[发明专利]预膜式燃料/空气混合器

说明书

一种涡轮燃烧器组件包括具有多个燃料/空气混合器元件的燃料/空气混合器组件，和联接于燃料/空气混合器组件的燃料喷射器。燃料/空气混合器元件中的各个包括：具有在空气入口与空气出口之间沿轴向延伸的内部腔的燃料/空气混合器本体；和驻留在燃料/空气混合器本体的内部腔内的预膜器，预膜器包括与燃料/空气混合器本体的内部腔的轴向中心线同轴地延伸的轴向内部空气流通路和到空气流通路中的径向燃料喷射端口。燃料喷射器布置成将燃料经由各个燃料/空气混合器元件的预膜器的燃料喷射端口引导到多个燃料/空气混合器元件中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月16日提交的美国专利申请No.14/856,120的优先权，其全部内容由此通过引用并入。

背景技术

燃气涡轮发动机为用于许多高功率应用的优选类别的内燃机。 基本上，燃气涡轮发动机以联接于下游涡轮的上游旋转压缩机以及中间的燃烧室为特征。燃烧室可包括多个混合器，以在燃烧之前混合燃料和空气。典型地，各个混合器需要单独的燃料喷射器末端，以将燃料喷雾到混合器的气流中。

发明内容

在第一方面中，一种涡轮燃烧器组件包括燃料/空气混合器组件和燃料喷射器，该燃料/空气混合器组件包括多个燃料/空气混合器元件，燃料/空气混合器元件中的各个包括燃料/空气混合器本体和预膜器，该燃料/空气混合器本体具有在空气入口与空气出口之间沿轴向延伸的内部腔，该预膜器驻留在燃料/空气混合器本体的内部腔内，预膜器包括与燃料/空气混合器本体的内部腔的轴向中心线同轴地延伸的轴向内部空气流通路和到空气流通路中的径向燃料喷射端口，该燃料喷射器联接于燃料/空气混合器组件，燃料喷射器布置成将燃料经由各个燃料/空气混合器元件的预膜器的燃料喷射端口引导到多个燃料/空气混合器元件中。

在第二方面中，根据方面1，燃料喷射器包括末端部分，该末端部分包括中心燃料出口和多个外周燃料出口，外周燃料出口中的各个流体联接于相应的燃料喷射端口。

在第三方面中，根据方面2，外周燃料出口中的至少一个包括非雾化燃料喷射孔口。

在第四方面中，根据方面3，中心燃料出口包括鼓风喷射器末端和压力雾化喷射器末端中的至少一个。

在第五方面中，根据方面1至方面4中的任一个，至少一个燃料/空气混合器元件的预膜器的燃料喷射端口相对于预膜器的轴向中心线沿偏移方向偏置。

在第六方面中，根据方面5，偏移方向与预膜器的弯曲内壁一致，使得通过燃料喷射端口进入预膜器的燃料沿着内壁形成大致连续的膜。

在第七方面中，根据方面6，至少一个燃料/空气混合器元件的预膜器包括在燃料喷射端口上游的地点处驻留在轴向内部空气流通路内的空气旋流器。

在第八方面中，根据方面1至方面7中的任一个，至少一个燃料/空气混合物元件的预膜器包括驻留在预膜器的外表面上的空气旋涡导叶。

在第九方面中，根据方面8，空气旋涡导叶的后缘布置成至少部分地保护引导穿过燃料喷射端口的燃料免受横穿燃料/空气混合器本体的内部腔的交叉流动空气。

在第十方面中，根据方面1至方面9中的任一个，至少一个燃料/空气混合器元件的预膜器的内部空气流通路包括会聚喷嘴出口。

在第十一方面中，根据方面10，至少一个燃料/空气混合器元件的燃料/空气混合器本体包括文氏管结构，该文氏管结构限定邻近预膜器的喷嘴出口的环形收缩间隙和在收缩间隙下游的点处的喉部混合区域。

在第十二方面中，根据方面1至方面11中的任一个，预膜器包括多个径向燃料喷射端口和多个同心内部空气流通路，燃料喷射端口中的各个布置成将单独的燃料流引导到相应的内部空气流通路中。