用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的液體燃料噴嘴組件和將燃料噴射到燃燒器中的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的液體燃料噴嘴組件和將燃料噴射到燃燒器中的方法。所述液體燃料噴嘴包括：在內(nèi)管的端部的導(dǎo)向噴嘴，導(dǎo)向噴嘴將來自內(nèi)管的液體燃料排出到燃燒器的燃燒室中；偏轉(zhuǎn)器，其與導(dǎo)向噴嘴同軸并且包括圓柱形部段和截頭圓錐形部段；中管，其與內(nèi)管同軸并且具有圍繞偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段延伸的端部，其中吹掃空氣通道設(shè)在中管和內(nèi)管之間，吹掃空氣通道的出口面向偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段；以及噴射噴嘴，其具有接收來自中管和外管之間的燃料通道的液體燃料的環(huán)形敞開端部，其中噴射噴嘴包括具有指向偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段的出口的噴嘴通道的環(huán)形陣列，且噴嘴通道設(shè)在截頭圓錐形部段的外緣邊的徑向內(nèi)側(cè)。
【專利說明】用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的液體燃料噴嘴組件和將燃料噴射到燃燒 器中的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)中的燃料燃燒，并且特別地涉及用于燃?xì)鉁u輪機(jī)中的燃燒 器的液體燃料噴嘴。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃?xì)鉁u輪機(jī)燃燒器混合大量燃料和壓縮空氣、燃燒最后產(chǎn)生的混合物并且生成燃 燒氣體以驅(qū)動渦輪機(jī)。用于工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的常規(guī)燃燒器典型地包括空氣和燃料在其中混 合并且發(fā)生燃燒的圓柱形燃燒"罐"的環(huán)形陣列。來自壓縮器（例如軸流式壓縮器）的壓 縮空氣流入燃燒器中。
[0003] 燃料通過延伸到每個罐中的燃料噴嘴組件噴射。燃料噴嘴組件可以被配置成燃燒 液體燃料。這些燃料噴嘴組件典型地包括將經(jīng)計量的量的燃料噴射到罐的燃燒室中的液體 霧化噴嘴。燃料噴嘴組件可以從一對同軸霧化噴嘴排出燃料。當(dāng)燃料從噴嘴排出時燃料可 以混合以幫助燃料的霧化。
[0004] 用于液體燃料的燃料噴嘴組件往往是復(fù)雜的機(jī)械裝置。長期以來需要燃料噴嘴組 件，其具有用于燃料和吹掃氣體的較少通道和孔、機(jī)械上簡單、耐用并且控制相對簡單。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)想了一種新型液體燃料噴嘴組件，其緊鄰排出液體燃料的噴嘴的下游在 圓錐形偏轉(zhuǎn)器上產(chǎn)生燃料膜。吹掃氣體幫助在偏轉(zhuǎn)器的表面上移動該膜。當(dāng)膜在偏轉(zhuǎn)器的 緣邊上流動時，膜分裂成小滴并且被霧化。燃料的分裂和霧化由在偏轉(zhuǎn)器的緣邊被引導(dǎo)的 噴氣（airblast)空氣的剪切（shearing)和緊靠在偏轉(zhuǎn)器的下游的氣動失速（aerodynamic stalling)而增強(qiáng)。燃料膜的使用以及吹掃空氣和噴氣空氣的相互作用增強(qiáng)液體燃料霧化 的質(zhì)量和燃料燃燒的穩(wěn)定性。
[0006] 在本說明書中構(gòu)思并且公開了一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器的液體燃料噴嘴組 件，該液體燃料噴嘴組件包括：位于內(nèi)管的端部的導(dǎo)向噴嘴，導(dǎo)向噴嘴將來自內(nèi)管的液體燃 料排出到燃燒器的燃燒室中；偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)器與導(dǎo)向噴嘴同軸、并且包括圓柱形部段和截 頭圓錐形部段；中管，中管與內(nèi)管同軸、并且具有圍繞偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段延伸的端部，其 中吹掃空氣通道在中管和內(nèi)管之間，其中吹掃空氣通道的出口面向偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部 段；以及噴射噴嘴，噴射噴嘴具有接收來自中管和外管之間的燃料通道的液體燃料的環(huán)形 敞開端部，其中噴射噴嘴包括具有指向偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段的出口的噴嘴通道的環(huán)形 陣列，并且噴嘴通道在截頭圓錐形部段的外緣邊的徑向內(nèi)側(cè)。
[0007] 在本說明書中構(gòu)思并且公開了一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃料噴嘴組件，該組件包 括：在液體燃料中心管的端部的導(dǎo)向噴嘴；與中心管同軸并且圍繞中心管延伸的中管，其 中用于吹掃空氣的環(huán)形通道在中管和中心管之間；偏轉(zhuǎn)器，偏轉(zhuǎn)器包括圓柱形部段和從圓 柱形部段向外延伸的截頭圓錐形部段，其中圓柱形部段坐靠在導(dǎo)向噴嘴的外環(huán)形表面上、 與導(dǎo)向噴嘴同軸、并且包括開口以將來自圓柱形部段的外表面的吹掃空氣管道輸送到形成 于圓柱形部段和導(dǎo)向噴嘴之間的內(nèi)環(huán)形管道；用于吹掃空氣的環(huán)形通道，環(huán)形通道延伸到 中管和偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段的外表面之間，其中環(huán)形通道的出口鄰近偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段 和截頭圓錐形部段之間的接合部；以及噴射噴嘴，噴射噴嘴具有配置成接收來自中管和外 管之間的燃料通道的液體燃料的環(huán)形敞開端部，其中噴射噴嘴包括具有與偏轉(zhuǎn)器的截頭圓 錐形部段對準(zhǔn)的出口的噴嘴通道的環(huán)形陣列，并且噴嘴通道在截頭圓錐形部段的外緣邊的 徑向內(nèi)側(cè)。
[0008] 在本說明書中構(gòu)思并且公開了一種霧化正由燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器中的燃料噴嘴 組件排出的液體燃料的方法，該方法包括：沿著偏轉(zhuǎn)器的外表面在燃料噴嘴組件的排出端 部段排出吹掃空氣，其中偏轉(zhuǎn)器具有圓柱形部段和從圓柱形部段向外延伸的截頭圓錐形部 段，并且外表面至少包括截頭圓錐形部段的面對排出的吹掃空氣的表面；將液體燃料排出 到偏轉(zhuǎn)器的外表面上，其中液體燃料在外表面上形成膜，并且在外表面上流動的吹掃空氣 在外表面上移動液體燃料；當(dāng)液體燃料的膜在截頭圓錐形部段的緣邊上流動時，液體燃料 被霧化；朝著截頭圓錐形部段的緣邊引導(dǎo)噴氣空氣以增強(qiáng)液體燃料的霧化；以及在燃料噴 嘴組件的下游的燃燒區(qū)中燃燒液體燃料、噴氣空氣和吹掃空氣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 在下面進(jìn)一步描述并且在附圖中示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、操作和特征，其中：
[0010] 圖1是工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)中的常規(guī)燃燒器的橫截面圖。
[0011] 圖2是安裝到工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)中的燃燒罐的端部殼體的燃料噴嘴組件的橫截面 圖。
[0012] 圖3是圖2中所示的燃料噴嘴組件的出口區(qū)域的橫截面圖。
[0013] 圖4是側(cè)視圖，在橫截面中顯示了安裝在燃料噴嘴組件上的導(dǎo)向噴嘴和偏轉(zhuǎn)器。
[0014] 圖5是作為燃料噴嘴組件的部件的噴射噴嘴的橫截面的側(cè)視圖。
[0015] 圖6是作為燃料噴嘴組件的部件的偏轉(zhuǎn)器的橫截面的透視圖。
[0016] 圖7是燃料噴嘴組件的側(cè)面的橫截面圖，其中該視圖指向?qū)驀娮旌推D(zhuǎn)器。

【具體實施方式】
[0017] 圖1是側(cè)視圖，在部分橫截面中顯示了包括軸流式渦輪機(jī)12、燃燒器14的環(huán)形陣 列和軸流式壓縮器16的渦輪發(fā)動機(jī)10。工作流體18 (例如大氣）由壓縮器加壓，并且被管 道輸送到每一個燃燒器14。每個燃燒器的一個端部聯(lián)接到歧管，所述歧管將液體燃料20和 吹掃氣體22 (例如壓力下的大氣）輸送到燃燒器。燃料和吹掃氣體流動通過每個燃燒室中 的燃料噴嘴組件24、與加壓工作流體混合并且在每個燃燒器的燃燒室26中燃燒。燃燒氣體 28從燃燒室流動通過燃燒室和渦輪機(jī)之間的管道30,以驅(qū)動渦輪機(jī)的葉片（槳葉）32并且 轉(zhuǎn)動燃?xì)鉁u輪機(jī)的軸。軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮器16并且轉(zhuǎn)移來自燃?xì)鉁u輪機(jī)的有用輸出功率。
[0018] 每個燃燒器14具有外圓柱形殼體34。來自壓縮器的壓縮空氣（例如工作流體18) 流動通過燃燒器中的形成于圓柱形套筒36和圓柱形燃燒內(nèi)襯38之間的環(huán)形管道40。燃燒 室26設(shè)在燃燒器的中空內(nèi)襯內(nèi)。壓縮空氣在與燃燒氣體流動通過燃燒區(qū)的相反流動方向 上流動。
[0019] 端蓋42在與用于熱燃燒氣體的管道30相對的端部覆蓋每個燃燒器。端蓋支撐用 于歧管的聯(lián)接器44,所述歧管將液體燃料20和被動吹掃空氣22提供給每個燃燒器。端蓋 42包括將液體燃料20和吹掃空氣22引導(dǎo)到燃料噴嘴組件24的通道。
[0020] 圖2是安裝到燃?xì)鉁u輪機(jī)中的燃燒罐的端蓋42的燃料噴嘴組件24的橫截面圖。 燃料噴嘴組件附連到坐靠在端蓋42的前表面上的安裝法蘭46。圓錐形基座49支撐液體燃 料和吹掃空氣流動通過的一組同心管。內(nèi)管50形成用于液體燃料或液體燃料乳化液（在 本說明書中被統(tǒng)稱為液體燃料）的大體直的通道。液體燃料乳化液的例子是柴油乳化液， 例如柴油燃料混合物中水的乳化液。液體燃料20通過聯(lián)接器供應(yīng)到內(nèi)管的入口 52,流動通 過管，并且通過在燃料噴嘴組件的前面的導(dǎo)向噴嘴54排出。
[0021] 吹掃空氣22在壓力下通過聯(lián)接器流動到燃料噴嘴組件，并且進(jìn)入與內(nèi)管50同軸 的環(huán)形吹掃空氣通道58。吹掃空氣通道58限定在內(nèi)管50和與內(nèi)管同心的中管60之間。
[0022] 除了流動通過內(nèi)管以外，液體燃料流動通過第二燃料通道62。第二燃料通道62是 由中管60和外管64限定的環(huán)形通道。第二燃料通道和第一燃料通道將液體燃料給送到設(shè) 于燃料噴嘴組件的前（排出）端處的雙燃料噴嘴布置。第一燃料噴嘴是設(shè)在燃料噴嘴組件 的中心軸線處的導(dǎo)向噴嘴54。第二燃料噴嘴是設(shè)在第二燃料通道62的排出端處的噴射噴 嘴84。導(dǎo)向噴嘴54和噴射噴嘴84從燃料噴嘴組件的前端排出液體燃料。
[0023] 當(dāng)液體燃料由導(dǎo)向噴嘴和噴射噴嘴排出時，從吹掃空氣通道58排出的吹掃空氣 與液體燃料混合，并且?guī)椭F化液體燃料。當(dāng)燃料和吹掃空氣的混合物進(jìn)入燃燒器中的燃 燒區(qū)時，經(jīng)霧化的液體燃料和空氣在燃料噴嘴組件的端部的下游燃燒。
[0024] 噴氣空氣68幫助霧化正從燃料噴嘴排出的燃料，并且提供用于燃燒和與燃燒氣 體混合的附加空氣。噴氣空氣通道66與將燃料和吹掃空氣輸送到燃燒區(qū)的管50、60、64同 軸。噴氣空氣通道66可以是將噴氣空氣68引導(dǎo)到燃料噴嘴組件的排出端的環(huán)形通道。噴 氣空氣通道可以被分成多個環(huán)形通道。分離噴氣空氣通道的管中的空氣口 69(圖3)允許 擴(kuò)散空氣在這些通道之間、并且通過這些通道流動。
[0025] 空氣管70可以圍繞管50、60、64，并且在這些管的排出端的略下游延伸?？諝夤?將從環(huán)形管道40 (圖1)流動的壓縮空氣76引導(dǎo)到鄰近燃燒室26的排出端78。空氣管70 可以包括環(huán)形轉(zhuǎn)向引導(dǎo)葉片72,所述葉片使從管道40流動的空氣轉(zhuǎn)向進(jìn)入空氣管中、并且 平行于燃料噴嘴組件的軸線。空氣管70可以包括旋流器74,所述旋流器將渦旋旋轉(zhuǎn)施加到 流動通過管的壓縮空氣。
[0026] 圖3是燃料噴嘴組件24的出口區(qū)域的橫截面圖。流動通過中心管50的液體燃料 穿過導(dǎo)向噴嘴54中的出口孔80，并且由出口孔80排出。出口孔80可以與燃料噴嘴組件的 軸線同軸。導(dǎo)向噴嘴附連到內(nèi)管50的端部。導(dǎo)向噴嘴可以為具有圓錐形突出部的大體圓 柱形，所述圓錐形突出部設(shè)在其尖端、且具有中心噴嘴。從導(dǎo)向噴嘴排出的液體燃料朝著在 燃料噴嘴組件的端部下游的燃燒室26流動。導(dǎo)向噴嘴可以具有溝道或葉片104(圖4)，從 而當(dāng)燃料流動通過中心噴嘴時將渦旋施加到燃料。渦旋幫助使從出口孔80噴射的燃料從 噴嘴的中心線以圓錐形噴射形式徑向擴(kuò)張。
[0027] 流動通過第二燃料通道62的液體燃料通過附連到外管64的端部的環(huán)形噴射噴嘴 84排出。環(huán)形噴射噴嘴可以包括噴嘴通道86的圓形陣列，液體燃料從第二燃料通道62通 過所述噴嘴通道流動到偏轉(zhuǎn)器48的表面88中。
[0028] 噴嘴通道86可以在橫截面上為圓形。噴嘴通道可以被定向成相對于中心管的軸 線具有5至25度的偏航（yaw)。噴嘴通道的偏航角將渦旋施加到從噴射噴嘴流動的燃料。 來自噴射噴嘴的渦旋的方向可以與從中心噴嘴排出的燃料中的渦旋的方向、以及由燃料噴 嘴組件施加到空氣流（例如吹掃空氣和主要燃燒空氣）的渦旋的旋轉(zhuǎn)方向相同。
[0029] 液體燃料由噴嘴通道86排出，使得燃料在偏轉(zhuǎn)器48的圓錐形部段114的外表面 88上形成膜。燃料膜在偏轉(zhuǎn)器的外表面88上流動，并且流動離開偏轉(zhuǎn)器的外圓形緣邊。從 緣邊92，燃料被霧化并且進(jìn)入燃燒室。
[0030] 流動通過吹掃空氣通道58的吹掃空氣由偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段93分流（split)。 偏轉(zhuǎn)器將吹掃空氣的第一流引導(dǎo)到偏轉(zhuǎn)器的圓錐形部段114的表面88。吹掃空氣在外表面 88上流動，以幫助燃料膜在外表面88上移動并且離開緣邊92。
[0031] 偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段93將吹掃空氣的第二流沿著導(dǎo)向噴嘴的外圓錐形表面引導(dǎo) 到出口孔80的排出區(qū)域。第二流從通道58通過布置在圓柱形部段中的開口 96、流動到形 成于偏轉(zhuǎn)器的內(nèi)表面和導(dǎo)向噴嘴的外表面之間的環(huán)形通道1〇8(圖4)中。第二流與從導(dǎo)向 噴嘴排出的燃料噴射混合，以幫助霧化燃料并且冷卻偏轉(zhuǎn)器48。
[0032] 噴氣空氣流動通過噴嘴82,所述噴嘴將噴氣空氣排出到截頭圓錐形腔90中，所述 截頭圓錐形腔90在外圓柱形管94中位于管的端部。用于噴氣空氣的噴嘴82可以相對于燃 料噴嘴組件的軸線傾斜，從而當(dāng)噴氣空氣進(jìn)入腔時將渦旋施加到噴氣空氣。導(dǎo)向噴嘴54、偏 轉(zhuǎn)器48和噴射噴嘴84也可以設(shè)在腔90內(nèi)。偏轉(zhuǎn)器的外緣邊92可以與外管的端部對準(zhǔn)。
[0033] 圖4是安裝在燃料噴嘴組件24的前面的導(dǎo)向噴嘴54、偏轉(zhuǎn)器48和噴射噴嘴84的 橫截面圖。該圖示出了導(dǎo)向噴嘴、偏轉(zhuǎn)器和噴射噴嘴之間的空間關(guān)系，以及吹掃空氣在偏轉(zhuǎn) 器上的流動和液體燃料通過出口孔80、并也通過噴射噴嘴、且在偏轉(zhuǎn)器的外表面88上的流 動。
[0034] 導(dǎo)向噴嘴附連到內(nèi)管50的端部，并且沿著管50的中心軸線排出液體燃料的噴射。 導(dǎo)向噴嘴54可以裝配在內(nèi)管的端部上，并且由銅焊100保持/固持到管。液體燃料102流 動通過內(nèi)管、通過旋流器104并且從導(dǎo)向噴嘴的出口孔80流出。
[0035] 導(dǎo)向噴嘴54的外圓柱形表面支撐偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部分93的端部的環(huán)形內(nèi)表面 106。用于吹掃空氣的通道108形成于導(dǎo)向噴嘴的外圓柱形表面和環(huán)形內(nèi)表面106之間。來 自吹掃空氣通道58的吹掃空氣通過偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部分中的開口 96的環(huán)形陣列到達(dá)通道 108。環(huán)形通道108徑向向內(nèi)轉(zhuǎn)向，以與導(dǎo)向噴嘴的圓錐形突出部分和偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形 部段110 -致。吹掃空氣112從通道108的端部、并且朝著液體燃料從中流動的出口孔80 的出口流動。吹掃空氣可以從所有方向（360度）朝著從出口孔80離開的液體燃料流動。 吹掃空氣112撞擊在燃料上幫助霧化正從出口孔80排出的液體燃料。
[0036] 流動通過通道58的吹掃空氣也流動通過通道116,所述通道116形成于偏轉(zhuǎn)器的 圓柱形部分93的外表面和噴射噴嘴的圓柱形部分118之間。圓柱形部分118從中管的端 部軸向地延伸。圓柱形部分118的后端可以包括具有環(huán)形臺階的端部119(圖5)，所述環(huán)形 臺階裝配在中管的臺階形端部上。在圓柱形部分的前端，內(nèi)表面可以包括肋120,所述肋徑 向向內(nèi)延伸并且抵靠偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部段93的外表面。肋120支撐圓柱形延伸部118的 前面。肋可以平行于中管60的軸線，或者可以相對于該軸線傾斜。當(dāng)空氣離開噴射噴嘴并 且沿著偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段114的外表面88流動時，肋的傾斜可以用于將渦旋施加到 吹掃空氣122。吹掃空氣的渦旋的方向可以與施加到正通過噴射噴嘴84的傾斜孔86排出 的液體燃料的潤旋的方向相同，例如并流潤旋（concurrent swirl)。
[0037] 當(dāng)吹掃空氣從通道116流動時，空氣122在偏轉(zhuǎn)器的向外延伸截頭圓錐形部段114 的外表面88上流動。在外表面88上流動的空氣122幫助移動也正在表面88上流動的液 體燃料124的膜。空氣122可以在燃料和偏轉(zhuǎn)器的表面88之間形成屏障空氣層。吹掃空 氣122幫助沿著偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段114的表面88徑向向外輸送燃料124的膜。吹 掃空氣122可以加速燃料124的膜朝著偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段114的外圓形緣邊92流 動。
[0038] 當(dāng)燃料的膜和吹掃空氣在緣邊92上流動時，燃料和空氣離開燃料噴嘴組件的表 面、并且進(jìn)入圖1中所示的燃燒室26。當(dāng)燃料在緣邊92上流動時，燃料由可以形成渦旋以 幫助霧化的吹掃空氣霧化成小滴126。另外，從噴氣空氣通道66流動并且通過在燃料噴嘴 組件的端部的腔90的噴氣空氣68撞擊在偏轉(zhuǎn)器的緣邊92上。撞擊噴氣空氣68通過剪切 離開偏轉(zhuǎn)器的緣邊92的燃料的膜來幫助霧化液體燃料。
[0039] 在偏轉(zhuǎn)器的緣邊92上流動的燃料小滴可以夾帶在緊鄰偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部段 114的下游的失速或停滯流體流中。氣動失速和停滯空氣的該區(qū)域幫助燃料的快速和高效 燃燒。
[0040] 圖5是噴射噴嘴84的橫截面的透視圖。噴射噴嘴包括具有敞開端部的圓柱形部 分118,所述敞開端部具有臺階119以坐靠在中管60的敞開端部上。在噴射噴嘴的前面， 肋120可以在橫截面上為梯形、并且均具有抵靠偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部分93的外表面的平坦表 面。允許吹掃空氣經(jīng)過噴射噴嘴的端部并且在偏轉(zhuǎn)器的圓錐形表面88上流動的溝道127 設(shè)在肋之間。肋和溝道可以傾斜設(shè)置，以將渦旋施加到流動通過噴射噴嘴的吹掃空氣。肋 的高度和溝道的寬度可以用于限定來自噴射噴嘴的空氣流動通道的尺寸。
[0041] 噴射噴嘴的部分截頭圓錐形突出部128與圓柱形部分118的前部分重疊。突出部 128的敞開端部附連到外管64的端部。突出部的敞開端部可以具有形成唇邊130的臺階， 所述唇邊接合外管的端部上的臺階。突出部128可以徑向向內(nèi)漸縮到前環(huán)形面132。燃料 孔86在該面敞開，以允許液體燃料從噴射噴嘴流動到偏轉(zhuǎn)器的外表面88上。形成于噴射 噴嘴的圓柱形部分118和重疊的截頭圓錐形部分128之間的環(huán)形腔132提供在第二燃料通 道62和孔86之間延伸的液體燃料通道。
[0042] 孔86可以相對于管狀通道50、60和64的軸線傾斜，其中孔86的傾斜角可以對應(yīng) 于噴射噴嘴的環(huán)形內(nèi)表面上的溝道127的傾斜角。燃料孔86和溝道127的傾斜角可以是 一致的，并且例如在10至45度之間。
[0043] 圖6是偏轉(zhuǎn)器48的橫截面的透視圖，其中該橫截面沿著偏轉(zhuǎn)器的軸線獲得。偏轉(zhuǎn) 器可以由金屬材料（例如不銹鋼）或陶瓷形成。偏轉(zhuǎn)器可以由機(jī)械加工或鑄造形成。
[0044] 偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部分93可以包括環(huán)形內(nèi)表面106,所述環(huán)形內(nèi)表面包括坐靠在導(dǎo) 向噴嘴54的外表面上的凸出臺階132。臺階132的高度也可以用于限定在圖4中顯示的吹 掃空氣通道108的寬度。
[0045] 偏轉(zhuǎn)器的圓柱形部分93中的開口 96的環(huán)形陣列將吹掃空氣引導(dǎo)到吹掃空氣通道 108中。開口 96可以遠(yuǎn)離軸線相對于徑線成例如15至45度的角。開口 96的角可以被設(shè) 定成以將渦旋流施加到通過噴嘴流動到通道108中的吹掃空氣。
[0046] 偏轉(zhuǎn)器的前面包括向外延伸的截頭圓錐形部段114和向內(nèi)延伸的內(nèi)截頭圓錐形 部段110。向外延伸的外截頭圓錐形部段114上的緣邊92可以在橫截面上較薄和較圓。
[0047] 向內(nèi)截頭圓錐形部段110可以以與圖4中的導(dǎo)向噴嘴54的突出部上的錐度一致 的角向內(nèi)漸縮。在內(nèi)截頭圓錐形部段110的前面的環(huán)形開口 134可以足夠大，以允許導(dǎo)向 噴嘴的突出部延伸通過該開口。開口 134可以與導(dǎo)向噴嘴中的出口孔80對準(zhǔn)，或從出口孔 軸向地向后設(shè)置，如圖4中所示。
[0048] 圖7是燃料噴嘴組件的側(cè)面的橫截面圖，其中該視圖涉及導(dǎo)向噴嘴54、偏轉(zhuǎn)器 48和噴射噴嘴84。外截頭圓錐形部段114的表面88可以涂覆有燃料或碳疏憎（carbon phobic)涂層。疏憎涂層使得從孔86流動的燃料124傾向于不粘著到偏轉(zhuǎn)器的表面88。燃 料在表面88上形成膜，并且該膜在該表面上自由地流動和離開偏轉(zhuǎn)器的邊緣92。吹掃空氣 122的流動在偏轉(zhuǎn)器的表面88上形成空氣膜，所述空氣膜也幫助防止燃料粘著到表面88。 [〇〇49] 盡管結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是最可行和優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā) 明不限于所公開的實施例，而是相反地，旨在涵蓋包括在附帶權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的 各種修改和等效布置。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器的液體燃料噴嘴組件，所述液體燃料噴嘴包括： 位于內(nèi)管的端部的導(dǎo)向噴嘴，所述導(dǎo)向噴嘴將來自所述內(nèi)管的液體燃料排出到所述燃 燒器的燃燒室中； 偏轉(zhuǎn)器，所述偏轉(zhuǎn)器與所述導(dǎo)向噴嘴同軸、并且包括圓柱形部段和截頭圓錐形部段； 中管，所述中管與所述內(nèi)管同軸、并且具有圍繞所述偏轉(zhuǎn)器的所述圓柱形部段延伸的 端部，其中吹掃空氣通道位于所述中管和所述內(nèi)管之間，其中所述吹掃空氣通道的出口面 向所述偏轉(zhuǎn)器的所述截頭圓錐形部段；以及 噴射噴嘴，所述噴射噴嘴具有接收來自所述中管和外管之間的燃料通道的液體燃料 的環(huán)形敞開端部，其中所述噴射噴嘴包括具有指向所述偏轉(zhuǎn)器的所述截頭圓錐形部段的出 口的噴嘴通道的環(huán)形陣列，并且所述噴嘴通道設(shè)在所述截頭圓錐形部段的外緣邊的徑向內(nèi) 側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴嘴組件，其中，所述偏轉(zhuǎn)器包括從所述圓柱形部段向 內(nèi)延伸的第二截頭圓錐形部段，其中環(huán)形空氣通道形成于所述第二截頭圓錐形部段和所述 導(dǎo)向噴嘴的錐形突出部之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料噴嘴組件，其中，所述燃料噴嘴組件還包括用于噴氣 空氣的環(huán)形通道，其中所述環(huán)形通道的出口將噴氣空氣引導(dǎo)到所述偏轉(zhuǎn)器的緣邊上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴嘴組件，其中，所述噴射噴嘴中的所述噴嘴通道被定 向成相對于中心管的軸線具有5至25度的偏航。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴嘴組件，其中，所述偏轉(zhuǎn)器的截頭圓錐形部分的表面 涂覆有燃料疏憎組合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴嘴組件，其中，所述燃料噴嘴組件還包括形成于所述 外管的中空端部區(qū)域內(nèi)的腔，其中所述腔向在所述外管的端部的燃燒區(qū)開放，并且所述噴 射噴嘴和所述偏轉(zhuǎn)器的端部位于所述腔內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料噴嘴組件，其中，所述偏轉(zhuǎn)器的外緣邊設(shè)在所述腔的下 游。
8. -種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃料噴嘴組件，所述組件包括： 位于液體燃料中心管的端部的導(dǎo)向噴嘴； 與所述中心管同軸并且圍繞所述中心管延伸的中管，其中用于吹掃空氣的環(huán)形通道設(shè) 在所述中管和所述中心管之間； 偏轉(zhuǎn)器，所述偏轉(zhuǎn)器包括圓柱形部段和從所述圓柱形部段向外延伸的截頭圓錐形部 段，其中所述圓柱形部段坐靠在所述導(dǎo)向噴嘴的外環(huán)形表面上、與所述導(dǎo)向噴嘴同軸、并且 包括開口以將來自所述圓柱形部段的外表面的吹掃空氣管道輸送到形成于所述圓柱形部 段和所述導(dǎo)向噴嘴之間的內(nèi)環(huán)形管道； 用于吹掃空氣的環(huán)形通道，所述環(huán)形通道延伸到所述中管和所述偏轉(zhuǎn)器的所述圓柱形 部段的外表面之間，其中所述環(huán)形通道的出口鄰近所述偏轉(zhuǎn)器的所述圓柱形部段和所述截 頭圓錐形部段之間的接合部；以及 噴射噴嘴，所述噴射噴嘴具有配置成接收來自所述中管和外管之間的燃料通道的液體 燃料的環(huán)形敞開端部，其中所述噴射噴嘴包括噴嘴通道的環(huán)形陣列，所述噴嘴通道的環(huán)形 陣列具有與所述偏轉(zhuǎn)器的所述截頭圓錐形部段對準(zhǔn)的出口，并且所述噴嘴通道設(shè)在所述截 頭圓錐形部段的外緣邊的徑向內(nèi)側(cè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴嘴組件，其中，所述偏轉(zhuǎn)器包括從所述圓柱形部段向 內(nèi)延伸的第二截頭圓錐形部段，其中環(huán)形空氣通道形成于所述第二截頭圓錐形部段和所述 導(dǎo)向噴嘴的錐形突出部之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的燃料噴嘴組件，其中，所述燃料噴嘴組件還包括用于噴 氣空氣的環(huán)形通道，其中所述環(huán)形通道的出口被定位成將噴氣空氣引導(dǎo)到所述偏轉(zhuǎn)器的緣 邊上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴嘴組件，其中，所述噴射噴嘴中的所述噴嘴通道被定 向成相對于中心管的軸線具有5至25度的偏航角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴嘴組件，其中，所述偏轉(zhuǎn)器的所述截頭圓錐形部分的 表面涂覆有燃料疏憎組合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴嘴組件，其中，所述燃料噴嘴組件還包括形成于所述 外管的中空端部區(qū)域內(nèi)的腔，其中所述腔向在所述外管的端部的燃燒區(qū)開放，并且所述噴 射噴嘴和所述偏轉(zhuǎn)器的端部設(shè)在所述腔內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃料噴嘴組件，其中，所述偏轉(zhuǎn)器的所述截頭圓錐形部段 的緣邊在所述腔的下游。
15. -種霧化正由燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒器中的燃料噴嘴組件排出的液體燃料的方法，所 述方法包括： 沿著偏轉(zhuǎn)器的外表面在所述燃料噴嘴組件的排出端部段排出吹掃空氣，其中所述偏轉(zhuǎn) 器具有圓柱形部段和從所述圓柱形部段向外延伸的截頭圓錐形部段，并且所述外表面至少 包括所述截頭圓錐形部段的面向排出的吹掃空氣的表面； 將液體燃料排出到所述偏轉(zhuǎn)器的所述外表面上，其中液體燃料在所述外表面上形成 膜，并且在所述外表面上流動的吹掃空氣在所述外表面上移動液體燃料； 當(dāng)所述液體燃料的膜在所述截頭圓錐形部段的緣邊上流動時，液體燃料被霧化； 朝著所述截頭圓錐形部段的緣邊引導(dǎo)噴氣空氣以增強(qiáng)液體燃料的霧化；以及 在所述燃料噴嘴組件的下游的燃燒區(qū)中燃燒液體燃料、噴氣空氣和吹掃空氣。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，將液體燃料排出到所述偏轉(zhuǎn)器的所述外表面 上的步驟發(fā)生于包括在所述燃料噴嘴組件中的管的中空端部區(qū)域的腔中，其中所述腔向所 述燃燒區(qū)開放。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16或15所述的方法，其中，所述方法還包括從所述緣邊排出所述液 體燃料的膜，其中所述緣邊在所述腔的下游。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15至17中的任一項所述的方法，其中，排出到所述外表面上的液體 燃料通過圍繞所述偏轉(zhuǎn)器的軸線的渦旋運(yùn)動排出，并且吹掃氣體通過與所述液體燃料的渦 旋的旋轉(zhuǎn)方向相同的渦旋運(yùn)動排出到所述偏轉(zhuǎn)器上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述方法還包括將吹掃空氣分成第一流和第 二流，所述第一流在所述偏轉(zhuǎn)器的所述外表面上流動，所述第二流被引導(dǎo)到正由導(dǎo)向噴嘴 排出的液體燃料，所述導(dǎo)向噴嘴與所述燃料噴嘴組件的軸線對準(zhǔn)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，液體燃料的排出將渦旋運(yùn)動施加到液體燃料， 并且吹掃空氣沿著所述外表面的排出將與所述液體燃料的渦旋運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)方向相同的渦
【文檔編號】F23R3/34GK104094056SQ201280068920
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月1日
【發(fā)明者】B.B.舍爾什恩約夫, A.P.蘇博塔 申請人:通用電氣公司