專利名稱：用于在燃料噴嘴組件中引導(dǎo)空氣流的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有改進(jìn)的空氣流設(shè)計(jì)的燃料噴嘴組件。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒燃料和空氣的混合物以產(chǎn)生熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體再驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)渦輪。具體地，熱的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，由此驅(qū)使軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)或多個(gè)負(fù)載，例如，發(fā)電機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃料噴嘴以將燃料和空氣噴入燃燒室中。在某些燃燒室中，燃料噴嘴在上游入口處接收空氣流，其中，空氣流從燃料噴嘴外的上游方向轉(zhuǎn)向至燃料噴嘴內(nèi)的下游方向。不幸的是，在上游入口處的急轉(zhuǎn)向?qū)е铝鲃?dòng)不均勻性，這能夠產(chǎn)生一個(gè)低速或者再循環(huán)地帶。反過(guò)來(lái)，流動(dòng)不均勻性能夠?qū)е驴諝饬髋c燃料的不均勻混合和/或火焰穩(wěn)定(flame-holding)的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
下面對(duì)在范圍上與原始要求保護(hù)的發(fā)明相當(dāng)?shù)哪承?shí)施例進(jìn)行了概括。這些實(shí)施例并不意欲限定要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，相反，這些實(shí)施例僅僅用于提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)單概括。實(shí)際上，本發(fā)明可以包括各種形式，這些形式可以與下面提出的實(shí)施例相似或者不同。本發(fā)明提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括渦輪燃料噴嘴，其包括一個(gè)轂；多個(gè)槳葉， 其從所述轂沿徑向向外延伸；一個(gè)護(hù)罩，其設(shè)置在所述轂和所述多個(gè)槳葉的周圍；一個(gè)空氣流路徑，其在所述轂與所述護(hù)罩之間沿下游方向朝向所述渦輪燃料噴嘴的出口區(qū)域延伸；一個(gè)燃料流路徑，其順著空氣流路徑延伸至多個(gè)燃料端口 ；以及一個(gè)會(huì)聚-擴(kuò)散段，其沿著所述空氣流路徑設(shè)置在所述多個(gè)槳葉和所述多個(gè)燃料端口的上游。所述會(huì)聚-擴(kuò)散段包括在擴(kuò)散環(huán)形段的上游的會(huì)聚環(huán)形段，第一錐形壁段，第二錐形壁段和護(hù)罩的第三環(huán)形壁段。所述第一環(huán)形壁段的直徑沿下游方向順著所述空氣流路徑增加。所述第二環(huán)形壁段的直徑沿下游方向順著所述空氣流路徑減小，并且所述第二環(huán)形壁段在所述第一環(huán)形壁段的下游。所述第三環(huán)形壁段的直徑沿下游方向順著所述空氣流路徑增加，且第三環(huán)形壁段圍繞所述第一環(huán)形壁段沿圓周方向延伸。所述第一環(huán)形壁段與所述第三環(huán)形壁段重疊并沿軸向延伸超過(guò)所述第三環(huán)形壁段，以在所述第一環(huán)形壁段的下游端部與第三環(huán)形壁段的下游端部之間限定軸向偏距。所述會(huì)聚-擴(kuò)散段還包括一個(gè)設(shè)于所述轂與所述護(hù)罩之間的可變徑向間隙，所述可變徑向間隙沿軸向方向順著所述渦輪燃料噴嘴的軸線增加和減小，并且所述可變徑向間隙圍繞所述軸線沿圓周方向增加和減小。本發(fā)明所述系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述護(hù)罩周圍的流套，其中所述空氣流路徑在所述流套與所述護(hù)罩之間沿上游方向朝向所述護(hù)罩與所述轂之間的開(kāi)口區(qū)域延伸，并且所述空氣流路徑在所述轂與所述護(hù)罩之間沿下游方向從所述開(kāi)口區(qū)域朝向所述出口區(qū)域延伸。所述開(kāi)口區(qū)域包括所述會(huì)聚-擴(kuò)散段。所述系統(tǒng)包括具有所述渦輪燃料噴嘴的燃?xì)鉁u輪燃燒室或者燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還提供另一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)燃料噴嘴組件，其包括一個(gè)轂； 一個(gè)護(hù)罩，其設(shè)置在所述轂的周圍；一個(gè)流套，其設(shè)置在所述護(hù)罩的周圍；一個(gè)空氣流路徑，其在所述流套與所述護(hù)罩之間沿上游方向朝向所述護(hù)罩與所述轂之間的開(kāi)口區(qū)域延伸，其中所述空氣流路徑在所述轂與所述護(hù)罩之間沿下游方向從所述開(kāi)口區(qū)域朝向所述燃料噴嘴組件的出口區(qū)域延伸；一個(gè)燃料流路徑，其順著所述空氣流路徑延伸到至少一個(gè)燃料端口 ；以及一個(gè)流弓I導(dǎo)件，其沿著所述空氣流路徑設(shè)置在所述開(kāi)口區(qū)域中，其中所述流弓I 導(dǎo)件包括第一引導(dǎo)部，所述第一引導(dǎo)部被構(gòu)造成沿徑向向外地從所述轂朝向所述護(hù)罩引導(dǎo)空氣流。所述第一引導(dǎo)部包括一個(gè)直徑沿所述下游方向增加的第一環(huán)形壁部和第二引導(dǎo)部，所述第二引導(dǎo)部具有直徑沿所述下游方向減小的第二環(huán)形壁部，所述第一引導(dǎo)部和第二引導(dǎo)部與所述轂聯(lián)接。所述第一引導(dǎo)部與所述轂聯(lián)接，所述第二引導(dǎo)部與所述護(hù)罩聯(lián)接， 并且所述第一引導(dǎo)部與所述第二引導(dǎo)部重疊并且沿軸向延伸超過(guò)所述第二引導(dǎo)部，以在所述第一引導(dǎo)部的下游端部與第二引導(dǎo)部的下游端部之間限定軸向偏距。所述流引導(dǎo)件包括一個(gè)設(shè)于所述轂與所述護(hù)罩之間的可變徑向間隙，所述可變徑向間隙沿軸向方向順著所述燃料噴嘴組件的軸線增加和減小，并且所述可變徑向間隙圍繞所述軸線沿圓周方向增加和減小。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)；個(gè)燃料噴嘴組件， 其與所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接，其中所述燃料噴嘴組件包括一個(gè)流套，其包括上游空氣流路徑；以及多個(gè)燃料噴嘴，其設(shè)置在所述流套中，其中每個(gè)燃料噴嘴均包括下游空氣流路徑， 并且流引導(dǎo)件被構(gòu)造成朝向在所述上游空氣流路徑與所述下游空氣流路徑之間的轉(zhuǎn)向處附近的低速率區(qū)域引導(dǎo)空氣流。每個(gè)燃料噴嘴均包括轂、設(shè)置在所述轂的周圍的護(hù)罩、設(shè)置在所述轂與所述護(hù)罩之間的多個(gè)渦旋槳葉、和通過(guò)所述轂延伸到至少一個(gè)燃料端口的燃料流路徑，其中所述下游空氣流路徑在所述轂與所述護(hù)罩之間延伸，所述上游空氣流路徑在所述流套與所述護(hù)罩之間延伸，并且所述流引導(dǎo)件的引導(dǎo)部沿徑向向外地從所述轂朝向所述護(hù)罩傾斜。因此，在第一實(shí)施例中，本發(fā)明一種系統(tǒng)包括渦輪燃料噴嘴。該渦輪燃料噴嘴包括轂；多個(gè)槳葉，其從轂沿徑向向外延伸；護(hù)罩，其設(shè)置在轂和多個(gè)槳葉的周圍；空氣流路徑，其在轂與護(hù)罩之間朝向渦輪燃料噴嘴的出口區(qū)域沿下游方向延伸；燃料流路徑，其順著空氣流路徑延伸至多個(gè)燃料端口 ；以及會(huì)聚-擴(kuò)散段，其在多個(gè)槳葉和多個(gè)燃料端口的上游沿著空氣流路徑設(shè)置。在第二實(shí)施例中，本發(fā)明一種系統(tǒng)包括燃料噴嘴組件。該燃料噴嘴組件包括轂； 護(hù)罩，其設(shè)置在轂的周圍；流套，其設(shè)置在護(hù)罩的周圍；以及空氣流路徑，其在流套與護(hù)罩之間朝向護(hù)罩與轂之間的開(kāi)口區(qū)域沿上游方向延伸，其中空氣流路徑在轂與護(hù)罩之間從開(kāi)口區(qū)域朝向燃料噴嘴組件的出口區(qū)域沿下游方向延伸。該燃料噴嘴組件還包括燃料流路徑，其順著空氣流路徑延伸到至少一個(gè)燃料端口 ；以及流弓I導(dǎo)件，其順著空氣流路徑設(shè)置在開(kāi)口區(qū)域中，其中流引導(dǎo)件包括第一引導(dǎo)部，第一引導(dǎo)部被構(gòu)造成徑向向外地從轂朝向護(hù)罩引導(dǎo)空氣流。在第三實(shí)施例中，本發(fā)明一種系統(tǒng)包括渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和與該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接的燃料噴嘴組件。該燃料噴嘴組件包括流套，其包括上游空氣流；以及多個(gè)燃料噴嘴，其設(shè)置在流套中。每個(gè)燃料噴嘴均包括下游空氣流路徑，并且流引導(dǎo)件被構(gòu)造成朝向在上游空氣流路徑與下游空氣流路徑之間的轉(zhuǎn)向處附近的低速率區(qū)域以引導(dǎo)空氣流。


在參照附圖閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明之后，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在全部附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部分，其中圖1是本發(fā)明具有燃料噴嘴組件的渦輪系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方塊示意圖，其中燃料噴嘴組件具有改進(jìn)的空氣流設(shè)計(jì)；圖2是如圖1所示的本發(fā)明渦輪系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，，燃料噴嘴組件具有帶改進(jìn)的空氣流設(shè)計(jì)的一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴；圖3是本發(fā)明燃料噴嘴組件的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖；圖4是圖3中單個(gè)燃料噴嘴的一部分和燃料噴嘴組件的周圍區(qū)域的剖視側(cè)視示意圖；圖5是圖4的燃料噴嘴的流引導(dǎo)件的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，其示出會(huì)聚-擴(kuò)散段；圖6是圖4的燃料噴嘴的流引導(dǎo)件的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，其示出會(huì)聚-擴(kuò)散段；圖7是沿圖3的線7-7截取的燃料噴嘴和護(hù)罩的一個(gè)實(shí)施例的剖視視示意圖； 以及圖8是沿圖3的線7-7截取的燃料噴嘴和護(hù)罩的一個(gè)實(shí)施例的剖視視示意圖。附圖標(biāo)記列表10渦輪系統(tǒng)48前板11燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)50護(hù)罩12多個(gè)燃料噴嘴52燃料流路徑14燃料供應(yīng)53內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道16燃燒室M轂18渦輪56多個(gè)槳葉20排氣出口58燃料端口22軸60上游空氣流路徑24壓縮機(jī)62外表面沈空氣進(jìn)口63外表面28負(fù)載64開(kāi)口區(qū)域30葉片65轉(zhuǎn)向路徑66內(nèi)表面32葉片67轉(zhuǎn)向路徑42燃料噴嘴組件68下游空氣流路徑44流套70地帶45外環(huán)形流動(dòng)通道72出口區(qū)域46蓋子組件74空氣-燃料混合物76外燃料噴嘴1 可變徑向間隙
6
78中央燃料噴嘴1 實(shí)際面積80流引導(dǎo)件130軸向方向81會(huì)聚-擴(kuò)散段140會(huì)聚-擴(kuò)散段92引導(dǎo)部142會(huì)聚環(huán)形段94箭頭144擴(kuò)散環(huán)形段96引導(dǎo)部146錐形壁段98引導(dǎo)部148錐形壁段100環(huán)形壁部150環(huán)形壁段102直徑152環(huán)形壁段104環(huán)形壁部巧4環(huán)形壁段106直徑155直徑108軸線156箭頭110下游端部158箭頭112下游端部160箭頭119引導(dǎo)部170圓周120空氣流172圓周方向121環(huán)形表面174寬度122低速率區(qū)域176寬度123向內(nèi)空氣流180寬度IM軸向偏距182寬度125實(shí)際面積
具體實(shí)施例方式下面將描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。在努力提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔說(shuō)明中，在說(shuō)明書(shū)中不會(huì)描述實(shí)際實(shí)施的所有特征。應(yīng)理解的是，在開(kāi)發(fā)任何這樣的實(shí)際實(shí)施的過(guò)程中，正如在任何工程或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多具體實(shí)施決定以達(dá)到開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo)(例如，依據(jù)系統(tǒng)相關(guān)的和行業(yè)相關(guān)的約束)，這些決定在一個(gè)實(shí)施與另一個(gè)實(shí)施之間可能會(huì)變化。此外，應(yīng)理解的是這樣的開(kāi)發(fā)努力工作可能是復(fù)雜的且耗時(shí)的，然而對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在該公開(kāi)內(nèi)容的幫助下，這將是設(shè)計(jì)、制作和加工的常規(guī)任務(wù)。當(dāng)介紹本發(fā)明的各實(shí)施例的元素時(shí)，冠詞“一”、“該”和“所述”用于表示存在一個(gè)或多個(gè)元件。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”為開(kāi)放式，并且表示除所列元件之外可以存在其它元件。本發(fā)明涉及這樣的系統(tǒng)，其用于改進(jìn)燃料噴嘴組件內(nèi)的空氣流，以在通往一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴的入口處或者其附近消除流動(dòng)缺陷區(qū)域，由此減少流動(dòng)不均勻性、壓降和火焰穩(wěn)定。當(dāng)空氣進(jìn)入燃料噴嘴組件時(shí)，空氣在通往燃料噴嘴的入口處或附近從上游方向急轉(zhuǎn)向至下游方向。不是從上游方向急轉(zhuǎn)向至下游方向，空氣流則趨向于沿著最小阻力的路徑流動(dòng)，從而產(chǎn)生不均勻流動(dòng)或者再循環(huán)地帶。再循環(huán)地帶導(dǎo)致在一個(gè)或多個(gè)槳葉扇區(qū)中產(chǎn)生壓降以及流動(dòng)缺陷，槳葉扇區(qū)位于燃料噴嘴的預(yù)混合通道中的下游。空氣繼續(xù)向下游流過(guò)預(yù)混合通道進(jìn)入渦旋槳葉，渦旋槳葉使空氣流旋轉(zhuǎn)。每個(gè)渦旋槳葉均包括用于將燃料噴入空氣流中的一個(gè)或多個(gè)燃料端口。渦旋槳葉的上游是可能導(dǎo)致火焰穩(wěn)定的低速率區(qū)域。本發(fā)明的實(shí)施例提供一個(gè)系統(tǒng)，其包括帶有提高流動(dòng)均勻性的流引導(dǎo)件(例如， 會(huì)聚-擴(kuò)散段)的燃料噴嘴。例如，流引導(dǎo)件(例如，會(huì)聚-擴(kuò)散段)順著空氣流路徑設(shè)置在多個(gè)槳葉和多個(gè)燃料端口的上游。在某些實(shí)施例中，燃料噴嘴可以包括設(shè)置在轂(例如， 環(huán)形轂)的周圍以限定空氣流路徑(例如，環(huán)形空氣流路徑)的護(hù)罩(例如，環(huán)形護(hù)罩)。流引導(dǎo)件和/或會(huì)聚-擴(kuò)散段設(shè)置在空氣流路徑中的燃料噴嘴的上游入口的位置或者下游， 艮口，在護(hù)罩與轂之間。例如，流引導(dǎo)件包括第一引導(dǎo)部，第一引導(dǎo)部被構(gòu)造成朝向低速率區(qū)域或再循環(huán)地帶引導(dǎo)空氣流，例如，朝向護(hù)罩從轂沿徑向向外地引導(dǎo)空氣流。第一引導(dǎo)部還可以使空氣流通道會(huì)聚，并因此可以被描述為會(huì)聚段。流引導(dǎo)件還可以在第一引導(dǎo)部的下游包括第二引導(dǎo)部，其中，第二引導(dǎo)部可以傾斜離開(kāi)低速率或者再循環(huán)地帶，例如，從護(hù)罩朝向轂傾斜。第二引導(dǎo)部可以使空氣流通道擴(kuò)散，并因此可以被描述為擴(kuò)散段。在本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施例中，流引導(dǎo)件通過(guò)將空氣流重新引向流動(dòng)缺陷區(qū)域來(lái)大幅減少或者消除流動(dòng)缺陷并且減少壓降，并且還使空氣流更平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向。流引導(dǎo)件還提高了流動(dòng)均勻性，并且為所述流進(jìn)入每個(gè)下游槳葉扇區(qū)提供了足夠的軸向速率，以減小火焰穩(wěn)定的可能性。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖并先參照?qǐng)D1，示出了本發(fā)明渦輪系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的方塊圖。 如下面詳細(xì)描述的，本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的渦輪系統(tǒng)10可以采用多個(gè)用于空氣流的改進(jìn)設(shè)計(jì)的燃料噴嘴12，以減少渦輪系統(tǒng)10中的流動(dòng)缺陷和流動(dòng)不均勻性。例如，每個(gè)燃料噴嘴12均可以包括一個(gè)流引導(dǎo)件(例如，會(huì)聚-擴(kuò)散段)，流引導(dǎo)件構(gòu)造成在燃料噴嘴12中改善流動(dòng)不均勻性、并且減少或消除再循環(huán)地帶。渦輪系統(tǒng)10可以使用液體或者氣體燃料(例如天然氣和/或富氫合成氣體)來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪系統(tǒng)10。如圖所示，一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴12吸入燃料供應(yīng)14，混合燃料與空氣，并且將空氣-燃料混合物分配至燃燒室16中。空氣-燃料混合物在燃燒室16內(nèi)的腔室中燃燒，由此產(chǎn)生熱的加壓排氣。燃燒室16引導(dǎo)排氣通過(guò)渦輪 18流向排氣出口 20。當(dāng)排氣經(jīng)過(guò)渦輪18時(shí)，氣體對(duì)渦輪葉片施加力，以沿著渦輪系統(tǒng)10 的軸線旋轉(zhuǎn)軸22。如圖所示，軸22可以連接至渦輪系統(tǒng)10的各部件(包括壓縮機(jī)24)上。 壓縮機(jī)M也包括與軸22聯(lián)接的葉片。當(dāng)軸22旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮機(jī)M內(nèi)的葉片也旋轉(zhuǎn)，由此壓縮從空氣進(jìn)口沈通過(guò)壓縮機(jī)M進(jìn)入燃料噴嘴12和/或燃燒室16中的空氣。軸22還可以與負(fù)載觀連接，負(fù)載觀可以是車輛或者靜負(fù)載(例如電廠的發(fā)電機(jī)或者航空器上的推進(jìn)器)。負(fù)載觀可以包括能夠通過(guò)渦輪系統(tǒng)10的旋轉(zhuǎn)輸出提供動(dòng)力的任何合適的裝置。圖2是圖1的渦輪系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，示出了多級(jí)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)11。渦輪系統(tǒng)10包括位于一個(gè)或多個(gè)燃燒室16的內(nèi)部的一個(gè)或者多個(gè)燃料噴嘴 12。如下所述，每個(gè)燃料噴嘴12均可以包括流引導(dǎo)件(例如，會(huì)聚-擴(kuò)散段)，流引導(dǎo)件構(gòu)造成在燃料噴嘴12中改善流動(dòng)不均勻性并且減少或消除再循環(huán)地帶。操作中，空氣通過(guò)空氣進(jìn)口沈進(jìn)入渦輪系統(tǒng)10，并且在壓縮機(jī)M中被加壓。然后，加壓空氣可以與用于在燃燒室16內(nèi)燃燒的氣體混合。例如，燃料噴嘴12可以以一個(gè)最佳燃燒、排放、燃料消耗和功率輸出的合適比例將燃料-空氣混合物噴入燃燒室16中。燃燒產(chǎn)生熱的加壓排氣，加壓排氣再驅(qū)動(dòng)渦輪18內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)葉片30以旋轉(zhuǎn)軸22，并因此驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)M和負(fù)載觀。渦輪葉片30的旋轉(zhuǎn)使軸22旋轉(zhuǎn)，由此使壓縮機(jī)M內(nèi)的葉片32抽吸由進(jìn)口沈接收的空氣， 并對(duì)由進(jìn)口沈接收的空氣進(jìn)行加壓。
圖3是本發(fā)明燃料噴嘴組件42的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，燃料噴嘴組件42 可以采用改進(jìn)的空氣流設(shè)計(jì)，以通過(guò)將空氣流重新引向流動(dòng)缺陷區(qū)域來(lái)消除流動(dòng)缺陷并減少壓降，并且還使空氣流更平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向。燃料噴嘴組件42可以安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)11 的燃燒室16內(nèi)。燃料噴嘴組件42包括多個(gè)燃料噴嘴12和外殼或流套(flow sleeve) 44。 燃料噴嘴12設(shè)置在蓋子組件46內(nèi)，蓋子組件46包括前板48和多個(gè)護(hù)罩。在流套44與蓋子組件46之間的空間限定了外環(huán)形流動(dòng)通道45。每個(gè)護(hù)罩50沿圓周方向設(shè)置在各自的燃料噴嘴12的轂M的周圍。流套44沿圓周方向設(shè)置在蓋子組件46和各護(hù)罩50的周圍。 燃料噴嘴組件42內(nèi)的每個(gè)燃料噴嘴12均包括燃料流路徑52、轂M、從轂M沿徑向向外延伸的多個(gè)槳葉56、和設(shè)置在轂M和多個(gè)槳葉56 (例如，渦旋槳葉)的周圍的護(hù)罩50。每個(gè)槳葉56均包括一個(gè)或多個(gè)燃料端口 58。每個(gè)槳葉56上的燃料端口 58的數(shù)量可以是從1 至50或從1至10的范圍，或者是任何其它數(shù)量。例如，每個(gè)槳葉56在每側(cè)上均可以包括一個(gè)或多個(gè)燃料端口 58。在轂M與護(hù)罩50之間設(shè)置的多個(gè)渦旋槳葉56被構(gòu)造成在如下所述地混合燃料與空氣的同時(shí)使空氣渦旋或者旋轉(zhuǎn)。在流套44與蓋子組件46之間的外環(huán)形流動(dòng)通道45包括上游空氣流路徑60。具體地，空氣流路徑60在流套44與護(hù)罩50的外表面62之間朝向上游開(kāi)口區(qū)域64沿上游方向60延伸，上游開(kāi)口區(qū)域64沿圓周方向設(shè)置在各燃料噴嘴12的周圍。例如，圖示開(kāi)口區(qū)域64被設(shè)置在護(hù)罩50的內(nèi)表面66與轂M之間。燃料噴嘴組件42內(nèi)的每個(gè)燃料噴嘴12 均包括穿過(guò)內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53的下游空氣流路徑68。具體地，空氣流路徑68在轂M與護(hù)罩50的內(nèi)表面66之間延伸?？諝庋厣嫌畏较?0進(jìn)入燃料噴嘴組件42。經(jīng)過(guò)前板48之后，空氣進(jìn)入地帶70并轉(zhuǎn)向(例如，轉(zhuǎn)向路徑65和67)約180度以沿下游方向68流過(guò)在各燃料噴嘴12的轂M與護(hù)罩50之間的開(kāi)口區(qū)域64。然后，空氣通過(guò)在轂M與護(hù)罩50之間的內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53流向燃料噴嘴組件42的出口區(qū)域72。在進(jìn)入燃料噴嘴12的開(kāi)口區(qū)域64之后，空氣順著空氣流路徑68向下游流至多個(gè)槳葉56以與燃料混合(例如，槳葉 56上的燃料端口 58)。產(chǎn)生的空氣-燃料混合物74被引向燃料噴嘴組件42的出口區(qū)域72 以便燃燒。每個(gè)燃料噴嘴12均可以包括任何數(shù)量的槳葉56。例如，每個(gè)燃料噴嘴12均可以包括1至20個(gè)或者2至10個(gè)槳葉56，或者包括在這兩個(gè)范圍之間的任何數(shù)量的槳葉56。 在圍繞每個(gè)燃料噴嘴12的圓周方向上，槳葉56將內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53劃分成多個(gè)扇區(qū)以使空氣流渦旋并使空氣與燃料混合。例如，均勻地設(shè)置在燃料噴嘴12的圓周的周圍的10個(gè)槳葉56可以產(chǎn)生10個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)約36度。如沿外表面63的空氣流路徑65所示，進(jìn)入地帶70的空氣流具有沿著最小阻力的路徑流動(dòng)的趨勢(shì)。換句話說(shuō)，空氣流路徑65表示空氣流從上游空氣流路徑60經(jīng)由地帶70向下游空氣流路徑68轉(zhuǎn)向的大半徑。相比之下， 如空氣流路徑67所示，較少量的空氣流順著靠近前板48的小曲率半徑通過(guò)地帶70。在大半徑轉(zhuǎn)向與小半徑轉(zhuǎn)向之間的不均勻流動(dòng)(例如，路徑65與67)導(dǎo)致通過(guò)開(kāi)口區(qū)域64進(jìn)入內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53的不均勻流動(dòng)。具體地，在開(kāi)口區(qū)域64處，沿著轂M的空氣流可能較多，而沿著護(hù)罩50的空氣流可能較少。由于從通道45至各燃料噴嘴12的內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53的半徑距離不同，因此燃料噴嘴12還會(huì)從外環(huán)形流動(dòng)通道45接收不均勻的空氣流。 例如，與外燃料噴嘴76相比，中央燃料噴嘴78位于相距通道45更遠(yuǎn)的半徑距離處。此外， 每個(gè)燃料噴嘴12在沿徑向靠近通道45處可以接收較多的空氣流，而在沿徑向遠(yuǎn)離通道45處接收較少空氣流。然而，如圖3-8所示，燃料噴嘴組件42包括這樣的設(shè)計(jì)，其大幅減少或者消除燃料噴嘴12中的流動(dòng)缺陷區(qū)域，同時(shí)使空氣流平穩(wěn)轉(zhuǎn)向并減少壓降。具體地，燃料噴嘴組件42 的各燃料噴嘴12包括在開(kāi)口區(qū)域64中順著空氣流路徑68設(shè)置的流弓丨導(dǎo)件80，其中開(kāi)口區(qū)域64位于設(shè)置在轂M與護(hù)罩50之間的多個(gè)渦旋槳葉56的上游。圖4是圖3中單個(gè)燃料噴嘴12的一部分和燃料噴嘴組件42的周圍區(qū)域的剖視側(cè)視示意圖，進(jìn)一步顯示流引導(dǎo)件 80的細(xì)節(jié)。燃料噴嘴組件42和燃料噴嘴12如圖3中所述。流引導(dǎo)件80包括引導(dǎo)部92、 引導(dǎo)部96和引導(dǎo)部98。如圖所示，引導(dǎo)部92相對(duì)于燃料噴嘴12的軸線108傾斜，使得引導(dǎo)部92、96和98在內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53內(nèi)重新分布空氣流以在轂M與護(hù)罩50之間提供更均勻的流動(dòng)輪廓。在圖示的實(shí)施例中，沿著轂M設(shè)置引導(dǎo)部92和98，而沿著護(hù)罩50設(shè)置引導(dǎo)部96。 然而，其它實(shí)施例可以去除引導(dǎo)部92、96和98中的一個(gè)或多個(gè)，或者在轂M和護(hù)罩50上重新設(shè)置引導(dǎo)部92、96和98中的一個(gè)或多個(gè)。引導(dǎo)部92和96設(shè)置在引導(dǎo)部98的上游。 具體地，引導(dǎo)部92和96大致在開(kāi)口區(qū)域64的附近朝向彼此地會(huì)聚(例如，使內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53會(huì)聚)，由此在開(kāi)口區(qū)域64的附近限定會(huì)聚流段。引導(dǎo)部98相反地使內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53擴(kuò)散，由此在引導(dǎo)部92和96的下游限定擴(kuò)散流段。結(jié)果，流引導(dǎo)件80的各實(shí)施例可以被描述為會(huì)聚-擴(kuò)散段81。引導(dǎo)部92被構(gòu)造成沿徑向向外地引導(dǎo)空氣流，大致如箭頭94所示，從轂M朝向護(hù)罩50的內(nèi)表面66引導(dǎo)空氣流。引導(dǎo)部92提供的徑向向外流94有助于重新分布空氣流 (例如，大半徑空氣流路徑65)以增加順著護(hù)罩50的空氣流、并減小順著轂M的空氣流， 由此提高開(kāi)口區(qū)域64中空氣流的均勻性。具體地，引導(dǎo)部92可增加順著護(hù)罩50的軸向空氣流速率，而減小順著轂M的軸向空氣流速率，以在護(hù)罩50與轂M之間的通道53中產(chǎn)生更均勻的軸向速率輪廓。如圖3和圖4所示，引導(dǎo)部92包括環(huán)形壁部100，環(huán)形壁部100的直徑102沿著箭頭68所示的下游方向變大。例如，引導(dǎo)部92的圖示實(shí)施例具有一個(gè)由相對(duì)于燃料噴嘴12的軸線108成一個(gè)大致恒定的角度來(lái)限定的錐形壁部100。然而，引導(dǎo)部 92的某些實(shí)施例可以具有一個(gè)由順著軸線108沿下游方向成一個(gè)可變的角度(例如，彎曲輪廓)來(lái)限定的彎曲壁部100。在任一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形壁部100大致沿著下游方向離開(kāi)軸線108擴(kuò)散，由此使護(hù)罩50與轂M之間的通道53會(huì)聚。引導(dǎo)部96被構(gòu)造成沿徑向向內(nèi)引導(dǎo)空氣流，大致如箭頭97所示，圍繞護(hù)罩50的上游端部(例如，前板48)引導(dǎo)空氣流。在圖示的實(shí)施例中，引導(dǎo)部96呈彎曲環(huán)狀，引導(dǎo)部 96相對(duì)于軸線108的角度沿下游方向逐漸減小。這樣，引導(dǎo)部96最初在護(hù)罩50的上游端部處更加朝向轂M傾斜，并且沿著下游方向(例如，平行于軸線108)逐漸更加朝向引導(dǎo)部 96的下游端部110傾斜。在某些實(shí)施例中，引導(dǎo)部96可以呈由相對(duì)于軸線108成大致恒定的角度限定的錐狀。在任一個(gè)實(shí)施例中，引導(dǎo)部96大體沿下游方向朝向軸線108和轂M 會(huì)聚，由此使在護(hù)罩50與轂M之間的通道53會(huì)聚。引導(dǎo)部96幫助使空氣流圍繞護(hù)罩50 的上游端部逐漸轉(zhuǎn)向，同時(shí)如箭頭97所示還幫助沿徑向向內(nèi)朝向轂M重新分布一些空氣流。例如，如下面更詳細(xì)地論述，引導(dǎo)部96可以傾斜并且定位成至少在引導(dǎo)部92的大致下游處將一些空氣流沿徑向向內(nèi)引向轂M。以這種方式，引導(dǎo)部96幫助提高開(kāi)口區(qū)域64中空氣流的均勻性。然而，如圖3和圖4所示，引導(dǎo)部92與引導(dǎo)部96重疊，并且沿軸向延伸超過(guò)引導(dǎo)部96以在引導(dǎo)部96的下游端部110與引導(dǎo)部92的下游端部112之間限定軸向偏距。如下面更詳細(xì)地論述，引導(dǎo)部92軸向延伸超過(guò)引導(dǎo)部96，以確保由引導(dǎo)部92提供的徑向向外流動(dòng)94比由引導(dǎo)部96提供的徑向向內(nèi)流動(dòng)97占優(yōu)勢(shì)，由此幫助增加通道53中空氣流輪廓的均勻性。引導(dǎo)部98被構(gòu)造成沿徑向向內(nèi)地引導(dǎo)空氣流，大致如箭頭99所示，從護(hù)罩50向轂M引導(dǎo)空氣流。由引導(dǎo)部98提供的徑向向內(nèi)流動(dòng)99幫助重新分布空氣流以提高在護(hù)罩50與轂M之間的通道53中的空氣流的均勻性(例如，更均勻的軸向速率輪廓)。具體地，引導(dǎo)部98使空氣流能夠從引導(dǎo)部92和96向下游擴(kuò)展開(kāi)，并具體地流向轂M。如圖3 和圖4所示，引導(dǎo)部98包括環(huán)形壁部104，環(huán)形壁部104的直徑106沿箭頭68所示的下游方向減小。例如，引導(dǎo)部98在圖示實(shí)施例中具有一個(gè)由相對(duì)于燃料噴嘴12的軸線108成一個(gè)大致恒定的角度來(lái)限定的錐形壁部104。然而，引導(dǎo)部98的某些實(shí)施例可以具有一個(gè)由沿著軸線108沿下游方向成一個(gè)可變的角度(例如，彎曲輪廓)來(lái)限定的彎曲壁部104。 在任一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形壁部104大致朝著軸線108沿下游方向會(huì)聚，由此使護(hù)罩50與轂 M之間的通道53擴(kuò)散。圖5是流引導(dǎo)件80的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，示出了由流引導(dǎo)件92、96和 98限定的會(huì)聚-擴(kuò)散段81的細(xì)節(jié)。如上所述，流引導(dǎo)件80包括引導(dǎo)部92、引導(dǎo)部96和引導(dǎo)部98，以平穩(wěn)轉(zhuǎn)向、引導(dǎo)、重新分布、并提高穿過(guò)燃料噴嘴12的開(kāi)口區(qū)域64的空氣流的均勻性。例如，引導(dǎo)部92沿徑向向外地從轂M向護(hù)罩50傾斜，以在上游空氣流路徑60與下游空氣流路徑68之間的轉(zhuǎn)向處附近將空氣流120引向另外的低速率區(qū)域122(例如，沿著護(hù)罩50)。在沒(méi)有流引導(dǎo)件80的情況下，區(qū)域122具有流動(dòng)缺陷(例如，低速率或者再循環(huán))，流動(dòng)缺陷歸因于圍繞護(hù)罩50的上游端部的從外環(huán)形流動(dòng)通道45(例如，上游流路徑 60)至內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53 (例如，下游流路徑58)的180度轉(zhuǎn)向。因此，流動(dòng)缺陷會(huì)導(dǎo)致在區(qū)域122處或者附近可能發(fā)生火焰穩(wěn)定。在圖示的實(shí)施例中，如空氣流120所示，引導(dǎo)部92 通過(guò)在區(qū)域122內(nèi)聚集空氣流來(lái)幫助減少或者消除低速率區(qū)域122內(nèi)的流動(dòng)缺陷。流引導(dǎo)件80還包括引導(dǎo)部96和98以幫助沿徑向和圓周方向在整個(gè)內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53中提供均勻的空氣流(例如，均勻軸向速率)。例如，引導(dǎo)部92和96朝著彼此會(huì)聚以限定會(huì)聚段，由引導(dǎo)部98限定的擴(kuò)散段緊隨在會(huì)聚段之后。會(huì)聚-擴(kuò)散段被構(gòu)造成有助于增加在槳葉56 的上游的空氣流的均勻性。具體地，引導(dǎo)部92和96以這樣的方式會(huì)聚空氣流，迫使空氣流的速率增加并且在內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53的周圍沿圓周方向更均勻地重新分布空氣流，同時(shí)迫使增加速率的空氣流向另外的低速率區(qū)域122。隨后，引導(dǎo)部98以這樣的方式使空氣流擴(kuò)散，使空氣流能夠降低速率，同時(shí)還在護(hù)罩50與轂M之間沿徑向更均勻地分布空氣流。如上所述，引導(dǎo)部96的下游端部110和引導(dǎo)部92的下游端部112被定位成限定軸向偏距124。偏距IM可以選擇成控制引導(dǎo)部92 (例如，向外空氣流120)相對(duì)于引導(dǎo)部 96 (例如，向內(nèi)空氣流123)的優(yōu)勢(shì)。例如，較大偏距IM可以用于使由引導(dǎo)部92提供的并且朝向另外的低速率區(qū)域122的空氣流120占較大優(yōu)勢(shì)。相比之下，較小偏距IM可以用于使由引導(dǎo)部96提供的并朝向轂M的空氣流123占較大優(yōu)勢(shì)。以這種方式，偏距IM可以選擇成提供向外空氣流120和向內(nèi)空氣流123的合適平衡，以提供穿過(guò)通道53的基本均勻的空氣流輪廓。沿著偏距124，流引導(dǎo)件80包括相對(duì)于燃料噴嘴12的軸線108大致擴(kuò)散的引導(dǎo)部
11119。在圖示的實(shí)施例中，引導(dǎo)部119從引導(dǎo)部96的下游端部110延伸，并且部分地順著引導(dǎo)部92和98延伸。引導(dǎo)部119具有環(huán)形表面121，環(huán)形表面121可以是可變角度的環(huán)形表面(例如，彎曲的環(huán)形表面)或者是恒定角度的環(huán)形表面(例如，錐形表面)。在任一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形表面121大致遠(yuǎn)離轂M和軸線108擴(kuò)散，由此維持或者擴(kuò)散在護(hù)罩50與轂 54之間的內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53的流面積。例如，環(huán)形表面121可以傾斜，以在引導(dǎo)部92與 119之間維持基本不變的流面積，而在引導(dǎo)部98與119之間擴(kuò)散(或者增加)流面積。如圖5所示，環(huán)形表面121朝向另外的低速率區(qū)域122向外傾斜，由此幫助將空氣流導(dǎo)向區(qū)域 122以減少流動(dòng)缺陷。引導(dǎo)部98和119還可以彼此偏離，以幫助減小流動(dòng)速率并且在槳葉 56的上游更均勻地重新分布流。如進(jìn)一步在圖5中所示，開(kāi)口區(qū)域64內(nèi)的上游橫截面積125小于靠近槳葉56的下游橫截面積128。如上所述，引導(dǎo)部92和96朝向彼此地會(huì)聚以減小上游橫截面積125， 同時(shí)引導(dǎo)部98和119彼此偏離以增加下游橫截面積128。盡管上游橫截面積125減小，然而流引導(dǎo)件80通過(guò)迫使空氣流進(jìn)入另外的低速率區(qū)域122內(nèi)而維持足夠的空氣流。換句話說(shuō)，流引導(dǎo)件80可以設(shè)計(jì)成通過(guò)在整個(gè)內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53內(nèi)均勻地分布空氣流來(lái)維持或者增加有效橫截面積(例如，實(shí)際流動(dòng)空氣的面積)。此外，流引導(dǎo)件80的設(shè)置和位于槳葉56上游的減小的上游橫截面積125可能不會(huì)產(chǎn)生額外的壓力損失。在某些實(shí)施例中，面積125可以比面積1 小約百分之一至百分之五十、百分之一至百分之二十五、或者百分之五至百分之二十的范圍。流引導(dǎo)件80還在開(kāi)口區(qū)域64內(nèi)(例如，在轂M與護(hù)罩50之間)提供一個(gè)可變徑向間隙126?？勺儚较蜷g隙1 順著燃料噴嘴12的軸線108沿軸向方向130減小和增力口。如下面參照?qǐng)D7更詳細(xì)地論述，可變徑向間隙1 還可以圍繞軸線108沿圓周方向變化?？勺儚较蜷g隙126可以沿軸向方向130變化約百分之一至百分之百、百分之一至百分之五十、或者百分之一至百分之二十五。此外，如下所述，可變徑向間隙1 可以沿圓周方向變化約百分之一至百分之百、百分之一至百分之五十、或者百分之一至百分之二十五。可變徑向間隙1 可以選擇成幫助在內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53內(nèi)沿徑向和圓周方向分布空氣流。圖6是具有帶會(huì)聚-擴(kuò)散段140的流引導(dǎo)件80的燃料噴嘴12的一個(gè)實(shí)施例的剖視側(cè)視示意圖，其中，段140具有比圖5的會(huì)聚-擴(kuò)散段81大的偏距124。在圖示的實(shí)施例中，如上所述，燃料噴嘴12包括轂54、多個(gè)槳葉56和護(hù)罩50。在轂M與護(hù)罩50之間的開(kāi)口區(qū)域64包括會(huì)聚-擴(kuò)散段140。會(huì)聚-擴(kuò)散段140順著空氣流路徑68設(shè)置在多個(gè)槳葉58和多個(gè)燃料端口 58的上游。會(huì)聚-擴(kuò)散段140在擴(kuò)散環(huán)形段144的上游包括會(huì)聚環(huán)形段142。在某些實(shí)施例中，會(huì)聚環(huán)形段142包括錐形壁段146，擴(kuò)散環(huán)形段144包括錐形壁段148。如圖所示，順著轂M的環(huán)形壁段150設(shè)置有錐形壁段146，使得轂M的直徑 102(參見(jiàn)圖幻順著空氣流路徑68沿下游方向增加。類似地，順著轂M的環(huán)形壁段152設(shè)置有錐形壁段148，使得轂M的直徑106(參見(jiàn)圖幻順著空氣流路徑68沿下游方向減小。 會(huì)聚-擴(kuò)散段140還包括順著護(hù)罩50的環(huán)形壁段154。環(huán)形壁段154(至少是段154的一部分)的直徑155(參見(jiàn)圖幻順著空氣流路徑68沿下游方向增加。環(huán)形壁段154圍繞環(huán)形壁段150沿圓周方向延伸。 如上所述，會(huì)聚-擴(kuò)散段140操作成平穩(wěn)轉(zhuǎn)向、引導(dǎo)、重新分布并提高通過(guò)燃料噴嘴12的開(kāi)口區(qū)域64的空氣流的均勻性。具體地，大致由箭頭156所示轉(zhuǎn)向的空氣流遇到錐形壁段146，錐形壁段146朝向護(hù)罩50傾斜。大致如箭頭158所示，錐形壁段146沿徑向向外地從轂M向護(hù)罩50引導(dǎo)轉(zhuǎn)向的空氣流156。環(huán)形壁段154的輪廓被構(gòu)造成引導(dǎo)轉(zhuǎn)向的空氣流156以填充在錐形壁段148的下游的空間。大致如箭頭160所示，錐形壁段148 的擴(kuò)散能夠使空氣流在下游空氣流路徑68中擴(kuò)展開(kāi)?？諝饬?60在下游空氣流路徑68中沒(méi)有與轂M和護(hù)罩50分開(kāi)。因此，在彼此結(jié)合下，壁段146、148和IM大幅減少或者消除開(kāi)口區(qū)域64中順著護(hù)罩50的任何流動(dòng)缺陷(例如，低速率或者再循環(huán)區(qū)域)。以這樣的方式，壁段146、148和巧4會(huì)大幅增加了在槳葉M的上游的開(kāi)口區(qū)域64內(nèi)的空氣流沿軸向方向130的均勻性，由此減小了任何火焰穩(wěn)定的可能性。類似于圖5的會(huì)聚-擴(kuò)散段81，圖6的會(huì)聚-擴(kuò)散段140包括由錐形壁段146限定的軸向偏距124，錐形壁段146與環(huán)形壁段巧4重疊并且軸向延伸超過(guò)環(huán)形壁段154。軸向偏距1 在環(huán)形壁段154的下游端部110與錐形壁段146的下游端部112之間延伸。圖 6所示的偏距IM大于圖5中的偏距124。如上所述，偏距1 可以選擇成控制錐形壁段 146(例如，向外空氣流)相對(duì)于環(huán)形壁段154(例如，向內(nèi)空氣流)占優(yōu)勢(shì)。例如，較大的偏距1 可以用來(lái)為由錐形壁段146提供的沿著護(hù)罩50朝向另外的低速率區(qū)域的空氣流提供較大優(yōu)勢(shì)。在圖示的實(shí)施例中，圖6的軸向偏距IM可以比圖5的軸向偏距124大大約 1. 5至20倍。在某些實(shí)施例中，偏距1 可以基于空氣流率、錐形壁段146和148的角度、 環(huán)形壁段154的角度或者曲率，護(hù)罩50與轂M之間的距離(例如，可變徑向間隙126)、和 /或各種其它參數(shù)。例如，偏距1 可以隨著在環(huán)形壁段154的下游端部110處的可變徑向間隙1 而變化。在某些實(shí)施例中，偏距1 可以是環(huán)形壁段154的下游端部110處的可變徑向間隙126的約0. 1至5或者0. 2至2倍。除偏距124之外，流引導(dǎo)件80還包括在轂M與護(hù)罩50之間的可變徑向間隙126。 如上所述，可變徑向間隙126順著燃料噴嘴12的軸線108沿軸向方向130增加和減小。如圖7和圖8所示，可變徑向間隙1 可以在燃料噴嘴12的周圍沿圓周方向保持相同或者發(fā)生變化。圖7和圖8是沿燃料噴嘴12的圖3的線7-7截取的橫截示意面。如圖所示，圓周 170可以表示圖3至圖6的流引導(dǎo)件80的引導(dǎo)部92或者引導(dǎo)部98。如圖所示7，可變徑向間隙126圍繞燃料噴嘴12的軸線108沿圓周方向172增加和減小。例如，在燃料噴嘴12 的一側(cè)上的可變徑向間隙126的長(zhǎng)度174大于在燃料噴嘴12的相對(duì)側(cè)上的可變徑向間隙 126的長(zhǎng)度176。可變徑向間隙1 可以因?yàn)閲@燃料噴嘴12的圓周170不對(duì)稱或者圍繞護(hù)罩50的圓周177不對(duì)稱而變化。如圖所示，圓周170因一部分179(例如一個(gè)180度的段)關(guān)于圓周170發(fā)生偏移而不對(duì)稱。因此，直徑102或者106(參見(jiàn)圖幻可以關(guān)于燃料噴嘴12的圓周170變化。另外，直徑155可以關(guān)于護(hù)罩50的圓周177變化。除了可變徑向間隙126關(guān)于圓周170和177的可變性，軸向偏距124可在下游端部110與112之間關(guān)于圓周170和177也會(huì)發(fā)生變化。以這樣的方式，可變徑向間隙1 和軸向偏距IM可以控制空氣流以在流引導(dǎo)件80的下游提供更均勻的空氣流。具體地，可變徑向間隙1 可以更大(例如，長(zhǎng)度174)而進(jìn)一步遠(yuǎn)離外環(huán)形通道45(參見(jiàn)圖幻，同時(shí)可變徑向間隙1 可以更小(例如，長(zhǎng)度176)而更靠近外環(huán)形通道45。以這樣的方式，可變徑向間隙1 可以按照路線將額外的空氣流引導(dǎo)至燃料噴嘴12內(nèi)的另外的低流區(qū)域?；蛘?，如圖8所示，可變徑向間隙126圍繞燃料噴嘴12的軸線108沿圓周方向172 保持相同。例如，在燃料噴嘴12的一側(cè)上的可變徑向間隙126的長(zhǎng)度180與在燃料噴嘴12的相對(duì)側(cè)上的可變徑向間隙126的長(zhǎng)度182相同。這樣，可變徑向間隙126因?yàn)殛P(guān)于燃料噴嘴12的圓周170和護(hù)罩50的圓周176分別對(duì)稱而保持相同。因此，直徑102、106和155 關(guān)于圓周170和176保持相同?？勺儚较蜷g隙1 和軸向偏距124與流引導(dǎo)件80的其它特征一起，在下游空氣流路徑68中沿燃料噴嘴12的內(nèi)環(huán)形流動(dòng)通道53內(nèi)沿徑向和圓周方向提供更均勻流。公開(kāi)的實(shí)施例的技術(shù)效果包括在燃料噴嘴組件42中采用改進(jìn)的空氣流設(shè)計(jì)。改進(jìn)的流設(shè)計(jì)包括采用流引導(dǎo)件80 (例如，會(huì)聚-擴(kuò)散段81或者140)以將空氣流重新引向流動(dòng)缺陷區(qū)域。重新改變空氣流的方向產(chǎn)生了沿軸向方向、并在徑向穿過(guò)燃料噴嘴12的方向和圍繞燃料噴嘴12的圓周方向上的均勻空氣流。重新改變方向的空氣流還導(dǎo)致壓力損失減小，同時(shí)為所有槳葉扇區(qū)提供一定的軸向速率以使火焰穩(wěn)定的發(fā)生最小化。該書(shū)面說(shuō)明利用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或者系統(tǒng)并且實(shí)施任何組合的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言相同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，那么它們被認(rèn)為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)渦輪燃料噴嘴(12)，其包括一個(gè)轂(54)；多個(gè)槳葉(56)，其從所述轂(54)沿徑向向外延伸；一個(gè)護(hù)罩(50)，其設(shè)置在所述轂(54)和所述多個(gè)槳葉(56)的周圍；一個(gè)空氣流路徑，其在所述轂(54)與所述護(hù)罩(50)之間沿下游方向朝向所述渦輪燃料噴嘴(12)的出口區(qū)域(72)延伸；一個(gè)燃料流路徑(52)，其順著空氣流路徑延伸至多個(gè)燃料端口(58)；以及一個(gè)會(huì)聚-擴(kuò)散段(81、140)，其順著所述空氣流路徑設(shè)置在所述多個(gè)槳葉(56)和所述多個(gè)燃料端口(58)的上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述會(huì)聚-擴(kuò)散段(81、140)包括一個(gè)在擴(kuò)散環(huán)形段(144)的上游的會(huì)聚環(huán)形段(142)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述會(huì)聚環(huán)形段(14 包括一個(gè)第一錐形壁段(146)，并且所述擴(kuò)散環(huán)形段(144)包括第二錐形壁段(148)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述會(huì)聚-擴(kuò)散段(81、140)包括所述轂 (54)的第一環(huán)形壁段(150)，并且所述第一環(huán)形壁段(150)的直徑(10 沿下游方向順著所述空氣流路徑增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述會(huì)聚-擴(kuò)散段(81、140)包括一個(gè)所述轂(54)的第二環(huán)形壁段(152)，所述第二環(huán)形壁段(15 的直徑(106)沿下游方向順著所述空氣流路徑減小，并且所述第二環(huán)形壁段(15 在所述第一環(huán)形壁段(150)的下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述會(huì)聚-擴(kuò)散段(81、140)包括一個(gè)所述護(hù)罩(50)的第三環(huán)形壁段(巧4)，并且所述第三環(huán)形壁段(154)的直徑(155)沿下游方向順著所述空氣流路徑增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三環(huán)形壁段(154)圍繞所述第一環(huán)形壁段(150)沿圓周方向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一環(huán)形壁段(150)與所述第三環(huán)形壁段(154)重疊并沿軸向延伸超過(guò)所述第三環(huán)形壁段(154)，以在所述第一環(huán)形壁段(150) 的下游端部(110)與第三環(huán)形壁段(巧4)的下游端部(11 之間限定一個(gè)軸向偏距(124)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述會(huì)聚-擴(kuò)散段(81、140)包括一個(gè)設(shè)于所述轂(54)與所述護(hù)罩(50)之間的可變徑向間隙(1 )，所述可變徑向間隙(126)沿軸向方向(130)順著所述渦輪燃料噴嘴(12)的軸線(108)增加和減小，并且所述可變徑向間隙(126)圍繞所述軸線(108)沿圓周方向(172)增加和減小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一個(gè)設(shè)置在所述護(hù)罩(50) 周圍的流套(44)，其中所述空氣流路徑在所述流套04)與所述護(hù)罩(50)之間沿上游方向朝向所述護(hù)罩(50)與所述轂(54)之間的開(kāi)口區(qū)域(64)延伸，并且所述空氣流路徑在所述轂(54)與所述護(hù)罩(50)之間沿下游方向從所述開(kāi)口區(qū)域(64)朝向所述出口區(qū)域(72)延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)口區(qū)域(64)包括所述會(huì)聚-擴(kuò)散段(81,140) 0
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一個(gè)具有所述渦輪燃料噴嘴(12)的燃?xì)鉁u輪燃燒室(16)或者燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(11)。
13.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)燃料噴嘴組件(42)，其包括一個(gè)轂(54)；一個(gè)護(hù)罩(50)，其設(shè)置在所述轂(54)的周圍；一個(gè)流套(44)，其設(shè)置在所述護(hù)罩(50)的周圍；一個(gè)空氣流路徑，其在所述流套G4)與所述護(hù)罩(50)之間沿上游方向朝向所述護(hù)罩 (50)與所述轂(54)之間的開(kāi)口區(qū)域(64)延伸，其中所述空氣流路徑在所述轂(54)與所述護(hù)罩(50)之間從所述開(kāi)口區(qū)域(64)沿下游方向朝向所述燃料噴嘴組件G2)的出口區(qū)域 (72)延伸；一個(gè)燃料流路徑(52)，其順著所述空氣流路徑延伸到至少一個(gè)燃料端口(58)；以及一個(gè)流引導(dǎo)件(80)，其順著所述空氣流路徑設(shè)置在所述開(kāi)口區(qū)域(64)中，其中所述流引導(dǎo)件(80)包括一個(gè)第一引導(dǎo)部(92)，所述第一引導(dǎo)部(9 被構(gòu)造成沿徑向向外地從所述轂(54)朝向所述護(hù)罩(50)引導(dǎo)空氣流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一引導(dǎo)部(9 包括一個(gè)直徑 (102)沿所述下游方向增加的第一環(huán)形壁部(100)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流引導(dǎo)件(80)包括一個(gè)第二引導(dǎo)部(98)，所述第二引導(dǎo)部(98)具有一個(gè)直徑(106)沿所述下游方向減小的第二環(huán)形壁部 (104)。
全文摘要
根據(jù)各實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種包括燃料噴嘴組件的系統(tǒng)。該燃料噴嘴組件包括轂；護(hù)罩，其設(shè)置在轂的周圍；流套，其設(shè)置在護(hù)罩的周圍；以及空氣流路徑，其在流套與護(hù)罩之間沿上游方向朝向護(hù)罩與轂之間的開(kāi)口區(qū)域延伸，其中空氣流路徑在轂與護(hù)罩之間從開(kāi)口區(qū)域沿下游方向朝向燃料噴嘴組件的出口區(qū)域延伸。該燃料噴嘴組件還包括燃料流路徑，其順著空氣流路徑延伸到至少一個(gè)燃料端口；以及流引導(dǎo)件，其順著空氣流路徑設(shè)置在開(kāi)口區(qū)域中，其中，流引導(dǎo)件包括第一引導(dǎo)部，第一引導(dǎo)部被構(gòu)造成沿徑向向外地從轂朝向護(hù)罩引導(dǎo)空氣流。
文檔編號(hào)F23R3/26GK102538011SQ201110372719
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者A·P·辛赫, N·G·帕薩尼亞 申請(qǐng)人:通用電氣公司