CN109312925B - 波状覆盖物涡旋预混合燃料喷射器组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及燃气涡轮发动机的燃料喷射器组件，其包括：中心本体；外部套筒，其围绕中心本体；内部套筒，其设置在中心本体和外部套筒的至少一个部段之间；以及至少一个轴向取向的轮叶，其限定在中心本体和内部套筒的部段之间。外部套筒的部段包括至少一个径向取向的轮叶。内部套筒的一部分包括波状覆盖物，并且限定了设置在波状覆盖物的上游的至少一个燃料喷射端口。轴向取向的轮叶设置在燃料喷射端口的上游。

Description

波状覆盖物涡旋预混合燃料喷射器组件

技术领域

本发明整体涉及燃气涡轮发动机燃烧组件。更具体地，本发明涉及用于燃气涡轮发动机燃烧器的波状预混合燃料喷射器组件。

背景技术

飞行器和工业燃气涡轮发动机包括燃烧器，燃料在该燃烧器中燃烧，以将热输入到发动机循环。典型的燃烧器包含一个或多个燃料喷射器，燃料喷射器的功能是将液态或气态燃料引导到空气流中，使其能够雾化和燃烧。燃气涡轮发动机可以利用一种或若干种类型的燃料或者燃料的组合进行操作，例如丙烷、乙烷、氢或喷射燃料。

作为燃烧器中的燃料喷射器组件的一部分的燃料喷嘴已经发展成在分级燃烧器中进行操作，分级燃烧器具有低污染、高效率、低成本、高发动机输出和良好的发动机可操作性。在分级燃烧器中，燃烧器的燃料喷嘴能够操作以选择性地将燃料喷射通过两个或更多个分立的级，每个级由燃料喷嘴内单独的燃料流动路径限定。例如，燃料喷嘴可以包括连续地操作的先导级和仅仅在较高发动机功率水平的情况下操作的主要级。另外，燃料喷嘴将具有在点火之前用于混合空气和燃料的一个或若干个特征。

以较高反应性的燃料(例如丙烷、乙烷或氢)操作燃烧器受限于诸如自动点火、回火和火焰稳定的问题。在防止或消除这样的问题的同时，需要将高燃料-空气预混合物传送到燃烧器，以便在整个发动机载荷上获得良好的燃烧性能和发动机可操作性。

发明内容

本发明的各方面和优点将在以下的描述中部分地说明，或者可以从说明书中是明显的，或者可以通过实施本发明而得以获悉。

本发明涉及燃气涡轮发动机的燃料喷射器组件，其包括：中心本体；外部套筒，其围绕中心本体；内部套筒，其设置在中心本体和外部套筒的至少一个部段之间；以及至少一个轴向取向的轮叶，其限定在中心本体和内部套筒的部段之间。外部套筒的部段包括至少一个径向取向的轮叶。内部套筒的一部分包括波状覆盖物，并且限定了设置在波状覆盖物的上游的至少一个燃料喷射端口。轴向取向的轮叶设置在燃料喷射端口的上游。

本发明的另一个方面涉及燃料喷嘴，其包括：中心本体；外部套筒；内部套筒；以及至少一个轴向取向的轮叶，其限定在中心本体和内部套筒的部段之间。外部套筒至少部分地围绕中心本体的轴向长度。内部套筒设置在中心本体的径向外侧。内部套筒的一部分包括波状覆盖物。内部套筒和外部套筒限定了设置在至少一个波状覆盖物的上游的至少一个燃料喷射端口。轴向取向的轮叶设置在燃料喷射端口的上游。

参考以下的说明书和所附的权利要求，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。被并入本文中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

参考附图，在说明书中描述了针对本领域普通技术人员的本发明的完全和全部公开，包括其最佳模式，其中：

图1为示例性高旁通涡轮风扇喷射发动机的示意性横截面图；

图2为图1所示的高旁通涡轮风扇喷射发动机的示例性燃烧部段的横截面侧视图；

图3为适用于图2所示的燃烧部段中的示例性燃气涡轮发动机燃料喷射器组件的部分剖开轮廓图；

图4为图3的燃气涡轮发动机燃料喷射器组件的轴向横截面图；

图5为图3的燃料喷射器组件的径向横截面图；

图6为图3的燃气涡轮发动机燃料喷射器组件的轴向横截面图；

图7为图6的燃料喷射器组件的径向横截面图；

图8为燃料喷射器组件的实施例的轴向横截面图，仅仅示出了安装到燃烧器隔板组件的外部套筒和径向涡旋器的一部分；以及

图9为燃料喷射器组件的实施例的轴向横截面图，仅仅示出了图6所示的组件的燃料喷嘴部分。

在说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明相同或类似的部件或元件。

具体实施方式

现在，将详细参照本发明的实施例，在附图中示出了这些实施例的一个或多个示例。每个例子都提供为解释本发明，而非限制本发明。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明范围或精神的前提下对本发明作出各种修改和变化。例如，示出为或描述为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例，从而又得到另一个实施例。因而，拟由本发明涵盖这些修改和变更，只要这些修改和变更落入后附的权利要求书及其等同物的范围即可。

如在此所用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用，以将一个部件与另一个部件区分开，而并不表明各个部件的位置或重要性。

术语“上游”和“下游”指的是相对于流动通路中的流体流的相对方向。例如，“上游”指的是流体流自的方向，“下游”指的是流体流向的方向。

每个例子都提供为解释本发明，而非限制本发明。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明范围或精神的前提下对本发明作出修改和变化。例如，示出为或描述为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例，从而又得到另一个实施例。因而，拟由本发明涵盖这些修改和变更，只要这些修改和变更落入后附的权利要求书及其等同物的范围即可。

通常设有预涡旋燃料喷嘴，其结合有凸角结构的波状覆盖物。在将燃料-空气预混合物传送到燃烧室之前，这样的预涡旋燃料喷嘴可以提供用于流体燃料(例如液态或气态燃料)与高反应性燃料(例如丙烷、乙烷、氢或它们的混合物)的高水平的燃料-空气预混合。另外，在传送高水平的燃料-空气预混合物的同时，可以充分缓和自动点火、火焰稳定和回火。涡旋器、尺寸形成为用于液态或气态燃料的燃料喷射端口、凸角结构的波状覆盖物、以及另外的涡旋器的串联组合可以将燃料传送远离涡旋器轮叶、桩或者内部和外部环形壁的尾流或边界层。另外，会聚环形管道区域可以使燃料-空气混合物加速到达薄壁边界层，以进一步降低回火和火焰稳定的风险。此外，通过增大涡旋而不产生再循环尾流区域，布置有凸角结构的波状覆盖物的燃料喷射端口可以增强燃料-空气混合。波状-覆盖物和燃料喷射端口几何结构的组合可以改变，以减少与燃烧器内的热释放变化相关的不期望的噪声、振动或者谐振模式。

涡旋器、燃料喷射端口、波状覆盖物以及另一个涡旋器的串联组合一起可以降低燃气涡轮排放，并且在增加操作燃料灵活性的同时提供对不期望燃烧器声调的较佳的控制性。该组合可以以多种燃料操作，包括但不限于：丙烷、乙烷、焦炉煤气、天然气、合成气、液态燃料、或它们的混合物。例如，该组合可以以以下燃料进行操作：丙烷或乙烷高达100％的燃料；氢高达大约60％的燃料；或者小于大约25的MWI燃料；或者一氧化碳和氢高达100％的合成气；或者氮含量高达大约60％的燃料混合物。尽管以下参考涡轮风扇发动机10进一步进行描述，但是本发明也能够应用于一般性的涡轮机，包括涡轮喷射、涡轮螺旋桨和涡轮轴燃气涡轮发动机，包括工业和军用燃气涡轮发动机以及辅助动力设备。

现在参考附图，图1为示例性高旁通涡轮风扇喷射发动机10的示意性部分横截面侧视图，其在本文中称为“涡轮风扇10”，可以结合本发明的各个实施例。如图1所示，涡轮风扇10具有贯穿延伸以用于参考的纵向或轴向中心线轴线12。一般来讲，涡轮风扇10可以包括风扇组件14以及设置在风扇组件14下游的芯部涡轮发动机或燃气涡轮发动机16。

燃气涡轮发动机16整体上可以包括大致管状的外部壳体18，该外部壳体限定了环形入口20。外部壳体18包围或至少部分地形成成串行流关系的：压缩机部段，其具有增压器或低压(LP)压缩机22；高压(HP)压缩机24；燃烧部段26；涡轮部段，其包括高压(HP)涡轮28、低压(LP)涡轮30；以及喷射排出喷嘴部段32。高压(HP)转子轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36也可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以在例如间接驱动或齿轮驱动构造中经由减速齿轮40连接到风扇轴38。

如图1所示，风扇组件14包括多个风扇叶片42，这些风扇叶片联接到风扇轴38，并且从该风扇轴沿径向向外延伸。环形的风扇壳体或机舱44沿周向围绕风扇组件14和/或燃气涡轮发动机16的至少一部分。本领域普通技术人员应当理解，机舱44可以被构造成用以相对于燃气涡轮发动机16由多个周向间隔开的出口引导轮叶或撑条46支撑。此外，机舱44的至少一部分可以在燃气涡轮发动机16的外部部分上延伸，以在它们之间限定旁通空气流通道48。

图2为图1所示的燃气涡轮发动机16的示例性燃烧部段26的横截面侧视图。如图2所示，燃烧部段26可以大致包括环形燃烧器50，该燃烧器具有环形内部衬里52、环形外部衬里54和大致穹顶形的端部56，大致穹顶形的端部分别在内部衬里52和外部衬里54的上游端部58、60之间沿径向延伸。如图2所示，内部衬里52相对于发动机中心线12(图1)与外部衬里54沿径向间隔开，并且在它们之间限定了大致环形燃烧室62。在特定实施例中，内部衬里52和/或外部衬里54可以至少部分地或完全地由金属合金或陶瓷基质复合(CMC)材料形成。

如图2所示，内部衬里52和外部衬里54可以被包围在燃烧器或外部壳体64中。外部流动通道66可以围绕内部衬里52和/或外部衬里54限定。内部衬里52和外部衬里54可以从穹顶形的端部56朝向涡轮喷嘴或入口68延伸到HP涡轮28(图1)，因此至少部分地限定燃烧器50和HP涡轮28之间的热气体路径。燃料喷嘴70可以至少部分地延伸穿过穹顶形的端部56，并且向燃烧室62提供燃料72。燃烧部段26可以采用其它构造。

在涡轮风扇10的操作期间，如图1和2共同所示，一定体积的空气如箭头74示意性地所示通过机舱44和/或风扇组件14的相关入口76进入涡轮风扇10。当空气74穿过风扇叶片42时，空气的一部分如箭头78示意性地所示被引导或导向到旁通空气流通道48中，而空气的另一个部分如箭头80示意性地所示被引导或导向到LP压缩机22中。空气80随着其朝向燃烧部段26流过LP和HP压缩机22、24而逐步被压缩。如图2所示，现在压缩空气如箭头82示意性地所示流入到燃烧部段26的扩散器腔体或头部端部部分84中。

压缩空气82加压扩散器腔体84。压缩空气82的第一部分如箭头82(a)示意性地所示从扩散器腔体84流入燃烧室62，在燃烧室中，压缩空气与燃料72混合并燃烧，由此在燃烧器50中产生燃烧气体，如箭头86示意性地所示。通常，LP和HP压缩机22、24向扩散器腔体84提供比燃烧所需的空气更多的压缩空气。因此，压缩空气82的第二部分如箭头82(b)示意性地所示可以用于除了燃烧之外的各种目的。例如，如图2所示，压缩空气82(b)可以被引导到外部流动通道66中，以便为内部衬里和外部衬里52、54提供冷却。此外或在替代形式中，压缩空气82(b)的至少一部分可以从扩散器腔体84引导出去。例如，压缩空气82(b)的一部分可以被引导通过各个流动通道，以便为HP涡轮28或LP涡轮30中的至少一者提供冷却空气。

重新共同参见图1和2，燃烧室62中产生的燃烧气体86从燃烧器50流入到HP涡轮28中，因此使得HP转子轴34旋转，由此支撑HP压缩机24的操作。如图1所示，然后燃烧气体86被引导通过LP涡轮30，因此使得LP转子轴36旋转，由此支撑LP压缩机22的操作和/或风扇轴38的旋转。然后，燃烧气体86通过燃气涡轮发动机16的喷射排出喷嘴部段32排出，以提供推进推力。

当燃料-空气混合物燃烧时，在燃烧室62中出现压力震荡。这些压力震荡可以至少部分地由火焰的不稳定热释放动力学、燃烧器的整体声学以及燃烧器50内的瞬态流体动力学之间的关联来推动。压力震荡通常在燃烧器50内导致不期望的高幅值自支承压力震荡。这些压力震荡可能导致强烈的、频繁的单频率声波，该声波可以在大致闭合的燃烧部段26内传播。

至少部分地根据燃烧器50的操作模式，这些压力震荡可能产生的声波的频率范围为从大约50Hz至大约1000Hz，或者甚至更高。这些声波可以在燃烧室62的下游朝向高压涡轮28传播，和/或在燃烧室62的上游返回朝向扩散器腔体84和/或HP压缩机24的出口传播。具体地，如此前提供的，低频声波(50-250Hz)(例如在发动机启动期间和/或在低功率怠速操作状况期间出现的低频声波)和/或较高频率声波(250-100Hz)(可能在起飞和其它操作状况期间出现的较高频率声波)，可能降低涡轮风扇发动机的可操作性裕量和/或可能增加外部燃烧噪声、振动或谐振。

图3为示例性燃料喷射器组件98的透视图，为了观察的目的移除了外部套筒102的一部分，其用于如图2所示的燃气涡轮发动机燃烧部段26。燃料喷射器组件98包括中心本体100和大致围绕中心本体100的外部套筒102。外部套筒102限定了至少一个径向取向的轮叶105，其中的一个或多个轮叶105形成径向涡旋器104。内部套筒106设置在中心本体100和外部套筒102之间。内部套筒106限定了波状覆盖物108，该内部套筒的至少一部分大致设置在径向涡旋器104的上游。

总体上，波状覆盖物108为空气动力学波状的，以促进液态或气态燃料和空气的混合。例如，波状覆盖物108包括定位在内部套筒106的下游端部97上的多个凸角109。

图3和图4一起示出了径向涡旋器104设置在波状覆盖物108和燃料喷射端口110的径向外侧。燃料喷射端口110限定在内部套筒106和外部套筒102的一部分之间。如图所示，至少一个燃料喷射端口110设置在波状覆盖物108的上游96。

径向涡旋器104定位到波状覆盖物108和燃料喷射端口110，使得通过径向涡旋器104进入的压缩空气126会聚并与离开燃料喷射端口110的液态或气态燃料72混合。波状覆盖物108可以有助于定位离开燃料喷射端口110的燃料72，使得空气126通过径向涡旋器104的会聚可以传送高水平的燃料-空气混合物，同时保持燃料处于燃料喷射器组件98的结构边界层外侧。

在燃料喷射器组件98中波状覆盖物108的大致上游96，中心本体100的外表面134和内部套筒106的内表面136限定了至少一个轴向取向的轮叶115，其中一个或多个轮叶115形成轴向涡旋器114。轴向涡旋器114的几何结构可以具有中心本体100的至少一个外表面134和内部套筒106的至少一个内表面136之间的任何几何结构。轴向涡旋器114并不限于任何特定的几何结构，除非另外指明。中心本体100和内部套筒106对于其整体结构均没有界定到一个直径值。此外，中心本体100和后续的围绕特征结构可以具有其它径向横截面形式，例如椭圆或多边形径向横截面。

凸角结构109大致定位在径向涡旋器104的径向内侧。凸角结构109还定位在燃料喷射端口110的下游。在另一个实施例中，波状覆盖物108大致定位在引导通过径向涡旋器104的空气流路径126的上游。波状覆盖物108的凸角结构109定位在内部套筒106的下游端部97处。

图4示出了图3中的示例性燃料喷射器组件98的轴向横截面图。外部套筒102和中心本体100的关系基本上对于中心本体100的长度形成环形回路116。在图4所示的实施例中，径向涡旋器104的下游的第一位置128的环形回路116的径向横截面面积138小于第一位置128下游的第二位置130的横截面面积。

如图4所示，随着内表面132向下游延伸，外部套筒102的内表面132朝向中心轴线101会聚。相反地，中心本体100的外表面134从中心轴线101分叉。因此，在环形回路116中，从第一位置128到第二位置130的径向横截面面积138减小。在其它实施例中，内表面132或外表面134可以朝向彼此会聚，同时一个或另一个保持大致中立(也就是不与中心轴线101会聚或分叉)。在另一个实施例中，环形回路116的轴向区域140限定为是会聚的/分叉的，其中第一位置128的面积在环形回路116中向下游减小，然后在接近燃料喷射器组件98的下游端部附近的第二位置130之前面积增大。本领域技术人员应当理解，几何结构或其组合的各方面可以用来减小环形回路116朝向燃料喷射器组件98的下游端部的面积。另外，外部套筒102的内表面132和中心本体100的外表面134可能是平滑的(例如极端抛光)、膛线的或者以其它方式精加工，以减小空气动力学阻力并促进混合的燃料72和空气82的加速。

参考图3和4，至少一个燃料喷射端口110在燃料喷射回路112的下游延伸。在可供选择的实施例中，燃料喷射端口110可以相对于中心轴线101成角度地延伸。另外，燃料喷射端口110可以在燃料喷射回路112的下游非线性地延伸，包括自燃料喷射回路112的弯曲燃料喷射端口110通路。在燃料喷射端口110非线性地延伸的另一个实施例中，限定了燃料喷射端口110的第一部分142与限定了燃料喷射端口110的第二部分144分叉和/或会聚。另外，燃料喷射端口110可以具有大致圆形的开口或者可以是椭圆或多边形的开口。第一部分142和第二部分144可以是精加工表面(例如膛线或抛光)，以帮助液态或气态燃料72流过燃料喷射端口110。作为另外一种选择，燃料喷射端口110的下游端部可以精加工，以帮助燃料流到凸角109或者在遇到空气82、126之前进一步帮助燃料分离。

燃料喷射回路112可以被壁平分，该壁将回路112分为两个或更多个部分，其中每个部分具有相似的轴向横截面面积，如图4所示。在图6的可供选择的实施例中，燃料喷射器组件98包含有内部壁118，该内部壁绕大致整个环形将燃料喷射回路112平分为两个或更多个平分的燃料喷射回路113。燃料喷射端口110从第一燃料喷射回路112伸出，第二燃料喷射端口111从平分的燃料喷射回路113伸出。图6中的包括内部壁118的实施例可以与前述平分布置形式结合(即图6中的实施例围绕燃料喷射器组件98的周边也可以分为两个或更多个部分)，这可以进一步乘以单个燃料喷射器组件98可以容纳的燃料回路112、113和燃料喷射端口110、111的数量。

液态或气态燃料72从燃料喷射回路112或平分的燃料喷射回路113传送到燃料喷射端口110。示例性燃料喷射器组件98被构造成用于通过燃料喷射回路112或者一个或多个平分的燃料喷射回路113注射液态或气态燃料72。通过燃料喷射回路112或平分的燃料喷射回路113的燃料流量可以随着液态或气态燃料72注射和与压缩空气82混合而独立地改变。液态燃料72可以通过喷雾器注射，其中燃料喷射回路112、113或燃料喷射端口110、111的表面光洁度促进压力涡旋。另外，示例性燃料喷射器组件98可以针对通过每个燃料喷射回路112、113或燃料喷射端口110、111的独立变化的压力设定或流量而进行构造。独立压力和流动构造可以包括喷雾器特征结构，包括空气辅助、泡腾剂、振动、电磁、或它们的组合。

在图4所示的实施例中，中心本体100包括第一中心本体回路120、第二中心本体回路121和第三中心本体回路122，通向至少一个回路出口124，以排出流体125(例如液态或气态燃料、空气、惰性气体、或它们的组合)。第二中心本体回路121和第三中心本体回路122与第一中心本体回路120大致同轴地定位。在另一个实施例中，第二中心本体回路121或第三中心本体回路122是中心本体中的隧道(即非环形腔体)，处于第一中心本体回路120的径向外侧。中心本体回路120、121、122的任何组合在通过中心本体出口124排出之前可以朝向中心本体100的下游端部流体地连接。在另一个实施例中，任何中心本体回路120、121、122或它们的组合可以独立地排出到回路出口124，而没有流体相互连接。示例性燃料喷射器组件98可以针对每个中心本体回路120、121、122内的独立改变的流量进行构造。对于本领域技术人员而言明显的是，另外的中心本体回路(第四、第五……第N个)可以以与本文所述的第一中心本体回路120、第二中心本体回路121和第三中心本体回路122基本上类似的方式安装和布置。

图5示出了图3中的示例性燃料喷射器组件98的径向横截面视图，其中燃料喷射端口110相对于波状覆盖物108的凸角109的相对位置示出为大致定位在沿周向相邻的凸角109之间。对于所示的实施例，波状覆盖物108大致限定了正弦波。限定了凸角109的正弦波的频率、幅值或相位在整个波状覆盖物108上可以是恒定值。在可供选择的实施例中，限定了凸角109的正弦波的频率、幅值或相位围绕波状覆盖物108的周边可以是若干个值。在其它实施例中，凸角109可以具有非正弦波形，例如三角波、锯齿波、方波、梯形波、指数波或复合波形。在其它实施例中，凸角109可以具有非正弦波形与围绕波状覆盖物108的周边的频率、幅值或相位的组合。换言之，波状覆盖物108沿周向可以是不均匀的。另外，在其它实施例中，构成波状覆盖物108的波形可以仅仅具有正幅值或仅仅具有负幅值。这些波形和变型形式可以有助于放置燃料72，使得其由进入径向涡旋器104的压缩空气126或穿过轴向涡旋器114的压缩空气82更有效地剪切。另外，这些波形和变型形式可以降低燃烧噪声、振动和谐振。

在图6的实施例中，内部壁118在其下游端部97处限定了多个第二凸角152的第二波状覆盖物150。第二波状覆盖物150设置在第二燃料喷射端口111的下游97，并且设置在外部套筒102和内部套筒106之间。第二波状覆盖物150设置在第一波状覆盖物108的径向外侧。

在图6的燃料喷射器组件轴向横截面的实施例的图7的径向横截面视图中，每个多个凸角109、152可以具有彼此不同的波形结构，例如但不限于三角波形146或正弦波148的组合。尽管图7示出了燃料喷射端口110、111大致径向对准的实施例，但是燃料喷射端口110、111也可以是径向偏移的，包括偏移到完全不对准的程度。第一波状覆盖物108和第二波状覆盖物150之间的波形特性关系对于每个波状覆盖物108、150可以是相同的或不同的。多个第二凸角152的相位可以与多个第一凸角109对齐或偏移。如上参考图5的实施例所公开的，波形(包括类型、频率、幅值和相位)可以围绕每个波状覆盖物108、150的周边是变化的，或者在各个波状覆盖物108、150中是不同的。

在图8所示的实施例中，外部套筒102(a)的一部分被构造和组装到与图3-7的示例性燃料喷射器组件98分开的单独结构上。外部套筒102(a)的下游部分，包括径向涡旋器104(a)，可以被构造成燃烧器隔板组件88的一部分或者组装到燃烧器隔板组件，与燃料喷射器组件98的其它构成特征结构分开。燃烧器隔板组件88将是用于燃气涡轮发动机的燃烧器组件50的一部分。单独的径向涡旋器104(a)和后外部套筒部分102(a)之间的几何结构关系到图9的实施例所示的所有其它特征结构将保持基本上相同的，就好像被构造成单个一体的燃料喷射器组件98。

图9的实施例示出了燃料喷射器组件98的一部分，称为燃料喷嘴70，其可以安装到单独的径向涡旋器104(a)和外部套筒部分102(a)中，如图8所示。燃料喷嘴70包括：中心本体100；内部套筒106；一个或多个波状覆盖物108、150；外部套筒102的一部分；一个或多个燃料喷射端口110、111；一个或多个燃料喷射回路112、113；以及一个或多个轴向取向的轮叶115，其限定了轴向涡旋器114。如图8所示，燃料喷嘴70和径向涡旋器104(a)以及安装到燃烧器隔板88上的外部套筒102(a)的部分的组合将构成燃料喷射器组件98。这样的构造可以有助于改变燃烧器组件50内的燃料喷射器组件98，以提高总体燃烧器性能。另外，这样的构造可以有助于将燃料喷嘴70组装到燃烧器隔板组件88或燃烧器组件50中。

所有或部分燃料喷射器组件98可以是单个一体的部件的一部分，并且可以由本领域技术人员公知的任何数量的工艺制造而成。这些制造工艺包括但不限于被称为“增材制造(additive manufacturing)”或“3D打印”的工艺。另外，任何数量的铸造、加工、焊接、硬钎焊或烧结工艺或者它们的任何组合可以用来构造燃料喷射器组件98。此外，燃料喷射器组件98可以构成一个或多个单独的部件，这些部件机械地连接(例如利用螺栓、螺母、铆钉或螺钉、或者焊接或硬钎焊工艺、或它们的组合)，或者定位在空间中以获得基本上相似的几何、空气动力学或热力学结果，就好像制造或组装为一个或多个部件。合适材料的非限制性例子包括镍和基于钴的合金。

前面已经描述用于燃气涡轮发动机燃烧器组件的燃料喷射器组件。该说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，和/或公开的任何方法或过程的所有步骤，可以以任何组合形式进行组合，除了这些特征和/或步骤中的至少一些彼此排斥的组合。

书写的说明书利用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利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它例子。如果这样的其它例子具有与权利要求的文字语言不是不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言差别不太明显的等同结构元件，那么它们将处于权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种燃气涡轮发动机的燃料喷射器组件，其包括：

中心本体；

外部套筒，所述外部套筒围绕所述中心本体，其中所述外部套筒的部段包括至少一个径向取向的轮叶；

内部套筒，所述内部套筒设置在所述中心本体和所述外部套筒的至少一个部段之间，其中所述内部套筒的一部分包括波状覆盖物，并且其中所述内部套筒和所述外部套筒的一部分限定了设置在所述波状覆盖物的上游的至少一个燃料喷射端口，其中所述内部套筒和所述外部套筒限定了设置在所述燃料喷射端口的上游的燃料喷射回路，内部壁将所述燃料喷射回路平分为两个或更多个回路；以及

至少一个轴向取向的轮叶，所述轴向取向的轮叶限定在所述中心本体和所述内部套筒的部段之间，其中所述轴向取向的轮叶设置在所述燃料喷射端口的上游。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，至少一个轴向取向的轮叶、至少一个燃料喷射端口、所述波状覆盖物以及至少一个径向取向的轮叶串联组合。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述波状覆盖物限定了多个凸角。

4.根据权利要求3所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述燃料喷射端口在沿周向相邻的凸角之间对准。

5.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述外部套筒的内表面和所述中心本体的外表面限定了环形回路。

6.根据权利要求5所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述环形回路的第一点处的径向面积小于所述环形回路中下游的第二点处的径向面积。

7.根据权利要求5所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述外部套筒的内表面和所述中心本体的外表面限定了会聚的/分叉的环形回路。

8.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述内部壁、所述内部套筒和所述外部套筒限定了平分的燃料喷射回路的第二燃料喷射端口。

9.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述中心本体包括至少一个或多个回路。

10.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述中心本体包括两个或更多个回路的同轴回路。

11.根据权利要求1所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述燃料喷射器组件还包括：

第二波状覆盖物，所述第二波状覆盖物由所述外部套筒的一部分和所述内部套筒的一部分限定，设置在第一波状覆盖物的径向外侧，并且大致设置在第二燃料喷射端口的下游端部处。

12.根据权利要求11所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述第二波状覆盖物由多个第二凸角限定。

13.根据权利要求11所述的燃料喷射器组件，其特征在于，所述第二燃料喷射端口在多个第二凸角的沿周向相邻的凸角之间对准。

14.一种燃料喷嘴，其包括：

中心本体；

外部套筒，所述外部套筒至少部分地围绕所述中心本体的轴向长度；

内部套筒，所述内部套筒设置在所述中心本体的径向外侧，其中所述内部套筒的一部分包括波状覆盖物，并且其中所述内部套筒和所述外部套筒限定了设置在至少一个波状覆盖物的上游的至少一个燃料喷射端口，其中所述内部套筒和所述外部套筒限定了设置在所述燃料喷射端口的上游的燃料喷射回路，内部壁将所述燃料喷射回路平分为两个或更多个回路；以及

至少一个轴向取向的轮叶，所述轴向取向的轮叶限定在所述中心本体和所述内部套筒的部段之间，其中所述轴向取向的轮叶设置在所述燃料喷射端口的上游。

15.根据权利要求14所述的燃料喷嘴，其特征在于，至少一个轴向取向的轮叶、至少一个燃料喷射端口以及至少一个波状覆盖物串联组合。

16.一种燃烧器组件，其包括根据权利要求14所述的燃料喷嘴。

17.一种燃烧部段，其包括根据权利要求1所述的燃料喷射器组件。

18.一种燃气涡轮发动机，其包括根据权利要求17所述的燃烧部段。

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