[发明专利]内部嵌套式的面积可变的燃料喷嘴

说明书

技术领域

本发明通常涉及燃料输送系统，并且更具体地涉及用于将燃料输送至内燃机的燃烧室的燃料喷射器。

背景技术

面积可变的燃料喷射器已经在与吸气式推进系统相关的许多应用中被使用，所述吸气式推进系统包括，例如，冲压式喷气发动机、超音速冲压喷射装置和燃气涡轮发动机，如在航空中所使用的。冲压式喷气发动机、超音速冲压喷射装置和燃气涡轮发动机典型地包括用于压缩入口空气的部分、用于将压缩空气与燃料一起燃烧的燃烧部分和膨胀部分(在膨胀部分，来自由燃料的燃烧所产生的热气体的能量被转换为机械能)。来自膨胀部分的废气可被用于实现推力或作为热和能量的来源。

通常，一些类型的燃料喷射器在燃烧部分中被使用，以用于将燃料液滴的流或雾化的燃料喷射入压缩空气，从而有助于燃烧。在一些吸气式推进系统(其包括冲压式喷气发动机、超音速冲压喷射装置)的应用中，特别是在燃气涡轮发动机(必须以可变的速度运行)中，已经使用了面积可变的燃料喷射器，因为它们提供了将燃料注入燃烧器的低成本的方法，同时还计量了燃料流，而不使用另外的计量阀。

典型地，燃料的流量由弹簧、燃料的压力、和环形面积的组合来控制，环形面积随着燃料压力增加而被逐渐地暴露。这不像压力-涡流雾化器(pressure-swirl atomizer)的操作，在压力-涡流雾化器中压力-流特性是静态的并且仅由喷射器的几何形状和喷射压力来确定。通常，相比于大多数压力-涡流雾化器，面积可变的燃料喷射器在宽得多的流量范围上提供良好的雾化。另外，利用面积可变的燃料喷射器，在燃料喷射位置获得燃料压降，因而在一些流动条件下提供比典型的压力-涡流雾化器和直射雾化器(plain-orifice atomizer)更好的雾化。

新发动机的设计成本和复杂性日益增加，当希望燃料喷嘴的尺寸减小时(这是由于在发动机和/或燃烧区内空间有限)，可存在这种情形。

因而希望这样一种具有面积可变的燃料喷嘴，它比传统的面积可变的燃料喷嘴更为紧凑、重量轻、并且可能成本更低。本发明的实施例提供了这种燃料喷嘴。根据在此所提供的本发明的描述，本发明的这些和其它优点、以及其它创新性特征将变得显然。

发明内容

在一个方面中，本发明的实施例提供了一种嵌套式燃料喷射器，所述燃料喷射器包括喷射器的外壳，所述外壳具有纵向穿过其的钻孔；扣钉，所述扣钉被组装至所述外壳并且定位成基本在所述钻孔内。扣钉具有位于圆柱形部分的端部处的头部，其中头部坐落(seat)在钻孔的一端中，并且头部的坐落部限定面积可变的出口孔。波形弹簧被组装在扣钉上并且被配置成将扣钉推动进入坐落位置。钻孔被配置成用作受压燃料流的通道。燃料压力推动扣钉的头部离开出口孔，以允许受压燃料从钻孔经过所述出口孔而流出。

在另一个方面中，本发明的实施例提供了一种燃料喷射器，所述燃料喷射器包括：主体，所述主体包括圆柱形的螺纹部分；和面积可变的喷射器装置，所述面积可变的喷射器装置具有扣钉、波形弹簧和可操作地连接至喷射器的主体的支承板。波形弹簧推动扣钉的头部以密封主体的面积可变的出口孔。钻孔被配置成使得主体的钻孔内的受压燃料的流动引起扣钉的头部移动脱离与面积可变的出口孔的接触。这提供了使燃料经过围绕扣钉的头部的面积可变的出口孔的通道，使得穿过面积可变的出口孔的燃料的流量随燃料压力而增加。此外，支承板被配置成在波形弹簧上施加预负载。

当结合附图时，根据下面的详细描述，本发明的其它方面、目标和优点将变得更明显。

附图说明

被结合在说明书中并且形成说明书的一部分的附图示出了本发明的几个方面，并且与描述一起，用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的燃料喷射器的平面图；

图2是图1的燃料喷射器的剖视图；

图3是根据本发明的实施例的支承板的端部视图；

图4是根据本发明的与图2中的实施例不同的实施例的燃料喷射器的剖视图；

图5是根据本发明的又一实施例的燃料喷射器的剖视图；

图6和7是根据本发明的另一实施例的燃料喷射器的平面图；并且

图8是在图6和7中示出的燃料喷射器的剖视图。

尽管将联系某些优选实施例描述本发明，但是不希望将本发明限制于这些实施例。相反地，意图覆盖被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有的替代、改进和等效物。

具体实施方式