本發(fā)明總地涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，并且涉及一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器的隔熱燃料噴射器。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪機(jī)部段。通過燃燒器中的燃料噴射器的柄部的燃料可在柄部中引起溫度梯度，這會導(dǎo)致柄部偏轉(zhuǎn)。

授予l.prociw的美國專利號6,182,437公開了一種在將噴射器安裝到發(fā)動機(jī)中之前、以受控且可預(yù)測的方式對燃料噴射器進(jìn)行預(yù)處理以在隔熱空氣間隙內(nèi)形成諸如焦炭之類的沉淀劑。該方法包含利用諸如烴類燃料之類的所選擇流體來填充間隙的環(huán)形部分、并且然后使得液體固化來形成諸如焦炭之類的沉淀劑，該沉淀劑在噴射器柄部的允許隔熱件和燃料通道之間的相對熱誘導(dǎo)運(yùn)動的溫度操作范圍內(nèi)的溫度下、在物理上和化學(xué)上保持穩(wěn)定。

本發(fā)明涉及克服本發(fā)明人所發(fā)現(xiàn)的或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的一個或多個問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

公開一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的燃燒器的燃料噴射器。在一些實(shí)施例中，燃料噴射器包括凸緣、裝配凸臺、柄部、廊道部分、氣體燃料通道、氣體燃料裝配件、氣體隔熱件以及筒組件。凸緣包括安裝孔。裝配凸臺從凸緣突出。柄部沿與裝配凸臺相反的方向從凸緣延伸。廊道部分處于柄部的遠(yuǎn)離凸緣的端部處。氣體燃料通道穿過柄部從裝配凸臺延伸至廊道部分。氣體燃料裝配件在氣體燃料通道處結(jié)合至裝配凸臺。氣體隔熱件至少部分地穿過氣體燃料通道從氣體燃料裝配件延伸。氣體隔熱件的尺寸設(shè)定成在氣體燃料通道處在氣體隔熱件和柄部之間形成氣體隔熱件間隙。筒組件結(jié)合至廊道部分。

在一些實(shí)施例中，燃料噴射器包括凸緣、裝配凸臺、柄部、廊道部分、液體燃料通道、帽蓋、液體隔熱件以及筒組件。凸緣包括安裝孔。裝配凸臺從凸緣突出。柄部沿與裝配凸臺相反的方向從凸緣延伸。廊道部分處于柄部的遠(yuǎn)離凸緣的端部處。液體燃料通道穿過柄部從裝配凸臺延伸至廊道部分。帽蓋在液體燃料通道處結(jié)合至裝配凸臺。液體隔熱件在液體燃料通道內(nèi)從帽蓋朝向廊道部分延伸。液體隔熱件的尺寸設(shè)定成在液體燃料通道處在液體隔熱件和柄部之間形成液體隔熱件間隙。筒組件結(jié)合至廊道部分。

附圖說明

圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的示意圖。

圖2是用于圖1的燃燒器的燃料噴射器的立體圖。

圖3是圖2的燃料噴射器的一部分的剖視圖。

圖4是圖3的燃料噴射器橫截面的一部分的詳細(xì)視圖。

具體實(shí)施方式

所公開的系統(tǒng)和方法包括燃料噴射器，其具有非對稱地延伸穿過燃料噴射器的柄部的燃料通道。在各實(shí)施例中，隔熱件在非對稱地定位的燃料通道內(nèi)延伸。隔熱件可防止柄部和燃料通道中的燃料之間的熱傳遞。防止熱傳遞可防止或減小柄部內(nèi)的溫度梯度的形成，溫度梯度會導(dǎo)致燃料噴射器的偏轉(zhuǎn)。防止熱傳遞還可防止液體燃料熱解。

圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)100的示意圖。為了解釋清楚和方便，可省略或放大其中一些表面(這里和其它附圖中)。此外，本發(fā)明可參照向前和向后方向。通常，對于“向前”和“向后”的所有參考與主要空氣(即，用在燃燒過程中的空氣)的流動方向相關(guān)聯(lián)，除非另外說明。例如，向前是相對于主要空氣流的“上游”，而向后是相對于主要空氣流的“下游”。

此外，本發(fā)明可大體參照燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的中心旋轉(zhuǎn)軸線95，該中心旋轉(zhuǎn)軸線可大體由燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的軸120(由多個軸承組件150支承)的縱向軸線所限定。中心軸線95可對于各種其它發(fā)動機(jī)同心部件共用或共享。除非另有說明，對于徑向、軸向以及周向方向以及測量的參考指代中心軸線95，并且諸如“內(nèi)部”和“外部”之類的術(shù)語大體指示距中心軸線95較小或較大的半徑距離，其中，半徑96可在垂直于中心軸線95和從該中心軸線向外輻射出的任何方向上。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)100包括入口110、軸120、壓縮機(jī)200、燃燒器300、渦輪機(jī)400、排氣口500以及功率輸出聯(lián)接件600。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)100可具有單個軸或雙軸構(gòu)造。

壓縮機(jī)200包括壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子組件210、壓縮機(jī)固定葉片(定子)250以及入口引導(dǎo)葉片255。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子組件210機(jī)械地聯(lián)接于軸120。如圖所示，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子組件210是軸流式轉(zhuǎn)子組件。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子組件210包括一個或多個壓縮機(jī)盤組件220。每個壓縮機(jī)盤組件220均包括壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子盤，其周向地配備有壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。定子250軸向地跟隨每個壓縮機(jī)盤組件220。與跟隨壓縮機(jī)盤組件220的相鄰定子250配對的每個壓縮機(jī)盤組件220被認(rèn)為是壓縮機(jī)級。壓縮機(jī)200包括多個壓縮機(jī)級。入口引導(dǎo)葉片255軸向地先于壓縮機(jī)級。

燃燒器300包括一個或多個燃燒室305、一個或多個燃料噴射器310以及從燃燒室305徑向地向外定位的燃燒器殼體301。燃燒室305可包括用于每個燃料噴射器310的索環(huán)306。每個燃料噴射器310可在索環(huán)306處連接于燃燒室305。每個燃料噴射器310包括鄰近于燃燒室305的筒組件330、鄰近于燃燒器殼體301的凸緣312、從凸緣312突出的裝配凸臺315以及在與裝配凸臺315相反的方向上、在裝配凸臺315和筒組件330之間從凸緣312延伸出的柄部320。筒組件330可與索環(huán)306匹配。

渦輪機(jī)400包括渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子組件410和渦輪機(jī)噴嘴450。渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子組件410機(jī)械地聯(lián)接于軸120。如圖所示，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子組件410是軸流式轉(zhuǎn)子組件。渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子組件410包括一個或多個渦輪機(jī)盤組件420。每個渦輪機(jī)盤組件420包括渦輪機(jī)盤，其周向地配備有渦輪機(jī)葉片。渦輪機(jī)噴嘴450軸向地先于每個渦輪機(jī)盤組件420。與先于渦輪機(jī)盤組件420的相鄰渦輪機(jī)噴嘴450配對的每個渦輪機(jī)盤組件420被認(rèn)為是渦輪機(jī)級。渦輪機(jī)400包括多個渦輪機(jī)級。

排氣口500包括排氣擴(kuò)壓器510和排氣收集器520。功率輸出聯(lián)接件600可位于軸120的端部處。在所說明的實(shí)施例中，功率輸出聯(lián)接件600位于軸120的后端部處。

圖2是用于圖1的燃燒器300的燃料噴射器310的立體圖。參照圖2，裝配凸臺315、凸緣312以及柄部320可以是一體部件。裝配凸臺315可包括從凸緣312延伸的圓柱形或棱柱形形狀。多個裝配件可聯(lián)接于裝配凸臺315。液體燃料、氣體燃料以及空氣供給管線可聯(lián)接于裝配件，以將液體燃料、氣體燃料以及空氣供給至燃料噴射器310。在圖2中說明的實(shí)施例中，液體燃料裝配件316聯(lián)接于裝配凸臺315的側(cè)部，而氣體燃料裝配件317聯(lián)接于裝配凸臺315的頂表面。在所示出的實(shí)施例中，裝配件318和319也聯(lián)接于裝配凸臺315的側(cè)部。裝配件318和319可用于液體或氣體導(dǎo)引燃料供給或者可用于供給空氣。

凸緣312可包括圓形或多邊形形狀。在圖2中示出的實(shí)施例中，凸緣312包括矩形形狀。凸緣312包括多個安裝孔313。安裝孔313可用于將燃料噴射器310附連于燃燒器殼體301。

圖3是圖2的燃料噴射器310的剖視圖。參照圖2和3，燃料噴射器310可包括廊道部分325。廊道部分325可以呈中空柱體的形狀，并且可位于柄部320的與凸緣312相對并且遠(yuǎn)離該凸緣的端部處。廊道部分325可以是一體部件，并且可加工有或模制有裝配凸臺315、凸緣312以及柄部320。

燃料噴射器310包括多個通道，這些通道穿過柄部320從裝配凸臺315延伸并且延伸至廊道部分325?？蓮难b配凸臺315的頂部、穿過柄部320并且至廊道部分325加工或者鉆取出每個通道?？蓪⒅T如氣體燃料裝配件317或帽蓋323之類的裝配件可在裝配凸臺315處布置或者插入在每個通道的端部處。氣體燃料裝配件317和帽蓋323可各自通過諸如焊接或銅焊之類的冶金粘結(jié)來結(jié)合至裝配凸臺315。如圖3中所示，燃料噴射器310包括液體燃料通道321和氣體燃料通道322。液體燃料通道321從裝配凸臺315延伸至廊道部分325。在所說明的實(shí)施例中，液體燃料通道321完全地延伸穿過裝配凸臺315，其中帽蓋323在裝配凸臺315出插入在液體燃料通道321的端部中。液體燃料通道321可呈柱體的形狀、例如正圓柱體的形狀。

氣體燃料通道322從裝配凸臺315延伸至廊道部分325。在所說明的實(shí)施例中，氣體燃料通道322完全地延伸穿過裝配凸臺315，其中，氣體燃料裝配件317插入在氣體燃料通道322的端部處并且在氣體燃料通道322處結(jié)合至裝配凸臺315。氣體燃料通道322可以呈水平圓柱形區(qū)段的形狀。構(gòu)成圓柱形區(qū)段的圓柱形部分和平面部分之間的邊緣可各自具有諸如圓角或倒角之類的破邊部。這些通道可將液體和氣體導(dǎo)引燃料或空氣供給至筒組件330。

燃料噴射器310可包括組裝特征部328。組裝特征部328可以是柄部320的中空柱體形狀中的凹口或凹部，其可有助于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的組裝。組裝特征部328可突入到氣體燃料通道322中并且可以是近側(cè)廊道部分325。

燃料噴射器310可包括液體隔熱件360和氣體隔熱件380。液體隔熱件360在液體燃料通道321內(nèi)延伸。液體隔熱件360可從帽蓋323朝向廊道部分325延伸。液體隔熱件360可呈中空柱體的形狀。液體隔熱件360可包括第一液體隔熱件端部361和第二液體隔熱件端部362。第一液體隔熱件端部361可結(jié)合至帽蓋323，該帽蓋用于在裝配凸臺315處罩住液體燃料通道321。第一液體隔熱件端部361可通過諸如焊接或銅焊之類的冶金粘結(jié)結(jié)合至帽蓋323。

第二液體隔熱件端部362可鄰近于廊道部分325定位。在一些實(shí)施例中，第二液體隔熱件端部362在液體燃料通道321處相對于柄部320密封。在其它實(shí)施例中，第二液體隔熱件端部362相對于廊道部分325密封。在又一些其它實(shí)施例中，第二液體隔熱件端部362包括徑向地向外延伸并且接觸液體燃料通道321的支座。在第一液體隔熱件端部361和第二液體隔熱件端部362兩者均附連于其它部件或者相對于其它部件密封的實(shí)施例中，液體隔熱件360可包括諸如波紋管之類的膨脹特征部，以允許液體隔熱件360和柄部320之間的差異熱膨脹。

液體隔熱件360可與液體燃料裝配件316和筒組件330流體連通，以使得液體燃料在筒組件330內(nèi)從液體燃料裝配件316行進(jìn)至液體廊道337時、通過液體隔熱件360。

液體隔熱件360的尺寸可設(shè)定成在液體燃料通道321處在液體隔熱件360和柄部320之間存在液體隔熱件間隙369。在所說明的實(shí)施例中，液體隔熱件間隙369是諸如中空柱體之類的環(huán)形形狀。在其它實(shí)施例中，液體隔熱件間隙369可由于燃料噴射器310的設(shè)計(jì)而包括其它形狀。液體隔熱件間隙369可并不與液體隔熱件360、液體廊道337以及液體燃料裝配件316流體連通。

氣體隔熱件380在氣體燃料通道322內(nèi)延伸。氣體隔熱件380可從氣體燃料裝配件317朝向廊道部分325延伸。氣體隔熱件380可以呈中空水平圓柱形區(qū)段的形狀。可將中空水平圓柱形區(qū)段的邊緣倒圓化。氣體隔熱件380可包括第一氣體隔熱件端部381和第二氣體隔熱件端部382。第一氣體隔熱件端部381可通過諸如焊接或銅焊之類的冶金粘結(jié)結(jié)合至氣體燃料裝配件317。第二氣體隔熱件端部382遠(yuǎn)離氣體燃料裝配件317并且可位于氣體燃料通道322內(nèi)。在實(shí)施例中，第二氣體隔熱件端部382在廊道部分325附近。在所說明的實(shí)施例中，第二氣體隔熱件端部382鄰近于組裝特征部328。在一些實(shí)施例中，第二氣體隔熱件端部382在氣體燃料通道322處相對于柄部320密封。在其它實(shí)施例中，第二氣體隔熱件端部382包括徑向地向外延伸并且接觸氣體燃料通道322的支座。在第一氣體隔熱件端部381和第二氣體隔熱件端部382兩者均附連于其它部件或者相對于其它部件密封的實(shí)施例中，氣體隔熱件380可包括諸如波紋管之類的膨脹特征部，以允許氣體隔熱件380和柄部320之間的差異熱膨脹。

氣體隔熱件380可與氣體燃料裝配件317和筒組件330流體連通，以使得氣體燃料在筒組件330內(nèi)從氣體燃料裝配件317行進(jìn)至液體廊道327時、通過氣體隔熱件380。

氣體隔熱件380的的尺寸可設(shè)定成在氣體燃料通道322處在氣體隔熱件380和柄部320之間存在氣體隔熱件間隙389。氣體隔熱件間隙389可具有中空水平圓柱形區(qū)段形狀。氣體隔熱件間隙389可并不與氣體隔熱件380、氣體廊道327以及氣體燃料裝配件317流體連通。

氣體隔熱件380至少部分地延伸穿過氣體燃料通道322。在一些實(shí)施例中，氣體隔熱件380的長度在氣體燃料通道322的長度的60至100百分比內(nèi)。在其他實(shí)施例中，氣體隔熱件380在氣體燃料通道322的長度的65至85的百分比內(nèi)。在又一些其它實(shí)施例中，氣體隔熱件380在氣體燃料通道322的長度的70至80百分比內(nèi)。在又一些其它實(shí)施例中，氣體隔熱件380在氣體燃料通道322的長度的75至78百分比內(nèi)。

燃料噴射器310還可包括柄部隔熱件324。柄部隔熱件324可呈中空柱體的形狀并且可包括柄部隔熱件支承凸緣329，該柄部隔熱件支承凸緣在柄部隔熱件324的鄰近于凸緣312和廊道部分325的每個端部處、從中空柱體形狀徑向地向內(nèi)延伸。柄部隔熱件支承凸緣329可用作支座或間隔件，其形成隔熱間隙339、即在柄部320和柄部隔熱件324之間的環(huán)形空間。

參照圖3，筒組件330和廊道部分325可共享共用軸線331。對于與筒組件330和廊道部分325相關(guān)的徑向、軸向以及周向方向和測量的所有參考涉及軸線331，并且諸如“內(nèi)部”和“外部”之類的術(shù)語大體指示距軸線331的較小或較大徑向距離。廊道部分325可繞軸線331回轉(zhuǎn)。

筒組件330可包括旋流器組件350、氣體內(nèi)管340、液體管370、入口旋流器379以及隔熱件390。旋流器組件350可以是單個一體部件或者可以是例如通過銅焊或焊接冶金地粘結(jié)在一起的多個部件。旋流器組件350可包括氣體外管351和出口旋流器355。氣體外管351可從廊道部分325延伸。氣體外管351和廊道部分325可例如通過銅焊或焊接冶金地粘結(jié)。氣體外管351可包括錐形區(qū)域352和圓柱形區(qū)域353以及噴射器帽蓋354。錐形區(qū)域352可從廊道部分325軸向地延伸。

錐形區(qū)域352可鄰近于圓柱形區(qū)域353從較大直徑漸縮成較小直徑。錐形區(qū)域352可包括漏斗或者中空椎體的截錐頭的形狀。錐形區(qū)域352的較小直徑可匹配圓柱形區(qū)域353的直徑。筒組件330可在廊道部分325處例如通過焊接或銅焊冶金地粘結(jié)結(jié)合至柄部320。在一些實(shí)施例中，錐形區(qū)域352冶金地結(jié)合至廊道部分325。在所說明的實(shí)施例中，錐形區(qū)域352包括唇部，其尺寸設(shè)定成裝配到廊道部分325的端部中并且與該端部匹配。

圓柱形區(qū)域353沿與廊道部分325相反的方向從錐形區(qū)域352軸向地延伸。圓柱形部分353可包括恒定的直徑并且可呈中空正圓柱體的形狀。噴射器帽蓋354可位于氣體外管351的端部處、例如位于圓柱形區(qū)域353與錐形區(qū)域352相對并且遠(yuǎn)離該錐形區(qū)域的端部處，并且可遠(yuǎn)離廊道部分325定位。噴射器帽蓋354可從圓柱形區(qū)域353遠(yuǎn)離錐形區(qū)域352的端部徑向地向內(nèi)延伸。

出口旋流器355可鄰近于噴射器帽蓋354。出口旋流器355可具有旋流器葉片356，這些旋流器葉片配置成使得離開燃料噴射器310的燃料空氣混合物形成漩渦，并且出口旋流器可配置成周向地偏轉(zhuǎn)壓縮機(jī)排出空氣。

氣體內(nèi)管340包括中間廊道部分341、過渡部分342以及氣體內(nèi)部圓柱形部分343。中間廊道部分341、過渡部分342以及氣體內(nèi)部圓柱形部分343可各自是同軸的。中間廊道部分341可位于廊道部分325內(nèi)并且可從廊道部分325徑向地向內(nèi)定位。中間廊道部分341可大體具有中空柱體形狀。

中間廊道部分341還可包括液體燃料入口344。液體燃料入口344與液體燃料通道321對準(zhǔn)并且與該液體燃料通道流體連通。液體燃料入口344可延伸穿過中間廊道部分341的中空柱體形狀。中間廊道部分341可在液體燃料入口344和液體燃料通道321的連通點(diǎn)處與柄部320交界并且可與該柄部形成密封。

過渡部分342從中間廊道部分341延伸，并且在廊道部分325內(nèi)位于中間廊道部分341和氣體內(nèi)部圓柱形部分343之間。過渡部分342可沿軸向方向延伸并且可從廊道部分325徑向地向內(nèi)定位。過渡部分342配置成從中間廊道部分341和氣體內(nèi)部圓柱形部分343開始減小氣體內(nèi)管340的直徑。過渡部分342可包括漏斗形狀、例如中空椎體的截錐頭(中空截頭圓錐體形狀)，其具有位于中間廊道部分341處的較大直徑和位于氣體內(nèi)部圓柱形部分343處的較小直徑。過渡部分342和廊道部分325可配置成形成氣體廊道327，其鄰近于氣體燃料通道322并且與該氣體燃料通道流體連通。

氣體內(nèi)部圓柱形部分343以較小直徑從過渡部分342的端部延伸，中間廊道部分341遠(yuǎn)離該端部從過渡部分342延伸。氣體內(nèi)部圓柱形部分343可沿軸向方向延伸。氣體內(nèi)部圓柱形部分343包括中空柱體形狀，并且穿過氣體外管351延伸至噴射器帽蓋354，以在它們之間形成氣體燃料環(huán)部335。氣體內(nèi)部圓柱形部分343可從氣體外管351徑向地向內(nèi)定位。

液體管370可位于氣體內(nèi)管340內(nèi)并且可從氣體內(nèi)管340徑向地向內(nèi)定位。液體管370包括內(nèi)部廊道部分371、內(nèi)部過渡部分372以及液體內(nèi)部圓柱形部分373。內(nèi)部廊道部分371、內(nèi)部過渡部分372以及液體內(nèi)部圓柱形部分373可以是同軸的。內(nèi)部廊道部分371可位于中間廊道部分341內(nèi)并且可從中間廊道部分341徑向地向內(nèi)。內(nèi)部廊道部分371和中間廊道部分341可在它們之間形成液體廊道337。液體廊道337與液體燃料入口344和液體燃料通道321流連通。內(nèi)部廊道部分371可與中間廊道部分341的遠(yuǎn)離過渡部分342的端部接觸和交界以形成密封。內(nèi)部廊道部分371還可配置成與入口旋流器379交界。

內(nèi)部過渡部分372可大體具有截頭圓錐形形狀，其具有延伸穿過其中的孔。內(nèi)部過渡部分372可從內(nèi)部廊道部分371延伸并且可軸向地位于內(nèi)部廊道部分371和液體內(nèi)部圓柱形部分373之間。內(nèi)部過渡部分372的外直徑從內(nèi)部廊道部分371向液體內(nèi)部圓柱形部分373減小。

液體內(nèi)部圓柱形部分373可從內(nèi)部過渡部分372延伸并且可沿軸向方向延伸。液體內(nèi)部圓柱形部分373可在氣體內(nèi)部圓柱形部分343內(nèi)延伸以在它們之間形成液體燃料環(huán)部336，并且可從氣體內(nèi)部圓柱形部分343徑向地向內(nèi)定位。液體燃料環(huán)部336可與液體廊道337流體連通。內(nèi)部廊道部分371、內(nèi)部過渡部分372以及液體內(nèi)部圓柱形部分373形成延伸穿過液體管370的空氣腔338。

入口旋流器379可配置成使得壓縮機(jī)排出空氣形成漩渦并且將該壓縮機(jī)排出空氣引導(dǎo)到燃料噴射器310中。入口旋流器379可插入到廊道部分325的中空柱體形狀的端部中。入口旋流器379還可配置成部分地插入到內(nèi)部廊道部分371中。

隔熱件390包括鐘形嘴部分391和隔熱圓柱形部分392。鐘形嘴部分391可包括漏斗的形狀、例如雙曲面漏斗、鐘形或者偽球面的區(qū)段或截頭。鐘形嘴部分391配置成插入并且裝配到入口旋流器379內(nèi)。

隔熱圓柱形部分392可從鐘形嘴部分391并且在液體內(nèi)部圓柱形部分373內(nèi)延伸。隔熱圓柱形部分392可從液體內(nèi)部圓柱形部分373徑向地向內(nèi)定位，以在它們之間形成隔熱間隙339。隔熱間隙339可以是隔熱件390和液體管370之前的環(huán)形空間。

隔熱件390可包括加厚部分393。加厚部分393可鄰近于鐘形嘴部分391位于隔熱圓柱形部分392上。

圖4是圖3的燃料噴射器310的橫截面的一部分的詳細(xì)視圖。如圖4中所示，氣體燃料裝配件317可包括氣體燃料裝配件主體311和氣體燃料裝配件過渡部分314。氣體燃料裝配件主體311可大體是其中形成裝配件309的回轉(zhuǎn)實(shí)體。裝配孔309可大體呈柱體的形狀。氣體燃料裝配件過渡部分314可配置成調(diào)節(jié)用于氣體燃料通道322的所需流動面積，并且可配置成從裝配凸臺309的圓柱形形狀過渡成氣體燃料通道322的水平圓柱形區(qū)段形狀。在所說明的實(shí)施例中，氣體隔熱件380連接于氣體燃料裝配件過渡部分314。在其它實(shí)施例中，氣體隔熱件380連接于氣體燃料裝配件主體311。

液體隔熱件間隙369可具有液體隔熱件間隙距離368。液體隔熱件間隙距離368可大體是間隙距離，例如在液體隔熱件360的外表面和液體燃料通道321的表面之間的徑向距離。液體隔熱件間隙369尺寸可設(shè)定成防止液體隔熱件360內(nèi)的液體燃料冷卻液體燃料通道321周圍的柄部320。在一些實(shí)施例中，液體隔熱件間隙距離368是從5mils至15mils。在其它實(shí)施例中，液體隔熱件間隙距離368在10mils、例如加上或減去1mils、2mils或3mils的預(yù)定公差內(nèi)。

氣體隔熱件間隙389可具有氣體隔熱件間隙距離388。氣體隔熱件間隙距離388可大體是在氣體隔熱件380的外表面和氣體燃料通道322的表面之間的間隙距離。氣體隔熱件間隙389的尺寸可設(shè)定成防止氣體隔熱件380內(nèi)的氣體燃料冷卻氣體燃料通道322周圍的柄部320。在一些實(shí)施例中，氣體隔熱件間隙距離388是從5mils至15mils。在其它實(shí)施例中，氣體隔熱件間隙距離388在10mils、例如加上或減去1mils、2mils或3mils的預(yù)定公差內(nèi)。

上述部件的一個或多個(或它們的子部件)可由不銹鋼和/或稱為“超級合金”的耐久高溫材料制成。超級合金或者高性能合金是在高溫下具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和耐蠕變性、良好的表面穩(wěn)定性以及耐腐蝕和抗氧化性。超級合金可包括諸如hastelloy、合金x、inconel、waspaloy、rene合金、haynes合金、合金188、合金230、incoloy、mp98t、tms合金以及cmsx單晶合金之類的材料。

工業(yè)實(shí)用性

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)可適合于任何數(shù)量的工業(yè)應(yīng)用，例如油氣工業(yè)的各個方面(包括油和天然氣的運(yùn)輸、集輸、存儲、回收以及提升)、發(fā)電工業(yè)、熱電聯(lián)產(chǎn)、航空以及其它運(yùn)輸工業(yè)。

參照圖1，氣體(通常是空氣10)作為“工作流體”進(jìn)入入口110，并且由壓縮機(jī)200壓縮。在壓縮機(jī)200中，工作流體通過一系列壓縮機(jī)盤組件220在環(huán)形流動通路115中壓縮。具體地說，空氣10在經(jīng)編號的“級”中壓縮，這些級與每個壓縮機(jī)盤組件220相關(guān)聯(lián)。例如，“第四級空氣”可與沿下游或“向后”方向(從入口110朝向排氣口500)與第四級壓縮機(jī)盤組件220相關(guān)聯(lián)。類似地，每個渦輪機(jī)盤組件420均可與經(jīng)編號的級相關(guān)聯(lián)。

一旦經(jīng)壓縮的空氣10離開壓縮機(jī)200，該空氣就進(jìn)入燃燒器300，在此，該空氣擴(kuò)散并加入燃料。空氣10和燃料經(jīng)由燃料噴射器310噴射到燃燒室305中并被燃燒。通過一系列渦輪機(jī)盤組件420的每個級經(jīng)由渦輪機(jī)400來從燃料反應(yīng)中提取能量。然后，廢氣90可在排氣擴(kuò)壓器510中擴(kuò)散、收集并改向。廢氣90經(jīng)由排氣收集器520離開系統(tǒng)，并且可經(jīng)進(jìn)一步處理(例如，以減小有害排放物和/或回收來自廢氣90的熱量)。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)100可配置成在多個類型的燃料上操作。參照圖2和3，燃料噴射器310可以是雙燃料噴射器，以允許在氣體燃料或液體燃料上操作。當(dāng)在氣體燃料上操作時，氣體燃料經(jīng)由氣體燃料裝配件317供給至氣體燃料通道322。氣體燃料引導(dǎo)到氣體廊道327中，在此，氣體燃料引導(dǎo)入并穿過氣體燃料環(huán)部335。離開氣體燃料環(huán)部335的氣體燃料與通過空氣腔338和出口旋流器355的壓縮機(jī)排出空氣混合，并且在燃燒室305中燃燒。

當(dāng)在液體燃料上操作時，液體燃料經(jīng)由液體燃料裝配件316供給至液體燃料通道321。液體燃料引導(dǎo)通過液體燃料入口344并且引導(dǎo)到液體廊道337中，在此液體燃料引導(dǎo)入并且穿過液體燃料環(huán)部336。液體燃料可在離開液體燃料環(huán)部336之前、在液體燃料環(huán)部336內(nèi)形成漩渦或者周向地改向。在液體燃料操作期間，空氣可引導(dǎo)通過氣體燃料通道322、氣體廊道327以及氣體燃料環(huán)部335，該空氣可在空氣離開氣體燃料環(huán)部335時與液體燃料混合。該燃料空氣混合物在燃燒室305中燃燒。

液體燃料通道321和氣體燃料通道322可非對稱地位于柄部320內(nèi)而非與柄部320同軸。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)100的操作期間，柄部320可比用在燃燒過程中的液體燃料或氣體燃料熱得多。從柄部320至燃料的熱傳遞可在柄部320中在液體燃料通道321或氣體燃料通道322周圍產(chǎn)生溫度梯度。柄部320內(nèi)的這些溫度梯度會導(dǎo)致燃料噴射器310的偏轉(zhuǎn)。燃料噴射器310中的偏轉(zhuǎn)可導(dǎo)致燃料噴射器310和燃燒室305之間、例如出口旋流器355和索環(huán)306之間的匹配部件中產(chǎn)生高應(yīng)力。

液體隔熱件360和液體隔熱件間隙369可防止或減小柄部320和液體隔熱件360內(nèi)液體燃料之間的熱傳遞。氣體隔熱件380和氣體隔熱件間隙389可防止或減小柄部320和氣體隔熱件380內(nèi)氣體燃料之間的熱傳遞。防止或減小熱傳遞可防止或減小溫度梯度的形成、燃料噴射器310的偏轉(zhuǎn)以及匹配部件之間的應(yīng)力。此外，防止或減小柄部320和液體燃料之間的熱傳遞可防止液體燃料熱解(通常稱為液體燃料焦化)。

前文詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并非意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和用途。所描述的實(shí)施例并不限于結(jié)合特定類型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)來使用。因此，雖然本發(fā)明為了便于解釋示出并描述了特定的燃料噴射器，但應(yīng)意識到的是，根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器能以各種其它構(gòu)造實(shí)施、能用于各種其它類型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)并且能用在其它類型的機(jī)器中。此外，并不意圖受到前文背景技術(shù)或具體實(shí)施方式中所體現(xiàn)的任何原理所限。還應(yīng)理解的是，各視圖可包括放大尺寸以更佳地說明所示出的參考項(xiàng)目并且并不認(rèn)為有所限制，除非明確地這樣說明以外。