0在形成于圆筒形燃料筒36的外表面和后装式预混合导向缸体35的内表面之间的环形通路中向下游流动。如图15中示意性地显示的，预混合导向燃料31被主动地控制，以流到连接于燃料预混合导向喷嘴60的上游端的燃料管道45中。如在图15中的横截面中示意性地显示的，来自燃料管道45的燃料31经由燃料入口 62进入各个预混合通道61，燃料入口 62限定在沿径向向内设置的壁中，其限定各个预混合通道61，以便在该预混合通道61的填充开口 61a的下游不远处将燃料喷射到各个预混合通道61中，以便促进在预混合通道61内向下游行进的燃料和空气的最大混合。以该方式，进入预混合导向喷嘴60中的各个预混合通道61的填充开口 61a的空气流30夹带喷射到各个预混合通道61中的燃料31，并且与燃料31混合，并且在燃料空气混合物在预混合通道61内向下游行进时，经历燃料空气混合物的持续混合。
[0126]在本文公开的预混合导向喷嘴60的各个实施例中，离开各个预混合通道61的出口开口 61b的燃料空气混合物彻底地混合，并且因而更高效地燃烧，以在燃料喷嘴12的基部附近提供小、锚定良好的预混合火焰，从而锚定离开燃料喷嘴12的旋流燃料空气混合物。改进的火焰稳定性实现较少燃料/空气操作，从而扩大低于3ppmNOx排放物的燃气祸轮系统10的LBO和操作窗口。对被动空气进料和被动燃料进料两者的适应性实现非常简单的较低成本设计。
[0127]该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器，其包括: a.沿轴向伸长的外周壁，其限定所述喷射器的外包络，所述壁具有内表面，所述内表面限定沿轴向伸长的内部腔体； b.沿轴向伸长的中空中心本体，其设置在所述喷射器的内部腔体内，所述中心本体由上游端和下游端限定，所述下游端设置成沿轴向与所述上游端相对，所述中心本体由外表面和与所述外表面相对面向的内表面限定，所述内表面限定沿轴向伸长的内部通道； c.一次空气流通路，其由设置在所述中心本体的外表面和所述外周壁的内表面之间的环形空间限定； d.旋喷器，其包括沿径向延伸横跨所述一次空气流通路的多个旋流器导叶，所述旋流器导叶中的至少一个限定至少一个燃料导管，所述至少一个燃料导管在其一端处具有入口，并且在其相对的端部处具有出口，所述至少一个燃料导管构造和设置成与所述一次空气流通路流体连通； e.预混合导向喷嘴，其具有连接于所述中心本体的下游端的上游端，所述预混合导向喷嘴具有设置成沿轴向与所述预混合导向喷嘴的上游端相对的下游端，所述预混合导向喷嘴限定多个沿轴向伸长的中空预混合通道，各个预混合通道具有设置在所述中心本体的下游端附近的上游端，并且限定填充开口，所述填充开口允许流体流到所述中空预混合通道中，各个预混合通道具有设置成沿轴向与所述预混合通道的上游端相对且设置在所述预混合导向喷嘴的下游端附近的下游端，各个预混合通道的各个下游端限定出口开口，所述出口开口允许流体从所述中空预混合通道排放；以及 f.燃料供应通道，其具有构造用于连接于燃料源的上游端，所述燃料供应通道具有设置在所述中心本体的下游端处且流体地连接于所述多个预混合通道的上游端的下游端。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中心本体具有居中对称的轴向中心线，并且各个预混合通道具有预混合轴线，其限定壁绕着所述预混合轴线被同心地限定，并且所述预混合通道中的至少一个是成角度的预混合通道，使得所述至少一个成角度的预混合通道的预混合轴线设置成相对于所述中心本体的居中对称的轴向中心线成锐角。3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其特征在于，各个成角度的预混合通道的所述锐角构造和设置成使得沿移动向所述中心本体的居中对称的轴向中心线的方向，对从各个预混合通道的所述出口开口排放的燃料空气混合物的流向施加沿径向向内指向的分量。4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述旋喷器进一步限定多个幕帘空气馈送孔，各个幕帘空气馈送孔构造和设置成在所述一次空气流通路和所述中心本体的内部通道之间提供流体连通。5.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，各个中空预混合通道的所述填充开口与所述中心本体的内部通道流体地连通。6.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述多个预混合通道中的各个由单独的管限定。7.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述预混合导向喷嘴由实心金属原料限定，并且所述多个预混合通道中的各个由通过所述金属原料的单独的膛孔限定。8.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述多个预混合通道中的第一组预混合通道以第一圆形组布置，而所述多个预混合通道中的第二组预混合通道以第二圆形组布置，所述第二圆形组设置成相对于预混合通道的所述第一圆形组沿径向向内。9.根据权利要求7所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中心本体具有居中对称的轴向中心线，并且各个预混合通道具有预混合轴线，其限定壁绕着所述预混合轴线被同心地限定，并且所述预混合通道中的至少一个是成角度的预混合通道，使得所述至少一个成角度的预混合通道的预混合轴线设置成相对于所述中心本体的居中对称的轴向中心线成锐角。10.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中心本体包括燃料筒，所述燃料筒限定中心燃料通道，燃料的主动控制供应通过所述中心燃料通道沿所述下游方向流动。11.根据权利要求10所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中心本体具有居中对称的轴向中心线，并且各个预混合通道具有预混合轴线，其限定壁绕着所述预混合轴线被同心地限定，并且所述预混合通道中的至少一个是成角度的预混合通道，使得所述至少一个成角度的预混合通道的预混合轴线设置成相对于所述中心本体的居中对称的轴向中心线成锐角。12.根据权利要求11所述的燃料喷射器，其特征在于，各个成角度的预混合通道的所述锐角构造和设置成使得沿移动向所述中心本体的居中对称的轴向中心线的方向，对从各个预混合通道的所述出口开口排放的燃料空气混合物的流向施加沿径向向内指向的分量。13.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器进一步包括设置在所述中心本体的内部并且限定所述中心本体的中空内部的内部圆筒形壁，空气和/或燃料的主动控制供应可通过所述中空内部沿所述下游方向流动。14.根据权利要求13所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中心本体具有居中对称的轴向中心线，并且各个预混合通道具有预混合轴线，其限定壁绕着所述预混合轴线被同心地限定，并且所述预混合通道中的至少一个是成角度的预混合通道，使得所述至少一个成角度的预混合通道的预混合轴线设置成相对于所述中心本体的居中对称的轴向中心线成锐角。15.根据权利要求14所述的燃料喷射器，其特征在于，各个成角度的预混合通道的所述锐角构造和设置成使得沿移动向所述中心本体的居中对称的轴向中心线的方向，对从各个预混合通道的所述出口开口排放的燃料空气混合物的流向施加沿径向向内指向的分量。16.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器进一步包括多个径向空气供应管，各个径向空气供应管延伸通过所述沿轴向伸长的外周壁，并且与所述预混合通道中的一个的所述填充开口中的至少一个流体地连接。17.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料供应通道包括至少一个沿轴向延伸的燃料导管，所述至少一个沿轴向延伸的燃料导管构造和设置成与所述旋喷器的至少一个燃料导管和至少一个预混合通道两者流体连通。18.根据权利要求17所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器进一步包括设置在所述中心本体的内部并且限定所述中心本体的中空内部的内部圆筒形壁，空气和/或燃料的主动控制供应可通过所述中空内部沿所述下游方向流动。19.根据权利要求17所述的燃料喷射器，其特征在于，所述燃料喷射器进一步包括多个径向空气供应管，各个径向空气供应管延伸通过所述沿轴向伸长的外周壁，并且与所述预混合通道中的一个的所述填充开口中的至少一个流体地连接。20.根据权利要求17所述的燃料喷射器，其特征在于，所述中心本体具有居中对称的轴向中心线，并且各个预混合通道具有预混合轴线，其限定壁绕着所述预混合轴线被同心地限定，并且所述预混合通道中的至少一个是成角度的预混合通道，使得所述至少一个成角度的预混合通道的预混合轴线设置成相对于所述中心本体的居中对称的轴向中心线成锐角。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器。一种用于使预混合燃料和空气喷射通过中心本体且喷射到燃气涡轮的燃烧区中的设备包括燃料喷射器喷嘴，该燃料喷射器喷嘴具有预混合导向喷嘴，该预混合导向喷嘴具有与空气供应和燃料供应流体连通的多个预混合通道，该预混合导向喷嘴在预混合通道内预混合空气和燃料。设备具有主动或被动的燃料馈送控制。燃料可常规地馈送到设备，或者作为集成到油筒中的后装式回路。可经由将旋喷器燃料仓室连接于预混合通道的燃料通路被动地供应燃料。备选地，燃料可从油筒喷射到预混合通道中。
【IPC分类】F23R3/38
【公开号】CN204678394
【申请号】CN201420776608
【发明人】J.D.贝里, M.J.休斯, K.J.爱德华兹
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年12月11日
【公告号】DE102014117621A1, US20150159875