[发明专利]用于燃气涡轮发动机的射流旋流空气喷射燃料喷射器

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器包括外套筒。外套筒的上游端限定入口开口，且下游端限定出口开口，其各个限定在外套筒内。外套筒限定沿径向方向延伸穿过其中的径向开口。外套筒的至少一部分限定多个凹槽。外套筒从燃料喷射器中心线沿径向方向限定多个凹槽外侧的穿过外套筒的至少一部分的燃料导管。燃料导管限定燃料喷射开口，燃料喷射开口沿径向方向在限定成穿过外套筒的径向开口内侧。臂的第一部件联接至外套筒。臂的第二部件的轮廓设计成限定大体上与燃料喷射器中心线同心的燃料喷射端口。

技术领域

本主题大体上涉及用于燃烧组件的燃料喷射器。

背景技术

燃气涡轮发动机且具体是其燃烧组件关于减少排放，增大功率输出和改进性能和可操作性(包括部分负载或部分功率条件下)的挑战越来越大。然而，燃气涡轮发动机中可分配给燃烧组件的重量和空间有限。

用于改进排放输出、功率输出和/或性能和可操作性的潜在解决方案是驻涡燃烧器(TVC)或轴向分级的燃烧器组件。然而，已知的燃料喷射器在应用于TVC或轴向分级燃烧器时，大体上产生燃料或燃料/氧化剂混合物的高旋流(例如，大约0.5或更大的旋流数)或相对低轴向动量流。更进一步，已知的燃料喷射器大体上包括促进火焰锚定的一个或多个特征，大体上如，火焰稳定器、叶、中心体或下游末梢结构。尽管此性能属性是在常规贫燃烧或富燃烧环形、筒形或筒-环形燃烧器组件中可认识到或优选的，但此属性可导致涡破裂、中心线逆流，以及大体上不充分的混合、性能和操作，这些不利于TVC或轴向分级燃烧器性能和操作。

因此，需要一种燃料喷射器组件，其产生相对高动量、低旋流或无旋流燃料/氧化剂流来用于驱动驻涡或轴向燃料分级稀释射流。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中被阐述，或可根据描述而显而易见，或可通过实践本发明而习知。

本公开内容涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器。燃料喷射器包括相对于燃料喷射器中心线沿周向方向且与燃料喷射器中心线至少部分地同向延伸的至少部分圆柱形的外套筒，其中外套筒的上游端限定入口开口，且外套筒的下游端限定出口开口，其中入口开口和出口开口中的各个相对于燃料喷射器中心线沿径向方向限定在外套筒内，且进一步其中外套筒相对于燃料喷射器中心线沿径向方向限定延伸穿过其中的径向开口，且其中外套筒的内径的至少一部分限定从大致入口开口延伸的多个凹槽，且进一步其中外套筒从燃料喷射器中心线沿径向方向限定多个凹槽外侧的穿过外套筒的至少一部分的燃料导管，且其中燃料导管限定喷射开口，所述喷射开口沿径向方向在限定成穿过外套筒的径向开口内侧；以及联接至外套筒且相对于燃料喷射器中心线沿径向方向延伸的臂，其中臂限定联接至外套筒的第一部件，以及沿径向方向延伸且轮廓设计成限定与燃料喷射器中心线大体上同心的燃料喷射端口的第二部件，且其中第二部件限定延伸穿过其中的与燃料喷射端口流体连通的燃料通路。

在一个实施例中，臂的第二部件限定燃料通路内的压力雾化器。

在另一个实施例中，外套筒将多个凹槽处的内径的至少一部分限定为从入口开口朝下游方向减小。

在又一个实施例中，穿过外套筒限定的径向开口沿多个凹槽的下游端的径向方向向外设置。

在又一个实施例中，穿过外套筒限定的径向开口相对于燃料喷射器中心线至少部分地沿周向方向延伸。

在再一个实施例中，燃料/氧化剂混合通路限定在外套筒内侧。燃料/氧化剂混合通路限定在多个凹槽下游和出口开口上游。

在一个实施例中，燃料导管进一步限定成穿过臂的第一部件。

在另一个实施例中，穿过外套筒的径向开口相对于燃料喷射器中心线至少部分地沿轴向方向延伸。燃料喷射器开口和多个凹槽的下游端各自沿径向方向限定在径向开口内侧。