专利名称：燃料喷射器的制作方法
技术领域：
本文公开的主题涉及燃料喷射器，并且更具体而言，涉及用于分级燃烧过程的燃料喷射器。
背景技术：
在燃气轮机发动机中，可燃材料在燃烧器中燃烧，并且燃烧产生的高能流体通过过渡件被引导到涡轮。在涡轮中，高能流体以空气动力学的方式与涡轮叶片相互作用且驱动涡轮叶片旋转，以便产生电力。高能流体然后传输到另外的动力发生系统，或者作为排放与诸如氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)的某些污染物一起排出。这些污染物是由于可燃材料的不理想的消耗而产生。目前，已经作出努力来实现可燃材料的更理想的消耗，以便由此降低排放中的污染物的量。这些努力包括燃料喷射的开发，其中可燃材料喷射到过渡件中，以与通过过渡件而运动向涡轮的高能流体的主要流混合。这会导致高能流体有增加的温度和能量以及燃料有较理想的消耗，这对应地减少了污染物排放。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种燃料喷射器，并且其包括与容器可连接的第一管，以及用以将燃料输送到容器的内部的第二管和第三管，第二管和第三管支承在第一管内，使得第二管和第三管分别沿相反的第一方向和第二方向从第一管的第一平面偏移，以及沿第三方向从第一管的第二平面偏移，第一管在第二管和第三管的周围限定环带，通过该环带能够将气体输送到容器内部。根据本发明的另一方面，提供了一种燃料喷射器，并且其包括与容器可连接的第一管，以及用以将燃料输送到容器的内部的第二管和第三管，第二管和第三管支承在第一管内，使得第二管和第三管分别沿相反的第一方向和第二方向从第一管的中心极平面偏移相似的距离，以及沿第三方向从第一管的中心赤道平面偏移相似的距离，第一管在第二管和第三管的周围限定环带，通过该环带能够将气体输送到容器内部。根据本发明的又一方面，提供了一种燃气轮机发动机，并且其包括包括衬套的容器，衬套形成为限定主要流行进通过其中的内部；以及燃料喷射器，其包括第一管、用以将燃料输送到衬套内部的第二管和第三管，第二管和第三管支承在第一管内，使得第二管和第三管分别沿相反的第一方向和第二方向从第一管的第一平面偏移，以及沿第三方向从第一管的第二平面偏移，第一管在第二管和第三管的周围限定环带，通过该环带能够将气体输送到衬套内部。根据结合附图得到的以下描述，这些和其它优点与特征将变得更加显而易见。
在说明书的结论部分处的权利要求中特别指出和明确声明了被视为本发明的主其
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根
I图I是燃料喷射器的透视图；以及
图2是图I的燃料喷射器的轴视图。
以参照附图的实例的方式，详细描述阐明了本发明的实施例以及优点和特征。
部件列表
10燃气轮机发动机的部分
20过渡件
21衬套
22流动套管
23内部
24主要流
30燃料喷射器
40第一管
41第一平面或极平面
42第二平面或赤道平面
45环带
50第二管
60第三管
70双涡流型式
71第一润核
72第二涡核
73第一部分
74第二部分
具体实施例方式参照图I和2，提供了燃气轮机发动机10的部分，并且其包括容器，诸如例如，过渡件20和燃料喷射器30。过渡件20包括过渡件本体或衬套21。衬套21形成为限定内部 23，燃烧器中的燃烧产生的高能流体的主要流24通过该内部23从燃烧器行进到涡轮，燃烧器可操作地设置在过渡件20的上游，涡轮可操作地设置在过渡件20的下游。在一些实施例中，流动套管22 (其可称为冲击套管)可包围衬套21。燃料喷射器30包括第一管40以及第二管50和第三管60。第一管40延伸通过流动套管22，以与衬套21连接，或者连接到流动套管22和衬套21两者上。第二管50和第三管60两者均构造成将喷射燃料F输送到内部23，并且两者均支承在第一管40内。基于诸如燃料可用性、涡轮状况和期望的污染物排放水平的各种考量，由第二管50和第三管60中的各个输送的喷射燃料F可彼此类似或不类似。第二管50和第三管60支承在第一管40内，使得第二管50和第三管60沿相反的第一方向D1和第二方向D2从第一管40的第一平面或极平面41偏移，以及沿第三方向D3从第一管40的第二平面或赤道平面42偏移。第一管40进一步在第二管50和第三管60的周围限定环带45，通过环带45能够将气态物质G输送到内部23。因而，燃料喷射器30提供分级燃烧过程，其中，可用的燃料和空气的某个份额在第一燃烧级中燃烧，并且燃料喷射器30将喷射燃料F和空气提供给后面的燃烧级或多个燃烧级。在那些后面的燃烧级(一个或多个)中，第一级燃烧的产物参与燃料喷射器30提供的喷射燃料F和空气的燃烧。通过照这样在后面的级(一个或多个)中重新使用第一级的燃烧产物，可降低污染物排放量。通过使用排列在衬套21的周围与衬套21、流动套管22和 /或衬套21和流动套管22两者相应地连接的多个燃料喷射器30，可扩大这个降低的程度。根据实施例，第一管40的第一平面或极平面41限定成基本平行于主要流24的方向，以及另外，可为限定成相对于主要流24方向从第一管40的12:00位置到6:00位置的中心极平面。类似地，第一管40的第二平面或赤道平面42限定成基本垂直于主要流24方向，以及另外，可为限定成相对于主要流24方向从第一管40的9:00位置到3:00位置的中心赤道平面。在第一管40的极平面41是中心极平面的情况下，第二管50和第三管60的偏移基本垂直于主要流24方向而定向，并且第二管50和第三管60各自分别沿第一方向D1和第二方向D2从极平面41偏移基本类似的距离U。类似地，在第一管40的赤道平面42是中心赤道平面的情况下，第二管50和第三管60的偏移相对于主要流24方向而向下游定向， 并且第二管50和第三管60各自沿第三方向D3从赤道平面42偏移基本类似的距离L2。关于这个结构，在第一管40以及第二管50和第三管60的相应的出口处，输送到内部23的喷射燃料F和气态物质G的速度为喷射燃料F和气态物质G提供基本垂直于主要流24的方向的初始流方向。也就是说，喷射燃料F和气态物质G最初相对于过渡件20 的总体形状沿径向向内而定向。但是，如图2中显示的那样，在距衬套21增加的距离处，由于存在于内部23的流体动力学的原因，气态物质G被迫成为具有第一涡核71和第二涡核72的双涡流型式70，其中，气体的第一部分73绕着第一涡核71顺时针行进，而气体的第二部分74则绕着第二涡核72逆时针行进。第二管50和第三管60如上面描述的那样以支承的方式定位在第一管 40内，使得它们各自将喷射燃料F分别输送向第一涡核71和第二涡核72并且输送到它们中。由于第一涡核71和第二涡核72两者均较稳定，所以喷射燃料F与气态物质G以及主要流24的成分的混合的程度因此沿下游方向从第一管40的轴向位置相对地增加。这导致可燃材料有更大消耗以及导致有相对减少的污染物排放。虽然结合仅有限数量的实施例来详细描述了本发明，但是应当容易地理解，本发明不限于这样的公开的实施例。相反，可修改本发明，以结合此前未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变型、改变、替代或等效布置。另外，虽然已经描述了本发明的多种实施例，但是将理解到，本发明的各方面可包括描述的实施例中的仅一些。因此，本发明不应视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种燃料喷射器(30)，包括能够与容器连接的第一管(40);以及用以将燃料输送到所述容器的内部的第二管和第三管(50，60)，所述第二管和所述第三管(50，60)支承在所述第一管(40)内，使得所述第二管和所述第三管(50，60)分别沿相反的第一方向和第二方向从所述第一管(40)的第一平面(41)偏移，以及沿第三方向从所述第一管(40)的第二平面(42)偏移，所述第一管(40)在所述第二管和所述第三管(50，60)的周围限定环带(45)，通过所述环带(45)能够将气体输送到所述容器内部。
2.根据权利要求I所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第二管和所述第三管 (50，60)各自将类似的燃料输送到所述容器内部。
3.根据权利要求I所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第一管(40)的所述第一平面(41)限定成基本平行于通过所述容器的主要流(24)的方向。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第一管(40)的所述第一平面(41)是中心极平面，并且所述第二管和所述第三管(50，60)的所述偏移基本垂直于所述主要流(24)方向而定向。
5.根据权利要求I所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第二管和所述第三管(50.60)各自沿所述第一方向和所述第二方向从所述第一平面(41)偏移基本类似的距离。
6.根据权利要求I所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第一管(40)的所述第二平面(42)限定成基本垂直于通过所述容器的主要流(24)的方向。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第一管(40)的所述第二平面(42)是中心赤道平面，并且所述第二管和所述第三管(50，60)的所述偏移相对于所述主要流(24)方向而向下游定向。
8.根据权利要求I所述的燃料喷射器(30)，其特征在于，所述第二管和所述第三管(50.60)各自沿所述第三方向从所述第二平面(42)偏移基本类似的距离。
9.一种燃料喷射器(30)，包括能够与容器连接的第一管(40);以及用以将燃料输送到所述容器的内部的第二管和第三管(50，60)，所述第二管和所述第三管(50，60)支承在所述第一管(40)内，使得所述第二管和所述第三管(50，60)分别沿相反的第一方向和第二方向从所述第一管(40)的中心极平面(41)偏移相似的距离，以及沿第三方向从所述第一管(40)的中心赤道平面(42)偏移相似的距离，所述第一管(40)在所述第二管和所述第三管(50，60)的周围限定环带(45)，通过所述环带(45)能够将气体输送到所述容器内部。
10.一种燃气轮机发动机(10)的部分，包括包括衬套(21)的容器，所述衬套(21)形成为限定主要流(24)行进通过其中的内部 (23);以及燃料喷射器(30)，其包括第一管(40);以及用以将燃料输送到所述衬套内部(23)的第二管和第三管(50，60)，所述第二管和所述第三管(50，60)支承在所述第一管(40)内，使得所述第二管和所述第三管(50，60)分别沿相反的第一方向和第二方向从所述第一管(40)的第一平面(41)偏移，以及沿第三方向从所述第一管(40)的第二平面(42)偏移，所述第一管(40)在所述第二管和所述第三管(50，60)的周围限定环带(45)，通过所述环带(45)能够将气体输送到所述衬套内部。
全文摘要
本发明涉及燃料喷射器。提供了一种燃料喷射器(30)，并且其包括与容器可连接的第一管(40)，以及用以将燃料输送到容器的内部的第二管和第三管(50，60)，第二管和第三管(50，60)支承在第一管(40)内，使得第二管和第三管(50，60)分别沿相反的第一方向和第二方向从第一管(40)的第一平面(41)偏移，以及沿第三方向从第一管(40)的第二平面(42)偏移，第一管(40)在第二管和第三管(50，60)的周围限定环带(45)，通过环带(45)能够将气体输送到容器内部。
文档编号F23R3/28GK102589010SQ201210028069
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2011年1月14日
发明者J·纳塔拉延, M·A·哈德利 申请人:通用电气公司