[实用新型]扩散型燃烧器燃料喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更确切地说，涉及一种扩散型燃烧器燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括配置用于限制诸如氮氧化物等排放物的同时维持燃气涡轮发动机的有效性能的燃料端口。 

背景技术

燃气涡轮发动机的操作效率通常随着燃烧气流温度的升高而提高。然而，较高的燃烧气流温度可能导致生成高水平的氮氧化物(NO_x)以及和其他类型的有害排放物。此类排放物在美国可能会受到联邦法规和州法规的约束，并且在国外也可能会受到类似法规的约束。因此，需要在有效的温度范围内操作燃气涡轮发动机，同时又需要确保氮氧化物和其他类型的受限排放物的输出很好地保持在强制性水平以下，这两方面之间存在一种平衡的做法。还可以改变许多其他类型的操作参数来提供这种最佳平衡。 

在包括扩散型燃烧器(即，非预混燃烧器)的燃气涡轮发动机中，燃料被喷射到燃料喷嘴的空气旋流器中。空气流过空气旋流器以与燃料混合以便用于下游燃烧。在某些空气旋流器构型配置中，空气和燃料的混合可以产生高燃烧气流温度，这可能导致生成高水平的NO_x。 此外，在某些空气旋流器构型中，燃料和所得热燃烧气体可以被夹带在空气旋流器下游的再循环区域中。因此，围绕燃料喷嘴和燃烧腔室的衬管可能会经受相对较高的头端温度。此外，当燃烧器燃烧某些类型的液体燃料时，所述相对较高的头端温度可能甚至会进一步升高。此类高温可能对衬管和其他部件的完整性和寿命造成影响。 

因此，需要用于在燃气涡轮发动机的燃烧器、尤其是扩散型燃烧器中使用的一种改进的燃料喷嘴。这种用于扩散型燃烧器的燃料喷嘴可以限制燃料喷嘴下游的燃料和热燃烧气体的再循环。此外，这种用于扩散型燃烧器的燃料喷嘴可以在生成有限排放物的情况下有效地燃烧其中的燃料和空气气流，同时还限制了衬管温度以用于延长部件寿命。 

实用新型内容

因此，本实用新型提供了一种用于燃气涡轮发动机的扩散型燃烧器燃料喷嘴。所述燃料喷嘴可以包括一个或多个气体燃料通道，其用于一个或多个气体燃料流；旋流器，其围绕所述一个或多个气体燃料通道、并定位在所述燃料喷嘴的下游面附近；多个旋流器气体燃料端口，其限定在所述旋流器中；以及多个下游面气体燃料端口，其限定在所述燃料喷嘴的所述下游面中。所述旋流器可以包括多个旋流叶片和限定在相邻旋流叶片之间的多个空气腔室。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口限定在所述旋流器中相邻旋 流叶片之间。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口限定在所述旋流器中所述燃料喷嘴的所述下游面的上游。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口从所述气体燃料通道之一延伸至所述空气腔室之一。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。 

其中，每个所述下游面气体燃料端口从所述气体燃料通道中的一个延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 

其中，每个所述下游面气体燃料端口平行于所述燃料喷嘴的轴线。 

其中，每个所述下游面气体燃料端口相对于所述燃料喷嘴的轴线成角度。 

其中，所述一个或多个气体燃料通道朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且每个所述下游面气体燃料端口从所述第一气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口从第一气体燃料通道延伸至所述空气腔室中的一个，并且其中每个所述下游面气体燃料端口从第二气体燃料通道延伸至所述燃料喷嘴的所述下游面。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口与第一气体燃料源流体连通，并且其中每个所述下游面气体燃料端口与所述第一气体燃料源流体连通。 

其中，每个所述旋流器气体燃料端口与第一气体燃料源流体连通，并且其中每个所述下游面气体燃料端口与第二气体燃料源流体连通。 

所述扩散型燃烧器燃料喷嘴进一步包括用于液体燃料流的液体燃料通道和液体燃料出口，其中所述液体燃料通道朝向所述燃料喷嘴的所述下游面延伸，并且其中所述液体燃料出口定位在所述燃料喷嘴的所述下游面附近。