CN107076421A

CN107076421A - 用于燃气涡轮发动机的稳固隔热燃料喷射器

Info

Publication number: CN107076421A
Application number: CN201580058253.7A
Authority: CN
Inventors: R·V·班得瑞; J·S·派珀; P·J·杰拉; B·N·鲁斯托米
Original assignee: Solar Turbines Inc
Current assignee: Solar Turbines Inc
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-08-18
Also published as: WO2016069339A1; US20160116168A1; RU2017116446A; DE112015004452T5; RU2696158C2; RU2017116446A3

Abstract

公开一种用于燃气涡轮发动机(100)的燃烧器(300)的燃料喷射器(310)。燃料喷射器(310)包括凸缘(312)、装配凸台(315)、柄部(320)、气体燃料通道(322)、气体燃料装配件(317)以及气体隔热件(380)。装配凸台(315)从凸缘(312)突出。柄部(320)从凸缘(312)延伸。气体燃料通道(322)延伸穿过柄部(320)。气体燃料装配件(317)结合于装配凸台(315)。气体隔热件(380)从气体燃料装配件(317)至少部分地延伸穿过气体燃料通道(322)。气体隔热件(380)的尺寸设定成在气体燃料通道(322)处在气体隔热件(380)和柄部(320)之间形成气体隔热件间隙(389)。

Description

用于燃气涡轮发动机的稳固隔热燃料喷射器

技术领域

本发明总地涉及一种燃气涡轮发动机，并且涉及一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的隔热燃料喷射器。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器以及涡轮机部段。通过燃烧器中的燃料喷射器的柄部的燃料可在柄部中引起温度梯度，这会导致柄部偏转。

授予L.Prociw的美国专利号6,182,437公开了一种在将喷射器安装到发动机中之前、以受控且可预测的方式对燃料喷射器进行预处理以在隔热空气间隙内形成诸如焦炭之类的沉淀剂。该方法包含利用诸如烃类燃料之类的所选择流体来填充间隙的环形部分、并且然后使得液体固化来形成诸如焦炭之类的沉淀剂，该沉淀剂在喷射器柄部的允许隔热件和燃料通道之间的相对热诱导运动的温度操作范围内的温度下、在物理上和化学上保持稳定。

本发明涉及克服本发明人所发现的或者现有技术中已知的一个或多个问题。

发明内容

公开一种用于燃气涡轮发动机的燃烧器的燃料喷射器。在一些实施例中，燃料喷射器包括凸缘、装配凸台、柄部、廊道部分、气体燃料通道、气体燃料装配件、气体隔热件以及筒组件。凸缘包括安装孔。装配凸台从凸缘突出。柄部沿与装配凸台相反的方向从凸缘延伸。廊道部分处于柄部的远离凸缘的端部处。气体燃料通道穿过柄部从装配凸台延伸至廊道部分。气体燃料装配件在气体燃料通道处结合至装配凸台。气体隔热件至少部分地穿过气体燃料通道从气体燃料装配件延伸。气体隔热件的尺寸设定成在气体燃料通道处在气体隔热件和柄部之间形成气体隔热件间隙。筒组件结合至廊道部分。

在一些实施例中，燃料喷射器包括凸缘、装配凸台、柄部、廊道部分、液体燃料通道、帽盖、液体隔热件以及筒组件。凸缘包括安装孔。装配凸台从凸缘突出。柄部沿与装配凸台相反的方向从凸缘延伸。廊道部分处于柄部的远离凸缘的端部处。液体燃料通道穿过柄部从装配凸台延伸至廊道部分。帽盖在液体燃料通道处结合至装配凸台。液体隔热件在液体燃料通道内从帽盖朝向廊道部分延伸。液体隔热件的尺寸设定成在液体燃料通道处在液体隔热件和柄部之间形成液体隔热件间隙。筒组件结合至廊道部分。

附图说明

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。

图2是用于图1的燃烧器的燃料喷射器的立体图。

图3是图2的燃料喷射器的一部分的剖视图。

图4是图3的燃料喷射器横截面的一部分的详细视图。

具体实施方式

所公开的系统和方法包括燃料喷射器，其具有非对称地延伸穿过燃料喷射器的柄部的燃料通道。在各实施例中，隔热件在非对称地定位的燃料通道内延伸。隔热件可防止柄部和燃料通道中的燃料之间的热传递。防止热传递可防止或减小柄部内的温度梯度的形成，温度梯度会导致燃料喷射器的偏转。防止热传递还可防止液体燃料热解。

图1是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。为了解释清楚和方便，可省略或放大其中一些表面(这里和其它附图中)。此外，本发明可参照向前和向后方向。通常，对于“向前”和“向后”的所有参考与主要空气(即，用在燃烧过程中的空气)的流动方向相关联，除非另外说明。例如，向前是相对于主要空气流的“上游”，而向后是相对于主要空气流的“下游”。

此外，本发明可大体参照燃气涡轮发动机的中心旋转轴线95，该中心旋转轴线可大体由燃气涡轮发动机的轴120(由多个轴承组件150支承)的纵向轴线所限定。中心轴线95可对于各种其它发动机同心部件共用或共享。除非另有说明，对于径向、轴向以及周向方向以及测量的参考指代中心轴线95，并且诸如“内部”和“外部”之类的术语大体指示距中心轴线95较小或较大的半径距离，其中，半径96可在垂直于中心轴线95和从该中心轴线向外辐射出的任何方向上。

燃气涡轮发动机100包括入口110、轴120、压缩机200、燃烧器300、涡轮机400、排气口500以及功率输出联接件600。燃气涡轮发动机100可具有单个轴或双轴构造。

压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机固定叶片(定子)250以及入口引导叶片255。压缩机转子组件210机械地联接于轴120。如图所示，压缩机转子组件210是轴流式转子组件。压缩机转子组件210包括一个或多个压缩机盘组件220。每个压缩机盘组件220均包括压缩机转子盘，其周向地配备有压缩机转子叶片。定子250轴向地跟随每个压缩机盘组件220。与跟随压缩机盘组件220的相邻定子250配对的每个压缩机盘组件220被认为是压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。入口引导叶片255轴向地先于压缩机级。

燃烧器300包括一个或多个燃烧室305、一个或多个燃料喷射器310以及从燃烧室305径向地向外定位的燃烧器壳体301。燃烧室305可包括用于每个燃料喷射器310的索环306。每个燃料喷射器310可在索环306处连接于燃烧室305。每个燃料喷射器310包括邻近于燃烧室305的筒组件330、邻近于燃烧器壳体301的凸缘312、从凸缘312突出的装配凸台315以及在与装配凸台315相反的方向上、在装配凸台315和筒组件330之间从凸缘312延伸出的柄部320。筒组件330可与索环306匹配。

涡轮机400包括涡轮机转子组件410和涡轮机喷嘴450。涡轮机转子组件410机械地联接于轴120。如图所示，涡轮机转子组件410是轴流式转子组件。涡轮机转子组件410包括一个或多个涡轮机盘组件420。每个涡轮机盘组件420包括涡轮机盘，其周向地配备有涡轮机叶片。涡轮机喷嘴450轴向地先于每个涡轮机盘组件420。与先于涡轮机盘组件420的相邻涡轮机喷嘴450配对的每个涡轮机盘组件420被认为是涡轮机级。涡轮机400包括多个涡轮机级。

排气口500包括排气扩压器510和排气收集器520。功率输出联接件600可位于轴120的端部处。在所说明的实施例中，功率输出联接件600位于轴120的后端部处。

图2是用于图1的燃烧器300的燃料喷射器310的立体图。参照图2，装配凸台315、凸缘312以及柄部320可以是一体部件。装配凸台315可包括从凸缘312延伸的圆柱形或棱柱形形状。多个装配件可联接于装配凸台315。液体燃料、气体燃料以及空气供给管线可联接于装配件，以将液体燃料、气体燃料以及空气供给至燃料喷射器310。在图2中说明的实施例中，液体燃料装配件316联接于装配凸台315的侧部，而气体燃料装配件317联接于装配凸台315的顶表面。在所示出的实施例中，装配件318和319也联接于装配凸台315的侧部。装配件318和319可用于液体或气体导引燃料供给或者可用于供给空气。

凸缘312可包括圆形或多边形形状。在图2中示出的实施例中，凸缘312包括矩形形状。凸缘312包括多个安装孔313。安装孔313可用于将燃料喷射器310附连于燃烧器壳体301。

图3是图2的燃料喷射器310的剖视图。参照图2和3，燃料喷射器310可包括廊道部分325。廊道部分325可以呈中空柱体的形状，并且可位于柄部320的与凸缘312相对并且远离该凸缘的端部处。廊道部分325可以是一体部件，并且可加工有或模制有装配凸台315、凸缘312以及柄部320。

燃料喷射器310包括多个通道，这些通道穿过柄部320从装配凸台315延伸并且延伸至廊道部分325。可从装配凸台315的顶部、穿过柄部320并且至廊道部分325加工或者钻取出每个通道。可将诸如气体燃料装配件317或帽盖323之类的装配件可在装配凸台315处布置或者插入在每个通道的端部处。气体燃料装配件317和帽盖323可各自通过诸如焊接或铜焊之类的冶金粘结来结合至装配凸台315。如图3中所示，燃料喷射器310包括液体燃料通道321和气体燃料通道322。液体燃料通道321从装配凸台315延伸至廊道部分325。在所说明的实施例中，液体燃料通道321完全地延伸穿过装配凸台315，其中帽盖323在装配凸台315出插入在液体燃料通道321的端部中。液体燃料通道321可呈柱体的形状、例如正圆柱体的形状。

气体燃料通道322从装配凸台315延伸至廊道部分325。在所说明的实施例中，气体燃料通道322完全地延伸穿过装配凸台315，其中，气体燃料装配件317插入在气体燃料通道322的端部处并且在气体燃料通道322处结合至装配凸台315。气体燃料通道322可以呈水平圆柱形区段的形状。构成圆柱形区段的圆柱形部分和平面部分之间的边缘可各自具有诸如圆角或倒角之类的破边部。这些通道可将液体和气体导引燃料或空气供给至筒组件330。

燃料喷射器310可包括组装特征部328。组装特征部328可以是柄部320的中空柱体形状中的凹口或凹部，其可有助于燃气涡轮发动机的组装。组装特征部328可突入到气体燃料通道322中并且可以是近侧廊道部分325。

燃料喷射器310可包括液体隔热件360和气体隔热件380。液体隔热件360在液体燃料通道321内延伸。液体隔热件360可从帽盖323朝向廊道部分325延伸。液体隔热件360可呈中空柱体的形状。液体隔热件360可包括第一液体隔热件端部361和第二液体隔热件端部362。第一液体隔热件端部361可结合至帽盖323，该帽盖用于在装配凸台315处罩住液体燃料通道321。第一液体隔热件端部361可通过诸如焊接或铜焊之类的冶金粘结结合至帽盖323。

第二液体隔热件端部362可邻近于廊道部分325定位。在一些实施例中，第二液体隔热件端部362在液体燃料通道321处相对于柄部320密封。在其它实施例中，第二液体隔热件端部362相对于廊道部分325密封。在又一些其它实施例中，第二液体隔热件端部362包括径向地向外延伸并且接触液体燃料通道321的支座。在第一液体隔热件端部361和第二液体隔热件端部362两者均附连于其它部件或者相对于其它部件密封的实施例中，液体隔热件360可包括诸如波纹管之类的膨胀特征部，以允许液体隔热件360和柄部320之间的差异热膨胀。

液体隔热件360可与液体燃料装配件316和筒组件330流体连通，以使得液体燃料在筒组件330内从液体燃料装配件316行进至液体廊道337时、通过液体隔热件360。

液体隔热件360的尺寸可设定成在液体燃料通道321处在液体隔热件360和柄部320之间存在液体隔热件间隙369。在所说明的实施例中，液体隔热件间隙369是诸如中空柱体之类的环形形状。在其它实施例中，液体隔热件间隙369可由于燃料喷射器310的设计而包括其它形状。液体隔热件间隙369可并不与液体隔热件360、液体廊道337以及液体燃料装配件316流体连通。

气体隔热件380在气体燃料通道322内延伸。气体隔热件380可从气体燃料装配件317朝向廊道部分325延伸。气体隔热件380可以呈中空水平圆柱形区段的形状。可将中空水平圆柱形区段的边缘倒圆化。气体隔热件380可包括第一气体隔热件端部381和第二气体隔热件端部382。第一气体隔热件端部381可通过诸如焊接或铜焊之类的冶金粘结结合至气体燃料装配件317。第二气体隔热件端部382远离气体燃料装配件317并且可位于气体燃料通道322内。在实施例中，第二气体隔热件端部382在廊道部分325附近。在所说明的实施例中，第二气体隔热件端部382邻近于组装特征部328。在一些实施例中，第二气体隔热件端部382在气体燃料通道322处相对于柄部320密封。在其它实施例中，第二气体隔热件端部382包括径向地向外延伸并且接触气体燃料通道322的支座。在第一气体隔热件端部381和第二气体隔热件端部382两者均附连于其它部件或者相对于其它部件密封的实施例中，气体隔热件380可包括诸如波纹管之类的膨胀特征部，以允许气体隔热件380和柄部320之间的差异热膨胀。

气体隔热件380可与气体燃料装配件317和筒组件330流体连通，以使得气体燃料在筒组件330内从气体燃料装配件317行进至液体廊道327时、通过气体隔热件380。

气体隔热件380的的尺寸可设定成在气体燃料通道322处在气体隔热件380和柄部320之间存在气体隔热件间隙389。气体隔热件间隙389可具有中空水平圆柱形区段形状。气体隔热件间隙389可并不与气体隔热件380、气体廊道327以及气体燃料装配件317流体连通。

气体隔热件380至少部分地延伸穿过气体燃料通道322。在一些实施例中，气体隔热件380的长度在气体燃料通道322的长度的60至100百分比内。在其他实施例中，气体隔热件380在气体燃料通道322的长度的65至85的百分比内。在又一些其它实施例中，气体隔热件380在气体燃料通道322的长度的70至80百分比内。在又一些其它实施例中，气体隔热件380在气体燃料通道322的长度的75至78百分比内。

燃料喷射器310还可包括柄部隔热件324。柄部隔热件324可呈中空柱体的形状并且可包括柄部隔热件支承凸缘329，该柄部隔热件支承凸缘在柄部隔热件324的邻近于凸缘312和廊道部分325的每个端部处、从中空柱体形状径向地向内延伸。柄部隔热件支承凸缘329可用作支座或间隔件，其形成隔热间隙339、即在柄部320和柄部隔热件324之间的环形空间。

参照图3，筒组件330和廊道部分325可共享共用轴线331。对于与筒组件330和廊道部分325相关的径向、轴向以及周向方向和测量的所有参考涉及轴线331，并且诸如“内部”和“外部”之类的术语大体指示距轴线331的较小或较大径向距离。廊道部分325可绕轴线331回转。

筒组件330可包括旋流器组件350、气体内管340、液体管370、入口旋流器379以及隔热件390。旋流器组件350可以是单个一体部件或者可以是例如通过铜焊或焊接冶金地粘结在一起的多个部件。旋流器组件350可包括气体外管351和出口旋流器355。气体外管351可从廊道部分325延伸。气体外管351和廊道部分325可例如通过铜焊或焊接冶金地粘结。气体外管351可包括锥形区域352和圆柱形区域353以及喷射器帽盖354。锥形区域352可从廊道部分325轴向地延伸。

锥形区域352可邻近于圆柱形区域353从较大直径渐缩成较小直径。锥形区域352可包括漏斗或者中空椎体的截锥头的形状。锥形区域352的较小直径可匹配圆柱形区域353的直径。筒组件330可在廊道部分325处例如通过焊接或铜焊冶金地粘结结合至柄部320。在一些实施例中，锥形区域352冶金地结合至廊道部分325。在所说明的实施例中，锥形区域352包括唇部，其尺寸设定成装配到廊道部分325的端部中并且与该端部匹配。

圆柱形区域353沿与廊道部分325相反的方向从锥形区域352轴向地延伸。圆柱形部分353可包括恒定的直径并且可呈中空正圆柱体的形状。喷射器帽盖354可位于气体外管351的端部处、例如位于圆柱形区域353与锥形区域352相对并且远离该锥形区域的端部处，并且可远离廊道部分325定位。喷射器帽盖354可从圆柱形区域353远离锥形区域352的端部径向地向内延伸。

出口旋流器355可邻近于喷射器帽盖354。出口旋流器355可具有旋流器叶片356，这些旋流器叶片配置成使得离开燃料喷射器310的燃料空气混合物形成漩涡，并且出口旋流器可配置成周向地偏转压缩机排出空气。

气体内管340包括中间廊道部分341、过渡部分342以及气体内部圆柱形部分343。中间廊道部分341、过渡部分342以及气体内部圆柱形部分343可各自是同轴的。中间廊道部分341可位于廊道部分325内并且可从廊道部分325径向地向内定位。中间廊道部分341可大体具有中空柱体形状。

中间廊道部分341还可包括液体燃料入口344。液体燃料入口344与液体燃料通道321对准并且与该液体燃料通道流体连通。液体燃料入口344可延伸穿过中间廊道部分341的中空柱体形状。中间廊道部分341可在液体燃料入口344和液体燃料通道321的连通点处与柄部320交界并且可与该柄部形成密封。

过渡部分342从中间廊道部分341延伸，并且在廊道部分325内位于中间廊道部分341和气体内部圆柱形部分343之间。过渡部分342可沿轴向方向延伸并且可从廊道部分325径向地向内定位。过渡部分342配置成从中间廊道部分341和气体内部圆柱形部分343开始减小气体内管340的直径。过渡部分342可包括漏斗形状、例如中空椎体的截锥头(中空截头圆锥体形状)，其具有位于中间廊道部分341处的较大直径和位于气体内部圆柱形部分343处的较小直径。过渡部分342和廊道部分325可配置成形成气体廊道327，其邻近于气体燃料通道322并且与该气体燃料通道流体连通。

气体内部圆柱形部分343以较小直径从过渡部分342的端部延伸，中间廊道部分341远离该端部从过渡部分342延伸。气体内部圆柱形部分343可沿轴向方向延伸。气体内部圆柱形部分343包括中空柱体形状，并且穿过气体外管351延伸至喷射器帽盖354，以在它们之间形成气体燃料环部335。气体内部圆柱形部分343可从气体外管351径向地向内定位。

液体管370可位于气体内管340内并且可从气体内管340径向地向内定位。液体管370包括内部廊道部分371、内部过渡部分372以及液体内部圆柱形部分373。内部廊道部分371、内部过渡部分372以及液体内部圆柱形部分373可以是同轴的。内部廊道部分371可位于中间廊道部分341内并且可从中间廊道部分341径向地向内。内部廊道部分371和中间廊道部分341可在它们之间形成液体廊道337。液体廊道337与液体燃料入口344和液体燃料通道321流连通。内部廊道部分371可与中间廊道部分341的远离过渡部分342的端部接触和交界以形成密封。内部廊道部分371还可配置成与入口旋流器379交界。

内部过渡部分372可大体具有截头圆锥形形状，其具有延伸穿过其中的孔。内部过渡部分372可从内部廊道部分371延伸并且可轴向地位于内部廊道部分371和液体内部圆柱形部分373之间。内部过渡部分372的外直径从内部廊道部分371向液体内部圆柱形部分373减小。

液体内部圆柱形部分373可从内部过渡部分372延伸并且可沿轴向方向延伸。液体内部圆柱形部分373可在气体内部圆柱形部分343内延伸以在它们之间形成液体燃料环部336，并且可从气体内部圆柱形部分343径向地向内定位。液体燃料环部336可与液体廊道337流体连通。内部廊道部分371、内部过渡部分372以及液体内部圆柱形部分373形成延伸穿过液体管370的空气腔338。

入口旋流器379可配置成使得压缩机排出空气形成漩涡并且将该压缩机排出空气引导到燃料喷射器310中。入口旋流器379可插入到廊道部分325的中空柱体形状的端部中。入口旋流器379还可配置成部分地插入到内部廊道部分371中。

隔热件390包括钟形嘴部分391和隔热圆柱形部分392。钟形嘴部分391可包括漏斗的形状、例如双曲面漏斗、钟形或者伪球面的区段或截头。钟形嘴部分391配置成插入并且装配到入口旋流器379内。

隔热圆柱形部分392可从钟形嘴部分391并且在液体内部圆柱形部分373内延伸。隔热圆柱形部分392可从液体内部圆柱形部分373径向地向内定位，以在它们之间形成隔热间隙339。隔热间隙339可以是隔热件390和液体管370之前的环形空间。

隔热件390可包括加厚部分393。加厚部分393可邻近于钟形嘴部分391位于隔热圆柱形部分392上。

图4是图3的燃料喷射器310的横截面的一部分的详细视图。如图4中所示，气体燃料装配件317可包括气体燃料装配件主体311和气体燃料装配件过渡部分314。气体燃料装配件主体311可大体是其中形成装配件309的回转实体。装配孔309可大体呈柱体的形状。气体燃料装配件过渡部分314可配置成调节用于气体燃料通道322的所需流动面积，并且可配置成从装配凸台309的圆柱形形状过渡成气体燃料通道322的水平圆柱形区段形状。在所说明的实施例中，气体隔热件380连接于气体燃料装配件过渡部分314。在其它实施例中，气体隔热件380连接于气体燃料装配件主体311。

液体隔热件间隙369可具有液体隔热件间隙距离368。液体隔热件间隙距离368可大体是间隙距离，例如在液体隔热件360的外表面和液体燃料通道321的表面之间的径向距离。液体隔热件间隙369尺寸可设定成防止液体隔热件360内的液体燃料冷却液体燃料通道321周围的柄部320。在一些实施例中，液体隔热件间隙距离368是从5mils至15mils。在其它实施例中，液体隔热件间隙距离368在10mils、例如加上或减去1mils、2mils或3mils的预定公差内。

气体隔热件间隙389可具有气体隔热件间隙距离388。气体隔热件间隙距离388可大体是在气体隔热件380的外表面和气体燃料通道322的表面之间的间隙距离。气体隔热件间隙389的尺寸可设定成防止气体隔热件380内的气体燃料冷却气体燃料通道322周围的柄部320。在一些实施例中，气体隔热件间隙距离388是从5mils至15mils。在其它实施例中，气体隔热件间隙距离388在10mils、例如加上或减去1mils、2mils或3mils的预定公差内。

上述部件的一个或多个(或它们的子部件)可由不锈钢和/或称为“超级合金”的耐久高温材料制成。超级合金或者高性能合金是在高温下具有优良的机械强度和耐蠕变性、良好的表面稳定性以及耐腐蚀和抗氧化性。超级合金可包括诸如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单晶合金之类的材料。

工业实用性

燃气涡轮发动机可适合于任何数量的工业应用，例如油气工业的各个方面(包括油和天然气的运输、集输、存储、回收以及提升)、发电工业、热电联产、航空以及其它运输工业。

参照图1，气体(通常是空气10)作为“工作流体”进入入口110，并且由压缩机200压缩。在压缩机200中，工作流体通过一系列压缩机盘组件220在环形流动通路115中压缩。具体地说，空气10在经编号的“级”中压缩，这些级与每个压缩机盘组件220相关联。例如，“第四级空气”可与沿下游或“向后”方向(从入口110朝向排气口500)与第四级压缩机盘组件220相关联。类似地，每个涡轮机盘组件420均可与经编号的级相关联。

一旦经压缩的空气10离开压缩机200，该空气就进入燃烧器300，在此，该空气扩散并加入燃料。空气10和燃料经由燃料喷射器310喷射到燃烧室305中并被燃烧。通过一系列涡轮机盘组件420的每个级经由涡轮机400来从燃料反应中提取能量。然后，废气90可在排气扩压器510中扩散、收集并改向。废气90经由排气收集器520离开系统，并且可经进一步处理(例如，以减小有害排放物和/或回收来自废气90的热量)。

燃气涡轮发动机100可配置成在多个类型的燃料上操作。参照图2和3，燃料喷射器310可以是双燃料喷射器，以允许在气体燃料或液体燃料上操作。当在气体燃料上操作时，气体燃料经由气体燃料装配件317供给至气体燃料通道322。气体燃料引导到气体廊道327中，在此，气体燃料引导入并穿过气体燃料环部335。离开气体燃料环部335的气体燃料与通过空气腔338和出口旋流器355的压缩机排出空气混合，并且在燃烧室305中燃烧。

当在液体燃料上操作时，液体燃料经由液体燃料装配件316供给至液体燃料通道321。液体燃料引导通过液体燃料入口344并且引导到液体廊道337中，在此液体燃料引导入并且穿过液体燃料环部336。液体燃料可在离开液体燃料环部336之前、在液体燃料环部336内形成漩涡或者周向地改向。在液体燃料操作期间，空气可引导通过气体燃料通道322、气体廊道327以及气体燃料环部335，该空气可在空气离开气体燃料环部335时与液体燃料混合。该燃料空气混合物在燃烧室305中燃烧。

液体燃料通道321和气体燃料通道322可非对称地位于柄部320内而非与柄部320同轴。在燃气涡轮发动机100的操作期间，柄部320可比用在燃烧过程中的液体燃料或气体燃料热得多。从柄部320至燃料的热传递可在柄部320中在液体燃料通道321或气体燃料通道322周围产生温度梯度。柄部320内的这些温度梯度会导致燃料喷射器310的偏转。燃料喷射器310中的偏转可导致燃料喷射器310和燃烧室305之间、例如出口旋流器355和索环306之间的匹配部件中产生高应力。

液体隔热件360和液体隔热件间隙369可防止或减小柄部320和液体隔热件360内液体燃料之间的热传递。气体隔热件380和气体隔热件间隙389可防止或减小柄部320和气体隔热件380内气体燃料之间的热传递。防止或减小热传递可防止或减小温度梯度的形成、燃料喷射器310的偏转以及匹配部件之间的应力。此外，防止或减小柄部320和液体燃料之间的热传递可防止液体燃料热解(通常称为液体燃料焦化)。

前文详细描述本质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明或本发明的应用和用途。所描述的实施例并不限于结合特定类型的燃气涡轮发动机来使用。因此，虽然本发明为了便于解释示出并描述了特定的燃料喷射器，但应意识到的是，根据本发明的燃料喷射器能以各种其它构造实施、能用于各种其它类型的燃气涡轮发动机并且能用在其它类型的机器中。此外，并不意图受到前文背景技术或具体实施方式中所体现的任何原理所限。还应理解的是，各视图可包括放大尺寸以更佳地说明所示出的参考项目并且并不认为有所限制，除非明确地这样说明以外。

Claims

1.一种用于燃气涡轮发动机(100)的燃烧器(300)的燃料喷射器(310)，所述燃料喷射器(310)包括：

凸缘(312)，所述凸缘包括安装孔(313)；

装配凸台(315)，所述装配凸台从所述凸缘(312)突出；

柄部(320)，所述柄部沿与所述装配凸台(315)相反的方向从所述凸缘(312)延伸；

廊道部分(325)，所述廊道部分位于所述柄部(320)的远离所述凸缘(312)的端部处；

液体燃料通道(321)，所述液体燃料通道穿过所述柄部(320)从所述装配凸台(315)延伸至所述廊道部分(325)；

帽盖(323)，所述帽盖在所述液体燃料通道(321)处结合至所述装配凸台(315)；

液体隔热件(360)，所述液体隔热件在所述液体燃料通道(321)内从所述帽盖(323)朝向所述廊道部分(325)延伸，所述液体隔热件(360)的尺寸设定成在所述液体燃料通道(321)处在所述液体隔热件(360)和所述柄部(320)之间形成液体隔热件间隙(369)；以及

筒组件(330)，所述筒组件结合至所述廊道部分(325)，所述筒组件(330)与所述液体隔热件(360)流体连通。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器(310)，其中，所述液体燃料通道(321)具有正圆柱体形状，并且所述液体隔热件(360)具有中空柱体形状。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射器(310)，其中，所述液体隔热件(360)冶金地粘结于所述帽盖(323)。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射器(310)，其中，所述液体隔热件(360)延伸至所述廊道部分(325)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器(310)，进一步包括：

气体燃料通道(322)，所述气体燃料通道穿过所述柄部(320)从所述装配凸台(315)延伸至所述廊道部分(325)；

气体燃料装配件(317)，所述气体燃料装配件在所述气体燃料通道(322)处结合至所述装配凸台(315)；以及

气体隔热件(380)，所述气体隔热件从所述气体燃料装配件(317)至少部分地延伸穿过所述气体燃料通道(322)，所述气体隔热件(380)的尺寸设定成在所述气体燃料通道(322)处在所述气体隔热件(380)和所述柄部(320)之前形成气体隔热件间隙(389)。

6.根据权利要求5所述的燃料喷射器(310)，其中，所述气体燃料通道(322)具有水平圆柱形区段形状，并且所述气体隔热件(380)具有中空水平圆柱形区段形状。

7.根据权利要求5所述的燃料喷射器(310)，其中，所述气体隔热件间隙(389)是从5mils至15mils，并且所述液体隔热件间隙(369)是从5mils至15mils。

8.根据权利要求5所述的燃料喷射器(310)，其中，所述气体隔热件间隙(389)并不与所述气体隔热件(380)流体连通，并且所述液体隔热件间隙(369)并不与所述液体隔热件(360)流体连通。

9.根据权利要求5所述的燃料喷射器(310)，其中，所述气体隔热件(380)冶金地粘结至所述气体燃料装配件(317)。

10.根据权利要求5所述的燃料喷射器(310)，其中，所述气体隔热件(380)在所述气体燃料通道(322)的长度的65至85的百分比内。