燃料噴嘴結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴，且更具體地涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴的主噴射結構。
【背景技術】
[0002]飛行器燃氣渦輪發(fā)動機包括燃燒器，燃料在燃燒器中焚燒以將熱輸入發(fā)動機循環(huán)。典型的燃燒器包括一個或多個燃料噴射器，燃料噴射器作用為將液體燃料引入空氣流中，使得其可霧化和焚燒。
[0003]分級燃燒器發(fā)展成以低污染、高效率、低成本、高發(fā)動機輸出和良好的發(fā)動機操作性操作。在分級燃燒器中，燃燒器的噴嘴可操作成通過兩個或更多個離散的級來選擇性地噴射燃料，各個級由燃料噴嘴內的獨立燃料流動通路限定。例如，燃料噴嘴可包括連續(xù)地操作的引導級，以及僅在較高發(fā)動機功率水平下操作的主級。燃料流率還可在各個級內變化。
[0004]主級包括具有多個燃料噴射端口的環(huán)形主噴射環(huán)，該多個燃料噴射端口通過包繞的中心體將燃料排放到旋流混合器空氣流中。此類燃料噴嘴的需求確保燃料不會攝入燃料噴嘴內的空隙中，其在那里可點燃而引起內部破壞和可能的反常操作。還期望具有穿透到混合器空氣流中的良好燃料射流。

【發(fā)明內容】

[0005]該需求由本發(fā)明解決，本發(fā)明提供了包括噴射結構的燃料噴嘴，該噴射結構構造成生成空氣流，空氣流清洗且協助燃料流穿透到空氣流中。
[0006]根據本發(fā)明的一個方面，一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴裝置包括:環(huán)形外體，外體平行于中心線軸線延伸，外體具有在前端與后端之間延伸的大體上圓柱形的外表面，且具有穿過外表面的多個開口；設置在外體內的環(huán)形主噴射環(huán)，主噴射環(huán)包括從其沿徑向向外延伸的環(huán)形陣列的燃料柱;沿周向方向在主噴射環(huán)內延伸的主燃料通道;多個主燃料孔口，各個主燃料孔口與主燃料通道連通，且延伸穿過其中一個燃料柱；以及將主噴射環(huán)連接至外體的懸置結構，懸置結構構造成沿軸向和側向方向大致剛性地定位主環(huán)的位置，同時允許沿徑向方向的受控偏轉。
[0007]根據本發(fā)明的另一個方面，懸置結構包括:在開口后方從外體沿徑向向內延伸的環(huán)形凸緣;沿大體上軸向方向從凸緣向前延伸且沿徑向穿過主噴射環(huán)的內側的環(huán)形內臂；從主噴射環(huán)沿軸向向前延伸的環(huán)形外臂；以及在主噴射環(huán)的軸向前方的位置處使內臂和外臂互連的U形彎曲部。
[0008]根據本發(fā)明的另一個方面，擋板沿大體上軸向方向從凸緣向前延伸且沿徑向穿過主噴射環(huán)的外側;并且擋板包括燃料柱穿過的開口。
[0009]根據本發(fā)明的另一個方面，擋板的前端在開口前方連接至外體。
[0010]根據本發(fā)明的另一個方面，各個燃料柱包括限定圓柱形側表面的周壁，以及從周壁的遠端表面沿徑向向內凹入以限定噴霧井的沿徑向面向外的底板;且各個燃料柱與外體中的開口中的一個對準且通過限定在開口與側表面之間的外周間隙與開口分開。
[0011]根據本發(fā)明的另一個方面，燃料柱沿徑向向外延伸超過外體的外表面。
[0012]根據本發(fā)明的另一個方面，各個燃料柱在平面視圖中為伸長的，且包括限定側表面的周壁和從周壁的遠端表面沿徑向向內凹入以限定噴霧井的沿徑向面向外的底板;且各個燃料柱與外體中的開口中的一個對準且通過限定在開口與側表面之間的外周間隙與開口分開。
[0013]根據本發(fā)明的另一方面，至少一個空氣協助端口在周壁與底板的交叉點附近形成在周壁中。
[0014]根據本發(fā)明的另一個方面，其中至少一個燃料柱包括沿平行于遠端表面的線延伸的斜面形嵌口，嵌口在噴霧井處具有最大徑向深度且在徑向高度中向外漸縮，在離噴霧井一定距離處接合遠端表面。
[0015]根據本發(fā)明的另一個方面，各個燃料柱的周壁在平面視圖中為淚滴形。
[0016]根據本發(fā)明的另一個方面，徑向間隙存在于燃料柱與外體之間；各個燃料柱包括限定圓柱形側表面的周壁，以及限定從周壁的遠端表面沿徑向向內凹入的沿徑向面向外的底板的孔;并且大體上管狀的滑動密封件接納在各個燃料柱的孔中且跨越徑向間隙。
[0017]根據本發(fā)明的另一個方面，各個滑動密封件固定在外體的其中一個開口中，且利用滑動配合接納在燃料柱的對應孔中。
[0018]根據本發(fā)明的另一個方面，該裝置還包括:包括設置在主噴射環(huán)內的具有最小直徑的喉部的環(huán)形文氏管；設置在文氏管內的環(huán)形分流器;在文氏管與分流器之間延伸的外旋流導葉的陣列；設置在分流器內的引導燃料噴射器；以及在分流器與引導燃料噴射器之間延伸的內旋流導葉的陣列。
[0019]根據本發(fā)明的另一個方面，該裝置還包括:可操作成在變化的流率下供應液體燃料流的燃料系統;聯接在燃料系統與引導燃料噴射器之間的引導燃料管道；以及聯接在燃料系統與主噴射環(huán)之間的主燃料管道。
[0020]技術方案1.一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴裝置，包括:
環(huán)形外體，所述外體平行于中心線軸線延伸，所述外體具有在前端與后端之間延伸的大體上圓柱形的外表面，且具有穿過所述外表面的多個開口；
設置在所述外體內的環(huán)形主噴射環(huán)，所述主噴射環(huán)包括從其沿徑向向外延伸的環(huán)形陣列的燃料柱；
沿周向方向在所述主噴射環(huán)內延伸的主燃料通道；
多個主燃料孔口，各個主燃料孔口與所述主燃料通道連通，且延伸穿過所述燃料柱中的一個；以及
將所述主噴射環(huán)連接至所述外體的懸置結構，所述懸置結構構造成沿軸向和側向方向大致剛性地定位所述主環(huán)的位置，同時允許沿徑向方向的受控偏轉。
[0021 ]技術方案2.根據技術方案I所述的裝置，其特征在于，所述懸置結構包括:
在所述開口后方從所述外體沿徑向向內延伸的環(huán)形凸緣；
沿大體上軸向方向從所述凸緣向前延伸且沿徑向穿過所述主噴射環(huán)的內側的環(huán)形內臂；
從所述主噴射環(huán)沿軸向向前延伸的環(huán)形外臂；以及在所述主噴射環(huán)的軸向前方的位置處使所述內臂和所述外臂互連的U形彎曲部。
[0022]技術方案3.根據技術方案2所述的裝置，其特征在于:
擋板沿大體上軸向方向從所述凸緣向前延伸且沿徑向穿過所述主噴射環(huán)的外側;并且所述擋板包括所述燃料柱穿過的開口。
[0023]技術方案4.根據技術方案3所述的裝置，其特征在于，所述擋板的前端在所述開口前方連接至所述外體。
[0024]技術方案5.根據技術方案I所述的裝置，其特征在于:
各個燃料柱包括限定圓柱形側表面的周壁，以及從所述周壁的遠端表面沿徑向向內凹入以限定噴霧井的沿徑向面向外的底板;并且
各個燃料柱與所述外體中的所述開口中的一個對準，且通過限定在所述開口與所述側表面之間的外周間隙與所述開口分開。
[0025]技術方案6.根據技術方案5所述的裝置，其特征在于，所述燃料柱沿徑向向外延伸超過所述外體的外表面。
[0026]技術方案7.根據技術方案I所述的裝置，其特征在于:
各個燃料柱在平面視圖中為伸長的，且包括限定側表面的周壁和從所述周壁的遠端表面沿徑向向內凹入以限定噴霧井的沿徑向面向外的底板;以及
各個燃料柱與所述外體中的所述開口中的一個對準，且通過限定在所述開口與所述側表面之間的外周間隙與所述開口分開。
[0027]技術方案8.根據技術方案7所述的裝置，其特征在于，至少一個空氣協助端口在所述周壁與所述底板的交叉點附近形成在所述周壁中。
[0028]技術方案9.根據技術方案7所述的裝置，其特征在于，所述燃料柱中的至少一個包括沿平行于所述遠端表面的線延伸的斜面形嵌口，所述嵌口在所述噴霧井處具有最大徑向深度且在徑向高度中向外漸縮，在離所述噴霧井一定距離處接合所述遠端表面。
[0029]技術方案10.根據技術方案7所述的裝置，其特征在于，各個燃料柱的所述周壁在平面視圖中為淚滴形。
[0030]技術方案11.根據技術方案I所述的裝置，其特征在于:
徑向間隙存在于所述燃料柱與所述外