本文中公開(kāi)的主題涉及燃料噴射器，如在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的軸向分級(jí)的燃料噴射器。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪通常焚燒碳?xì)浠衔锶剂?，并且產(chǎn)生空氣污染排放物，如氮氧化物(nox)和一氧化碳(co)。燃?xì)鉁u輪中的分子氮的氧化取決于位于燃燒器中的氣體的溫度，以及位于燃燒器內(nèi)的最高溫度區(qū)域中的反應(yīng)物的停留時(shí)間。因此，由燃?xì)鉁u輪產(chǎn)生的nox的量可通過(guò)將燃燒器溫度保持在產(chǎn)生nox的溫度以下，或通過(guò)限制反應(yīng)物在燃燒器中的停留時(shí)間來(lái)減少。

一種用于控制燃燒器的溫度的途徑涉及預(yù)先混合燃料和空氣，以在燃燒之前產(chǎn)生燃料空氣混合物。該途徑可包括燃料噴射的軸向分級(jí)，其中第一燃料空氣混合物在燃燒器的第一或初級(jí)燃燒區(qū)處噴射和點(diǎn)燃，以產(chǎn)生高能燃燒氣體的主流，并且其中第二燃料空氣混合物在初級(jí)燃燒區(qū)下游噴射到高能燃燒氣體的主流中并且與其混合。具體而言，第二燃料空氣混合物在以可被稱(chēng)為軸向分級(jí)噴射的途徑點(diǎn)燃之前，變得攜帶有高能燃燒氣體的主流。

軸向分級(jí)噴射增大可用燃料的完全燃燒的可能性，這繼而減少空氣污染排放物。用于在軸向分級(jí)的噴射器中使用的、來(lái)自燃燒器的頭端部分的旁通空氣修改頭端溫度，以減少在部分負(fù)載操作期間的一氧化碳產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)與使燃料噴射軸向地分級(jí)相關(guān)聯(lián)的以上描述的益處，第二空氣和燃料混合物必須在噴射到燃燒器中之前充分地混合或摻合。關(guān)于充分混合的挑戰(zhàn)持續(xù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

方面和優(yōu)點(diǎn)在以下描述中在下面闡述，或者可從描述為明顯的，或者可通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)。

本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例為一種燃料噴射器組件。燃料噴射器組件包括限定其中的燃料歧管的護(hù)罩。燃料歧管流體地聯(lián)接于燃料管線(xiàn)，以從其接收燃料。燃料噴射器組件還包括中心本體和多個(gè)導(dǎo)葉，該多個(gè)導(dǎo)葉將中心本體操作性地聯(lián)接于護(hù)罩。多個(gè)導(dǎo)葉與彼此沿周向間隔，以限定其間的至少一個(gè)通路，用于空氣穿過(guò)其的發(fā)送。多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)具有與燃料歧管和至少一個(gè)通路中的至少一個(gè)通路流體連通的至少一個(gè)出口孔，用于燃料到至少一個(gè)通路中的放出，用于與空氣混合。燃料噴射器出口由燃料噴射器組件的內(nèi)壁限定，并且定位成將燃料空氣混合物引導(dǎo)出燃料噴射器組件。

本公開(kāi)的另一實(shí)施例涉及一種軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)。系統(tǒng)包括燃料管線(xiàn)，其包括在燃料管線(xiàn)的出口上游的位置處設(shè)置在燃料管線(xiàn)內(nèi)的預(yù)孔口。預(yù)孔口包括小于預(yù)孔口上游的燃料的主截面區(qū)域的孔口截面區(qū)域。系統(tǒng)還包括燃料噴射器組件。燃料噴射器組件包括限定其中的燃料歧管的護(hù)罩，其中燃料歧管與燃料管線(xiàn)流體連通，以從其接收燃料。燃料噴射器組件還包括中心本體，該中心本體限定沿著中心本體的整個(gè)長(zhǎng)度沿軸向延伸的通道，用于將吹掃氣流發(fā)送穿過(guò)其。多個(gè)導(dǎo)葉將中心本體操作性地聯(lián)接于護(hù)罩。多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)導(dǎo)葉與周向相鄰的導(dǎo)葉沿周向間隔，以限定其間的至少一個(gè)通路，用于空氣穿過(guò)其的發(fā)送。多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)包括與燃料歧管和至少一個(gè)通路流體連通的至少一個(gè)出口孔。(多個(gè))出口孔將燃料放出到至少一個(gè)通路中，用于與空氣混合。燃料噴射器組件還包括燃料噴射器出口，其由燃料噴射器組件的內(nèi)壁限定，并且定位成將燃料空氣混合物引導(dǎo)出燃料噴射器組件，以及位于燃料噴射器出口近側(cè)的內(nèi)壁的會(huì)聚區(qū)域。

另一實(shí)施例包括一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)、渦輪，以及燃燒器，其包括軸向分級(jí)的燃料噴射器組件。燃料噴射器組件包括限定其中的燃料歧管的護(hù)罩。燃料歧管流體地聯(lián)接于燃料管線(xiàn)，以從其接收燃料。燃料噴射器組件還包括中心本體和多個(gè)導(dǎo)葉，該多個(gè)導(dǎo)葉將中心本體操作性地聯(lián)接于護(hù)罩。多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)導(dǎo)葉與周向相鄰的導(dǎo)葉沿周向間隔，以便限定其間的至少一個(gè)通路，用于空氣穿過(guò)其的發(fā)送。多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)具有與燃料歧管流體連通的至少一個(gè)出口孔，用于燃料到至少一個(gè)通路中的放出，用于與空氣混合。燃料噴射器組件還包括燃料噴射器出口，其由燃料噴射器組件的內(nèi)壁限定，并且定位成將燃料空氣混合物引導(dǎo)出燃料噴射器組件。

技術(shù)方案1.一種燃料噴射器組件，其包括：

護(hù)罩，其限定其中的燃料歧管，其中所述燃料歧管流體地聯(lián)接于燃料管線(xiàn)，以從其接收燃料；

中心本體；

多個(gè)導(dǎo)葉，其將所述中心本體操作性地聯(lián)接于所述護(hù)罩，所述多個(gè)導(dǎo)葉與彼此沿周向間隔，以限定其間的至少一個(gè)通路，用于空氣穿過(guò)其的發(fā)送，所述多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)具有與所述燃料歧管和所述至少一個(gè)通路中的至少一個(gè)通路流體連通的至少一個(gè)出口孔，用于所述燃料到所述至少一個(gè)通路中的放出，用于與所述空氣混合；以及

燃料噴射器出口，其由所述燃料噴射器組件的內(nèi)壁限定，并且定位成將燃料空氣混合物引導(dǎo)出所述燃料噴射器組件。

技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述燃料管線(xiàn)包括主截面區(qū)域和設(shè)置在其中的預(yù)孔口結(jié)構(gòu)，所述預(yù)孔口結(jié)構(gòu)具有小于所述主截面區(qū)域的孔口截面區(qū)域。

技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述中心本體限定沿著其整個(gè)長(zhǎng)度的通道，用于將吹掃空氣朝向所述燃料噴射器出口發(fā)送。

技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述燃料噴射器組件還包括位于所述燃料噴射器出口近側(cè)的所述內(nèi)壁的會(huì)聚區(qū)域。

技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述噴射器的徑向最內(nèi)表面涂覆有熱障涂層。

技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述中心本體的出口端區(qū)域沿徑向向內(nèi)成角度。

技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述護(hù)罩包括圓形幾何形狀。

技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案7所述的燃料噴射器組件，其特征在于，所述燃料歧管在所述護(hù)罩內(nèi)沿周向延伸。

技術(shù)方案9.一種軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)，其包括：

燃料管線(xiàn)，其包括在所述燃料管線(xiàn)的出口上游的位置處設(shè)置在所述燃料管線(xiàn)內(nèi)的預(yù)孔口，所述預(yù)孔口具有小于所述預(yù)孔口上游的所述燃料的主截面區(qū)域的孔口截面區(qū)域；

燃料噴射器組件，其包括：

護(hù)罩，其限定其中的燃料歧管，其中所述燃料歧管與所述燃料管線(xiàn)流體連通，以從其接收燃料；

中心本體，所述中心本體限定沿著所述中心本體的整個(gè)長(zhǎng)度沿軸向延伸的通道，用于將吹掃氣流發(fā)送穿過(guò)其；

多個(gè)導(dǎo)葉，其將所述中心本體操作性地聯(lián)接于所述護(hù)罩，所述多個(gè)導(dǎo)葉與彼此沿周向間隔，以限定其間的至少一個(gè)通路，用于空氣穿過(guò)其的發(fā)送，所述多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)具有與所述燃料歧管和所述至少一個(gè)通路流體連通的至少一個(gè)出口孔，用于所述燃料到所述至少一個(gè)通路中的放出，用于與所述空氣混合；

燃料噴射器出口，其由所述燃料噴射器組件的內(nèi)壁限定，并且定位成將燃料空氣混合物引導(dǎo)出所述燃料噴射器組件；以及

所述內(nèi)壁的會(huì)聚區(qū)域，其位于所述燃料噴射器出口近側(cè)。

技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案9所述的軸向分級(jí)的燃料噴射器系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射器組件的徑向最內(nèi)表面涂覆有熱障涂層。

技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案9所述的軸向分級(jí)的燃料噴射器系統(tǒng)，其特征在于，所述中心本體的出口端沿徑向向內(nèi)成角度。

技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案9所述的軸向分級(jí)的燃料噴射器系統(tǒng)，其特征在于，所述護(hù)罩包括圓形幾何形狀。

技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的軸向分級(jí)的燃料噴射器系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料歧管在所述護(hù)罩內(nèi)沿周向延伸。

技術(shù)方案14.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：

壓縮機(jī)；

渦輪；以及

燃燒器，其包括軸向分級(jí)的燃料噴射器組件，所述燃料噴射器組件包括：

護(hù)罩，其限定其中的燃料歧管，其中所述燃料歧管流體地聯(lián)接于燃料管線(xiàn)，以從其接收燃料；

中心本體；

多個(gè)導(dǎo)葉，其將所述中心本體操作性地聯(lián)接于所述護(hù)罩，所述多個(gè)導(dǎo)葉與彼此沿周向間隔，以限定其間的至少一個(gè)通路，用于空氣穿過(guò)其的發(fā)送，所述多個(gè)導(dǎo)葉中的各個(gè)具有與所述燃料歧管流體連通的至少一個(gè)出口孔，用于所述燃料到所述至少一個(gè)通路中的放出，用于與所述空氣混合；以及

燃料噴射器出口，其由所述燃料噴射器組件的內(nèi)壁限定，并且定位成將燃料空氣混合物引導(dǎo)出所述燃料噴射器組件。

技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃料管線(xiàn)包括主截面區(qū)域和設(shè)置在其中的預(yù)孔口結(jié)構(gòu)，所述預(yù)孔口結(jié)構(gòu)具有小于所述主截面區(qū)域的孔口截面區(qū)域。

技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述中心本體限定沿著其整個(gè)長(zhǎng)度的通道，用于將吹掃空氣流朝向所述燃料噴射器出口發(fā)送。

技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括位于所述燃料噴射器出口近側(cè)的所述燃料噴射器組件的所述內(nèi)壁的會(huì)聚區(qū)域。

技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案17所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴射器的徑向最內(nèi)表面涂覆有熱障涂層。

技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃料噴射器組件的所述護(hù)罩包括圓形幾何形狀。

技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案19所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃料歧管在所述護(hù)罩內(nèi)沿周向完全地延伸。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將在審閱說(shuō)明書(shū)之后更好認(rèn)識(shí)到此類(lèi)實(shí)施例的特征和方面，以及其它的特征和方面。

附圖說(shuō)明

包括針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的其最佳模式的各種實(shí)施例的完整且開(kāi)放的公開(kāi)在包括參照附圖的說(shuō)明書(shū)的其余部分中更具體地闡述，在該附圖中：

圖1為可并入本公開(kāi)的各種實(shí)施例的示例性燃?xì)鉁u輪的功能框圖；

圖2為如可并入本公開(kāi)的各種實(shí)施例的示例性燃燒器的簡(jiǎn)化截面?zhèn)纫晥D；

圖3為根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)方面的如圖2中示出的燃燒器的燃料噴射器組件的截面視圖；

圖4為圖3的燃料噴射器組件的俯視透視圖；

圖5為圖3的燃料噴射器組件的截面視圖；以及

圖6為安裝在燃燒器中的圖3的燃料噴射器組件的截面端視圖。

部件列表

10燃?xì)鉁u輪

12入口區(qū)段

14壓縮機(jī)

16燃燒器

18渦輪

20排氣區(qū)段

22軸

24空氣

26壓縮空氣

28燃料

30燃燒氣體

32外殼

34高壓倉(cāng)室

36端蓋

38頭端部分

40初級(jí)燃料噴嘴

42管道/襯套

44第一燃燒區(qū)

46第二燃燒區(qū)

48中心線(xiàn)

50熱氣體路徑

52入口-渦輪

54流動(dòng)/沖擊套管

56環(huán)形流動(dòng)通路

58初級(jí)燃燒氣流/主流

100軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)

102燃料噴射器組件

104燃料噴射器

106燃料管線(xiàn)

108入口端口-燃料噴射器組件

110預(yù)孔口結(jié)構(gòu)

112預(yù)孔口

114空氣罩

116護(hù)罩

118中心本體

120導(dǎo)葉

122燃料歧管

124通路

126腔

128出口孔

130燃料噴射器出口

132內(nèi)壁

134徑向會(huì)聚區(qū)域

136徑向最內(nèi)表面

138tbc

140出口端區(qū)域

142通道

144入口-通道

146吹掃孔

148冷卻孔

150凸起。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本公開(kāi)的本實(shí)施例，其一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。詳細(xì)描述使用了數(shù)字和字母標(biāo)號(hào)來(lái)表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)用于表示本公開(kāi)的相似或類(lèi)似的部分。

如本文中使用的，用語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”可以可互換地使用，以將一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)區(qū)分開(kāi)，并且不旨在表示獨(dú)立構(gòu)件的位置或重要性。用語(yǔ)“上游”和“下游”是指相對(duì)于流體通道中的流體流的相對(duì)方向。例如，“上游”是指流體流自的方向，而“下游”是指流體流至的方向。用語(yǔ)“徑向地”是指大致垂直于特定構(gòu)件的軸向中心線(xiàn)的相對(duì)方向，并且用語(yǔ)“軸向地”是指大致平行于和/或同軸地對(duì)準(zhǔn)于特定構(gòu)件的軸向中心線(xiàn)的相對(duì)方向。

本文中使用的用語(yǔ)出于僅描述特定實(shí)施例的目的，并且不旨在限制。如本文中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還將理解的是，用語(yǔ)"包括(comprises)"和/或"包含(comprising)"在用于本說(shuō)明書(shū)中時(shí)表示敘述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或構(gòu)件的存在，但并未排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、構(gòu)件和/或它們的組。

各個(gè)實(shí)例經(jīng)由闡釋提供，而不限制。實(shí)際上，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，可作出改型和變型，而不脫離其范圍或精神。例如，示為或描述為一個(gè)實(shí)施例的部分的特征可用于另一個(gè)實(shí)施例上以產(chǎn)生又一個(gè)實(shí)施例。因此，意圖是，本公開(kāi)覆蓋歸入所附權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的此類(lèi)改型和變型。盡管本公開(kāi)的示例性實(shí)施例將出于圖示目的大體上在用于陸基發(fā)電燃?xì)鉁u輪的燃燒器的背景下描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，本公開(kāi)的實(shí)施例可應(yīng)用于用于渦輪機(jī)的任何類(lèi)型或種類(lèi)的燃燒器，并且不限于用于陸基發(fā)電燃?xì)鉁u輪的燃燒器或燃燒系統(tǒng)，除非權(quán)利要求中明確敘述。

現(xiàn)在參照附圖，圖1示出示例性燃?xì)鉁u輪10的示意圖。燃?xì)鉁u輪10大體上包括入口區(qū)段12、設(shè)置在入口區(qū)段12下游的壓縮機(jī)14、設(shè)置在壓縮機(jī)14下游的至少一個(gè)燃燒器16、設(shè)置在燃燒器16下游的渦輪18，以及設(shè)置在渦輪18下游的排氣區(qū)段20。此外，燃?xì)鉁u輪10可包括一個(gè)或更多個(gè)軸22，其將壓縮機(jī)14聯(lián)接于渦輪18。

在操作期間，空氣24流動(dòng)穿過(guò)入口區(qū)段12并且到壓縮機(jī)14中，其中空氣24被逐漸地壓縮，因此將壓縮空氣26提供至燃燒器16。壓縮空氣26的至少一部分在燃燒器16內(nèi)與燃料28混合并且焚燒，以產(chǎn)生燃燒氣體30。燃燒氣體30從燃燒器16流動(dòng)到渦輪18中，其中能量(動(dòng)能和/或熱能)從燃燒氣體30傳遞至轉(zhuǎn)子葉片(未示出)，因此引起軸22旋轉(zhuǎn)。機(jī)械旋轉(zhuǎn)能可接著用于各種目的，如向壓縮機(jī)14供能和/或生成電。離開(kāi)渦輪18的燃燒氣體30可接著經(jīng)由排氣區(qū)段20從燃?xì)鉁u輪10排出。

如圖2中示出的，燃燒器16可由外殼32(如壓縮機(jī)排放殼)至少部分地包繞。外殼32可至少部分地限定高壓倉(cāng)室34，其至少部分地包繞燃燒器16的各種構(gòu)件。高壓倉(cāng)室34可與壓縮機(jī)14(圖1)流體連通，以便從其接收壓縮空氣26。端蓋36可聯(lián)接于外殼32。在特定實(shí)施例中，外殼32的前部分和端蓋36可至少部分地限定燃燒器16的頭端容積或部分38。在特定實(shí)施例中，頭端部分38與高壓倉(cāng)室34和/或壓縮機(jī)14流體連通。

一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)燃料噴嘴40從端蓋36沿軸向向下游延伸。一個(gè)或更多個(gè)襯套或管道42可至少部分地限定用于燃燒第一燃料空氣混合物的初級(jí)或第一燃燒或反應(yīng)區(qū)44，并且/或者可至少部分地限定第二燃燒或反應(yīng)區(qū)46，其關(guān)于燃燒器16的軸向中心線(xiàn)48從第一燃燒區(qū)44沿軸向向下游形成。(多個(gè))襯套42大體上限定從(多個(gè))初級(jí)燃料噴嘴40至渦輪18(圖1)的入口52的熱氣體路徑50。(多個(gè))襯套42可形成為以便包括漸縮或過(guò)渡部分。

在至少一個(gè)實(shí)施例中，燃燒器16包括軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)100。軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)100包括至少一個(gè)燃料噴射器組件102，其關(guān)于軸向中心線(xiàn)48與(多個(gè))初級(jí)燃料噴嘴40沿軸向分級(jí)或間隔。燃料噴射器組件102設(shè)置在(多個(gè))初級(jí)燃料噴嘴40下游以及在渦輪18的入口52上游。

燃料噴射器組件102延伸穿過(guò)(多個(gè))襯套42，并且與熱氣體路徑50流體連通。燃料噴射器組件102可具有與(多個(gè))襯套42表面(如圖3中示出)齊平的開(kāi)口，或者作為備選，燃料噴射器組件102可朝向第二燃燒區(qū)46突出穿過(guò)(多個(gè))襯套42。將理解的是，燃料噴射器組件102還可延伸穿過(guò)流動(dòng)或沖擊套管54，其至少部分地包繞(多個(gè))襯套42。在該構(gòu)造中，流動(dòng)套管54和(多個(gè))襯套42可限定其間的環(huán)形流動(dòng)通路56。環(huán)形流動(dòng)通路56可提供或限定高壓倉(cāng)室34與燃燒器16的頭端部分38之間的流動(dòng)路徑。

設(shè)想的是，大量燃料噴射器組件102(包括兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)，或更多個(gè)燃料噴射器組件102)可用于單個(gè)燃燒器16中。燃料噴射器組件102可繞著(多個(gè))襯套42的周邊相等地間隔，或者可以以一些其它間距間隔，以容納支柱或其它殼構(gòu)件。

為了簡(jiǎn)單，軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)100被稱(chēng)為并且在本文中示為具有燃料噴射器組件102，其在初級(jí)燃燒區(qū)44下游的單級(jí)或軸向平面中。然而，設(shè)想的是，軸向分級(jí)的燃料噴射系統(tǒng)100可包括燃料噴射器組件102的兩個(gè)軸向間隔的級(jí)。例如，第一組燃料噴射器組件102和第二組燃料噴射器組件102可沿著(多個(gè))襯套42與彼此沿軸向間隔。

在操作中，燃燒氣體30的初級(jí)燃燒氣流或主流58(其由空氣和來(lái)自初級(jí)燃料噴嘴40的燃料的燃燒產(chǎn)生)行進(jìn)穿過(guò)初級(jí)燃燒區(qū)44至熱氣體路徑50內(nèi)的區(qū)域，其在燃料噴射器組件102徑向內(nèi)側(cè)并且在渦輪18的入口52上游。第二燃料空氣混合物由一個(gè)或更多個(gè)燃料噴射器組件102噴射，并且穿透來(lái)臨的主流58。供應(yīng)至燃料噴射器組件102的燃料在進(jìn)入渦輪18之前在第二燃燒區(qū)46中燃燒。

圖3更詳細(xì)地示出根據(jù)本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例的燃料噴射器組件102。燃料噴射器組件102包括流體地聯(lián)接于燃料管線(xiàn)或?qū)Ч?06的燃料噴射器104。燃料噴射器104經(jīng)由燃料噴射器組件102的入口端口108經(jīng)由燃料管線(xiàn)106接收燃料。燃料管線(xiàn)106的截面區(qū)域可沿著其長(zhǎng)度改變，其中最小截面區(qū)域?yàn)轭A(yù)孔口結(jié)構(gòu)110的部分，其具有位于入口端口108上游的至少一個(gè)燃料預(yù)孔口112(見(jiàn)圖5)。預(yù)孔口112可形成為確保，燃料管線(xiàn)106內(nèi)的流動(dòng)動(dòng)力對(duì)上游壓力脈沖或流動(dòng)變化不敏感。在至少一個(gè)實(shí)施例中，燃料噴射器組件102還可包括保護(hù)空氣罩114，其設(shè)置在燃料管線(xiàn)106和燃料噴射器104徑向外側(cè)，如在下面進(jìn)一步論述的。

圖4和圖5更詳細(xì)地示出燃料噴射器104。如圖4和圖5中示出的，護(hù)罩116包繞中心本體118和大量導(dǎo)葉120，大量導(dǎo)葉120在護(hù)罩116與中心本體118之間延伸并且操作性地聯(lián)接它們。在一個(gè)實(shí)施例中，護(hù)罩116成圓形延伸。如圖5中示出的，護(hù)罩116限定被稱(chēng)為燃料歧管122的中空內(nèi)區(qū)域。燃料歧管122流體地聯(lián)接于燃料管線(xiàn)106，使得燃料歧管122從其接收燃料。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料歧管122圍繞護(hù)罩116完全地延伸，以形成360度燃料歧管122。燃料從歧管122發(fā)送至導(dǎo)葉120。如圖4中示出的，導(dǎo)葉120與彼此沿周向間隔，以限定其間的大量通路124。此外，燃料歧管122可包括導(dǎo)葉120之間的一個(gè)或更多個(gè)開(kāi)口152(圖6)，燃料還可輸送穿過(guò)一個(gè)或更多個(gè)開(kāi)口152。通路124允許壓縮的空氣發(fā)送穿過(guò)其，用于與來(lái)自導(dǎo)葉120以及可選地來(lái)自歧管開(kāi)口152的燃料混合，如將在本文中從描述認(rèn)識(shí)到的。

在如圖5中示出的至少一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)葉120中的至少一個(gè)限定其中的腔126，其以均勻分布的方式接收來(lái)自燃料歧管122的燃料，特別是在其中燃料歧管122圍繞護(hù)罩116延伸360度的實(shí)施例中。燃料從腔126流動(dòng)穿過(guò)各個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)葉120的一個(gè)或更多個(gè)出口孔128，用于發(fā)送至通路124。在通路124內(nèi)，燃料與引導(dǎo)穿過(guò)其的壓縮空氣混合。導(dǎo)葉120具有幾何形狀，其促進(jìn)壓縮空氣的旋渦并且促進(jìn)流動(dòng)穿過(guò)通路124的燃料空氣混合物的混合。旋渦流朝向燃料噴射器出口130引導(dǎo)，并且最終引導(dǎo)出燃料噴射器出口130，燃料噴射器出口130由燃料噴射器組件102的內(nèi)壁132限定。燃料噴射器出口130將燃料空氣混合物引導(dǎo)出燃料噴射器104并且引導(dǎo)到第二燃燒區(qū)46中。

內(nèi)壁132(其可與護(hù)罩116集成)具有在燃料噴射器出口130近側(cè)的徑向會(huì)聚區(qū)域134，以防止逆燃，和通過(guò)至少部分地形成文丘里管以便加速燃料空氣混合物離開(kāi)燃料噴射器出口130來(lái)促進(jìn)燃料空氣混合物到第二燃燒區(qū)46中的更好噴射穿透。在一些實(shí)施例中，內(nèi)壁132的徑向最內(nèi)表面136可涂覆有熱障涂層138。中心本體118可在中心本體118的出口端區(qū)域140處沿徑向向內(nèi)漸縮，以至少部分地限定關(guān)于燃料噴射器組件102的內(nèi)壁132的燃料空氣混合物路徑。

在至少一個(gè)實(shí)施例中，通道142沿著中心本體118的中心軸線(xiàn)或軸向中心線(xiàn)以及沿著中心本體118的整個(gè)長(zhǎng)度延伸，以便限定穿過(guò)其的通路。在操作中，來(lái)自高壓倉(cāng)室34的空氣可引導(dǎo)到空氣罩114(圖3)中以及到噴射器104的徑向外端中。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣經(jīng)由入口144沿徑向向內(nèi)方向流動(dòng)穿過(guò)通道142，入口144由中心本體118限定并且設(shè)置在燃料噴射器104的徑向外表面處或在其近側(cè)。通道142將壓縮空氣從入口144朝向燃料噴射器出口130發(fā)送，以吹掃出口區(qū)域(即，以將燃料空氣混合物推向出口130)，由此減小通過(guò)燃料噴射器組件102逆燃的可能。

在一些實(shí)施例中，通道142的入口144可設(shè)有橫向于通道142的吹掃孔或入口146。通道142可在入口144處開(kāi)啟或閉合。如以上關(guān)于通道142描述的，空氣可流動(dòng)穿過(guò)橫向吹掃孔146，其可繞著中心本體118的入口144限定和/或沿周向間隔。

圖6示出如定位在示例性襯套142的一部分與示例性流動(dòng)或沖擊套管54的一部分之間的燃料噴射器104。如圖6中示出的，燃料噴射器104可安裝于襯套42和/或沖擊套管54中的一個(gè)或兩者。在特定實(shí)施例中，冷卻孔或通路148設(shè)在噴射器安裝凸臺(tái)150中，以將冷卻空氣朝向燃料噴射器104引導(dǎo)，用于冷卻其。例如，冷卻空氣可從環(huán)形通路56(圖2)轉(zhuǎn)向。

本文中描述的燃料噴射器組件102的實(shí)施例提供與減少的nox生產(chǎn)以及降低co性能相關(guān)聯(lián)的許多優(yōu)點(diǎn)。這通過(guò)用于與壓縮空氣混合的由燃料歧管122的均勻燃料分配來(lái)實(shí)現(xiàn)?；旌显谕分袌?zhí)行，并且導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)在噴射到燃燒器中之前引起燃料空氣混合物的旋渦流。旋渦增強(qiáng)了燃料噴射器104內(nèi)的混合以及與主或初級(jí)燃燒氣體流48的交叉流混合，以迅速地降低火焰溫度，由此減少nox。

該書(shū)面的描述使用實(shí)例以公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例包括不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。