外預混筒通風空氣掃掠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更特別地涉及具有外預混筒的燃料噴射器。
【背景技術(shù)】
[0002]燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機、燃燒室以及渦輪機部分。在燃氣渦輪發(fā)動機的運行期間，用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料可積聚在噴射器表面上或鄰近噴射器表面積聚，這可導致自點火或火焰保持。
[0003]英國專利1，320, 263公開了一種在燃氣渦輪機的燃燒腔室的頭端中使用的空氣渦流器，其包括:環(huán)形主體部分和多個傾斜槳葉構(gòu)件，該環(huán)形主體部分具有垂直于其軸線的上游面和下游面，并且限定中心孔用以將燃料噴嘴接納在其中，而多個傾斜的槳葉構(gòu)件圍繞所述主體的圓周設(shè)置并且形成用于供空氣通過其間的槽，每個槳葉面在其前緣和后緣之間的尺寸與槽的寬度的比值在1.15至1.85的范圍內(nèi)。多個空氣掃掠器孔可大體從槽延伸至主體部分的下游面，以使得空氣的一部分將流過空氣掃掠器孔并且掃掠燃料噴嘴面。
[0004]本發(fā)明旨在克服發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的一個或多個上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]公開了一種燃氣渦輪發(fā)動機的外預混筒。外預混筒包括主體部分、筒部分及多個葉片。主體部分包括通風空氣入口。筒部分從主體部分軸向地向后延伸。多個葉片從主體部分軸向地向前延伸。每個葉片包含向內(nèi)表面和多個通風通道，該向內(nèi)表面位于該葉片的徑向內(nèi)端，而多個通風通道在向內(nèi)表面處離開葉片。每個通風空氣通道與至少一個通風空氣入口流動連通。
[0006]還公開了一種用于拆檢燃氣渦輪發(fā)動機的噴射器的方法。該方法包括從噴射器移除外預混筒。外預混筒包括筒和筒端。筒包括主體部分、筒部分以及多個葉片，該主體部分包括通風空氣入口，該筒部分從主體部分軸向地向后延伸，而該多個葉片從主體部分軸向地向前延伸。每個葉片包括截頭楔形形狀以及與至少一個通風空氣入口流動連通的多個通風通道。每個通風通道在位于截頭楔形形狀的截頭部分處的向內(nèi)表面處離開葉片。筒端在筒部分的后端處連接于筒。筒端包括圓柱形管形狀。該方法還包括將筒端從筒分開。該方法還包括采用金屬連接工藝將新的筒端連接于筒。
【附圖說明】
[0007]圖1是示例性燃氣渦輪發(fā)動機的示意圖。
[0008]圖2是圖1的噴射器的透視圖。
[0009]圖3是圖2的噴射器頭的截面圖。
[0010]圖4是圖3的外預混筒的前端的透視圖。
[0011]圖5是圖4的外預混筒的后端的透視圖。
[0012]圖6是圖3的噴射器頭的分解圖。
[0013]圖7是用于拆檢圖2的噴射器的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]本文所公開的系統(tǒng)和方法包括燃氣渦輪發(fā)動機的噴射器，該噴射器包括外預混筒。在實施例中，外預混筒包括具有截頭楔形形狀的葉片，并且可從噴射器頭移除。每個葉片在向內(nèi)表面處包括通風通道，即，截頭楔形形狀的徑向最內(nèi)部分。在燃氣渦輪發(fā)動機運行期間，通風通道可將可能收集在鄰近于向內(nèi)表面的低壓區(qū)域中的燃料掃除，這可防止自點火或火焰保持?？梢瞥耐忸A混筒可便于接近噴射器內(nèi)的其他部件，并且可便于對外預混筒的拆檢。
[0015]圖1是示例性燃氣渦輪發(fā)動機的示意圖。為了清楚并便于說明，一些表面已經(jīng)被省略或擴大(在此或其他附圖中)。此外，本發(fā)明可參照前向和后向。通常，對“前”和“后”的所有參照都與初級空氣(即，燃燒過程中使用的空氣)的流動方向相關(guān)，除非另有說明。例如，前是相對于初級空氣流的“上游”，后是相對于初級空氣流的“下游”。
[0016]此外，本發(fā)明通?？蓞⒄杖細鉁u輪發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)的中心軸線95，中心軸線95通常由它的軸120 (由多個軸承組件150支撐)的縱軸線來限定。中心軸線95可共有或共享各種其他發(fā)動機同心部件。對徑向、軸向和圓周方向的所有參照和測量是指中心軸線95，除非另有說明，術(shù)語諸如“內(nèi)”和“外”大致表示更小或更大的徑向距離，其中，徑向96可以是任意垂直于中心軸線95并且從中心軸線95向外福射的方向。
[0017]燃氣渦輪發(fā)動機100包括入口 110、軸120、燃氣發(fā)生器或“壓縮機”200、燃燒室300、渦輪400、排氣裝置500以及動力輸出聯(lián)接器600。燃氣渦輪發(fā)動機100可以具有單軸或雙軸配置。
[0018]壓縮機200包括壓縮機轉(zhuǎn)子組件210、壓縮機固定葉片(“定子”)250和入口導向葉片255。壓縮機轉(zhuǎn)子組件210機械地聯(lián)接至軸120。如圖所示，壓縮機轉(zhuǎn)子組件210是軸流式轉(zhuǎn)子組件。壓縮機轉(zhuǎn)子組件210包括一個或多個壓縮機盤組件220。每個壓縮機盤組件220都包括在圓周配備有壓縮機轉(zhuǎn)子槳葉的壓縮機轉(zhuǎn)子盤。定子250沿軸向與壓縮機盤組件220中的每一個相連接。與連接壓縮機盤組件220的相鄰定子250成對的每個壓縮機盤組件220被認為是壓縮機級。壓縮機200包括多個壓縮機級。入口導向葉片255沿軸向在壓縮機級之前。
[0019]燃燒室300包括一個或多個噴射器310，并且包括一個或多個燃燒腔室390。每個噴射器310包括噴射器頭320 (圖2和圖3中示出)，該噴射器頭320包括外預混筒330 (圖3至6中示出)。在所示的燃氣渦輪發(fā)動機中，每個噴射器310在相對于中心軸線95的軸向穿過壓縮機燃燒室箱體398的徑向箱體部399或者壓縮機擴壓器箱體安裝進燃燒室300中。
[0020]渦輪400包括渦輪轉(zhuǎn)子組件410和渦輪噴嘴450。渦輪轉(zhuǎn)子組件410機械地聯(lián)接至軸120。如圖所示，渦輪轉(zhuǎn)子組件410是軸流式轉(zhuǎn)子組件。渦輪轉(zhuǎn)子組件410包括一個或多個渦輪盤組件420。每個渦輪盤組件420包括在圓周配備有渦輪槳葉的渦輪。渦輪噴嘴450軸向上在每個渦輪盤組件420之前。與在渦輪盤組件420之前的相鄰渦輪噴嘴450配對的每個渦輪盤組件420被認為渦輪機級。渦輪400包括多個渦輪機級。
[0021]排氣裝置500包括排氣擴壓器520和廢氣收集器550。
[0022]圖2是圖1的噴射器310的透視圖。噴射器310可以包括凸緣317、噴射器頭320、第一主氣體管311、第二主氣體管312、支撐管313、液體入口管桿314、液體入口管354、導向桿316以及液體導向管組件370。凸緣317可以是圓柱形盤。凸緣317包括用于將噴射器310在徑向箱體部分399處固定至燃氣渦輪發(fā)動機100的凸緣螺栓孔319 (圖1中示出)。凸緣317還可以包括手柄318。諸如氣體主連接器組件和液體主連接器組件的裝配件379可以附接至分配塊(其附接至凸緣317的外表面或基座表面)，例如主氣體分配塊386。液體和氣體燃料源可以附接至裝配件379。
[0023]噴射器頭320可以包括組件軸線309 (圖3中示出)。對噴射器頭320以及噴射器頭320的元件的徑向、軸向和圓周方向以及測量的所有參照均涉及組件軸線309，并且諸如“內(nèi)”和“外”的術(shù)語通常表示距組件軸線309較小或較大的徑向距離。凸緣317的中心可以偏離組件軸線309。
[0024]圖3是圖2的噴射器頭320的橫截面圖。參考圖2和圖3，噴射器頭320可以包括主體組件321、外帽315、外預混筒330、內(nèi)預混管360、預混筒帽324、液體廊道組件340、流動擋板392、止動環(huán)355、液體導向管組件370以及導向罩380。主體組件321可以包括噴射器主體322和氣體主罩323。噴射器主體322可以具有盤形或圓柱形的基座，其中共軸的中空圓柱形部分從基座沿向后方向延伸。中空圓柱形部分的直徑可以大于基座的直徑。
[0025]參考圖3，噴射器主體322可以包括液體導向開口 326、空氣供應(yīng)通道325、液體主開口 327、軸環(huán)沉孔328以及止動環(huán)凹槽329。液體導向開口 326可以與噴射器主體322共軸，并且可以在軸向方向延伸穿過噴射器主體322的基座。空氣供應(yīng)通道325也可以沿軸向方向延伸穿過噴射器主體322的基座。進料空氣廊道325可以位于組件軸線309和液體導向開口 326的徑向外側(cè)，并且可以位于噴射器主體322的中空圓柱形部分的內(nèi)表面的徑向內(nèi)側(cè)。在實施例中，噴射器主體322包括四個空氣供應(yīng)通道325。
[0026]液體主開口 327可以位于組件軸線309和空氣供應(yīng)通道325的徑向外側(cè)，并