[发明专利]用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴包括在外表面中限定多个开口的外部主体。燃料喷嘴还包括至少部分地设置在外部主体内的主喷射环。主喷射环包括延伸到外部主体的多个开口中或者穿过其中的多个燃料柱。多个燃料柱包括LP燃料柱，LP燃料柱限定主燃料口、顶表面以及嵌接头，LP燃料柱的嵌接头在顶表面中沿相对于中心线轴线的第一方向远离主燃料口延伸。多个燃料柱还包括HP燃料柱，HP燃料柱限定主燃料口、顶表面以及嵌接头，HP燃料柱的嵌接头在顶表面f中沿相对于中心线轴线的第二方向远离主燃料口延伸，第二方向与第一方向差至少九十度。

技术领域

本主题总体涉及用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此成流连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心通常以串行流顺序包括压缩机段、燃烧段、涡轮段和排放段。在运行中，空气从风扇提供至压缩机段的入口，在这里一个或更多轴流式压缩机逐步地压缩空气，直到其到达燃烧段。燃料与压缩空气使用燃烧段内的一个或更多燃料喷嘴混合并且燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧段导向涡轮段。穿过涡轮段的燃烧气体的流驱动涡轮段且然后被引导穿过排放段例如引向大气。

更特别地，燃料喷嘴起作用来将液体燃料引入空气流以使得液体燃料可以雾化并且燃烧。另外，已经开发了分级的燃料喷嘴来以相对高的效率和可操作性来操作。在分级的燃料喷嘴中，燃料可以被引导穿过两个或更多离散的级，且每个级都被燃料喷嘴内单独的燃料流径定义。例如，至少某些分级的燃料喷嘴包括连续可操作的引导级以及例如以高功率水平操作的主级。

对于某些实施例，主级可包括环形主喷射环，其具有通过圆形中心体将燃料排入盘旋的混合器气流的多个燃料喷射端口。当主级没有在使用中时，可能有益的是清扫其中的至少一部分燃料，使得燃料温度不上升并且开始结焦。因此，具有使得燃料喷嘴的主级能够清扫其中至少一部分燃料的一个或更多特征的燃料喷嘴将是有用的。

发明内容

本发明的多个方面和优点将在以下说明中部分地阐述，或者可由该说明而显而易见，或者可通过实践本发明而获悉。

在本发明公开的一个示例性实施例中，提供了用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。该燃料喷嘴限定中心线轴线并且包括通常沿着该中心线轴线延伸并限定外表面的外部主体，该外部主体在外表面中限定多个开口。燃料喷嘴也包括至少部分地设置在外部主体内的主喷射环。主喷射环包括延伸到外部主体的多个开口中或者穿过其中的多个燃料柱。多个燃料柱包括LP燃料柱，LP燃料柱限定主燃料口、顶表面以及嵌接头，LP燃料柱的嵌接头在顶表面中沿相对于中心线轴线的第一方向远离主燃料口延伸。多个燃料柱还包括HP燃料柱，HP燃料柱限定主燃料口、顶表面以及嵌接头，HP燃料柱的嵌接头在顶表面f中沿相对于中心线轴线的第二方向远离主燃料口延伸，第二方向与第一方向差至少九十度。

在某些示例性实施例中，LP燃料柱还限定在主燃料口和顶表面之间的喷洒井，其中LP燃料柱的嵌接头在顶表面中从LP燃料柱的喷洒井延伸，其中HP燃料柱也还限定在主燃料口和顶表面之间的喷洒井，并且其中HP燃料柱的嵌接头也在顶表面中从HP燃料柱的喷洒井延伸。

在某些示例性实施例中，LP燃料柱的嵌接头在顶表面中从LP燃料柱的主燃料口延伸，并且其中HP燃料柱的嵌接头也在顶表面中从HP燃料柱的主燃料口延伸。

在某些示例性实施例中，第二方向与第一方向差大约一百八十度。

在某些示例性实施例中，LP燃料柱与HP燃料柱连续布置。

在某些示例性实施例中，多个燃料柱还包括多个LP燃料柱和多个HP燃料柱。例如，在某些示例性实施例中，多个LP燃料柱与多个HP燃料柱以连续且交替的方式布置。另外或者备选地，在某些示例性实施例中，多个LP燃料柱被组合在一起，并且其中多个HP燃料柱也组合在一起。

在某些示例性实施例中，限定在 HP燃料柱的顶表面中的嵌接头是限定高度和长度的通道，并且其中高度沿着长度是大致恒定的。