[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外部主体，外部主体总体沿中心线轴线延伸并且在外表面中限定多个开口。燃料喷嘴另外包括主喷射环，其至少部分地设置在外部主体内，主喷射环包括延伸进入或穿过外部主体的多个开口的其中一个开口的燃料柱。燃料柱限定喷洒井和主燃料口，喷洒井限定底表面，侧壁，以及在底表面中从主燃料口向侧壁延伸的锥形。

技术领域

本发明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。燃料使用燃烧段内的一个或更多燃料喷嘴与压缩空气混合并燃烧从而提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧段导引至涡轮段。穿过涡轮段的燃烧气体的流驱动涡轮段且然后被导引穿过排放段，例如导向大气。

更具体地，燃料喷嘴起作用来将液体燃料引入气流流，使得液体燃料可以雾化并且燃烧。另外，已经开发出分级的燃料喷嘴来以相对高的效率和可操作性运行。在分级的燃料喷嘴中，燃料可以被引导通过两个或更多离散的级，且每个级都被燃料喷嘴内单个的燃料流径限定。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，主级可包括环形的主喷射环，主喷射环具有将燃料通过圆形中心体排入盘旋的混合器气流的多个燃料喷射端口。当主级没有使用时，可能有利的是清扫其中的至少一部分燃料，使得燃料温度不会升高并且开始结焦。因此，具有使得燃料喷嘴的主级能够清扫其中的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总体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。燃料喷嘴另外包括主喷射环，其至少部分地设置在外部主体内，主喷射环包括延伸进入或穿过外部主体的多个开口的其中一个开口的燃料柱。燃料柱限定喷洒井和主燃料口，喷洒井限定底表面，侧壁，以及在底表面中从主燃料口向侧壁延伸的锥形。

在某些示例性实施例中，主燃料口限定中心线，其中该锥形围绕主燃料口的中心线延伸至少大约二十度。

在某些示例性实施例中，主燃料口限定中心线，其中该锥形围绕主燃料口的中心线延伸至少大约四十五度。

在某些示例性实施例中，燃料柱限定顶表面，其中该锥形与平行于顶表面延伸的基准平面限定突出角度，并且其中该突出角度大于零度并且小于大约七十五度。

在某些示例性实施例中，喷洒井限定最大宽度，其中主燃料口限定最大宽度，并且其中喷洒井的最大宽度为主燃料口的最大宽度的至少大约两倍大。

在某些示例性实施例中，该锥形从主燃料口向侧壁延伸。

在某些示例性实施例中，该锥形的底边缘沿大致直的方向从主燃料口总体向侧壁延伸。

在某些示例性实施例中，喷洒井的侧壁限定最大高度，其中该锥形在底壁中限定最大高度，并且其中该锥形的最大高度为喷洒井的侧壁的最大高度的至少大约百分之五。例如，在某些示例性实施例中，锥形的最大高度为喷洒井的侧壁的最大高度的至少大约百分之十。

在某些示例性实施例中，燃料柱进一步限定顶表面，其中燃料柱的顶表面限定远离喷洒井延伸的嵌接头。