燃料喷嘴热防护件的制作方法_2

文档序号:8460548阅读:来源:国知局
所示的热防护件的一部分的放大视图;
图13为图12中所示的热防护件的分解视图;
图14为图3中所示的后热防护件的备选版本的一部分的截面视图;
图15为图3中所示的后热防护件的备选版本的一部分的截面视图;
图16为与燃料喷嘴本体一体地构造的图14中所示的后热防护件的备选版本的一部分的截面视图;并且
图17为与燃料喷嘴本体一体地构造的图12中所示的后热防护件的备选版本的一部分的截面视图。
【具体实施方式】
[0033]大体上,本发明提供了一种空气冷却的热防护件。其可为单独构件,其附接到包括由环形外壳包绕的环形导向壳体的类型的燃料喷嘴的后端,或者其可与燃料喷嘴的后端一体地形成。热防护件可包括具有沉孔的环形防护件凸缘,其通过滑动配合附接到导向壳体的后端,滑动配合由环形挡板凸缘包绕,挡板凸缘可通过冶金连结(如硬焊或焊接)来附接到外壳的后端。
[0034]现在参看附图,其中相同的参考标号表示各种视图中的相同元件,图1绘出了燃料喷射器10的示例性实施例,其包括适于固定和密封到燃烧器外壳(未示出)的喷嘴安装件或凸缘30。中空杆32从凸缘30沿径向向内延伸,且包括环形中空入口整流罩28,环形中空入口整流罩28包绕燃料喷射器10的环形导向入口 27。本文所示的示例性燃料喷射器中的中空杆32为一体式的,且与入口整流罩28 —体地形成。燃料喷射器10的中空杆32可与凸缘30(如,通过硬焊或焊接)整体结合(如本文所示)或固定至凸缘30。
[0035]喷射器阀壳体35包括中空杆32的顶部处的导向阀和主阀壳体37,38。在授予Mancini等人的题为“DUAL ORIFICE PILOT FUEL INJECTOR”的美国专利申请公告N0.20100263382号中示出和论述了导向阀和主阀(未示出),其转让给该专利申请的受让人且通过引用并入本文中。导向阀和主阀壳体37,38的导向阀和主阀入口 46,47分别用于将容纳在壳体内的阀流体地连接到燃料供应歧管(未示出)。参看图1和2,中空杆32和入口整流罩28沿径向支承喷嘴末梢11,其包括燃料喷嘴本体12和附接或连结到燃料喷嘴本体12的后端216的两件式后热防护件204。喷嘴末梢11示为具有双孔口导向燃料喷射器末梢,且包括中心轴线120。
[0036]参看图2,燃料喷嘴本体12包括主燃料喷嘴61和双孔口导向燃料喷射器末梢57,双孔口导向燃料喷射器末梢57具有基本在环形导向入口 27中位于中心的基本同心的主和副导向燃料喷嘴58,59。在图1和2中所示的示例性燃料喷嘴本体12为各种部分或元件的组件。备选地,燃料喷嘴本体12的全部或一部分可为燃料喷射器10的整体一件式单体结构或元件,且可使用快速制造工艺来制造,如,直接金属激光烧结(DMLS)或直接金属激光熔化(DMLM)。燃料喷嘴本体12通过其外壳71安装到入口整流罩28,入口整流罩28连接到如图1中所示的中空杆32或与其整体结合。
[0037]参看图1和2,燃料喷嘴本体12可通过硬焊和/或焊接来冶金地连结到入口整流罩28。喷嘴末梢11还包括附接到燃料喷嘴本体12的环形的两件式后热防护件204。环形导向壳体108支承主和副导向燃料喷嘴58,59。燃料喷射器10包括多导管燃料回路244,其能够操作成将燃料从燃料导管40供应至主燃料喷嘴61和主和副导向燃料喷嘴58,59。
[0038]主燃料喷嘴61包括设置在环形主燃料圈64中的环形主燃料通路62。主燃料喷嘴61包括燃料喷射孔口 63的圆形或环形阵列,燃料喷射孔口 63从环形主燃料通路62沿径向向外延伸,且穿过环形主燃料圈64的壁。环形主燃料通路62为燃料回路244的一部分。主燃料喷嘴61和环形主燃料圈64沿径向向外与主和副导向燃料喷嘴58,59间隔开。副导向燃料喷嘴59沿径向定位成直接邻近和包绕主导向燃料喷嘴58。
[0039]燃料喷嘴外壳71包绕主燃料喷嘴61,且包括与燃料喷射孔口 64对准的圆柱形燃料喷洒槽73。主和副导向燃料喷嘴58,59和主燃料喷嘴61围绕中心轴线120对准。包括燃料喷嘴外壳71的中心体103沿径向围绕主和副导向燃料喷嘴58,59和主燃料喷嘴61设置且支承它们。环形导向壳体108由中心体103支承且附接到中心体103。
[0040]环形导向壳体108包绕、附接至且支承导向混合器102。环形导向壳体108包括圆锥形壁区段210,圆锥形壁区段210限定圆锥形导向混合腔105,导向混合腔105分别与导向混合器102和主和副导向燃料喷嘴58,59的圆形主出口 98和环形副出口 100流体地连通,且在它们下游。导向混合器102的空气旋流器导叶沿径向支承双孔口导向燃料喷射器末梢57。双孔口导向燃料喷射器末梢57设置在导向混合器102内。文氏管包括喉部121,喉部121后侧面跟着由环形导向壳体108限定的扩散区段。扩散区段由圆锥形壁区段210提供,圆锥形壁区段210从喉部121向下游或沿轴向向后延伸,且以两件式后热防护件204继续。
[0041 ] 参看图2、3和9,两件式后热防护件204可通过由滑动配合接头122指出的滑动配合来附接到环形导向壳体108的圆锥形壁区段210的圆锥形后端214。两件式后热防护件204可通过由焊缝176指出的焊接或其他冶金连结来附接到燃料喷嘴外壳71的后端216。两件式后热防护件204包括内防护件206,内防护件206硬焊或以其他方式冶金连结到外挡板208。内防护件206的圆柱形前端170利用径向外表面172与圆柱形前端170之间的滑动配合来安装到圆锥形壁区段210的圆锥形后端214上的圆柱形径向外表面172上。圆锥形壁区段210的圆锥形后端214配合到圆柱形前端170中的圆柱形沉孔124中。
[0042]参看图3、4和9,内防护件206包括环形防护件壁区段217,环形防护件壁区段217包括前圆柱形区段209,前圆柱形区段209后侧面跟着后圆锥形区段211,和后圆锥形区段211的后端处的环形防护件凸缘212。沉孔213部分地延伸穿过圆柱形区段209的前端215。后圆锥形区段211还可称为热防护件开孔218。内防护件206包括相反的热和冷却侧228,230。如图4中所示,多个冷却槽道240延伸穿过突出台242,突出台242远离内防护件206的冷却侧230且沿后圆锥形区段211的后部250且沿防护件凸缘212的径向内部252延伸。冷却槽道240可如图所示成钟形、成角度或沿周向弯曲。
[0043]参看图5、8和9,外挡板208包括圆锥形挡板壁220,圆锥形挡板壁220具有在圆锥形挡板壁220的后端224处的环形挡板凸缘222。外挡板208包括延伸穿过圆锥形壁区段220的长形冷却空气端口 232,和分别延伸穿过环形挡板凸缘222的内和外冲击孔234,236的径向内和外排233,235。内冲击孔234沿平行于中心轴线120的轴向方向定向。外冲击孔236相对于中心轴线120成钟形或沿周向成角度,且用于使冷却空气266冲击在环形防护件凸缘212的径向外环形凸缘末梢238上或附近。环形挡板凸缘222的环形径向外沿226可焊接或以其他方式冶金连结到在图1和2中所示的焊缝176处例示的燃料喷嘴外壳71的外壳后端216。
[0044]参看图4、6、7和9,外挡板208包括圆锥形挡板壁220与挡板凸缘222之间的挡板转角254。沿后圆锥形区段211的后部250的至少一部分和防护件凸缘212的径向内部252的至少一部分,挡板转角254符合突出台242的外防护件表面256,且相对于其密封,且沿其。对流冷却孔258包括由转角254界定的冷却槽道240,转角254符合突出台242的外防护件表面256,且相对于其密封且沿其。
[0045]环形冷却空气室260沿内防护件206的后圆锥形区段211在外挡板208的加厚前端264与突出台242之间大体上轴向地延伸。环形冷却空气室260能够操作成使冷却空气266流过对流冷却孔258。外挡板208中的弧形冷却空气端口 232能够操作成将冷却空气266供应至环形冷却空气室260。冷却空气266流过对流冷却孔258,且然后沿环形防护件凸缘212且在环形防护件凸缘212的径向外环形凸缘末梢238上沿径向向外流动。这提供了沿冷却侧230的大部分、后圆锥形区段211或热防护件开孔218的较大部分,以及内防护件206的环形防护件凸缘212的一部分的对流冷却。
[0046]在图4中更具体地示出的止挡件246从内防护件206的冷侧230沿径向向外延伸,且接合外挡板208的加厚前端264,以相对于内防护件206和突出台242适当地轴向定位外挡板208。该轴向定位用于将外挡板208硬焊到内防护件206和定位和密封冷却空气室 260。
[0047]沿径向面向内的环形沟槽270可设置在外挡板208的加厚前端264中。沟槽270用于保持硬焊丝248 (图3中所示),硬焊丝248然后熔化来将挡板208硬焊和冶金连结到内防护件206。参看图6、8和9,环形热障涂层272可连结在防护件凸缘212的后侧面上,以向喷嘴末梢11的燃料喷嘴本体12提供附加的热保护。
[0048]参看图2,沿轴向或向下游延伸的喷射器冷却流动通路190设置在环形导向壳体108与中心体103之间。喷射器冷却流动通路190的后端194处的后环形室192用于将冷却空气266供应至后热防护件204。
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