專利名稱：用于在渦輪發(fā)動機中使用的燃料噴嘴組件及其組裝方法
技術領域：
本文所述的主題大體而言涉及渦輪發(fā)動機，且更特定而言，涉及用于渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴組件。
背景技術：
至少某些已知的燃氣渦輪發(fā)動機在燃燒器組件中點燃燃料-空氣混合物以生成燃燒氣體流，燃燒氣體流經(jīng)由熱氣體路徑引導至渦輪。壓縮空氣從壓縮器遞送到燃燒器組件。已知的燃燒器組件包括燃燒器襯套和多個燃料噴嘴組件，燃燒器襯套限定燃燒區(qū)域，燃料噴嘴組件便于燃料和空氣遞送到燃燒區(qū)域。渦輪將燃燒氣體流的熱能轉變成機械能，機械能用于使渦輪軸旋轉。渦輪的輸出可用于向例如發(fā)電機或泵的機器提供功率。至少某些已知的燃料噴嘴組件包括管組件或微型混合器，其便于混合物質(zhì)，諸如稀釋劑、氣體和/或空氣與燃料，以生成燃料混合物用于燃燒。這樣的燃料混合物可包括氫氣(H2)，氫氣(H2)與燃料混合使得高氫燃料混合物引導至燃燒區(qū)域。在燃料混合物的燃燒期間，已知的燃燒器可經(jīng)歷火焰保持或逆燃，其中預期被約束于燃燒器襯套內(nèi)的火焰向上游朝向燃料噴嘴組件行進。這樣的火焰保持/逆燃事件可導致排放性能降級和/或過熱且損壞燃料噴嘴組件，這歸因于非常大的熱負載。此外，在某些已知的燃燒器組件操作期間，高氫燃料混合物的燃燒可鄰近燃料噴嘴組件的外表面形成多個渦流，其增加了燃燒組件內(nèi)的溫度且引起嘯聲(screech tone)頻率，嘯聲頻率在整個燃燒器組件和燃料噴嘴組件上造成振動。增加的內(nèi)部溫度和振動可造成磨損和/或可縮短燃燒器組件的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供一種用于渦輪機發(fā)動機的燃料噴嘴。燃料噴嘴包括外殼，其聯(lián)接到燃燒器襯套，燃燒器襯套限定燃燒室。外殼包括端壁，端壁至少部分地限定燃燒室。多個混合管延伸穿過外殼用于將燃料引導至燃燒室，多個混合管中的每個混合管包括在入口部與出口部之間延伸的內(nèi)表面。出口部鄰近外殼端壁定向。多個混合管中的至少一個包括從出口部向外延伸的多個突出部。相鄰突出部間隔開一周向距離使得凹槽限定于每對周向間隔開的突出部之間以便于促進在燃燒室中的燃料混合。在另一方面，提供一種用于渦輪發(fā)動機的燃燒器組件。該燃燒器組件包括殼體，其包括空氣壓室；燃燒襯套，其位于殼體內(nèi)且在其中限定燃燒室；以及多個燃料噴嘴，其聯(lián)接到燃燒器襯套。多個燃料噴嘴中的每個燃料噴嘴包括外殼，其聯(lián)接到燃燒器襯套。外殼包括端壁，端壁至少部分地限定燃燒室。多個混合管延伸穿過外殼用于將燃料引導至燃燒室，多個混合管中的每個混合管包括在入口部與出口部之間延伸的內(nèi)表面。出口部鄰近外殼端壁定向。多個混合管中的至少一個包括從出口部向外延伸的多個突出部。相鄰突出部間隔開一周向距離使得凹槽限定于每對周向間隔開的突出部之間以便于促進在燃燒室中的燃料混合。在又一方面，提供一種組裝用于渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴的方法。該方法包括將外殼聯(lián)接到燃燒器襯套，燃燒器襯套限定燃燒室。外殼包括端壁，端壁至少部分地限定燃燒室。多個混合管聯(lián)接到外殼用于將燃料引導至燃燒室。多個混合管中的每個混合管包括在入口部與出口部之間延伸的內(nèi)表面，其中出口部鄰近外殼端壁定位。至少一個凹槽穿過至少一個混合管的出口部形成使得多個周向間隔開的突出部從出口部向外延伸以便于促進在燃燒室中的燃料混合。


圖1是示例性潤輪發(fā)動機的示意圖。圖2是可用于圖1所示的渦輪發(fā)動機的示例性燃料噴嘴組件的截面 圖3是在圖2中示出且沿著線3-3所截取的燃料噴嘴組件的一部分的截面圖。圖4是可用于圖2所示的燃料噴嘴組件且沿著區(qū)域4截取的示例性燃料噴嘴的一部分的放大截面圖。圖5為圖4所示的燃料噴嘴的備選實施例的放大截面圖。圖6是在圖4中示出且沿著區(qū)域6所截取的燃料噴嘴的一部分的放大截面圖。圖7為圖4所示的燃料噴嘴的一部分的透視圖。圖8是在圖6中示出且沿著線8-8所截取的燃料噴嘴的一部分的截面圖。圖9至圖12為圖6所示的燃料噴嘴的備選實施例的放大截面圖。部件列表
10渦輪發(fā)動機
12進氣部段
14壓縮器部段
16燃燒器部段
18渦輪部段
20排氣部段
22轉子組件
24軸
26中心線軸線
28負載
30燃燒器組件
32燃料噴嘴組件
34燃燒室
36燃料噴嘴
38燃料供應系統(tǒng)
40冷卻流體系統(tǒng)42殼體
44腔室
46端蓋
48外部
50空氣壓室
52燃燒器襯套
54內(nèi)表面
56前部
58中心線軸線
60燃燒氣體流動路徑
62外噴嘴
64中心噴嘴
70端板
72開口
84外殼
86側壁
88前端壁
90后端壁
92外表面
94徑向外表面
96徑向內(nèi)表面
98柱形腔
100 縱向軸線
102 內(nèi)壁
104 燃料壓室
106 冷卻流體壓室
108 燃料管道
110 內(nèi)表面
112 燃料通道
114 開口
116 冷卻管道
118 冷卻流體
120 內(nèi)表面
122 冷卻通道
124 開口
128 混合管
130 行
132 中部
134 外表面 136內(nèi)表面
138入口部
140出口部
141寬度
142流動通道 144中心線軸線 146箭頭
148入口開口
150出口開口
152開口
154燃料孔口
156箭頭
158箭頭
160中心線軸線
161開口
162突出部
164徑向內(nèi)表面
166突出部外表面
168基部
170頂端表面
171突出部寬度
172距離 174側壁 176側壁 178長度 180距離 182凹槽 184對
186中心線軸線
188徑向內(nèi)開口
190徑向外開口
192冷卻開口
194組
196內(nèi)表面
198中心線軸線
200槽
202箭頭。
具體實施方式
本文所述的示例性方法和系統(tǒng)通過提供一種燃料噴嘴而克服了已知燃料噴嘴組件的至少某些缺點，該燃料噴嘴包括混合管，混合管包括從混合管的出口部向外延伸的多個突出部以便于改進在燃燒室中燃料/空氣混合物與冷卻流體的混合且減少火焰保持/逆燃事件。此外，與已知的燃料噴嘴組件相比，相鄰的突出部周向間隔開以限定山形(chevron)凹槽來促進燃料與空氣混合，因此增加了渦輪發(fā)動機的操作效率。如本文所用的，術語“冷卻流體”指氮氣、空氣、燃料、惰性氣體或其某種組合，和/或能使得燃料噴嘴如本文所述地起作用的任何其它流體。如本文所用的術語“上游”指渦輪發(fā)動機的前端，且術語“下游”指渦輪發(fā)動機的后端。圖1是示例性渦輪發(fā)動機10的示意圖。渦輪發(fā)動機10包括進氣部段12 ;壓縮器部段14，其在進氣部段12的下游；燃燒器部段16，其在壓縮器部段14的下游；渦輪部段18，其在燃燒器部段16的下游；以及排氣部段20，其在渦輪部段18的下游。渦輪部段18經(jīng)由轉子組件22聯(lián)接到壓縮器部段14，轉子組件22包括沿著中心線軸線26延伸的軸24。此外，渦輪部段18可旋轉地聯(lián)接到壓縮器部段14并且聯(lián)接到負載28，負載28為諸如(但不限于)發(fā)電機和/或機械驅(qū)動應用。在示例性實施例中，燃燒器部段16包括多個燃燒器組件30，其各與壓縮器部段14流動連通地聯(lián)接。每個燃燒器組件30包括聯(lián)接到燃燒室34的燃料噴嘴組件32。在示例性實施例中，每個燃料噴嘴組件32包括多個燃料噴嘴36，燃料噴嘴36聯(lián)接到燃燒室34用于將燃料-空氣混合物遞送給燃燒室34。燃料供應系統(tǒng)38聯(lián)接到每個燃料噴嘴組件32用于引導燃料流到燃料噴嘴組件32。此外，冷卻流體系統(tǒng)40聯(lián)接到每個燃料噴嘴組件32用于將冷卻流體流引導到每個燃料噴嘴組件32。在操作期間，空氣流過壓縮器部段14且壓縮空氣被排放到燃燒器部段16內(nèi)。燃燒器組件30將例如天然氣和/或燃油的燃料噴射到空氣流內(nèi)，點燃燃料-空氣混合物以通過燃燒使得燃料-空氣混合物膨脹且生成高溫燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒器組件30向渦輪部段18排放，其中在氣體中的熱能轉換為機械旋轉能。燃燒氣體賦予渦輪部段18和轉子組件22旋轉能，而這隨后向壓縮器部段14提供旋轉功率。圖2為燃料噴嘴組件32的示例性實施例的截面圖。圖3為沿著圖2中的線3-3所截取的燃料噴嘴組件32的一部分的截面圖。圖4為沿著圖2中的區(qū)域4所截取的燃料噴嘴36的一部分的放大截面圖。在示例性實施例中，燃燒器組件30包括殼體42，其在殼體42內(nèi)限定腔室44。端蓋46聯(lián)接到殼體42的外部48使得空氣壓室50限定于腔室44內(nèi)。壓縮器部段14 (在圖1中示出)與腔室44流動連通地聯(lián)接以將壓縮器部段14下游的壓縮空氣引導至空氣壓室50。在示例性實施例中，每個燃燒器組件30包括燃燒器襯套52，燃燒器襯套52位于腔室44內(nèi)且通過過渡件(未圖示)與渦輪部段18 (在圖1中示出)且與壓縮器部段14流動連通地聯(lián)接。燃燒器襯套52包括大致柱形的內(nèi)表面54，其在后部(未圖示)與前部56之間延伸。內(nèi)表面54限定環(huán)形燃燒室34，環(huán)形燃燒室34沿著中心線軸線58軸向延伸且在后部與前部56之間延伸。燃燒器襯套52聯(lián)接到燃料噴嘴組件32使得燃料噴嘴組件32將燃料和空氣引導至燃燒室34內(nèi)。燃燒室34限定燃燒氣體流動路徑60，其從燃料噴嘴組件32延伸到渦輪部段18。在示例性實施例中，燃料噴嘴組件32從空氣壓室50接收空氣流，從燃料供應系統(tǒng)38接收燃料流，且將燃料/空氣的混合物引導至燃燒室34內(nèi)用于生成燃燒氣體。
燃料噴嘴組件32包括多個燃料噴嘴36，燃料噴嘴36各聯(lián)接到燃燒器襯套52且至少部分地定位于空氣壓室50內(nèi)。在示例性實施例中，燃料噴嘴組件32包括多個外噴嘴62,外噴嘴62繞中心噴嘴64周向定向。中心噴嘴64沿著中心線軸線58定向。在示例性實施例中，端板70聯(lián)接到燃燒器襯套52的前部56使得端板70至少部分地限定燃燒室34。端板70包括多個開口 72，開口 72延伸穿過端板70且各定大小且定形狀為穿過開口接納燃料噴嘴36。每個燃料噴嘴36定位于相對應的開口 72內(nèi)使得燃料噴嘴36與燃燒室34流動連通地聯(lián)接。在該示例性實施例中，每個燃料噴嘴36包括外殼84。外殼84包括側壁86，側壁86在前端壁88與相對的后端壁90之間延伸。后端壁90定向于前端壁88與燃燒室34之間且包括外表面92，外表面92至少部分地限定燃燒室34。側壁86包括徑向外表面94和徑向內(nèi)表面96。徑向內(nèi)表面96限定大致柱形的腔98，其沿著縱向軸線100且在前端壁88與后端壁90之間延伸。內(nèi)壁102位于腔98內(nèi)且從內(nèi)表面96向內(nèi)延伸使得燃料壓室104限定于內(nèi)壁102與前端壁88之間，且使得冷卻流體壓室106限定于內(nèi)壁102與后端壁90之間。在示例性實施例中，內(nèi)壁102相對于側壁內(nèi)表面96大致垂直地定向使得冷卻流體壓室106沿著縱向軸線100定向于燃料壓室104的下游。備選地，冷卻流體壓室106可定向于燃料壓室104的上游。在該示例性實施例中，多個燃料管道108在燃料供應系統(tǒng)38 (在圖1中示出)與燃料噴嘴組件32之間延伸。每個燃料管道108與相對應的燃料噴嘴36流動連通地聯(lián)接。更具體而言，燃料管道108聯(lián)接到燃料壓室104用于將燃料流從燃料供應系統(tǒng)38引導至燃料壓室104。燃料管道108在端蓋46與外殼84之間延伸且包括內(nèi)表面110，內(nèi)表面110限定在聯(lián)接于燃料壓室104的燃料管道108內(nèi)的燃料通道112。此外，燃料管道108聯(lián)接到前端壁88且相對于開口 114定向，開口 114延伸穿過前端壁88以將燃料通道112聯(lián)接到燃料壓室104。多個冷卻管道116在冷卻流體系統(tǒng)40 (在圖1中示出)與燃料噴嘴組件32之間延伸用于將冷卻流體流引導至燃料噴嘴組件32。在示例性實施例中，每個冷卻管道116聯(lián)接到相對應的燃料噴嘴36用于將冷卻流體流118聯(lián)接到冷卻流體壓室106。每個冷卻管道116包括內(nèi)表面120，內(nèi)表面120限定冷卻通道122，冷卻通道122在冷卻管道116內(nèi)且與冷卻流體壓室106流動連通地聯(lián)接。冷卻管道116安置于燃料管道108內(nèi)且延伸穿過燃料壓室104到內(nèi)壁102。冷卻管道116相對于開口 124定向，開口 124延伸穿過內(nèi)壁102以將冷卻通道122與冷卻流體壓室106流動連通地聯(lián)接。在示例性實施例中，冷卻管道116被配置成將冷卻流體流118引導至冷卻流體壓室106內(nèi)以便于冷卻后端壁90。在示例性實施例中，燃料噴嘴36包括多個混合管128，每個混合管128聯(lián)接到外殼84。每個混合管128延伸穿過外殼84以將空氣壓室50聯(lián)接到燃燒室34?；旌瞎?28定向為多個行130，其從燃料噴嘴組件32的中部132向外朝向外殼側壁86延伸。每行130包括多個混合管128，其繞噴嘴中部132周向定向。每個混合管128包括外表面134和大致柱形的內(nèi)表面136，且在入口部138與出口部140之間延伸?；旌瞎?28包括在內(nèi)表面136與外表面134之間測量的寬度141。內(nèi)表面136限定流動通道142，流動通道142沿著中心線軸線144在入口部138與出口部140之間延伸。入口部138定大小且定形狀為從空氣壓室50將空氣流(由箭頭146所表示)引導到流動通道142內(nèi)以便于燃料與空氣在流動通道142內(nèi)混合。前端壁88包括延伸穿過前端壁88的多個入口開口 148。此外，后端壁90包括延伸穿過后端壁90的多個出口開口 150。每個混合管入口部138鄰近前端壁88定向且延伸穿過相對應的入口開口 148。此外，出口部140鄰近后端壁90定向且延伸穿過相對應的出口開口 150。此外，每個混合管128延伸穿過多個開口 152，開口 152延伸穿過內(nèi)壁102。在示例性實施例中，每個混合管128大致相對于縱向軸線100平行定向。備選地，至少一個混合管128可相對于縱向軸線100傾斜定向。在示例性實施例中，一個或多個混合管128包括延伸穿過混合管內(nèi)表面136以將燃料壓室104聯(lián)接到流動通道142的至少一個燃料孔口 154。燃料孔口 154被配置成從燃料壓室104將燃料流(由箭頭156所示)引導至流動通道142以便于燃料156與空氣146混合以形成燃料-空氣混合物，由箭頭158所示，其被引導至燃燒室34。在示例性實施例中，燃料孔口 154沿著大致垂直于流動通道軸線144定向的中心線軸線160延伸。備選地，燃料孔口 154可相對于流動通道軸線144傾斜定向。圖5為燃料噴嘴36的備選實施例的放大截面圖。在備選實施例中，燃料噴嘴36并不包括冷卻通道116。側壁86包括延伸穿過側壁外表面94的開口 161。開口 161定大小且定形狀為引導空氣從空氣壓室50到腔98內(nèi)以便于后端壁90的對流冷卻。圖6為沿著圖4所示的區(qū)域6所截取的燃料噴嘴36的一部分的放大截面圖。圖7為燃料噴嘴36的一部分的透視圖。圖8為沿著線8-8所截取的燃料噴嘴36的一部分的截面圖。在圖6至圖8中所示的相同構件使用與圖2至圖4中所用的相同的附圖標記來標示。在示例性實施例中，至少一個混合管128包括從出口部140向外且朝向燃燒室34延伸的多個突出部162。每個突出部162在徑向內(nèi)表面164與徑向外表面166之間徑向延伸且在基部168與頂端表面170之間軸向延伸。每個突出部162包括在內(nèi)表面164與外表面166之間測量的寬度171。每個突出部162還從出口部140向外延伸使得基部168沿著中心線軸線144從后端壁外表面92朝向燃燒室34軸向延伸一距離172。在示例性實施例中，突出部內(nèi)表面164相對于混合管內(nèi)表面136大致平行定向。此外,突出部外表面166相對于混合管外表面134大致平行定向。在示例性實施例中，突出部寬度171大致等于混合管長度141。備選地，突出部寬度171可小于或大于混合管寬度141。此外，至少一個突出部162可包括不同于另一突出部162的寬度的寬度171。此外，每個突出部162包括第一側壁174和第二側壁176。每個側壁174和176在表面164與166之間徑向延伸且沿著中心線軸線144在基部168與頂端表面170之間延伸。在不例性實施例中，頂端表面170相對于混合管內(nèi)表面136大致垂直定向，且在側壁174與176之間且在表面164與166之間延伸。每個側壁174和176包括沿著中心線軸線144測量的長度178。在示例性實施例中，第一側壁174和第二側壁176各被定向為從外表面166朝向內(nèi)表面164會聚，使得頂端表面170具有大致梯形的形狀。備選地，側壁174和176可定向為使得頂端表面170具有三角形、矩形、多邊形或任何其它合適形狀以使得燃料噴嘴組件32能夠如本文所述起作用。每個突出部162繞中心線軸線144沿周向定向。此外，相鄰的突出部162沿周向間隔開一距離180使得凹槽182限定于每對184周向間隔開的突出部162之間。更具體而言，相鄰的周向間隔開的突出部162定向為使得相鄰的側壁174和176至少部分地限定凹槽 182。在示例性實施例中，相鄰突出部162定向為使得凹槽182具有大致山形的形狀。此夕卜，相鄰側壁174和176各從基部168朝向頂端表面170傾斜地延伸且定向為從基部168朝向頂端表面170發(fā)散。此外，凹槽182沿著中心線軸線186在徑向內(nèi)開口 188與徑向外開口 190之間延伸。內(nèi)開口 188延伸穿過內(nèi)表面164且包括在相鄰頂端表面170之間測量的第一寬度W。外開口 190延伸穿過外表面166且包括在相鄰頂端表面170之間測量的第二寬度W2。在示例性實施例中，相鄰側壁174和176各定向為使得第一寬度W1小于第二寬度w2。備選地，相鄰側壁174和176可各定向為使得第一寬度W1大于或約等于第二寬度w2。在示例性實施例中，后端壁90包括延伸穿過后端壁90以將冷卻流體118從冷卻流體壓室106引導至燃燒室34的多個冷卻開口 192。冷卻開口 192繞突出部外表面166沿周向間隔開。燃料噴嘴組件32包括繞至少一個混合管128周向定向的至少一組194冷卻開口 192。在一個實施例中，燃料噴嘴組件32包括多組194冷卻開口 192，其中每個冷卻開口 192相對于相對應的混合管128定向。每個冷卻開口 192定大小且定形狀為朝向燃燒室34排放冷卻流體118以調(diào)整端壁外表面92下游的燃燒流動動態(tài)性，使得發(fā)生燃料和空氣通過開口 192和開口 150的二次混合以便于改進燃料與空氣混合且減小在燃燒器組件30操作期間生成的嘯聲頻率噪音的振幅。在示例性實施例中，每個冷卻開口 192包括沿著大致平行于混合管軸線144定向的中心線軸線198延伸的內(nèi)表面196。在示例性實施例中，每個冷卻開口 192相對于每個突出部162定向使得每個冷卻開口 192與相對應的突出部外表面166相鄰。備選地，每個冷卻開口 192可相對于相對應的凹槽外開口 190定向。圖9至圖12為燃料噴嘴36的備選實施例的放大截面圖。參看圖9，在備選實施例中，混合管128包括至少一個凹槽，即，沿著混合管外表面134限定的槽200，以聯(lián)接與燃燒室34流動連通的冷卻流體壓室106。在示例性實施例中，槽200從混合管外表面134延伸，經(jīng)過突出部外表面166且穿過頂端表面170。此外，槽200定大小且定形狀為從冷卻流體壓室106向燃燒室34排放冷卻流體118以便于跨后端壁90形成邊界層(由箭頭202所表示)以調(diào)整端壁外表面92下游的燃燒流動動態(tài)性，使得發(fā)生燃料與空氣通過槽200和開口 150的二次混合以便于改進燃料與空氣混合且減小在燃燒器組件30操作期間生成的嘯聲頻率噪音的振幅。在一個實施例中，槽200大致平行于混合管軸線144定向。備選地，槽200可相對于混合管軸線144傾斜定向。參看圖10，在一個備選實施例中，一個或多個突出部162包括相對于混合管內(nèi)表面136傾斜延伸的頂端表面170。參看圖11，在另一實施例中，頂端表面170包括大致弓形形狀。參看圖12，在一個實施例中，每個突出部162包括相對于混合管內(nèi)表面136傾斜定向的徑向內(nèi)表面164,使得每個突出部內(nèi)表面164定向為從混合管外表面134朝向中心線軸線144會聚。本文所述的示例性方法和系統(tǒng)通過提供一種燃料噴嘴而克服了已知燃料噴嘴組件的至少某些缺點，該燃料噴嘴包括混合管，其包括從混合管的出口部向外延伸的多個突出部，以便于改進在燃燒室中燃料/空氣混合物與冷卻流體的混合且減少火焰保持/逆燃事件。此外，與已知的燃料噴嘴組件相比，相鄰的突出部周向間隔開以限定山形凹槽來促進燃料與空氣的混合，因此增加了渦輪發(fā)動機的操作效率。選擇突出部162的大小、形狀和方位以便于相對于已知的燃料噴嘴組件而改進燃料與空氣的混合。此外，選擇凹槽182的大小、形狀和方位以便于調(diào)整燃燒流動動態(tài)性且便于減小造成燃料噴嘴組件32內(nèi)的不期望的振動的嘯聲頻率的振幅。上述設備和方法通過提供一種燃料噴嘴而克服了已知燃料噴嘴組件的至少某些缺點，該燃料噴嘴包括多個突出部，其從混合管的出口部向外延伸以便于改進燃燒室中燃料/空氣混合物與冷卻流體的混合，且減小火焰保持/逆燃事件且便于減小嘯聲頻率，嘯聲頻率引起對燃料噴嘴組件造成損壞的不當振動。此外，相鄰突出部沿周向間隔開以限定山形凹槽。因此，便于減少燃氣渦輪發(fā)動機系統(tǒng)的維護成本。在上文中詳細地描述了用于渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴組件及其組裝方法的示例性實施例。方法和設備并不限于本文所述的具體實施例，而是系統(tǒng)的構件和/或方法的步驟可獨立于或單獨于本文所述的其它構件和/或步驟利用。例如，該方法和設備還可結合其它燃燒系統(tǒng)和方法使用，且并不限于如本文所述地僅利用渦輪機發(fā)動機組件來實踐。而是，示例性實施例可結合許多其它燃燒系統(tǒng)應用來實施和利用。雖然在某些附圖中示出但未在其它附圖中示出本發(fā)明的各種實施例的具體特征，但這只是出于方便的目的。另外，在上文描述中對〃 一個實施例〃的提及預期不被理解為排除也合并所陳述的特征的額外實施例的存在。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可組合任何其它附圖的任何特征而參考和/或主張權利。本書面描述使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領域技術人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并實施任何合并的方法。本發(fā)明的專利保護范圍由權利要求限定，并且可包括本領域技術人員所想到的其它實例。如果其它實例具有與權利要求的字面語言并無不同的結構元件或者如果其它實例包括與權利要求的字面語言并無實質(zhì)差別的等效結構元件，則這些其它實例預期在權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種用于渦輪發(fā)動機(10)的燃料噴嘴(36)，所述燃料噴嘴包括: 外殼(84)，其聯(lián)接到燃燒器襯套(52)，所述燃燒器襯套(52)限定燃燒室(34)，所述外殼包括端壁(90)，所述端壁(90)至少部分地限定所述燃燒室；以及 多個混合管(128)，其延伸穿過所述外殼用于將燃料引導至所述燃燒室，所述多個混合管中的每個混合管(128)包括在入口部(138)與出口部(140)之間延伸的內(nèi)表面(136)，所述出口部鄰近所述外殼端壁定向，所述多個混合管中的至少一個包括: 多個突出部(162)，其從所述出口部向外延伸，相鄰突出部間隔開一周向距離使得凹槽(182)限定于每對(184)周向間隔開的突出部之間，以便于促進在所述燃燒室中的燃料混合
2.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，所述多個突出部中的每個突出部(162)定向成使得所述凹槽(182)包括大致山形的形狀。
3.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，所述多個突出部中的每個突出部(162)包括徑向內(nèi)表面(164)、徑向外表面(166)和在所述徑向內(nèi)表面與所述徑向外表面之間延伸的頂端表面(170)，所述頂端表面距所述端壁(90) —距離朝向所述燃燒室(34)定向。
4.根據(jù)權利要求3所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，所述突出部內(nèi)表面(164)相對于所述混合管內(nèi)表面(136)傾斜地定向。
5.根據(jù)權利要求3所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，所述頂端表面(170)相對于所述混合管內(nèi)表面(136)傾斜地定向。
6.根據(jù)權利要求3所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，所述頂端表面(170)包括弓形表面。
7.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，還包括多個開口(192)，其延伸穿過所述端壁(90)，所述多個開口繞所述至少一個混合管(128)周向定向，所述多個開口中的每個開口被配置成將冷卻流體引導至所述燃燒室(34)內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴嘴(36)，其特征在于，所述至少一個混合管(128)包括徑向外表面(134)和沿著所述外表面限定的至少一個槽(200)，所述槽被配置為將冷卻流體引導至所述燃燒室(34)內(nèi)。
9.一種用于渦輪發(fā)動機(10)的燃燒器組件(30)，所述燃燒器組件包括: 殼體(42)，其包括空氣壓室(50)； 燃燒襯套(52)，其位于所述殼體內(nèi)且在其中限定燃燒室(34);以及 多個燃料噴嘴(36)，其聯(lián)接到所述燃燒器襯套，所述多個燃料噴嘴中的每個燃料噴嘴包括: 外殼(84)，其聯(lián)接到所述燃燒器襯套，所述外殼包括端壁(90)，所述端壁(90)至少部分地限定所述燃燒室；以及 多個混合管(128)，其延伸穿過所述外殼用于將燃料引導至所述燃燒室，所述多個混合管中的每個混合管(128)包括在入口部(138)與出口部(140)之間延伸的內(nèi)表面(136)，所述出口部鄰近所述外殼端壁定向，所述多個混合管中的至少一個包括: 多個突出部(162)，其從所述出口部向外延伸，相鄰突出部間隔開一周向距離，使得凹槽(182)限定于每對(184)周向間隔開的突出部之間以便于促進在所述燃燒室中的燃料混合。
10.根據(jù)權利要求9所述的燃燒器組件，其特征在于，所述多個突出部中的每個突出部(162)定向成使得所述 凹槽(182)包括大致山形形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在渦輪發(fā)動機中使用的燃料噴嘴組件及其組裝方法。本發(fā)明中描述了一種用于渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴。燃料噴嘴包括外殼，其聯(lián)接到燃燒器襯套，燃燒器襯套限定燃燒室。外殼包括端壁，端壁至少部分地限定燃燒室。多個混合管延伸穿過外殼用于將燃料引導至燃燒室。多個混合管中的每個混合管包括在入口部與出口部之間延伸的內(nèi)表面。出口部鄰近外殼端壁定向。多個混合管中的至少一個包括從出口部向外延伸的多個突出部。相鄰突出部間隔開一定周向距離使得凹槽限定于每對周向間隔開的突出部之間以便于促進在燃燒室中的燃料混合。
文檔編號F23R3/28GK103075745SQ201210303340
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2011年10月26日
發(fā)明者嚴鐘昊, T.E.約翰遜 申請人:通用電氣公司