[发明专利]用于燃气涡轮燃烧室的改进的涡流器和燃油喷油嘴

说明书

本发明与燃气涡轮燃烧室的改进的漩涡器和燃油喷油咀有关，更具体地说，与在燃烧室内独立维持初级和次级再循环区来延伸工作范围的改进的漩涡器和燃油喷油咀有关。

在燃气涡轮中用以将空气和燃油混合建立稳定再循环区的已是公知技术，燃烧可发生在该再循环区内。该系统可采用各种形式。用在飞机发动机上的燃气涡轮燃烧室，当总的燃油流量变化来调节发动机的功率输出时，也需要在一定油气比的范围内进行工作。在小的燃油流量下进行稳定燃烧要求浓油气比，而为了减少烟雾，在大燃油流量时要求稀油气比。一个典型的漩涡器-燃油喷油咀组件使用了一中心燃油喷油咀，安置在接受来自位于燃气涡轮燃烧室入口端的燃气涡轮压气机的压缩空气的空气漩涡器组件内。雾化燃油喷到从压力雾化喷咀来的气流中或输入到从喷气式雾化器的气流中，这样燃油的雾化绝大部分由高速气流来完成。

在现代高温燃气涡轮燃烧室，尤其是用在飞机发动机的燃气涡轮燃烧室，最大的可能油气比的工作范围希望在火焰熄火即发动机减速瞬间的火焰的熄灭和由产生可见烟雾所强度的高功率极限之间。以前用来延伸工作范围的技术包括可变几何形状的燃烧室，双环形燃烧室和可供选择的供油，也就是在小功率下把燃油仅仅输到所送择的燃油喷咀。

而可变几何形状的燃烧室有增加成本，增加重量和由于要求改变燃 烧室的几何形状从而降低了综合机械装置可靠性的缺点。

双环形燃烧室使用了二同心环排列的漩涡器，而可以独立改变内排和外排喷油咀的燃油量，由于它比较复杂，所以这种布置也有缺点。

在可供选择的供油中，漩涡器布置成单排，从而供油和有选择地供油一停油喷咀交替错开，这样的设计经常会遇到喷咀中不希望有的积碳，当发动机燃烧液体碳氢燃料时，在发动机工作时由于积碳，喷咀会被堵塞而被关闭。

因此，本发明的目的是提供一种新的用于燃气涡轮燃烧室加以改进的漩涡器和燃油喷油咀，它可以在油气比改变的情况下延伸燃气轮机的工作范围。

本发明的另一个目的是提供一改进的漩涡器和燃油喷油咀用来从中心燃油喷油器分别地向燃气涡轮燃烧室的初级和次级再循环区供油。

本发明另一目的是提供一改进的有一几何形状的漩涡器和燃油喷油咀，该几何形状会延伸发动机的工作范围，且适用于飞机的燃气涡轮发动机现有的几何形状。

本发明另一目的是提供一改进的同心环的漩涡器和燃油喷咀适合于在燃气涡轮燃烧室中双模式燃油喷射。

简言之，本发明包含有一改进的漩涡器和燃油喷油咀用在其入口端输送压缩空气的那种燃气涡轮燃烧室，而带有一燃油流量控制装置的燃油源在燃气涡轮小功率时供给一初级流量，而在大功率时，同时供给初级和次级流量。一引导空气进入燃烧室衬入口的环形流量导引装置有一在中心安置的带有一个或多个燃油歧管燃油喷射体。一在燃油喷射体的下游端的燃油雾化喷咀连到一燃油歧管，燃油喷射体和环形流量导引装置之间的一管状件把空气流分到一内和外环形筒体，初级和次级空气漩涡装置分别安置在内和外环形筒体的入口处，并输送已分隔开的气流分别到一初级再循环区和次级再循环区。

在一实施例中，若干连到一第二燃油歧管的导管穿过初级空气漩涡器向外延伸并引导一次级燃油流进入次级空气漩涡器装置的次级环形筒体的下游。

在另一实施例中，初级和次级燃油流量在一燃油歧管中结合，而它们的动量用来通过内环形筒体而没有点滴扩散到外环形筒体。

新特点认为本发明特征已在权利要求中予以说明，依据一最佳实施例，本发明与其进一步目的和优点在一起在下述详细说明与其进一步目的和优点在一起在下述详细说明书中并结合附图进行更具体的说明，附图说明如下：

图1是燃气涡轮一典型燃烧室包括一漩涡器和燃油喷油咀以简化和图解形式的剖视图。

图2是图1沿Ⅱ-Ⅱ剖面线所取的燃气涡轮燃烧室部分的端视图。

图3是本发明一种形式的改进漩涡器和喷油咀的放大剖视图。

图3a是图3沿A-A剖面线所取的并通过一初级空气漩涡器单一叶片从径向向里看一部分燃油喷射体的视图。

图4是本发明改进的漩涡器和喷油咀部分另一种形式的放大剖视图;

图5是根据本发明的初级空气漩涡器另一种形式的端视图;

图6是燃气涡轮的典型燃烧室上游端的简化剖视图包括利用动量分级的一空气漩涡器和喷油咀修改型式，图中所示燃气涡轮在小功率工况下。

图7是图6所示相同的漩涡器和喷油咀，但是图示为燃气涡轮在大功率工况下。

图8是用于图6和图7所示的修改的改进的漩涡器和喷油咀部分修改型式的放大正视剖面图。