所述燃料喷射器的的大致环形形状的主要燃料通道；和定位成比所述主要燃料通道更接近所述燃料喷嘴的中心纵向轴线的辅助燃料通道，其中所述辅助燃料通道接收来自所述主要燃料通道的第一部分的燃料，并将燃料输送回所述主要燃料通道的第二部分中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PB贾因，N苏布拉马尼安，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]