CN109196203B - 用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统 - Google Patents

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Abstract

一种燃气涡轮发动机包括燃烧部段，燃烧部段包括多个燃料喷嘴。用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统包括馈送管和燃料歧管，燃料歧管流体连接至馈送管以便从馈送管接收燃料。燃料输送系统还包括输出端燃料管线，输出端燃料管线流体连接至燃料歧管并构造为用以在燃料输送系统安装于燃气涡轮发动机中时流体连接至多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴。为了减少流经燃料输送系统的燃料的液压不稳定量，燃料歧管或输出端燃料管线中至少一者包括用于阻尼燃料输送系统内的液压不稳定的装置。

Description

用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统
技术领域
本发明主题一般涉及用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统。
背景技术
燃气涡轮发动机包括燃烧部段，在燃烧部段中，燃料进行燃烧以向发动机循环输入热量。燃气涡轮发动机可使用一种或几种类型的燃料或燃料的组合物而运行，诸如丙烷、乙烷、氢或喷气燃料。附加地，燃烧部段可包括用于燃烧这种燃料的几种类型的燃烧器(例如，罐式、环管式、环形式)中的一种。
典型的燃烧部段包括一个或多个燃料喷嘴，燃料喷嘴的功能是接收燃料并将这种燃料引入空气流气流中使得其能够雾化并燃烧。燃气涡轮发动机附加地包括燃料输送系统，燃料输送系统用于将来自例如一个或多个燃料箱的燃料提供至燃烧部段，或更特别地，提供至燃烧部段的一个或多个燃料喷嘴。
然而，在燃气涡轮发动机的运行期间，燃料输送系统可能受到振动或其他机械扰动从而影响至一个或多个燃料喷嘴的燃料的输送。例如，本公开内容的发明人发现这种振动能够引起燃料输送系统内的燃料以不一致的方式流动。更具体地，发明人发现燃料可能按照与振动和机械扰动一致的机械共振流动。燃料流经燃料输送系统时的这些不一致可能产生至燃料喷嘴的不一致的燃料输送，进而潜在地导致不希望的燃烧动态特性。因此，能够将燃料更加一致地提供至燃烧部段的燃料喷嘴的燃料输送系统将会是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在下文的说明中进行部分地阐述，或者可以从下文的说明中变得显而易见，或者可以通过本发明的实践而得以了解。
在本公开内容的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，燃气涡轮发动机包括燃烧部段。燃气涡轮发动机的燃烧部段包括多个燃料喷嘴。燃料输送系统包括馈送管和燃料歧管，燃料歧管流体连接至馈送管以便从馈送管接收燃料。燃料输送系统附加地包括输出端燃料管线，输出端燃料管线流体连接至燃料歧管并构造为流体连接至多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴。燃料歧管或输出端燃料管线中至少一者包括用于阻尼燃料输送系统内的液压不稳定的装置。
在本公开内容的另一示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，燃气涡轮发动机包括燃烧部段。燃气涡轮发动机的燃烧部段包括多个燃料喷嘴。燃料输送系统包括馈送管和燃料歧管，燃料歧管流体连接至馈送管以便从馈送管接收燃料。燃料输送系统附加地包括流体连接至燃料歧管的多个输出端燃料管线，其中每个输出端燃料管线均构造为流体连接至燃气涡轮发动机的燃烧部段的多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴。燃料歧管或多个输出端燃料管线中的第一输出端燃料管线其中至少一者包括用于阻尼燃料输送系统内的液压不稳定的扩张阻尼器。
在本公开内容的又一示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括燃烧部段，燃烧部段包括多个燃料喷嘴以及燃料输送系统。燃料输送系统包括馈送管和燃料歧管，燃料歧管流体连接至馈送管以便从馈送管接收燃料。燃料输送系统附加地包括输出端燃料管线，输出端燃料管线在燃料歧管与燃烧部段的多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴之间延伸并将燃料歧管流体连接至燃烧部段的多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴。燃料歧管或输出端燃料管线中至少一者包括用于阻尼燃料输送系统内的液压不稳定的装置。
参照下文的说明和随附的权利要求，本发明的这些以及其他特征、方面和优点将变得更好理解。包含于本说明书中并构成了本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例并且其与下文的说明一起用于说明本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员而言的本发明的全面且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，说明书对附图进行了参照。
图1是根据本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。
图2是根据本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧部段的剖视侧视图。
图3是根据本公开内容的示例性实施例的燃料输送系统的透视图。
图4是图3的示例性燃料输送系统的特写视图。
图5是图3的示例性燃料输送系统的另一特写视图。
图6是根据本公开内容的另一示例性实施例的燃料输送系统的侧视图。
在本说明书和附图中重复使用的附图标记意在代表本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现将详细地参照本发明的实施例，在附图中示出了本发明的一个或多个示例。每个示例均通过对本发明的说明而被提供，但这些示例不是对本发明的限制。事实上，对本领域的技术人员而言显然的是能够在本发明中做出多种变型和改型而不偏离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施例的一部分而示出或说明的特征能够与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因而，意在使本发明覆盖落入随附权利要求及其等价权利要求的范围内的这些变型和改型。
本文中使用的术语“第一”、“第二”、和“第三”可被互换地使用以将一个部件和另一部件区分开来，并且这些术语并非意在表示各个部件的位置或重要性。此外，术语“上游”和“下游”指代关于流体路径中流体流的相对方向。例如，“上游”指代流体自其开始流动的方向，而“下游”指代流体流动到达的方向。
如在下文更加详细地说明的那样，本公开内容总体上涉及用于阻尼燃气涡轮发动机的燃料输送系统内的液压不稳定(或声学不稳定)的装置。在燃气涡轮发动机的运行期间，发明人发现各种振动和其它机械波动能够在燃料输送系统内产生液压不稳定。这种液压不稳定可以包括液压-机械流体扰动，液压-机械流体扰动潜在地导致到燃气涡轮发动机的燃烧部段内的各个燃烧器的多个燃料喷嘴的不一致的燃料输送。此外，这种液压不稳定可能因此导致不希望的燃烧动态特性、硬件损伤和/或受限的可操作性。
因此，本公开内容的发明人提供了一种用于阻尼这种液压不稳定的装置以减小燃烧动态特性，从而潜在地限制硬件损伤，并保持所需的可操作性。如将在下文更加详细地论述的那样，用于阻尼这种液压不稳定的装置可包括下述的一者或多者：(1)燃料输送系统的燃料歧管内的扩张阻尼器；(2)燃料输送系统的多个输出端(pigtail)燃料管线中的一个或多个输出端燃料管线内的扩张阻尼器；(3)燃料输送系统的多个输出端燃料管线的不同几何形状(variable geometry)；(4)流体连接第一燃料歧管和第二燃料歧管的跨接(jumper)燃料管线；(5)燃料输送系统的多个输出端燃料管线与燃料歧管的不一致的附接间距。
现参照附图，图1是可包括本发明的多个实施例的示例性高涵道涡扇喷射型发动机(high by-pass turbofan jet engine)10的示意性局部剖视侧视图，高涵道涡扇喷射型发动机10在本文中被称为“涡扇10”。涡扇10限定了轴向方向A、径向方向R以及周向方向C(即，绕轴向方向A延伸的方向，未示出)。如图1所示，涡扇10具有纵向或轴向的中心线轴线12，为了参照，中心线轴线12延伸穿过涡扇10。一般来说，涡扇10包括风扇组件14和设置于风扇组件14下游的核心涡轮发动机16。
核心涡轮发动机16总体上可包括基本上呈管状的外部壳体18，外部壳体18限定了环形入口20。外部壳体18以串行流的关系封装(encase)或至少部分地形成了压缩机部段、燃烧部段26、涡轮机部段和喷射排气喷嘴部段32，其中，压缩机部段具有增压器(booster)或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24，涡轮机部段包括高压(HP)涡轮机28和低压(LP)涡轮机30。高压(HP)转子轴34将HP涡轮机28驱动地连接至HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮机30驱动地连接至LP压缩机22。LP转子轴36也可连接至风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，诸如图1描绘的实施例，LP转子轴36可经由减速齿轮40，诸如间接传动或齿轮传动构型中的减速齿轮，连接至风扇轴38。然而，在其他实施例中，涡扇10相反可被构造为直接驱动发动机，而不包括减速齿轮40。
如图1所示，风扇组件14包括联接至风扇轴38并自风扇轴38径向向外延伸的多个扇叶42。环形风扇壳体或机舱44沿周向包围风扇组件14和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。对所描绘的实施例而言，机舱44相对于核心涡轮发动机16由多个周向间隔开的出口导向叶片或支柱46支承。而且，机舱44的至少一部分在核心涡轮发动机16的外部部分上方延伸以便在其之间限定旁路气流通道48。
在涡扇10的运行期间，如由箭头74示意表示的一定体积的空气(a volume ofair)穿过机舱44和/或风扇组件14的相关联的入口76进入涡扇10。在空气74横穿扇叶42时，如由箭头78示意表示的一部分空气被指引或引导至旁路气流通道48内，而如由箭头80示意表示的另一部分空气被指引或引导至LP压缩机22内。空气80在其流经LP压缩机22和HP压缩机24流向燃烧部段26时逐渐被压缩。
在燃烧部段26内，来自HP压缩机24和LP压缩机22的压缩空气80与燃料混合并在燃烧室(未标记)中燃烧，从而生成燃烧气体86。燃烧室中生成的燃烧气体86从燃烧部段26流到HP涡轮机28内，因而使HP转子轴34旋转，由此支持HP压缩机24的运行。如图1所示，燃烧气体86之后被引导穿过LP涡轮机30，因而使LP转子轴36旋转，由此支持LP压缩机22的运行和/或风扇轴38的旋转。燃烧气体86之后经核心涡轮发动机16的喷射排气喷嘴部段32排放以提供推进推力。
然而，应当理解，图1中描绘的示例性涡扇10仅是通过示例的方式被提供。在本公开内容的其他示例性实施例中，涡扇10可具有任意其他适合的构型。附加地或可替代地，在另一些其他实施例中，本公开内容的各个方面可被纳入任意其他适合的燃气涡轮发动机。例如，在其他实施例中，本公开内容的各个方面可被纳入涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷射发动机、涡轮轴发动机等。值得注意的是，本公开内容的各个方面可进一步被纳入诸如发电燃气涡轮发动机的陆基型燃气涡轮发动机和/或航改型燃气涡轮发动机。
现参照图2，提供了根据本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的燃烧部段26的剖视侧视图。在某些示例性实施例中，燃烧部段26可被构造为用于图1的核心涡轮发动机16的燃烧部段26。然而，在其他实施例中，燃烧部段26可被纳入任意其他适合的燃气涡轮发动机。
如图2所示，燃烧部段26可大体上包括环形式燃烧器50，环形式燃烧器50具有环形内衬52、环形外套54和在内衬52和外套54的各自的上游端部58、60之间径向地延伸的大体圆顶状的端部56。然而，在其他实施例中，燃烧部段26相反可包括环管式燃烧器、罐式燃烧器或任意其他适合的燃烧器。
如图2所示，内衬52与外套54关于发动机中心线12(图1)径向地间隔开并在二者之间限定了大体环形的燃烧室62。在特定实施例中，内衬52和/或外套54可至少部分地或全部地由金属合金或陶瓷基复合(CMC)材料制成。
如图2所示，内衬52和外套54被封装在燃烧器或外部壳体64内。外部流动通道66被限定在内衬52和/或外套54周围。内衬52和外套54从圆顶状端部56朝向涡轮机喷嘴或入口68延伸到达HP涡轮机28(例如，见图1)，因而在燃烧器50与HP涡轮机28之间至少部分地限定热气路径。对所描绘的实施例而言，燃料喷嘴70被设置为延伸穿过外部壳体64并至少部分地穿过圆顶状端部56到达燃烧室62。燃料喷嘴70将燃料(或燃料/空气混合物)72提供至燃烧室62。应当理解，尽管没有绘制出，燃烧部段26包括大体上沿燃气涡轮发动机的周向方向C(即，绕轴向方向A延伸的方向，未示出)间隔开的多个燃料喷嘴70。
构造有所描绘的燃烧部段26的燃气涡轮发动机附加地包括燃料输送系统100。燃料输送系统100总体包括馈送管102，馈送管102流体连接至例如一个或多个燃料泵、燃料计量阀、燃料箱等(未示出)。此外，燃料输送系统100包括燃料歧管104和输出端燃料管线(pigtail fuel line)106，燃料歧管104流体连接至馈送管102以便从馈送管102接收燃料，输出端燃料管线106流体连接至燃料歧管104并构造为流体连接至多个燃料喷嘴70中的燃料喷嘴70。更具体地，尽管没有绘制出，如将在下文更加详细地说明的那样，燃料输送系统100进一步包括沿周向方向C间隔开的多个输出端燃料管线106，每个输出端燃料管线106均在燃料歧管104与多个燃料喷嘴70中相应的燃料喷嘴70之间延伸并将燃料歧管104流体连接至相应的燃料喷嘴70。
如图2所示，燃烧部段26构造为从例如燃气涡轮发动机的压缩机部段中接收压缩空气82。压缩空气82经燃烧部段26的扩散器腔体或头端部分84进入燃烧部段26，在燃烧部段26处，压缩空气82被进一步加压。压缩空气82的第一部分(由箭头82A示意表示)从扩散器腔体84中流至燃烧室62内，在燃烧室62处，其与燃料72混合并燃烧，因而在燃烧器50内生成燃烧气体86。在某些实施例中，多于燃烧所需的压缩空气被提供至扩散器腔体84。因此，压缩空气82的第二部分(由箭头82B示意表示)可被用于除燃烧外的各种目的。例如，如图2所示，压缩空气82B可被引导至外部流动通道66内以向内衬52和外套54提供冷却。此外，或作为替代，压缩空气82B的至少一部分可被引导至扩散器腔体84外。例如，压缩空气82B的一部分可被指引穿过各个流动通道以向其中安装有燃烧部段的燃气涡轮发动机的涡轮机部段提供冷却空气。
现参照图3，提供了根据本公开内容的示例性实施例的用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统100的透视独立视图。图3中描绘的示例性燃料输送系统100可以与上文参照图2说明的示例性燃料输送系统100基本相同的方式构造。因此，图3中描绘的示例性燃料输送系统100可构造为用于具有燃烧部段26的燃气涡轮发动机(诸如图1的涡扇10)，燃烧部段26包括多个燃料喷嘴70(诸如图2的示例性燃烧部段26)。示例性燃料输送系统100限定了限定了轴向方向A、径向方向R以及周向方向C，他们可与其中安装有上述燃料输送系统100的燃气涡轮发动机的轴向方向A、径向方向R以及周向方向C对齐(见图1)。
如所描绘的那样，示例性燃料输送系统100大体上包括馈送管102、燃料歧管104和输出端燃料管线106，更确切地说、多个输出端燃料管线106。馈送管102可流体连接至燃料输送系统100的各个其他部件，诸如一个或多个燃料泵、燃料阀和/或燃料箱(未示出)。燃料歧管104流体连接至馈送管102以便从馈送管102接收燃料，并且多个输出端燃料管线106中的每一个输出端燃料管线106均流体连接至燃料歧管104并构造为流体连接至多个燃料喷嘴70中的燃料喷嘴70。
更具体地，对所描绘的实施例而言，燃料歧管104包括第一燃料歧管104A以及分离的、第二燃料歧管104B。类似地，馈送管102包括第一分支108和第二分支110。第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B分别经馈送管102的第一分支108和第二分支110流体连接至馈送管102，用于从馈送管102接收燃料。如所描绘的那样，第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B中的每一者均大体上沿周向方向C延伸。这种构型可允许连接的多个输出端燃料管线106在安装时更容易地延伸至燃气涡轮发动机的燃料喷嘴70(见图2)。值得注意的是，在其他实施例中，燃料歧管104包括任意其他适合数量的燃料歧管部段。例如，在其他示例中，燃料歧管104可进一步包括第三燃料歧管、第四燃料歧管等。可替代地，在另外一些其他实施例中，燃料歧管104可仅包括单个燃料歧管。
本公开内容的发明人发现燃气涡轮发动机和燃料输送系统100的振动和其他机械扰动可导致燃料输送系统100内的液压不稳定。例如，这种振动和机械扰动可导致液压-机械流体扰动(即，燃料流或压力的波动)，进而潜在地导致燃烧动态特性、硬件损伤和/或受限的可操作性。因此，对所描绘的示例性燃料输送系统100而言，燃料歧管104和输出端燃料管线106(或多个输出端燃料管线106)中至少一者包括用于阻尼燃料输送系统100内的液压不稳定的装置。更具体地，对图3中描绘的实施例而言，第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B中每一者以及输出端燃料管线106中的一个或多个输出端燃料管线106均包括用于阻尼燃料输送系统100内的液压不稳定的装置。
特别对所描绘的实施例而言，包含于第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B中的用于阻尼液压不稳定的装置是第一燃料歧管104A的扩张阻尼器112和第二燃料歧管104B的扩张阻尼器112，更确切地说是第一燃料歧管104A的多个扩张阻尼器112和第二燃料歧管104B的多个扩张阻尼器112。
现参照图4，其提供了第一燃料歧管104A的扩张阻尼器112的特写的局部剖视图，扩张阻尼器112构造成作为第一燃料歧管104的具有较大内径的一部分。例如，第一燃料歧管104A在例如紧靠扩张阻尼器112的下游处和紧靠扩张阻尼器112的上游处限定了基线内径DB,M。附加地，第一燃料歧管104A限定了扩张阻尼器112的长度LM并在扩张阻尼器112内限定了扩张内径DE,M。扩张阻尼器112的长度LM是沿第一燃料歧管104A的中心线的长度。值得注意的是，对所描绘的实施例而言，第一燃料歧管104A沿扩张阻尼器112的长度LM限定了恒定的扩张内径DE,M。然而，在其他实施例中，第一燃料歧管104A相反可沿扩张阻尼器112的长度LM限定可变的扩张内径DE,M。在这种实施例的情况下，扩张内径DE,M可以是沿扩张阻尼器112的长度LM的平均扩张内径。
仍参照图3和图4，对所描绘的实施例而言，第一燃料歧管104A限定了基线内径DB,M与扩张内径DE,M的比DB,M：DE,M以及扩张阻尼器112的长度LM与基线内径DB,M的比LM：DB,M。对所描绘的实施例而言，基线内径DB,M与扩张内径DE,M的比DB,M：DE,M大于约1.2且小于约4。例如，在某些实施例中，基线内径DB,M与扩张内径DE,M的比DB,M：DE,M可以大于约1.4且小于约2.5。同样对所描绘的实施例而言，扩张阻尼器112的长度LM与基线内径DB,M的比LM：DB,M大于约五(5)且小于约二十五(25)。例如，在某些实施例中，扩张阻尼器112的长度LM与基线内径DB,M的比LM：DB,M可以大于约十二(12)且小于约十八(18)。应当理解，本文中使用的近似性术语(诸如“约”以及“近似”)指处于10％的误差范围内。
再次大体上参照图3，如所描绘的那样，多个输出端燃料管线106中的一个或多个输出端燃料管线106附加地包括用于阻尼燃料输送系统100的液压不稳定的装置。具体地，对图3的实施例而言，流体连接至第一燃料歧管104A的多个输出端燃料管线106以及流体连接至第二燃料歧管104B的多个输出端燃料管线106包括用于阻尼燃料输送系统100的液压不稳定的装置。对图3的实施例而言，输出端燃料管线106的用于阻尼燃料输送系统100的液压不稳定的每一个装置也构造为相应的输出端燃料管线106的扩张阻尼器112.
还参照图5，提供了多个输出端燃料管线106的包括扩张阻尼器112的第一输出端燃料管线106A的特写的局部剖视图。图5中描绘的第一输出端燃料管线106A的扩张阻尼器112可以与上文参照图4说明的第一燃料歧管104A的示例性扩张阻尼器112基本相同的方式构造。例如，对所描绘的实施例而言，第一输出端燃料管线106A在紧靠扩张阻尼器112的上游处限定了基线内径DB,P。附加地，第一输出端燃料管线106A限定了扩张阻尼器112的长度LP，并在扩张阻尼器112内限定了扩张内径DE,P。扩张阻尼器112的长度LP是沿第一输出端燃料管线106A的中心线的长度。对所描绘的实施例而言，基线内径DB,P与扩张内径DE,P的比DB,P：DE,P大于约1.2且小于约4，诸如大于约1.4且小于约2.5。同样对所描绘的实施例而言，扩张阻尼器112的长度LP与基线内径DB,P的比LP：DB,P大于约五(5)且小于约二十五(25)，诸如大于约十二(12)且小于约十八(18)。
在第一燃料歧管104A、第二燃料歧管104B和/或输出端燃料管线106中的一个或多个输出端燃料管线106中包含一个或多个扩张阻尼器112可扰乱(disrupt)穿过其中的燃料流，进而减少燃料输送系统100内的液压不稳定量。具体地，通过利用一个或多个扩张阻尼器112而扰乱燃料流可扰乱穿过燃料输送系统100的这部分的液压不稳定量。
再次特别参照图3，如所提到的那样，燃料输送系统100的燃料歧管104包括第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B。第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B中每一者经由馈送管102的第一分支108和第二分支110单独地流体连接至馈送管102以便接收燃料。附加地，对所描绘的实施例而言，燃料歧管104包含的用于阻尼燃料输送系统100内的液压不稳定的装置进一步包括跨接燃料管线114。跨接燃料管线114流体连接至第一燃料歧管104A和第二燃料歧管104B二者，使得第一燃料歧管104A流体连接至第二燃料歧管104B。这种构型可允许第一燃料歧管104A与第二燃料歧管104B流体连通，进而减少燃料输送系统100的整体液压不稳定，并且更具体地，减少燃料歧管104内的液压不稳定量。
尽管没有绘制出，在某些实施例中，跨接燃料管线114可附加地包括沿其中心线的扩张阻尼器以提供压力波动的附加声学阻尼。而且，馈送管102的第一分支108与第一燃料歧管104A的连接位置和馈送管102的第二分支110与第二燃料歧管104B的连接位置可以更改，以在本文论述的用于提供液压阻尼的装置之外有意地改变燃料输送系统100的声共振。例如，尽管对所描绘的实施例而言第一分支108近似在第一燃料歧管104A的中央处连接至第一燃料歧管104A，在其他实施例中，馈送管102的第一分支108可被附接成接近第一燃料歧管104A的第一端部、或可替代地接近第一燃料歧管104A的相反的第二端部。类似地，尽管对所描绘的实施例而言第二分支110近似在第二燃料歧管104B的中央处连接至第二燃料歧管104B，在其他实施例中，馈送管102的第二分支110可被附接成接近第二燃料歧管104B的第一端部、或可替代地接近第二燃料歧管104B的相反的第二端部。
然而，应当理解，尽管燃料歧管104包括多个用于减少燃料输送系统100的液压不稳定的装置，在其他实施例中，燃料歧管104可不包括全部这些装置。还应当理解，尽管图3描绘的多个输出端燃料管线106包括用于减少燃料输送系统100的液压不稳定的装置，在其他实施例中，任意其他适合数量的输出端燃料管线106可包括这种装置。可替代地，如将在下文更详细地论述的那样，在另外一些其他实施例中，燃料歧管104和多个输出端燃料管线106中的任意输出端燃料管线106均可不包括上文所述的用于减少燃料输送系统100的液压不稳定的装置。相反，在其他实施例中，燃料歧管104或多个输出端燃料管线106的输出端燃料管线106其中一者或二者可包括阻尼燃料输送系统100的液压不稳定的任意其他适合的装置。
例如，现将参照图6，其描绘了根据本公开内容的另一示例性实施例的用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统100的一部分。图6中描绘的示例性燃料输送系统100可以与上文参照图3至图5说明的示例性燃料输送系统100基本相同的方式构造。例如，图6的示例性燃料输送系统100包括流体连接至馈送管102(未绘制出)以便从馈送管102接收燃料的燃料歧管104。附加地，示例性燃料输送系统100包括流体连接至燃料歧管104并构造为流体连接至燃料喷嘴70(见图2)的输出端燃料管线106。更具体地，对所描绘的实施例而言，示例性燃料输送系统100包括流体连接至燃料歧管104并构造为流体连接至燃料喷嘴70的多个输出端燃料管线106。值得注意的是，多个输出端燃料管线106中的每一者均在第一端部116与第二端部118之间延伸。多个输出端燃料管线106中的每一者的第一端部116均在燃料歧管104的附接点120处附接至燃料歧管104。附加地，多个输出端燃料管线106中的每一者的第二端部118均限定用于连接至燃气涡轮发动机的燃烧部段26的燃料喷嘴70的连接点122。
而且，对图6的示例性燃料输送系统100而言，燃料歧管104或多个输出端燃料管线106的输出端燃料管线106其中至少一者包括用于阻尼燃料输送系统100内的液压不稳定的装置。然而，对所描绘的实施例而言，用于阻尼燃料输送系统100内的液压不稳定的装置相反被设置为呈输出端燃料管线106沿燃料歧管104的不同间距的形式并且也呈输出端燃料管线106的不同几何形状的形式。
例如，所描绘的示例性燃料歧管104包括用于阻尼液压不稳定的装置，用于阻尼液压不稳定的装置是多个附接点120沿燃料歧管104的不同间距。例如，燃料歧管104包括第一附接点120A、第二附接点120B和第三附接点120C。类似地，图6的示例性燃料输送系统100提供的多个输出端燃料管线106包括第一输出端燃料管线106A、第二输出端燃料管线106B和第三输出端燃料管线106C。如所描绘的那样，第一输出端燃料管线106A在第一附接点120A处附接至燃料歧管104，第二输出端燃料管线106B在第二附接点120B处附接至燃料歧管104，并且第三输出端燃料管线106C在第三附接点120C处附接至燃料歧管104。第二附接点120B与第一附接点120A隔开第一距离SA1，并且第三附接点120C与第二附接点120B隔开第二距离SA2。对所描绘的实施例而言，第二距离SA2不等于第一距离SA1，并且更特别地，第二距离SA2大于第一距离SA1，例如，大至少百分之五(5％)或大至少百分之十(10％)。
而且，多个输出端燃料管线106中的至少某些输出端燃料管线106限定不同的几何形状。例如，第一输出端燃料管线106A限定第一几何形状，第二输出端燃料管线106B限定第二几何形状，并且第三输出端燃料管线106C限定第三几何形状。对所描绘的实施例而言，第一几何形状、第二几何形状和第三几何形状中每一者均彼此互不相同，即，第一几何形状不同于第二几何形状和第三几何形状，并且第二几何形状也不同于第一几何形状和第三几何形状。
值得注意的是，对所描绘的实施例而言，输出端燃料管线106的不同的几何形状至少部分归因于燃料歧管104的附接点120的不同间距。更具体地，尽管附接点120的间距不同，多个输出端燃料管线106的第二端部118处的连接点122必须是不变的。例如，第一输出端燃料管线106A的第一连接点122A、第二输出端燃料管线106B的第二连接点122B和第三输出端燃料管线106C的第三连接点122C必须各自等距隔开。因此，如所描绘的那样，第一连接点122A和第二连接点122B限定第一间距SC1并且第二连接点122B和第三连接点122C限定第二间距SC2。对所描绘的实施例而言，第一间距SC1等于第二间距SC2。
为了适应附接点120的不同间距，输出端燃料管线106包括不同的长度和不同的形状。例如，第一输出端燃料管线106A沿第一方向延伸距离X1并沿第二方向延伸距离Y1，并且类似地，第二输出端燃料管线106B沿第一方向延伸距离X2并沿第二方向延伸距离Y2。第一输出端燃料管线106A延伸的距离的总和(X1加Y1)不等于第二输出端燃料管线106B延伸的距离的总和(X2加Y2)。更特别地，第一输出端燃料管线106A延伸的距离的总和(X1加Y1)小于第二输出端燃料管线106B延伸的距离总和(X2加Y2)。
然而，应当理解，在其示例性实施例中，燃料输送系统100可不包括附接点120的不同间距和输出端燃料管线106的不同几何形状二者。例如，在其他实施例中，燃料输送系统100可包括附接点120的一致间距以及输出端燃料管线106的不同几何形状。在这种实施例的情况下，多个输出端燃料管线106可限定相似的长度，但仍可具有不同的形状。
提供在用于多个输出端燃料管线的连接点之间具有不同间距的燃料歧管和/或包括具有不同几何形状的输出端燃料管线可减少燃料输送系统内液压不稳定量。更特别地，本公开内容的发明人发现包括连接点之间的不同间距和/或使输出端燃料管线具有不同形状其中一者或二者可破坏燃料输送系统内液压-机械流体扰动量，进而潜在地减少燃烧动态特性、硬件损伤以及受限的可操作性。
前文已经对用于燃气涡轮发动机燃烧器组件的燃料输送系统进行了说明。本说明书(包括任何随附的权利要求、摘要和附图)中公开的全部特征可以任意组合的方式相结合，除了在这些特征和/或步骤中至少一些互相排斥的情况下的组合。
本书面说明使用示例来公开本发明，包括其最佳模式，也使用示例来使本领域任何技术人员都能够实践本发明，包括制作并使用任何装置或系统并执行任何所包含的方法。本发明的可授予专利权的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或如果他们包括与权利要求的字面语言具有非实质性差异的等效结构元件，这些其他示例意在落入权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，所述燃气涡轮发动机包括燃烧部段，所述燃气涡轮发动机的所述燃烧部段包括多个燃料喷嘴，所述燃料输送系统包括：
馈送管；
燃料歧管，所述燃料歧管包括第一燃料歧管、与所述第一燃料歧管分离的第二燃料歧管以及跨接燃料管线，其中，所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管流体连接至所述馈送管以便从所述馈送管接收燃料，其中，所述跨接燃料管线流体连接至所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管；以及
输出端燃料管线，所述输出端燃料管线流体连接至所述燃料歧管并构造为流体连接至所述多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴，所述燃料歧管或所述输出端燃料管线中至少一者包括用于阻尼所述燃料输送系统内的液压不稳定的装置。
2.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述燃料歧管包括用于阻尼所述液压不稳定的所述装置。
3.根据权利要求2所述的燃料输送系统，其特征在于，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述燃料歧管的扩张阻尼器。
4.根据权利要求3所述的燃料输送系统，其特征在于，所述燃料歧管紧靠所述扩张阻尼器的上游限定基线内径DB并在所述扩张阻尼器内限定扩张内径DE，其中，所述基线内径DB与所述扩张内径DE的比大于1.2并且小于4。
5.根据权利要求3所述的燃料输送系统，其特征在于，所述燃料歧管紧靠所述扩张阻尼器的上游限定基线内径DB，其中，所述燃料歧管的所述扩张阻尼器限定长度LED，其中，所述扩张阻尼器的所述长度LED与所述基线内径DB的比大于5并且小于25。
6.根据权利要求2所述的燃料输送系统，其特征在于，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述燃料歧管的多个扩张阻尼器。
7.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，所述输出端燃料管线包括用于阻尼所述液压不稳定的所述装置。
8.根据权利要求7所述的燃料输送系统，其特征在于，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述输出端燃料管线的扩张阻尼器。
9.根据权利要求8所述的燃料输送系统，其特征在于，所述输出端燃料管线紧靠所述扩张阻尼器的上游限定基线内径DB并在所述扩张阻尼器内限定扩张内径DE，其中，所述基线内径DB与所述扩张内径DE的比大于1.2并且小于4。
10.根据权利要求8所述的燃料输送系统，其特征在于，所述输出端燃料管线紧靠所述扩张阻尼器的上游限定基线内径DB，其中，所述输出端燃料管线的所述扩张阻尼器限定长度LED，其中，所述扩张阻尼器的所述长度LED与所述基线内径DB的比大于5并且小于25。
11.根据权利要求7所述的燃料输送系统，其特征在于，所述输出端燃料管线是第一输出端燃料管线，其中，所述燃料输送系统进一步包括：
第二输出端燃料管线，所述第二输出端燃料管线流体连接至所述燃料歧管并构造为流体连接至所述多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴，其中，所述第一输出端燃料管线包括第一几何形状，其中，所述第二输出端燃料管线包括第二几何形状，其中，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述第一输出端燃料管线的所述第一几何形状不同于所述第二输出端燃料管线的所述第二几何形状。
12.根据权利要求1所述的燃料输送系统，其特征在于，其中，所述用于阻尼所述燃料输送系统内的液压不稳定的装置是所述燃料歧管的所述跨接燃料管线。
13.根据权利要求1所述的燃料输送系统，进一步包括：
多个输出端燃料管线，所述多个输出端燃料管线中的每个输出端燃料管线均流体连接至所述燃料歧管并构造为流体连接至所述多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料歧管限定多个附接点，其中，所述多个输出端燃料管线在所述多个附接点处流体连接至所述燃料歧管，并且其中，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述附接点的沿所述燃料歧管的不同间距。
14.一种用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，所述燃气涡轮发动机包括燃烧部段，所述燃气涡轮发动机的所述燃烧部段包括多个燃料喷嘴，所述燃料输送系统包括：
馈送管；
燃料歧管，所述燃料歧管包括第一燃料歧管、与所述第一燃料歧管分离的第二燃料歧管以及跨接燃料管线，其中，所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管流体连接至所述馈送管以便从所述馈送管接收燃料，其中，所述跨接燃料管线流体连接至所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管；以及
多个输出端燃料管线，所述多个输出端燃料管线流体连接至所述燃料歧管，每个输出端燃料管线构造为流体连接至所述燃气涡轮发动机的所述燃烧部段的所述多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴，所述燃料歧管或所述多个输出端燃料管线中的第一输出端燃料管线其中至少一者包括用于阻尼所述燃料输送系统内的液压不稳定的扩张阻尼器。
15.根据权利要求14所述的燃料输送系统，其特征在于，所述燃料歧管或所述第一输出端燃料管线其中所述至少一者紧靠所述扩张阻尼器的上游限定基线内径DB并在所述扩张阻尼器内限定扩张内径DE，其中，所述基线内径DB与所述扩张内径DE的比大于1.2并且小于2.4。
16.根据权利要求14所述的燃料输送系统，其特征在于，所述燃料歧管或所述第一输出端燃料管线其中所述至少一者紧靠所述扩张阻尼器的上游限定基线内径DB，其中，所述输出端燃料管线的所述扩张阻尼器限定长度LED，其中，所述扩张阻尼器的所述长度LED与所述基线内径DB的比大于5并且小于25。
17.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
燃烧部段，所述燃烧部段包括多个燃料喷嘴；以及
燃料输送系统，所述燃料输送系统包括：
馈送管；
燃料歧管，所述燃料歧管包括第一燃料歧管、与所述第一燃料歧管分离的第二燃料歧管以及跨接燃料管线，其中，所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管流体连接至所述馈送管以便从所述馈送管接收燃料，其中，所述跨接燃料管线流体连接至所述第一燃料歧管和所述第二燃料歧管；以及
输出端燃料管线，所述输出端燃料管线在所述燃料歧管与所述燃烧部段的所述多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴之间延伸并将所述燃料歧管流体连接至所述燃烧部段的所述多个燃料喷嘴中的燃料喷嘴，所述燃料歧管或所述输出端燃料管线中至少一者包括用于阻尼所述燃料输送系统内的液压不稳定的装置。
18.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机限定周向方向，并且其中，所述燃料歧管沿所述周向方向延伸。
19.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述输出端燃料管线包括用于阻尼所述液压不稳定的所述装置，并且其中，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述输出端燃料管线的扩张阻尼器。
20.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃料歧管包括用于阻尼所述液压不稳定的所述装置，并且其中，用于阻尼所述液压不稳定的所述装置包括所述燃料歧管的扩张阻尼器。
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