技术摘要：
本发明涉及燃料喷嘴组件。大体上提供了用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。燃料喷嘴包括外套筒，其围绕燃料喷嘴中心线沿周向延伸并沿着与燃料喷嘴中心线同方向的纵向方向延伸。外套筒相对于燃料喷嘴中心线以周向布置限定通过外套筒的多个第一沿径向定向的空气入口端口。中  全部
背景技术：
飞行器和工业燃气涡轮发动机包括燃烧器，燃料在燃烧器中燃烧以将能量输入到 发动机循环。典型的燃烧器结合一个或多个燃料喷嘴，燃料喷嘴的功能是将液态或气态燃 料引入到空气流中，使得燃料可雾化并燃烧。一般的燃气涡轮发动机燃烧设计标准包括优 化燃料和空气的混合和燃烧以产生高能燃烧，同时使诸如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物和 未燃烃的排放物最少，以及使部分地由于燃烧期间的压力振荡而引起的燃烧音(tone)最 小。另外，一般的燃气涡轮发动机燃烧设计必须在全功率状况以及部分功率状况下产生燃 气涡轮发动机的可操作性，而不会产生不合期望的排放物输出或压力振荡。 因此，存在对于如下的燃料喷嘴或燃烧组件的需要：该燃料喷嘴或燃烧组件可在 全功率和部分功率状况下产生高能燃烧同时使排放物最少并使燃烧不稳定性最小。
技术实现要素：
本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的， 或可通过实践本发明而了解。 大体上提供了一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴。燃料喷嘴包括外套筒，该外 套筒围绕燃料喷嘴中心线而沿周向延伸并且沿着与燃料喷嘴中心线同方向的纵向方向延 伸。外套筒相对于燃料喷嘴中心线而以周向布置限定通过外套筒的多个第一沿径向定向的 空气入口端口。中心体定位在外套筒的径向内侧。中心体包括外环形壁，该外环形壁围绕燃 料喷嘴中心线而沿周向延伸并且沿着与燃料喷嘴中心线同方向的纵向方向延伸。外套筒进 一步包括从外环形壁的下游端延伸的第一径向壁。中心体限定在其径向内侧的气室。外环 形壁和外套筒一起限定第一燃料空气混合通路，该第一燃料空气混合通路在外环形壁与外 套筒之间沿着纵向方向延伸。燃料喷射器设置在气室中。燃料喷射器包括与燃料喷嘴中心 线同方向而延伸的管状外壁。外壁在其内限定第二燃料空气混合通路。第二燃料空气混合 通路延伸通过中心体的第一径向壁。 在多种实施例中，两个或更多个燃料喷射器会聚到单个燃料-空气出口开口。在一 个实施例中，两个或更多个燃料喷射器各自限定参考燃料喷射器中心线，其中各个燃料喷 射器延伸成以便将各个燃料喷射器的各个燃料喷射器中心线相对于彼此而以非平行的角 度设置。 在另外的多种实施例中，燃料喷嘴限定通过第一径向壁的凹槽。凹槽相对于燃料 喷嘴而朝向上游方向突出到第一径向壁中。在一个实施例中，凹槽相对于燃料喷嘴中心线 轴线而沿周向延伸到第一径向壁中。在另一实施例中，凹槽至少部分地沿着从燃料喷嘴中 心线延伸的径向方向延伸到第一径向壁中。在另外的另一实施例中，燃料-空气出口开口被 3 CN 111578311 A 说　明　书 2/13 页 限定在凹槽处，使得燃料-空气出口开口凹进到第一径向壁中。 在一个实施例中，第一燃料空气混合通路在外套筒与中心体之间围绕燃料喷嘴中 心线而沿周向延伸。 在另一实施例中，燃料喷嘴包括设置在气室中的多个燃料喷射器。各个燃料喷射 器限定第二燃料空气混合通路，该第二燃料空气混合通路延伸通过中心体的第一径向壁以 与燃烧室成流体连通。 在又一实施例中，燃料喷射器设置成与燃料喷嘴中心线同心。 在另外的另一实施例中，燃料喷嘴包括相对于燃料喷嘴中心线而以周向布置设置 在气室中的多个燃料喷射器。 在多种实施例中，燃料喷嘴进一步包括定位在燃料喷嘴的上游端处的端壁，其中 端壁联接到外套筒。在一个实施例中，端壁限定与第一燃料空气混合通路成流体连通的第 一燃料喷射端口，其中端壁构造成经由第一燃料喷射端口来向第一燃料空气混合通路提供 燃料流。在另一实施例中，多个第一沿径向定向的空气入口端口被限定成正好(directly) 在第一燃料喷射出口开口的径向外侧，该第一燃料喷射出口开口被限定在第一燃料喷射端 口处以与第一燃料空气混合通路成直接流体连通。在另外的另一实施例中，第一燃料喷射 端口基本上沿着纵向方向延伸。 在另外的多种实施例中，燃料喷射器限定与第二燃料空气混合通路成流体连通的 第二燃料喷射端口。燃料喷射器构造成经由第二燃料喷射端口来向第二燃料空气混合通路 提供燃料流。在一个实施例中，多个第二沿径向定向的空气入口端口被限定成正好在第二 燃料喷射出口开口的径向外侧，该第二燃料喷射出口开口被限定在第二燃料喷射端口处以 与第二燃料空气混合通路成直接流体连通。在另一实施例中，第二燃料喷射端口基本上沿 着纵向方向延伸。 在另外的又一些多种实施例中，中心体进一步包括内环形壁和从内环形壁延伸的 第二径向壁，内环形壁和第二径向壁在其之间一起限定腔。在一个实施例中，第二径向壁限 定通过第二径向壁的径向壁开口，该径向壁开口在气室与腔之间提供流体连通。在另一实 施例中，内环形壁限定通过内环形壁的环形壁开口，该环形壁开口在腔与第一燃料空气混 合通路之间提供流体连通。 在一个实施例中，第一燃料空气混合通路在第一燃料空气混合通路的直接邻近于 燃烧室的下游端处限定第一出口高度。第一出口高度在外套筒的内表面与内套筒的外表面 之间，并且此外，其中第一出口高度在近似0.25厘米与近似0.90厘米之间。 本公开的另一方面针对一种燃气涡轮发动机，其包括燃烧区段，该燃烧区段包括 限定燃烧室的燃烧器组件。燃烧区段进一步包括邻近于燃烧室而设置的燃料喷嘴，该燃料 喷嘴构造成向燃烧室提供燃料流。燃料喷嘴包括：外套筒，其围绕燃料喷嘴中心线而沿周向 延伸并且沿着与燃料喷嘴中心线同方向的纵向方向延伸，其中外套筒相对于燃料喷嘴中心 线而以周向布置限定通过外套筒的多个第一沿径向定向的空气入口端口；中心体，其定位 在外套筒的径向内侧，其中中心体包括外环形壁，该外环形壁围绕燃料喷嘴中心线而沿周 向延伸并且沿着与燃料喷嘴中心线同方向的纵向方向延伸。外套筒进一步包括从外环形壁 的下游端延伸的第一径向壁。中心体限定在其径向内侧的气室，并且外环形壁和外套筒一 起限定第一燃料空气混合通路，该第一燃料空气混合通路在外环形壁与外套筒之间沿着纵 4 CN 111578311 A 说　明　书 3/13 页 向方向延伸。发动机进一步包括设置在气室中的燃料喷射器。燃料喷射器包括与燃料喷嘴 中心线同方向而延伸的管状外壁。外壁在其内限定第二燃料空气混合通路。第二燃料空气 混合通路延伸通过中心体的第一径向壁。 在多种实施例中，燃料喷嘴包括设置在气室中的多个燃料喷射器。各个燃料喷射 器限定第二燃料空气混合通路，该第二燃料空气混合通路延伸通过中心体的第一径向壁以 与燃烧室成流体连通。在一个实施例中，第一燃料喷射器设置成与燃料喷嘴中心线同心，并 且多个第二燃料喷射器相对于燃料喷嘴中心线而以周向布置设置在气室中。在另一实施例 中，中心体进一步包括内环形壁和从内环形壁延伸的第二径向壁，内环形壁和第二径向壁 在其之间一起限定腔。第二径向壁限定通过第二径向壁的径向壁开口，该径向壁开口在气 室与腔之间提供流体连通。内环形壁限定通过内环形壁的环形壁开口，该环形壁开口在腔 与第一燃料空气混合通路之间提供流体连通。径向壁开口和环形壁开口一起提供从气室到 第一燃料空气混合通路的流体连通。 技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴包括： 外套筒，其围绕燃料喷嘴中心线而沿周向延伸并且沿着与所述燃料喷嘴中心线同方向 的纵向方向延伸，其中所述外套筒相对于所述燃料喷嘴中心线而以周向布置限定通过所述 外套筒的多个第一沿径向定向的空气入口端口； 中心体，其定位在所述外套筒的径向内侧，所述中心体包括外环形壁，所述外环形壁围 绕所述燃料喷嘴中心线而沿周向延伸并且沿着与所述燃料喷嘴中心线同方向的所述纵向 方向延伸，其中，所述外套筒进一步包括从所述外环形壁的下游端延伸的第一径向壁，并且 此外，其中，所述中心体限定在所述中心体的径向内侧的气室，并且其中，所述外环形壁和 所述外套筒一起限定第一燃料空气混合通路，所述第一燃料空气混合通路在所述外环形壁 与所述外套筒之间沿着所述纵向方向延伸；以及 燃料喷射器，其设置在所述气室中，其中，所述燃料喷射器包括与所述燃料喷嘴中心线 同方向而延伸的管状外壁，其中，所述外壁在其内限定第二燃料空气混合通路，并且其中， 所述第二燃料空气混合通路延伸通过所述中心体的所述第一径向壁。 技术方案2.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述第一燃料 空气混合通路在所述外套筒与所述中心体之间围绕所述燃料喷嘴中心线而沿周向延伸。 技术方案3.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴 包括设置在所述气室中的多个燃料喷射器，其中，各个燃料喷射器限定所述第二燃料空气 混合通路，所述第二燃料空气混合通路延伸通过所述中心体的所述第一径向壁以与燃烧室 成流体连通。 技术方案4.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷射 器设置成与所述燃料喷嘴中心线同心。 技术方案5.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴 包括相对于所述燃料喷嘴中心线而以周向布置设置在所述气室中的多个所述燃料喷射器。 技术方案6.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，两个或更多个 燃料喷射器会聚到单个燃料-空气出口开口。 技术方案7.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述两个或更 多个燃料喷射器各自包括参考燃料喷射器中心线，并且各个燃料喷射器延伸成以便将各个 5 CN 111578311 A 说　明　书 4/13 页 燃料喷射器的各个燃料喷射器中心线相对于彼此而以非平行的角度设置。 技术方案8.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷嘴 限定通过所述第一径向壁的凹槽，其中，所述凹槽相对于所述燃料喷嘴而朝向上游方向突 出到所述第一径向壁中。 技术方案9.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述凹槽相对 于所述燃料喷嘴中心线轴线而沿周向延伸到所述第一径向壁中。 技术方案10.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述凹槽至 少部分地沿着从所述燃料喷嘴中心线延伸的径向方向延伸到所述第一径向壁中。 技术方案11.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料-空 气出口开口被限定在所述凹槽处，使得所述燃料-空气出口开口凹进到所述第一径向壁中。 技术方案12.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷 嘴进一步包括： 端壁，其定位在所述燃料喷嘴的上游端处，其中，所述端壁联接到所述外套筒，并且其 中，所述端壁限定与所述第一燃料空气混合通路成流体连通的第一燃料喷射端口，其中，所 述端壁构造成经由所述第一燃料喷射端口来向所述第一燃料空气混合通路提供燃料流。 技术方案13.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述多个第 一沿径向定向的空气入口端口被限定成正好在第一燃料喷射出口开口的径向外侧，所述第 一燃料喷射出口开口被限定在所述第一燃料喷射端口处以与所述第一燃料空气混合通路 成直接流体连通。 技术方案14.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述燃料喷 射器限定与所述第二燃料空气混合通路成流体连通的第二燃料喷射端口，其中，所述燃料 喷射器构造成经由所述第二燃料喷射端口来向所述第二燃料空气混合通路提供燃料流。 技术方案15.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述多个第 二沿径向定向的空气入口端口被限定成正好在第二燃料喷射出口开口的径向外侧，所述第 二燃料喷射出口开口被限定在所述第二燃料喷射端口处以与所述第二燃料空气混合通路 成直接流体连通。 技术方案16.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述第二燃 料喷射端口基本上沿着所述纵向方向延伸。 技术方案17.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述中心体 进一步包括内环形壁和从所述内环形壁延伸的第二径向壁，所述内环形壁和所述第二径向 壁在其之间一起限定腔。 技术方案18.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述第二径 向壁限定通过所述第二径向壁的径向壁开口，所述径向壁开口在所述气室与所述腔之间提 供流体连通。 技术方案19.  根据任意前述技术方案所述的燃料喷嘴，其特征在于，所述内环形 壁限定通过所述内环形壁的环形壁开口，所述环形壁开口在所述腔与第一燃料空气混合通 路之间提供流体连通。 技术方案20. 一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括： 燃烧区段，其包括限定燃烧室的燃烧器组件，并且其中，所述燃烧区段进一步包括邻近 6 CN 111578311 A 说　明　书 5/13 页 于所述燃烧室而设置的根据技术方案1所述的燃料喷嘴，所述燃料喷嘴构造成向所述燃烧 室提供燃料流。 参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得 更好理解。结合在本说明书中并构成其部分的附图例示了本发明的实施例，并与描述一起 用于阐释本发明的原理。 附图说明 在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术 人员的完整且充分的公开，在附图中： 图1是结合燃料喷嘴和燃烧器组件的示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性 横截面视图； 图2是图1中所示出的示例性发动机的燃烧器组件的示例性实施例的轴向横截面视图； 图3是根据本公开的方面的燃料喷嘴的实施例的剖面纵向横截面视图； 图4是根据本公开的方面的燃料喷嘴的实施例的流径视图； 图5是根据图2-4中所提供的公开的方面的燃料喷嘴的实施例的透视图； 图6是根据图2-4中所提供的公开的方面的燃料喷嘴的另一实施例的透视图； 图7是根据本公开的方面的燃料喷嘴的实施例的部分的流径视图； 图8是根据本公开的方面的燃料喷嘴的另一实施例的部分的流径视图； 图9是根据本公开的方面的燃料喷嘴的成对的燃料喷射器的实施例的透视图；以及 图10是包括根据本公开的方面的燃料喷嘴的示例性实施例的图2的燃烧器组件的环形 区段的部分的流径视图。 本说明书和附图中的参考字符的重复使用旨在表示本发明的相同或类似的特征 或元件。