CN113179652B - 具有穿孔板的燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种用于燃气涡轮发动机的燃烧室的燃料喷射器。燃料喷射器包括用于接收和分配燃料的燃料输送系统和喷射器主体。喷射器主体包括一级燃料廊道、引燃燃料廊道、一级穿孔板、以及引燃分配器板。一级燃料廊道被形成为喷射器主体中的环形腔并且围绕组件轴线延伸。一级燃料廊道和引燃燃料廊道与燃料输送系统流动连通。一级穿孔板被布置在一级燃料廊道内并且分隔一级燃料廊道。一级穿孔板具有第一穿孔以限制流动。引燃分配板被布置在中心主体组件内并且在一级廊道的第一部分的径向向内，邻近管杆的部分。引燃分配板具有用于限制流动的引燃分配通路。

Description

具有穿孔板的燃料喷射器

技术领域

本发明总体上涉及一种喷射器头部，并且指向具有穿孔板的燃料喷射器。

背景技术

燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧室和涡轮段。在燃气涡轮发动机的运行期间，燃烧振荡可能损坏或降低燃烧室的部件的运行寿命。燃烧振荡可能是由于化学反应引起的燃料和/或燃料喷射器中的空气流通过放热过程而发生共振的结果。

Twardochleb等人的美国专利No.8,966,908描述了一种用于涡轮发动机的燃料喷射器，所述燃料喷射器可包括围绕纵向轴线布置的主体构件和从所述主体构件径向向外定位的筒构件。燃料喷射器还可以包括在主体构件与筒构件之间从第一端延伸至第二端的环形通路。第一端可以被配置成流体联接到涡轮发动机和/或燃料输送系统的压缩机上，并且第二端可以被配置成流体联接到涡轮发动机的燃烧室上。燃料喷射器还可以包括邻近通路的第一端定位的穿孔板。穿孔板可以被配置成以第一压降将压缩空气引导到环形通路中。燃料喷射器还可以包括定位在穿孔板的下游的至少一个燃料排放孔口。至少一个燃料排放孔口可被配置成以第二压降将燃料排放到环形通路中。第二压降可以具有在第一压降与第一压降的约1.75倍之间的值。

本发明旨在克服本发明人发现的或本领域已知的一个或多个问题。

发明内容

本文公开了一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷射器。在实施方案中，燃料喷射器包括用于接收和分配燃料的燃料输送系统和喷射器主体。喷射器主体包括一级燃料廊道和一级穿孔板。一级燃料廊道被形成为喷射器主体中的环形腔并且围绕组件轴线延伸。一级燃料廊道与燃料输送系统流动连通。一级穿孔板被布置在一级燃料廊道内并且分隔一级燃料廊道。一级穿孔板具有第一穿孔以限制流动。

附图说明

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。

图2是燃料喷射器的实施方案的透视图。

图3是图2的喷射器头部的实施方案的截面图。

图4是图2的喷射器头部的实施方案的截面图的部分。

图5是图2的喷射器头部的部分的截面透视图。

图6是图2的喷射器头部的部分的截面透视图。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种实施方案的描述，而并非旨在表示可以实践本发明的仅有的实施方案。为了提供对实施方案的透彻理解，详细描述包括具体细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，没有这些具体细节的公开内容。在一些情况下，为了描述的简洁，以简化的形式示出了公知的结构和部件。

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。为了清楚和便于说明，一些表面和参考符号可能被省略或夸大(在这里和在其它附图中)。此外，本发明可以参考向前和向后方向。通常，所有提到的″向前″和″向后″都与主空气(即，用于燃烧过程的空气)的流动方向相关，除非另有说明。例如，向前是相对于主空气流的″上游″，向后是相对于主空气流的″下游″。

此外，本发明总体上可以参考燃气涡轮发动机100的旋转中心轴线95，该旋转中心轴线可以总体上由其轴120的纵向轴线限定(由多个轴承组件150支撑)。中心轴线95可与各种其他发动机同心部件共用或共享。除非另外指明，否则所有对径向、轴向和圆周方向和量度的提及是指中心轴线95，并且诸如″内″和″外″的术语总体上指示离的更小或更大的径向距离，其中径向96可以在垂直于中心轴线95并且从中心轴线向外辐射的任何方向上。

结构上，燃气涡轮发动机100包括入口110，压缩机200，燃烧室300，涡轮400，排气500和功率输出联轴器50。压缩机200包括一个或多个压缩机转子组件220。燃烧室300包括一个或多个燃料喷射器600并且包括一个或多个燃烧室390。涡轮机400包括一个或多个涡轮机转子组件420。排气500包括排气扩散器510和排气收集器520。

如图所示，压缩机转子组件220和涡轮转子组件420都是轴流式转子组件，其中每个转子组件包括转子盘，该转子盘在周向上填充有多个翼型(″转子扇叶″)。当安装时，与一个转子盘相关联的转子扇叶通过周向地分布在环形壳体中的静止叶片(〞定子叶片〞或〞定子〞)250、450与与相邻盘相关联的转子扇叶轴向地分离。

在功能上，气体(通常为空气10)作为″工作流体〞进入入口110，并由压缩机200压缩。在压缩机200中，工作流体在环形流动路径115中被一系列压缩机转子组件220压缩。特别地，空气10在编号的″级″中被压缩，这些级与每个压缩机转子组件220相关联。例如，″第4级空气″可以在下游或″后″方向上与第4压缩机转子组件220相关联，从入口110向排气500流动)。同样地，每个涡轮机转子组件420可以与编号的级相关联。例如，第一级涡轮转子组件是涡轮转子组件420的最前方。然而，也可以使用其他编号/命名约定。

一旦压缩空气10离开压缩机200，它就进入燃烧室300，在那里它被扩散并且添加燃料。空气10和燃料经由燃料喷射器600喷射到燃烧室390中并被点燃。在燃烧反应之后，通过涡轮机转子组件系列420的每一级经由涡轮机400从燃烧的燃料/空气混合物中提取能量。排气90然后可以在排气扩散器510中扩散并且被收集、重定向并且经由排气收集器520离开系统。排气90还可以被进一步处理(例如，以减少有害排放物，和/或从排气90中回收热量)。

上述部件(或其子部件)中的一个或多个可以由不锈钢和/或称为″超合金″的耐用、高温材料制成。超合金或高性能合金是在高温下表现出优异的机械强度和抗蠕变性、良好的表面稳定性以及耐腐蚀性和抗氧化性的合金。超级合金可以包括例如HASTELLOY、INCONEL、WASPALOY、RENE合金、HAYNES合金、INCOLOY、MP98T、TMS合金和CMSX单晶合金的材料。

图2是图1的燃料喷射器600的透视图。参照图2，法兰组件610可包括法兰611、分配块612、配件和手柄620。每个燃料回路可以使用单个配件。法兰611可以是圆柱形盘并且可以包括用于将燃料喷射器600紧固到燃烧室壳体398上的孔。

分配块612从法兰611延伸并且可以在法兰611的轴向方向上延伸。法兰611和分配块612可以形成为一体件。分配块612可用作一个或多个燃料回路的歧管，以通过多个燃料管690或通路分配一个或多个回路的燃料流。

燃料管690可以包括第一一级管601、第二一级管602、次级管603和管杆604。第一一级管601和第二一级管602可以是主燃料回路的一部分。第一一级管601和第二一级管602可以是平行的并且可以平行于组件轴线797延伸。

次级管603可以是一级主燃料回路的一部分或者可以是次级主燃料回路的一部分。次级管603可以相对于第一一级管601和第二一级管602以一定角度从分配块612延伸到喷射器头部630，并且可以用作喷射器头部630的支撑管以防止喷射器头部630的偏转。

喷射器头部630可包括喷射器主体640、外部盖632和外部预混筒670。喷射器主体640可包括第一一级燃料传输配件651、第二一级燃料传输配件652和次级燃料传输配件653。第一一级管601可以在第一一级燃料传输配件651处连接到喷射器头部630。第二一级管602可以在第二一级燃料传输配件652处连接到喷射器头部630，并且次级管603可以在次级燃料传输配件653处连接到喷射器头部630。

外部盖632可以连接到喷射器主体640并且可以位于喷射器主体640与法兰组件610之间。外部盖632可包括允许压缩机排出空气进入喷射器头部630的开口。

法兰组件61O、燃料管690、喷射器主体640和外部预混筒670包括或可组装以形成用于主燃料回路和引燃燃料回路的通路。在此公开了这些燃料回路的实施方案并且将结合其余附图进行讨论。

法兰组件610和燃料管690可构成用于接收主燃料和引燃燃料并将主燃料和引燃燃料分配到喷射器头部630的燃料输送系统650。

图3是图2的燃料喷射器600的实施方案的截面图。喷射器头部630可以包括组件轴线797。所有对喷射器头部630和喷射器头部630的元件的径向、轴向和周向方向和量度的引用指的是组件轴线797，并且诸如〞内″和″外″的术语通常表示离组件轴线797更小或更大的径向距离。法兰611的中心可以偏离组件轴线797。在图3的实施方案中，第一一级管601、第二一级管602和次级管603形成单个一级主燃料回路。

法兰组件610可包括固定到法兰611的一级燃料配件621和与一级燃料配件621流动连通的燃料入口通路614。燃料入口通路614可以延伸穿过法兰611并且进入分配块612中。分配块612包括第一一级通路615和次级通路617并且可以包括第二一级通路。在一个实施方案中，第一一级通路615和次级通路617都与燃料入口通路614流动连通。第一一级通路615、第二一级通路和次级通路617可以连接到燃料入口通路614，并且可以处于平行流动构型。

法兰组件610还可以包括次级管端口619。第一一级管601可以连接到分配块612并且可以与第一一级通路615流动连通。第二一级管602可以连接到分配块612并且可以与第二一级通路流动连通。次级管603可以在次级管端口619处连接到分配块612，可以与次级通路617流体连通，并且可以将次级通路617流体连接到次级管603。

第一一级通路615、第二一级通路和次级通路617都可以在相同的位置处与燃料入口通路614相交。在一个实施方案中，第一一级通路615、第二一级通路和次级通路617是交叉钻孔的。第一一级通路615可以从分配块612的侧面以一定角度钻出并且与燃料入口通路614相交。第二一级通路可以从分配块612的相对侧以一定角度钻出，并与燃料入口通路614和第一一级通路615相交。次级通路617可以从分配块612的底部向上钻出，与燃料入口通路614、第一一级通路615和第二一级通路相交，并且延伸至次级管端口619。法兰组件610可以包括在每个通路的远离其相应管端口的端部处的插塞618。

在一些实施方案中，第一一级通路615、第二一级通路和次级通路617都可以在燃料入口通路614处开始并且延伸到它们各自的管端口。例如，第一一级通路615、第二一级通路和次级通路617可以在增材制造过程中与分配块612同时形成，并且可以不需要交叉钻孔。

在一个实施方案中，分配块612成形为围绕管杆604延伸。燃料喷射器600还可包括引燃燃料配件691，该引燃燃料配件在喷射器头部630的远侧连接到管杆604并配置成接收燃料源。

管杆604可以延伸穿过法兰组件610并且进入喷射器头部630。管杆604可包括用于引燃燃料回路的引燃燃料管850。引燃燃料管850布置在管杆604内，并可以从管杆604的前端附近延伸至喷射器头部630。引燃燃料管850可成形为中空圆柱体。引燃燃料管850可包括引燃燃料通路855。引燃燃料通路855可以是由引燃燃料管850形成的中空空间。引燃燃料通路855可以与引燃燃料配件691流动连通并且是引燃燃料回路的一部分。

图4是图2的喷射器头部600的实施方案的截面图的部分。喷射器主体640可包括第一部分641和第二部分642。第一部分641可以部分地布置成邻近管杆604和外部盖632，从管杆604向外延伸到外部盖632。第一部分641可以具有圆柱形形状并且可以具有多个空隙和腔。第一部分641可以具有被成形为中空圆柱体的部分，该中空圆柱体具有′C′形、′U′形、或′J′形的截面，该截面围绕组件轴线797旋转从而产生第一部分中空腔644。第一部分641可限定一级燃料廊道643的第一端。第一部分641可以部分地布置在一级穿孔板840与燃料输送系统650之间并且在一级燃料廊道643的上游。馈送空气通路654可以在轴向方向上延伸穿过第一部分641的基部。馈送空气通路654可以位于比组件轴线797和管杆604径向向外的位置，并且可以相对于组件轴线797从第二部分642径向向内的位置。

第二部分642可以具有圆柱形基部并且可以是中空圆柱体。第二部分642可以被布置成邻近第一部分，在向前方向上延伸。第二部分642可以具有被成形为中空圆柱体的部分，中空圆柱体具有′C′形、′U′形、或′J′形的截面，该截面围绕组件轴线797旋转，从而产生第二部分中空腔645。第二部分642限定一级燃料廊道643与第一部分641相对的第二端，并且部分地布置在一级燃料廊道643的下游并且与一级燃料廊道643流动连通。第二部分642还可包括喷射器主体面649。喷射器主体面649可以是环形的并且可以面向后轴向方向，与第一部分641相对。第二部分642和第一部分641可以是冶金结合的，诸如通过钎焊或焊接。

第一一级燃料传输配件651、第二一级燃料传输配件652和次级燃料传输配件653可以与第一部分641成一体并且可以相对于第二部分642位于第一部分641的相对轴向侧上。

喷射器头部630还包括一级燃料廊道643、一级廊道入口、次级廊道入口659、主体一级燃料通路646、第二一级燃料通路647和主多孔板840。第一部分641和第二部分642可以接合在一起以形成一级燃料廊道643。换言之，一级燃料廊道643包括第一部分中空腔644和第二部分中空腔645。可替代地，第一部分641和第二部分642可以是单件的两个部分。一级燃料廊道643可以是围绕组件轴线797延伸的环形腔。在多个实施方案中，围绕组件轴线797旋转的第一部分641的′C′形、′U′形或′J′形截面形状可以在附接到第二部分642上时形成一级燃料廊道643。

喷射器头部630可以包括与每个一级燃料传输配件(诸如第一一级燃料传输配件651和第二一级燃料传输配件652)相邻的一级廊道入口。一级廊道入口可以是延伸穿过第一部分641的后端的开口，该开口延伸到一级燃料廊道643，使得连接到相邻一级燃料传输配件651的一级燃料管与一级燃料廊道643流动连通。在一个实施方案中，次级廊道入口659是延伸通过第一部分641的前端的开口，该开口延伸到一级燃料廊道643，使得次级管603与一级燃料廊道643流动连通。

主体一级燃料通路646和第二一级燃料通路647可以从一级燃料廊道643轴向延伸穿过第二部分642，以提供用于一级燃料到叶片一级燃料通路676和用于一级燃料到喷射器主体面649的路径。在一个实施方案中，主燃料被提供给主燃料回路内的叶片一级燃料通路676和喷射器主体面649。主燃料回路包括一级燃料配件621、燃料入口通路614、第一一级通路615、第二一级通路、次级通路617、第一一级管601、第二一级管602、次级管603、一级燃料廊道643以及主体一级燃料通路646和第二一级燃料通路647。

喷射器头部630还可以包括头杆腔和中心主体开口。头杆腔可以延伸穿过第一部分641并且可以是第一部分641的中空圆柱形形状的中空部分。中心主体开口可以是与第二部分642同轴的并且可以在轴向方向上延伸穿过第二部分642的基部。馈送空气通路654可以在轴向方向上延伸穿过第一部分641的基部。馈送空气通路654可以从组件轴线797、管杆604和中心主体开口径向向外定位，并且可以相对于组件轴线797从第二部分642径向向内定位。

外部盖632可以是在第一部分641的径向外表面上附接到喷射器主体640的圆顶形盖。外部盖632可包括用于一个或多个燃料管690和用于压缩机排放空气以进入燃料喷射器600的多个孔和通道。

喷射器头部630还可以包括一级穿孔板840。一级穿孔板840布置在一级燃料廊道643内并且可以分割一级燃料廊道643。一级穿孔板840相对于组件轴线797被布置在馈送空气通路654和管杆604的径向外部。一级穿孔板840可以布置在第一部分641和第二部分642之间。换言之，一级穿孔板840可以布置在主体一级燃料通路646、第二一级燃料通路647和外部盖632之间。一级穿孔板840可以布置在次级廊道入口659和第二部分642之间。一级穿孔板840可以穿过第一部分641的中空腔径向向外延伸。一级穿孔板840可以具有围绕组件轴线797旋转的矩形截面并且被成形为环形板。

外部预混筒670连接到喷射器主体640并位于内部预混管660的径向外侧。外部预混筒670可以包括叶片部分673、筒端672和预混管外表面680。叶片部分673可以相对于组件轴线797从中心主体组件900的一部分径向向外布置。叶片部分673从喷射器主体面649附近并且朝向向前方向延伸。叶片部分673可以具有楔形的部分并且可以使楔形的尖端被截去或移除。叶片部分673可以具有形状像中空圆柱体的部分。叶片部分673可以具有成形为环形的部分。叶片部分673可以包括被配置成用于将空气引导到预混通路669中的其他形状。

叶片部分673可包括叶片一级燃料通路676、一级燃料出口677和通气空气出口679。叶片一级燃料通路676可以轴向延伸到每个叶片部分673中。每个叶片一级燃料通路676与主体一级燃料通路646对准并与其流体连通。一级燃料出口677从叶片一级燃料通路676延伸并穿过叶片部分673。在一个实施方案中，一级燃料出口677横向于叶片一级燃料通路676延伸，使得一级燃料将在相邻叶片部分673之间沿相对于组件轴线797的切线方向从一级燃料出口677排出并进入预混通路669。在一个实施方案中，叶片一级燃料通路676和一级燃料出口677是一级主燃料回路的一部分。

通风空气通路也可以轴向延伸到每个叶片部分673中并且可以位于叶片一级燃料通路676附近。通风空气出口679从通风空气通路延伸穿过叶片部分673，并且可以在楔形的窄端处离开叶片部分673，以防止在叶片部分673的端部处形成较低的压力凹窝。

筒端672可以诸如通过焊接或钎焊而冶金连接到叶片部分673的后端上。筒端672可以具有中空圆柱形或圆柱形管形状。预混桶盖681可以诸如通过焊接或钎焊冶金接合到桶端672的在桶端672的外表面处的后端。预混筒盖681可以具有′C′形、′U′形或′J′形横截面，其围绕组件轴线797旋转。预混筒盖681可以与筒端672形成气穴或通道。

预混管外表面680可包括外部预混筒670的径向内圆柱形表面。当安装在喷射器头部630中时，预混管外表面680可从内部预混管660径向向外定位。

内部预混管660可以结合到喷射器主体640并且可以包括过渡端661、中间管662、尖端663、尖面665和预混管内表面664。在一个实施方案中，过渡端661是双曲线漏斗，该双曲线漏斗启动相对于组件轴线797从径向方向到轴向方向的过渡。

中间管662可以诸如通过焊接或钎焊冶金连接到过渡端661的后端。在所示实施方案中，中间管662延续过渡端661的双曲线漏斗形状。在其他实施方案中，中间管662可以是圆锥平截头体、漏斗、或由具有围绕内部预混管660的轴线旋转的弯曲外表面和内表面的截面形成。

尖端663可以冶金连接到中间管662的远离过渡端661的后端。尖端665从尖端663径向向内延伸并且可以与尖端663成一体。尖端663可以具有形成尖端开口666的环形圆盘形状。

预混管内表面664是内预混管660的外表面的至少一部分。预混管内表面664可以是围绕内预混管660的轴线的旋转表面，其从径向或环形环表面过渡到圆周或圆柱形表面。在其它实施方案中，径向表面可以利用围绕预混管660的轴线旋转的线段或曲线的组合过渡到圆柱形表面。

预混管内表面664与预混管外表面680间隔开，在其间形成预混通路669。预混通路669可以是环形通路。压缩机排出空气10可以进入叶片部分673之间的预混通路669并且可以与离开一级燃料出口677和第二一级燃料通路出口822的燃料混合。预混合通路669可以将燃料空气混合物引导到燃烧室390中用于燃烧。

中心主体组件900可以位于内预混管660和喷射器主体640的径向内侧。中心主体组件900可以轴向邻近第一部分641并且可以诸如通过钎焊或焊接冶金结合到第一部分641。

中心主体组件900可以包括中心主体910、引燃管908、引燃块920和中心主体尖端部分930。

中心主体910位于第二部分642的径向向内并且被布置在管杆604与尖端开口666之间。换句话说，中心主体910位于管杆604的下游。中心主体910可以包括中心主体基部端911、中心主体中间部分912和中心主体尖端913。中心主体基部端911可以被布置成邻近第一部分641。中心主体基部端911可以包括圆柱形形状并且可以相对于中心主体中间部分912是带法兰的。中心主体中间部分912在中心主体基部端911与中心主体尖端913之间延伸，并且可以是诸如中空圆柱体的圆柱形形状。中心主体尖端913远离中心主体基部端911并且可以邻近引燃块920。中心主体尖端913可以成形为接纳引燃块920。中心主体910内的中空空间可限定中心主体引燃燃料通路915的向外界限。中心主体引燃燃料通路915可与引燃分配器通路880和引燃燃料回路的部分流动连通。

引燃块920可以邻近中心主体尖端913定位。引燃块920可以从中心主体尖端913延伸并且可以从空气路径699、内预混管660和外预混筒670径向向内定位。引燃块920可以具有引燃块引燃料通路925。引燃块引燃燃料通路925可以与中心主体引燃燃料通路915流动连通并从中心主体引燃燃料通路朝向尖端开口666延伸。

中心主体尖端部分930可以被布置成邻近引燃块920并且从引燃块920朝向尖端开口666延伸。换言之，中心主体尖端部分930可以从引燃块920朝向前方向延伸。中心主体尖端部分930可以被布置成邻近尖端面665并且相对于组件轴线797在尖端面665的径向向内。中心主体尖端部分930可以具有中空圆柱形形状，该中空圆柱形形状具有被成形为穿孔环的外法兰部分。中心主体尖端部分930可具有由中心主体尖端部分930的中空圆柱形形状形成并与引燃块引燃燃料通路925流动连通的引燃预混通路936。

中心主体尖端部分930可以包括尖端空气通路934和空气通路通道938。尖端空气通路934可以与空气通道699流动连通并且可以从空气通道699延伸至引燃预混通路936。空气路径通路938可以与空气路径699流动连通并且可以从空气通道699延伸到燃料喷射器600的后端。

引燃管908的部分相对于组件轴线797位于中心主体910、引燃块920和中心主体尖端部分930的径向向内。引燃管908的第一部分靠近管杆604和第一部分641设置。引燃管908可以相对于组件轴线797部分地在第二部分642的径向向内。引燃管908的一部分可以延伸穿过引燃块920。引燃管908可以具有布置在引燃块920与尖端开口666之间的引燃尖端909。引燃尖端909可以从引燃块920朝向尖端开口666延伸。

中心主体组件900还可以包括引燃分配器860。引燃分配器860可以相对于组件轴线797被布置在第一部分641的径向向内，并且邻近管杆604、第一部分641和中心主体910的部分。引燃燃料廊道870可以是由引燃分配器860、管杆604和第一部分641形成的空间。引燃燃料廊道870可以与引燃燃料通路855流动连通。引燃燃料廊道870可以是围绕组件轴线797定位的空间形状为环形板。引燃分配器860可以包括引燃分配器通路880。引燃分配器通路880可与引燃燃料廊道870流动连通，并可从引导燃料廊道870穿过引燃分配器860延伸至中心主体引燃燃料通路915。引燃分配器通路880可以具有圆形截面并且成形为圆柱形。可选择引燃分配器通路880的尺寸、间隔、形状和密度以抑制燃烧室300的振荡响应。

图5是图2的燃料喷射器的透视截面图。在一个实施方案中，一级穿孔板840布置在第一部分641内，次级燃料传输配件653的下游和第二部分642的上游。一级穿孔板840可以具有不同尺寸、形状和数量的多个穿孔。在一个实施方案中，一级穿孔板840包括第一穿孔842和第二穿孔843。第一穿孔842和第二穿孔843是圆形的并且具有不同的尺寸。在另一个实施方案中，第一穿孔842和第二穿孔843可以是相同的尺寸。在一个实施方案中，第一穿孔842的尺寸可以大于第二穿孔843。在一个实施方案中，可以有多个第一穿孔842和第二穿孔843。第一穿孔842和第二穿孔843可以具有各种形状，包括椭圆形、矩形、三角形、不规则形状、多边形和其他形状等。第一穿孔842和第二穿孔843的尺寸、间距、形状和密度可以被选择用于抑制燃烧室300的振荡响应。第一穿孔842和第二穿孔843可以确定板孔隙率并且被配置成限制气体和流体流动。

图6是图2的燃料喷射器的透视图。在一个实施方案中，叶片部分673邻近喷射器主体面649布置，在第二部分642的下游。叶片部分673包括一级燃料出口677。一级燃料出口677可以具有第一一级燃料出口678，该第一一级燃料出口被布置成比其他一级燃料出口677更靠近喷射器主体面649。第一一级燃料出口678与喷射器主体面649间隔开第一一级燃料出口空间S1的距离。些一级燃料出口677彼此间隔开一级燃料出口空间S2的距离。可以调节第一一级燃料出口空间S1和一级燃料出口空间S2以改变燃烧室300的振荡响应。在一个实施方案中，一级燃料出口空间S2可以小于第一一级燃料出口空间S1。

在一个实施方案中，一级燃料出口677是圆形的并且具有相同的尺寸。在另一个实施方案中，一级燃料出口677的尺寸可以变化。一级燃料出口677可具有各种形状，包括椭圆形、矩形、三角形、不规则形状、多边形等。一级燃料出口677的尺寸、间隔、形状和密度可以被选择用于抑制燃烧室300的振荡响应。

在一个实施方案中，喷射器主体面649具有第二一级燃料通路出口822。第二一级燃料通路出口822与第二一级燃料通路647流动连通并且可以是主燃料回路的一部分。

工业实用性

燃气涡轮发动机可以适用于任何数量的工业应用，诸如石油和燃料工业(包括石油和天然燃料的传输、收集、储存、拉出和提升)、发电工业、热电联产、航空航天和其他运输工业的各个方面。

参照图1，气体(通常为空气10)作为″作业流体″进入入口110，并被压缩机200压缩。在压缩机200中，工作流体在环形流动路径115中被一系列压缩机转子组件220压缩。特别地，空气10在编号的″级″中被压缩，这些级与每个压缩机转子组件220相关联。例如，″第4级空气″可以在下游或″后″方向上与第4压缩机转子组件220相关联，从入口110朝向排气500流动)。同样地，每个涡轮机转子组件420可以与编号的级相关联。

一旦压缩空气10离开压缩机200，它就进入燃烧室300，在那里它被扩散并且添加燃料。空气10和燃料喷入燃烧室390并燃烧。经由燃料喷射器600供应空气和燃料混合物。通过系列的涡轮机转子组件420的每一级经由涡轮机400从燃烧反应中提取能量。排气90然后可以在排气扩散器510中扩散、收集并重新定向。排气90经由排气收集器520离开该系统，并可被进一步处理(例如，以减少有害排放物，和/或从排气90中回收热量)。

燃烧室放热过程(″火焰″)与燃料喷射器600中的通路之间的共振可导致燃烧室动态压力振荡。这些通路可包括燃料通路、空气通路和燃料/空气混合物通路，诸如本文所述的通路。燃料喷射器600和燃烧室300的共振模式和振荡响应可通过改变主火焰与引燃火焰的相互作用并增加系统的阻抗来改变。这可以通过适当地定位和确定燃料供应出口的尺寸以及通过利用引燃分配器860和一级穿孔板840来实现。

对于馈送一级燃料回路和引燃燃料回路的燃料廊道，分别优化一级穿孔板840和引燃分配器860的阻尼功能。一级穿孔板840可以具有第一穿孔842和第二穿孔843，这些穿孔可以在尺寸、间距、形状和密度方面变化以用于抑制燃烧室300的振荡响应。类似地，引燃分配器860可具有可在尺寸、间距、形状和密度方面变化的引燃分配器通道880，用于抑制燃烧室300的振荡响应。

一级燃料出口677和副一级燃料通路出口822可以是能够调节以调节燃烧室300的振荡响应的元件。第二一级燃料通路出口822的尺寸可以更小或更大，以改变振荡响应。一级燃料出口677可以通过改变第一一级燃料出口678与喷射器主体面649之间的间距并且通过每个一级燃料出口677之间的间隔来改变燃烧器振荡。

第一穿孔842、第二穿孔843、第二一级燃料通路出口822、第一一级燃料出口空间S1和一级燃料出口空间S2可独立地调节或可一起调节以增强对燃烧室振荡的阻尼效果。第一穿孔842、第二穿孔843、第二一级燃料通路出口822、第一一级燃料出口空间S1和一级燃料出口空间S2中的一个或多个可被选择成成对或成组地调节，以增强对燃烧室振荡的阻尼效果。

类似的构造可用于增强对燃烧室振荡的阻尼效果，仅气体燃料喷射器、双重燃料喷射器和直接引导燃料喷射器。抵消和减少燃烧室振荡可以增加燃烧室300和燃烧室300的各个部件的耐久性和运行寿命。

前面的详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。所描述的实施方案不限于与特定类型的燃气涡轮发动机或特定燃烧室300结合使用。因此，尽管为了便于说明，本发明描述和描绘了用于燃烧室300的燃料喷射器600的特定实施方案，但是应当理解，根据本发明的燃料喷射器可以以各种其他构造实施，可以与各种其他类型的燃烧室和燃气涡轮发动机一起使用，并且可以在其他类型的机器中使用。此外，穿孔板和分配板可以与用于空气、燃料或其混合物的引燃通路或主通路结合使用，并且可以与用于燃料的通路或燃料结合使用。与一个实施方案相关的任何说明适用于其他实施方案的类似特征，且多个实施方案的元件可组合以形成其他实施方案。此外，不旨在受前述背景或详细描述中呈现的任何理论的限制。还应当理解，这些图示可以包括夸大的尺寸以更好地示出所示的所引用的项目，并且不认为是限制性的，除非明确地如此陈述。

Claims (9)

1.一种用于燃气涡轮发动机(100)的燃料喷射器(600)，其包括：

用于接收和分配燃料的燃料输送系统(650)；

喷射器主体(640)，其具有

一级燃料廊道(643)，其形成为所述喷射器主体中的环形腔，所述一级燃料廊道围绕组件轴线(797)延伸，与所述燃料输送系统处于流动连通，

布置在所述一级燃料廊道内的一级穿孔板(840)，所述一级穿孔板分隔所述一级燃料廊道，所述一级穿孔板具有第一穿孔(842)以限制流动，

限定所述一级燃料廊道的第一端的第一部分(641)，所述第一部分部分地布置在所述一级穿孔板与所述燃料输送系统之间，并且具有与所述燃料输送系统处于流动连通并且邻近于所述燃料输送系统的次级廊道入口(659)，以及

限定所述一级燃料廊道的第二端的第二部分(642)，所述第二部分与所述第一部分相对，并且与所述一级燃料廊道流动连通，并且所述第二部分包括

喷射器主体面(649)，其布置在所述第二部分的后端，与所述第一部分相对；

主体一级燃料通路(646)，其延伸穿过所述第二部分；

第二一级燃料通路(647)，其延伸穿过所述第二部分，以及

布置在所述喷射器主体面处的第二一级燃料通路出口(822)；以及

叶片部分(673)，其邻近所述喷射器主体面，所述第二一级燃料通路出口位于邻近的叶片部分之间，并且所述叶片部分包括

叶片一级燃料通路(676)，其与所述主体一级燃料通路对准并且延伸到所述叶片部分中，与所述主体一级燃料通路处于流动连通，以及

从所述叶片一级燃料通路延伸的一级燃料出口(677)，每个一级燃料出口延伸穿过所述叶片部分。

2.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一穿孔的尺寸设置成衰减燃烧室的振荡响应。

3.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述一级穿孔板包括小于所述第一穿孔的第二穿孔(843)。

4.如权利要求1所述的燃料喷射器，所述燃料喷射器进一步包括

引燃燃料配件(691)，其用于接收引燃燃料；

管杆(604)，其从法兰的后侧延伸穿过所述法兰和分配块，朝向向前方向，并且包括

布置在所述管杆内的引燃燃料管(850)，所述引燃燃料管具有

引燃燃料通路(855)，其由所述引燃燃料管形成并与所述引燃燃料配件流动连通；以及

引燃分配器(860)，其邻近所述第一部分和所述管杆，相对于所述组件轴线被布置在所述第二部分的径向向内，并且具有

引燃分配器通路(880)，其延伸穿过所述引燃分配器，

由所述引燃分配器、所述管杆和所述第一部分形成的引燃燃料廊道(870)，与所述引燃分配器通路和所述引燃燃料通路流动连通，以及

中心主体组件(900)，其相对于所述组件轴线被定位在所述喷射器主体的径向向内，并且包括

中心主体(910)，其相对于所述组件轴线被定位在所述第二部分的径向向内，布置在所述管杆的下游，并且包括

中心主体基部端(911)，其被布置成邻近所述第一部分基部端，

中心主体尖端(913)，其与所述中心主体基部端相对，

中心主体中间部分(912)，其在所述中心主体基部端与所述中心主体尖端之间延伸，以及

中心主体引燃燃料通路(915)，其由所述中心主体基部端、所述中心主体中间部分、所述中心主体尖端和所述引燃分配器限定，与所述引燃分配器通路流动连通，

引燃块(920)，其邻近所述中心主体尖端定位，从外部预混筒径向向内定位，并且具有

引燃块引燃燃料通路(925)，其与所述中心主体引燃燃料通路处于流动连通并且从所述中心主体引燃燃料通路延伸穿过所述引燃块，以及

中心主体尖端部分(930)，其被布置成邻近所述引燃块，在向前方向上从所述引燃块延伸，并且具有

引燃预混通路(936)，其由所述中心主体尖端部分的中空圆柱形形状形成并且与所述引燃块引燃燃料通路处于流动连通，以及

尖端空气通路(934)，其延伸穿过所述中心主体尖端并且与所述引燃预混通路流动连通。

5.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第二一级燃料通路出口的尺寸设置成改变燃烧室振荡模式和幅度。

6.如权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述一级燃料出口具有第一一级燃料出口(678)，所述第一一级燃料出口布置成比其余一级燃料出口更靠近喷射器主体面；所述第一一级燃料出口具有第一一级燃料出口空间(S1)，所述第一一级燃料出口空间是所述喷射器主体面与所述第一一级燃料出口之间的距离；所述第一一级燃料出口空间的尺寸设置成改变燃烧室振荡模式和幅度。

7.如权利要求6所述的燃料喷射器，其中，所述一级燃料出口彼此间隔开一级燃料出口空间(S2)的距离，所述一级燃料出口空间的尺寸被设置成改变所述燃烧室振荡模式和幅度。

8.如权利要求7所述的燃料喷射器，其中，所述一级燃料出口空间小于所述第一一级燃料出口空间。

9.如权利要求4所述的燃料喷射器，其中，所述引燃分配器通路的尺寸设置成改变燃烧室振荡模式和幅度。

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