CN116293792A - 燃料喷嘴和旋流器 - Google Patents

Abstract

发动机可以利用燃烧器来燃烧燃料，以驱动发动机。燃料喷嘴组件可以将燃料供应到燃烧器，用于燃料的燃烧或点火。燃料喷嘴组件可以包括旋流器和燃料喷嘴，以供应燃料和空气的混合物，用于燃烧。使用替代燃料可以满足增加效率和满足排放需求，该替代燃料与传统燃料相比，以更高的温度或更高的速度燃烧，从而需要改进的燃料引入，而不出现火焰保持或回火。

Description

燃料喷嘴和旋流器

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年12月21日提交的印度临时专利申请号202111059696和2022年2月28日提交的美国专利申请号17/682,510的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本主题大体上涉及用于涡轮发动机的燃烧器，该燃烧器具有燃料喷嘴和旋流器中的一个或两者。

背景技术

发动机，诸如涡轮发动机，包括通过发动机的燃烧器内的可燃燃料的燃烧而被驱动的涡轮。发动机利用燃料喷嘴将可燃燃料喷射到燃烧器中。旋流器提供燃料与空气混合，以便实现有效燃烧。

附图说明

在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本公开的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，其中：

图1是根据本公开的示例性实施例的发动机的示意性横截面视图。

图2是根据本公开的示例性实施例的用于图1的发动机的燃烧器的示意性横截面视图。

图3是根据本公开的示例性实施例的包括具有后弯唇部的旋流器的燃料喷嘴组件的横截面视图。

图4是根据本公开的示例性实施例的图3的燃料喷嘴组件的横截面视图，描绘了用于布置唇部的各种几何形状(geometry)。

图5是根据本公开的示例性实施例的包括在旋流器唇部后面的吹扫流的替代燃料喷嘴的横截面视图。

图6是根据本公开的示例性实施例的包括在旋流器唇部前方的沿燃料喷嘴的外直径对齐的一组轴向槽的替代燃料喷嘴的横截面视图。

图7是根据本公开的示例性实施例的沿图6的截面VII-VII截取到的轴向槽的透视图，显示了轴向槽在周向方向上的横截面形状和布置。

图8是根据本公开的示例性实施例的包括在排放到旋流器之前排放到环形槽的离散吹扫孔的另一个替代燃料喷嘴组件的横截面视图。

图9是根据本公开的示例性实施例的包括在排放到旋流器之前排放到环形槽的多排吹扫孔的又一个替代燃料喷嘴组件的横截面视图。

图10是根据本公开的示例性实施例的包括t形唇部的又一个替代燃料喷嘴组件的横截面视图。

具体实施方式

本文公开的方面针对位于发动机部件内的燃料喷嘴和旋流器结构，并且更具体地，针对被构造成与升高的燃烧发动机温度一起使用的燃料喷嘴结构，诸如使用氢燃料混合物的氢燃料的那些燃料喷嘴结构。较高温度的燃料可以消除碳排放，但是由于较高的火焰速度和高温，会产生与火焰保持或回火(flashback)相关的挑战。现行燃烧器在使用这种高温燃料时可能容易受到燃烧器部件上的火焰保持或回火的影响。为了例释的目的，将关于用于具有驱动涡轮的燃烧器的飞行器的涡轮发动机来描述本公开。然而，将理解的是，本文公开的方面不限于此，并且可以应用于其他住宅或工业应用。

在燃烧期间，发动机生成高的局部温度。比传统燃料燃烧得更热的燃料可以符合效率和碳排放需求，或者通过使用具有更高燃烧温度的燃料可以满足减少碳排放。这种燃料可以包括比空气更轻的燃料，诸如气相的氢。使用具有更高燃烧温度和燃烧速度的燃料的现行发动机可能导致燃烧器部件上的火焰保持或回火。

现在将详细参考燃料喷嘴和旋流器架构，特别是与涡轮发动机一起使用的燃料喷嘴和旋流器架构，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标号已用于指代本公开的相似或类似部分。

本文使用“示例性”一词来意指“用作示例、实例或例释”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。

术语“前”和“后”是指涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，关于涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，并且后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。

如本文所用，术语“上游”是指与流体流动方向相反的方向，而术语“下游”是指与流体流动方向相同的方向。术语“前向”或“前”表示在某物的前面，“后向”或“后”表示某物的后面。例如，当用于流体流动时，前向/前可以表示上游，后向/后可以表示下游。

术语“流体”可以是气体或液体。术语“流体连通”意指流体能够在指定区域之间建立连接。

术语“前”和“后”是指涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，关于涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，并且后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。

术语“火焰保持”涉及燃料的连续燃烧的状况，使得沿着或靠近部件，并且通常沿着或靠近如本文所述的燃料喷嘴组件的一部分，维持火焰，并且“回火”涉及燃烧火焰在上游方向上的倒退。

此外，如本文所用，术语“径向”或“径向地”是指远离共同中心的方向。例如，在涡轮发动机的整体上下文中，径向是指沿着在发动机的中心纵向轴线和发动机外周之间延伸的射线的方向。

所有方向引用(例如，径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、横向、前面、背面、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、前、后等)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开，并且不造成限制，特别是关于本文描述的公开的方面的位置、方位或使用的限制。连接引用(例如，附接、联接、连接和接合)将被广义地解释，并且可以包括元件集合之间的中间结构元件以及元件之间的相对移动，除非另有指示。因此，连接引用不一定意味着两个元件直接连接并且相对于彼此固定。示例性附图仅用于例释的目的，并且在所附附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。

单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确指示。此外，如本文所用，术语“组”或“一组”元件可以是任意数量的元件，包括仅一个。

如本文中在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰可以允许变化而不导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”、“大体上”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指代在单个值、值的范围和/或限定值的范围的端点的1％、2％、4％、5％、10％、15％或20％的余量内。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这种范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点能够彼此独立地组合。

燃烧器从燃料喷嘴引入燃料，燃料与旋流器提供的空气混合，然后在燃烧器内燃烧，以驱动发动机。效率的增加和排放的减少已经驱动了使用燃烧更清洁或在较高温度下燃烧的燃料的需求。有需要在这些操作参数下改进燃烧器的耐用性，诸如改进火焰控制以防止火焰保持在燃料喷嘴和旋流器部件上。

图1是作为示例性涡轮发动机10的发动机的示意图。作为非限制性示例，涡轮发动机10可以在飞行器内使用。涡轮发动机10可以至少包括压缩机区段12、燃烧区段14和涡轮区段16。驱动轴18旋转地联接压缩机区段12和涡轮区段16，使得其中一个的旋转影响另一个的旋转，并且限定涡轮发动机10的旋转轴线20。

压缩机区段12可以包括彼此串行流体联接的低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24。涡轮区段16可以包括彼此串行流体联接的LP涡轮28和HP涡轮26。驱动轴18可以将LP压缩机22、HP压缩机24、LP涡轮28和HP涡轮26可操作地联接在一起。替代地，驱动轴18可以包括LP驱动轴(未示出)和HP驱动轴(未示出)。LP驱动轴可以将LP压缩机22联接到LP涡轮28，并且HP驱动轴可以将HP压缩机24联接到HP涡轮26。LP线轴可以被限定为LP压缩机22、LP涡轮28和LP驱动轴的组合，使得LP涡轮28的旋转可以将驱动力施加到LP驱动轴，LP驱动轴进而可以使LP压缩机22旋转。HP线轴可以被限定为HP压缩机24、HP涡轮26和HP驱动轴的组合，使得HP涡轮26的旋转可以将驱动力施加到HP驱动轴，HP驱动轴进而可以使HP压缩机24旋转。

压缩机区段12可以包括多个轴向间隔开的级。每一级包括一组周向间隔开的旋转叶片和一组周向间隔开的固定轮叶。用于压缩机区段12的一级的压缩机叶片可以被安装到盘，盘被安装到驱动轴18。用于给定级的每一组叶片可以具有其自己的盘。压缩机区段12的轮叶可以被安装到壳体，壳体可以围绕涡轮发动机10周向延伸。应当理解，压缩机区段12的表示仅仅是示意性的并且可以有任何数量的级。进一步地，预期的是，在压缩机区段12内可以有任何其他数量的部件。

与压缩机区段12类似，涡轮区段16可以包括多个轴向间隔开的级，其中每一级具有一组周向间隔开的旋转叶片和一组周向间隔开的固定轮叶。用于涡轮区段16的一级的涡轮叶片可以被安装到盘，盘被安装到驱动轴18。用于给定级的每一组叶片可以具有其自己的盘。涡轮区段的轮叶可以以周向方式被安装到壳体。要注意的是，可以有任意数量的叶片、轮叶和涡轮级，因为图示的涡轮区段仅仅是示意性的表示。进一步地，预期的是，在涡轮区段16内可以有任何其他数量的部件。

燃烧区段14可以串行设置在压缩机区段12和涡轮区段16之间。燃烧区段14可以流体联接到压缩机区段12和涡轮区段16的至少一部分，使得燃烧区段14至少部分地将压缩机区段12流体联接到涡轮区段16。作为非限制性示例，燃烧区段14可以在燃烧区段14的上游端处流体联接到HP压缩机24，并且在燃烧区段14的下游端处流体联接到HP涡轮26。

在涡轮发动机10的操作期间，环境空气或大气空气经由压缩机区段12上游的风扇(未示出)被吸入压缩机区段12，空气在压缩机区段12处被压缩，限定加压空气。然后，加压空气可以流入燃烧区段14，加压空气在燃烧区段14处与燃料混合并被点燃，从而生成燃烧气体。HP涡轮26从这些燃烧气体中提取一些功，HP涡轮26驱动HP压缩机24。燃烧气体被排出到LP涡轮28中，LP涡轮28提取附加功来驱动LP压缩机22，并且排气最终经由涡轮区段16下游的排气区段(未示出)从涡轮发动机10被排出。LP涡轮28的驱动驱动了LP线轴，以使风扇(未示出)和LP压缩机22旋转。加压气流和燃烧气体可以一起限定流过涡轮发动机10的风扇、压缩机区段12、燃烧区段14和涡轮区段16的工作气流。

图2描绘了适合在图1的燃烧区段14中使用的燃烧器36的横截面视图。燃烧器36可以包括用于向燃烧器提供燃料的环形布置的燃料喷嘴组件38。应当理解，燃料喷嘴组件38可以如以包括多个燃料喷射器的环形布置来被组织。取决于燃烧器36所位于的发动机的类型，燃烧器36可以具有罐形、罐环形或环形布置。燃烧器36可以包括环形内燃烧器衬里40和环形外燃烧器衬里42，包括圆顶46和导流器48的圆顶组件44，它们围绕纵向轴线52共同限定燃烧室50。至少一个燃料喷射器54被流体联接到燃烧室50，以向燃烧器36供应燃料。燃料喷射器54可以设置在圆顶组件44内、在扩口锥部56的上游，以限定燃料出口58。旋流器可以设置在燃料喷嘴组件38处，以使进入空气在离开燃料喷射器54的燃料附近旋流，并提供进入燃烧器36的空气和燃料的均匀混合物。

图3示出了燃料喷嘴组件130，其适合在燃烧器36中用作燃料喷嘴组件38，包括限定纵向轴线128的燃料喷嘴132和环绕燃料喷嘴132的环形旋流器134。燃料喷嘴132可以限定燃料通道136，喷嘴盖138相对于燃料方向设置在燃料通道136中、在喷嘴尖端139的上游。喷嘴盖138可以包括一组开口141，一组开口141可以或可以不将旋流或切向分量给予从喷嘴尖端139排出的燃料。如图所示，开口141被切向定向，使得它们看起来终止于盖138内，然而应该理解，开口141完全延伸通过盖138，使得燃料可以经由开口141穿过盖138。

旋流器134包括前壁140、后壁142和中心壁146，其中设置有一组轮叶144，包括分别在前壁140和中心壁146之间以及在后壁142和中心壁146之间延伸的初级组轮叶144a和次级组轮叶144b。轮叶144在排放之前，将切向旋流给予穿过旋流器134的气流。此外，前壁140和中心壁146可以限定前通道148，并且中心壁146和后壁142可以限定后通道150。与次级组轮叶144b相比，初级组轮叶144a可以具有较小的旋流数。来自初级组轮叶144a的较低旋流实现了沿燃料喷嘴外直径的增加的轴向速度分量，以防止火焰保持。来自次级组轮叶144b的较高旋流在防止火焰保持的渐扩扩口锥部上实现了较高流动速度。在一个非限制性示例中，来自初级组轮叶144a的旋流可以是从0.0到0.6，而来自次级组轮叶144b的旋流可以是从0.0到1.5，同时预期到更宽的范围。

唇部152在前通道148和后通道150之间的中心壁146处从轮叶144在下游方向上延伸。唇部152相对于燃料喷嘴132的纵向范围在径向向内方向上延伸，然后弯曲，在后方向上转向。唇部152沿燃料喷嘴132提供高速分量，这可以减少或消除沿燃料喷嘴组件的火焰保持和回火。此外，可以使用与普通燃料相比具有高燃烧速度或温度的燃料，诸如氢，而现行系统在这些操作条件下将会存在耐用性问题。使用氢燃料可以提供减少或消除排放，诸如碳排放，同时维持或改进发动机效率。

在一个非限制性示例中可以被布置为一组周向布置的开口的吹扫开口154可以延伸通过旋流器134和前壁140，并且通过前壁140流体地联接到旋流器134。吹扫开口154可以朝向燃料喷嘴132成角度，同时进一步预期的是，吹扫开口154可以包括切向分量，使得由吹扫开口154提供的吹扫气流可以类似于从旋流器134的轮叶144提供的旋流气流，这可以减少两个气流之间的剪力。

后弯唇部152可以被定位在前通道148和后通道150之间，以提供利用高速分量沿燃料喷嘴132引导气流。唇部152的曲率通过利用来自前通道148的流动来减少或消除由唇部152形成的尾流，提供了减小的尾流或更小的尾流距离。

通道高度H可以被限定为燃料喷嘴132与唇部152下游的旋流器134的后壁142之间的距离，其中通道高度H的横截面面积可以沿后壁142在后方向上恒定延伸。在由通道高度限定的横截面面积不恒定的情况下，通道高度H可以被限定为燃料喷嘴132与后壁142之间在唇部152下游的最小距离。在一个示例中，唇部152可以径向向内、朝向并且相对于燃料喷嘴132的轴向范围延伸。

此外，可以限定唇部152的曲率。具体地，唇部152可以相对于由燃料喷嘴132的轴向范围所限定的径向方向R以0度角度开始延伸。唇部152可以转向，从轴向范围朝向后方向弯曲。另外，唇部152可以相对于燃料喷嘴132倾斜布置，限定唇部轴线168，唇部轴线168可以限定相对于径向轴线R在1度和85度之间的角度164，同时这种曲率将从平行于纵向轴线128的轴线偏离5度。另外，预期到其他范围，诸如90度和0度(零度)之间的任何角度。在其他示例中，预期的是，曲率可以变化，诸如在周向方向上变化，或者沿周向轴线在径向方向上变化，在一个非限制性示例中，其可以与吹扫开口154对齐或偏离。例如，这种变化可以是+/-5度，同时预期到其他或更大的范围。

图4示出了可以被限定为第一高度H1的唇部高度以及旋流器通道高度可以被限定为第二高度H2。第一高度H1可以被限定为沿从图3的纵向轴线128延伸的射线所限定的轮叶144的后缘158和唇部152的后端160之间的径向距离。第二高度H2可以被限定为燃料喷嘴132和后壁142之间的径向距离。在一个示例中，第一高度H1可以被限定在-0.9H2到0.9H2之间。即，第一高度H1可以是其中唇部152被定位在轮叶144的后缘158的径向外部的第二高度H2的0.9倍，或者第一高度H1可以是其中唇部152被定位在轮叶144的后缘158的径向内部的第二高度H2的0.9倍。在另一个示例中，唇部可以从0.2H2和0.8H2之间径向向内延伸，同时预期到另外或更宽的范围。

在又一个示例中，旋流器通道长度L可以被限定为唇部152的后端160和燃料喷嘴132的喷嘴尖端156之间的轴向距离。例如，长度L可以限定为平行于燃料喷嘴132。唇部152可以被确定大小或被布置成使得旋流器通道长度L可以在H2的一(1)到六(6)倍之间，同时预期到其他范围或大小。

在又一个示例中，吹扫开口154可以将吹扫开口轴线162限定为通过吹扫开口154的中心线。吹扫开口154可以被布置成使得吹扫轴线162被限定为相对于燃料喷嘴132或由图3中的燃料喷嘴132所限定的纵向轴线128成角度166。角度166可以在负十(-10)度和六十(60)度之间，其中负角度代表吹扫开口154远离燃料喷嘴132定向，并且正角度代表吹扫开口154朝向燃料喷嘴132定向。朝向燃料喷嘴132定向吹扫开口154可以沿燃料喷嘴132冲击吹扫流，这可以提供沿燃料喷嘴132的外直径的较高速度分量，这可以减少燃料喷嘴132处的回火或火焰保持。燃料喷嘴132的轴向位置可以使得吹扫开口154冲击在燃料喷嘴132上，或者使得吹扫开口154冲击在燃料喷嘴尖端156上。

转到图5，替代燃料喷嘴组件200包括燃料喷嘴202和旋流器204。旋流器204包括前壁206和后壁208，一组轮叶210在前壁206和后壁208之间延伸。旋流器唇部212从一组轮叶210的后缘214延伸。例如，吹扫开口216可以轴向延伸，并且可以被布置成平行于燃料喷嘴202。吹扫开口216可以被布置在旋流器唇部212的前方，使得当与流动方向相反地轴向观察燃料喷嘴组件200时，没有吹扫开口216的视线。换言之，吹扫开口216或其出口可以与旋流器唇部212轴向对齐并轴向重叠。消除吹扫开口216的直接视线可以减少或消除在燃料喷嘴组件200处的回火，或其对吹扫开口216的风险。

图6显示了包括燃料喷嘴232和旋流器234的另一个替代燃料喷嘴组件230。旋流器234包括前壁236和后壁238，其间具有中心壁240，限定初级旋流器通道242和次级旋流器通道244。一组初级轮叶246设置在初级旋流器通道242中，并且一组次级轮叶248设置在次级旋流器通道244中。环形唇部250在轮叶组246、248处从中心壁240延伸，从径向方向到轴向方向弯曲或成角度。

一组吹扫开口252被成形到旋流器234中并且部分地由燃料喷嘴232的外直径限定。简要地参考图7，应当理解，吹扫开口252可以形成为离散开口组，其可以包括形成到旋流器234的内直径壁中平行于燃料喷嘴232延伸的凹槽或狭槽。最佳地在穿过图6的截面VII-VII截取到的图7中看到的吹扫开口252的横截面形状可以是半圆形，同时在非限制性示例中，预期到替代形状，诸如圆环形、椭圆形、半椭圆形、三角形、正方形、圆形或其组合。另外，预期到完全围绕燃料喷嘴232延伸的环形开口。燃料喷嘴232的环形形状可以如图所示的理解。

返回图6，在操作中，通过旋流器234提供空气流，以将旋流或切向分量给予初级旋流器通道242和次级旋流器通道244中的空气流。吹扫开口252沿燃料喷嘴232的外直径提供高速，这可以减少或消除燃料喷嘴232上的火焰保持或回火。次级旋流器通道244中的较高切向分量可以减少或消除扩口锥部218上的火焰保持。吹扫开口252可以被布置成与初级旋流器通道242所给予的切向旋流相切、互补或等效。

参考图8，另一个替代燃料喷嘴组件270包括燃料喷嘴272和旋流器274。旋流器274包括前壁276、后壁278和其间的中心壁280，限定初级旋流器通道282和次级旋流器通道284的。第一组轮叶286设置在初级旋流器通道282中，并且第二组轮叶288设置在次级旋流器通道284中。

一组吹扫开口290围绕旋流器274被周向布置在前壁276的前方。吹扫开口290可以联接到形成到前壁276中的环形凹槽292，其对于一组吹扫开口290中的所有吹扫开口290可以是共用的。凹槽292可以包括圆形轮廓，同时在非限制性示例中，预期到任何轮廓，诸如圆形的、弯曲的、线性的、曲线的、几何形状的、圆环形的、椭圆形的、正方形的或其组合。此外，凹槽292可以被成形为限定流动方向上的渐缩横截面面积，从而为从凹槽292排出的流提供增加的速度分量，这可以减少燃料喷嘴272处的火焰保持或回火。替代地，预期的是，凹槽292可以包括恒定的横截面或渐扩的横截面。此外，吹扫开口290可以朝向燃料喷嘴272倾斜或成角度，同时预期到其他合适的布置，诸如径向角分量、轴向角分量、周向角分量或其组合。更进一步地，横截面面积可以在周向方向上变化，这可以与吹扫开口290的布置有关或无关。凹槽292可以进一步提供吹扫流在供应到旋流器274之前的匀称散布，这可以减少从离散吹扫开口出口生成的剪切湍流。

图9显示了另一个替代燃料喷嘴组件300，除了环形凹槽302可以从多个吹扫开口304被供给之外，燃料喷嘴组件300可以类似于图8的燃料喷嘴组件，多个吹扫开口304可以处于堆叠布置310，相对于燃料喷嘴组件300的燃料喷嘴306在径向方向上堆叠。应当理解，使用吹扫开口304的不同布置可以向环形凹槽302提供均匀的空气供应，这可以用来向旋流器308提供周向均匀的流动轮廓，同时使用离散的吹扫开口304。离散或复杂的几何形状可以提供定制从吹扫开口排出到旋流器308的空气轮廓。这种几何形状可用于改进沿燃料喷嘴306的速度，以减少喷嘴尖端上的火焰保持，或改进旋流，这可以减少扩口锥部或燃烧器衬里上的火焰保持。

图10描绘了包括燃料喷嘴332和旋流器334的又一个替代燃料喷嘴组件330。旋流器334包括前壁336和后壁338，其间具有中心壁340，限定第一通道342和第二通道344。第一组轮叶346设置在第一通道342中，并且第二组轮叶348设置在第二通道344中。唇部350在轮叶346、348的后缘352处从中心壁340径向向内延伸。唇部350包括t形轮廓，使得唇部350的第一部分354在径向方向上延伸，其分离成分别从第一部分354向前和向后延伸的前部分356和后部分358。

唇部350的t形限定了从前部分356和后部分358到燃料喷嘴332在径向方向上限定的恒定横截面面积。恒定横截面面积提供了沿燃料喷嘴332的外直径的较高轴向速度分量，这可以提供减少或消除燃料喷嘴332处的火焰保持或回火。

应当理解，相对于空气或其他燃料，具有更高燃烧温度和更高燃烧速度或者更轻重量的燃料可以提供减少或消除排放，或在不增加排放的情况下改进效率。在一个示例中，可以使用氢燃料或氢基燃料，其可以消除碳排放，而不会对效率产生负面影响。包括氢的这种燃料需要更好的火焰控制，以防止燃烧器硬件上的火焰保持或回火。本文所述的方面可以增加燃烧器的耐用性，而现行燃烧器不能提供使用这种燃料的耐用性。

应当理解，本文使用的示例不受所示的具体限制，并且本领域技术人员应当理解，来自一个或多个示例的方面可以与来自其他示例的一个或多个方面混合，以限定可以与所示示例不同的示例。

该书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本公开的可专利范围由权利要求所限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质差异的等效结构元件，则这些其他示例旨在处于权利要求的范围内。

进一步的方面由以下条款的主题提供：一种涡轮发动机，包括：处于串行流动布置的压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段，所述燃烧器区段包括燃料喷嘴组件，所述燃料喷嘴组件包括：燃料喷嘴，所述燃料喷嘴终止于喷嘴尖端处，所述燃料喷嘴限定纵向轴线，并且包括燃料通道；旋流器，所述旋流器限定旋流器通道，所述燃料喷嘴设置有出口；一组轮叶，所述一组轮叶设置在所述旋流器内；和唇部，所述唇部相对于通过所述旋流器的空气流从所述一组轮叶向下游延伸。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述旋流器进一步包括前壁和后壁，所述一组轮叶在所述前壁和所述后壁之间延伸。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括设置在所述前壁和所述后壁之间的中心壁，并且其中所述一组轮叶包括在所述前壁和所述中心壁之间延伸的第一组轮叶和在所述中心壁和所述后壁之间延伸的第二组轮叶。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述唇部从所述中心壁延伸。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述第一组轮叶布置成给予0.0和0.6之间的旋流，并且所述第二组轮叶布置成给予0.0和1.5之间的旋流。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述唇部将唇部高度限定为从所述一组轮叶的后缘到所述唇部的端部所限定的垂直于所述纵向轴线的径向距离。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述旋流器通道将旋流器高度限定为所述燃料喷嘴和所述旋流器之间在垂直于所述纵向轴线的方向上的径向长度。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述唇部高度能够在所述旋流器高度的-0.9倍到所述旋流器高度的0.9倍之间。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中旋流器通道长度限定所述唇部和所述喷嘴尖端之间的轴向距离，并且其中所述唇部高度能够在所述旋流器通道长度的一倍到六倍之间。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述唇部在后方向上弯曲。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述唇部相对于所述纵向轴线以角度倾斜，并且其中所述角度在1度和85度之间。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述唇部具有t形轮廓。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括延伸通过所述旋流器的吹扫开口。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述吹扫开口相对于所述纵向轴线以角度布置，其中所述角度在负十度和60度之间。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述吹扫开口与所述唇部轴向对齐。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述吹扫开口进一步包括凹槽。

根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述吹扫开口布置为多个堆叠的吹扫开口。

一种燃料喷嘴组件，包括：燃料喷嘴，所述燃料喷嘴限定纵向轴线，包括终止于喷嘴尖端处的燃料通道；旋流器，所述旋流器限定旋流器通道，围绕所述燃料喷嘴设置；一组轮叶，所述一组轮叶设置在所述旋流器内，被构造成将旋流给予通过所述旋流器的空气流；和唇部，所述唇部相对于通过所述旋流器的所述空气流从所述一组轮叶向下游延伸。

一种从燃料喷嘴组件喷射燃料的方法，所述方法包括：从燃料喷嘴喷射一定量的燃料；和沿唇部从旋流器提供一定量的空气；其中与没有唇部的燃料喷嘴组件相比，所述唇部提供了沿所述燃料喷嘴的增加的轴向速度分量。

根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述唇部在后方向上弯曲。

Claims (10)

1.一种涡轮发动机，其特征在于，包括：

处于串行流动布置的压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段，所述燃烧器区段包括燃料喷嘴组件，所述燃料喷嘴组件包括：

燃料喷嘴，所述燃料喷嘴终止于喷嘴尖端处，所述燃料喷嘴限定纵向轴线，并且包括燃料通道；

旋流器，所述旋流器限定旋流器通道；

一组轮叶，所述一组轮叶设置在所述旋流器内；和

唇部，所述唇部相对于通过所述旋流器的空气流从所述一组轮叶向下游延伸。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述旋流器进一步包括前壁和后壁，所述一组轮叶在所述前壁和所述后壁之间延伸。

3.根据权利要求2所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括设置在所述前壁和所述后壁之间的中心壁，并且其中所述一组轮叶包括在所述前壁和所述中心壁之间延伸的第一组轮叶和在所述中心壁和所述后壁之间延伸的第二组轮叶。

4.根据权利要求3所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述唇部从所述中心壁延伸。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述第一组轮叶布置成给予0.0和0.6之间的旋流，并且所述第二组轮叶布置成给予0.0和1.5之间的旋流。

6.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述唇部将唇部高度限定为从所述一组轮叶延伸到所述唇部的端部的垂直于所述纵向轴线的径向距离。

7.根据权利要求6所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述旋流器通道将旋流器高度限定为所述燃料喷嘴和所述旋流器之间在垂直于所述纵向轴线的方向上的径向长度。

8.根据权利要求7所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述唇部高度能够在所述旋流器高度的-0.9倍到所述旋流器高度的0.9倍之间。

9.根据权利要求7所述的涡轮发动机，其特征在于，其中旋流器通道长度被限定为所述唇部和所述喷嘴尖端之间的轴向距离，并且其中所述唇部高度能够在所述旋流器通道长度的一倍到六倍之间。

10.根据权利要求1-4或6-9中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述唇部在后方向上弯曲。

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