本主題大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴。更具體而言，本主題涉及用于具有用于大體上商業(yè)航空飛行器的TAPS(雙環(huán)形預(yù)旋流)燃燒器的燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴。

背景技術(shù)：

飛行器燃氣渦輪發(fā)動機包括燃燒器，其中燃燒焚燒來將熱輸入到發(fā)動機循環(huán)中。典型的燃燒器結(jié)合一個或更多個燃料噴射器，其功能在于將液體燃料引入空氣流中，使得其可霧化和焚燒。

分級燃燒器開發(fā)成以低污染、高效率、低成本、高發(fā)動機輸出和良好發(fā)動機可操作性來操作。在分級燃燒器中，燃燒器的燃料噴嘴可操作成經(jīng)由兩個或更多個分立級來有選擇地噴射燃料，各個級均由燃料噴嘴內(nèi)的獨立燃料流動通路限定。例如，燃料噴嘴可包括連續(xù)地操作的引導(dǎo)級，以及僅在較高發(fā)動機功率水平下操作的主級。此燃料噴嘴的實例為雙環(huán)形預(yù)混旋流器(TAPS)燃料噴嘴。燃料流速也可在各個級內(nèi)變化。

TAPS燃料噴嘴需要噴射器內(nèi)的兩個噴射/混合級來用于低排放。最大引導(dǎo)級末梢流動數(shù)目且因此流動能力由低流動狀態(tài)(例如，啟動和怠速)下的霧化性能限制。因此，存在特別是相對于TAPS形式的燃料噴嘴的引導(dǎo)級中的高流動能力的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地闡明，或可從描述中清楚，或可通過實施本發(fā)明理解到。

引導(dǎo)燃料噴射器大體上提供成用于燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴。在一個實施例中，引導(dǎo)燃料噴射器包括從上游端延伸到下游端的沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁，其中沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁相對于中心線軸線具有發(fā)散-會聚定向，以限定具有上游直徑、喉部和下游直徑的中空管，使得喉部具有小于上游直徑和下游直徑兩者的內(nèi)徑。引導(dǎo)燃料噴射器還包括定位在中空管的上游端處的中心空氣回路，其中中心空氣回路由具有中心旋流導(dǎo)葉的中心旋流器限定。環(huán)形燃料通路限定引導(dǎo)燃料噴射器的下游端，且在引導(dǎo)燃料計量孔口處與中心體壁交叉。引導(dǎo)燃料膜表面在環(huán)形燃料通路下游。大體上，喉部定位在中心旋流器與引導(dǎo)燃料計量孔口之間。

本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴的引導(dǎo)燃料噴射器，包括：從上游端延伸至下游端的沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁，其中所述沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁相對于中心線軸線具有發(fā)散-會聚定向，以限定具有上游直徑、喉部和下游直徑的中空管，以及其中所述喉部具有小于所述上游直徑和所述下游直徑兩者的內(nèi)徑；定位在所述中空管的上游端處的中心空氣回路，其中所述中心空氣回路由具有中心旋流導(dǎo)葉的中心旋流器限定；限定所述引導(dǎo)燃料噴射器的下游端的環(huán)形燃料通路，所述燃料通路在引導(dǎo)燃料計量孔口處與中心體壁交叉；以及所述環(huán)形燃料通路下游的引導(dǎo)燃料膜表面，其中所述喉部定位在所述中心旋流器與所述引導(dǎo)燃料計量孔口之間。

本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述中心體壁在所述喉部與所述引導(dǎo)燃料計量孔口之間的下游部分中限定關(guān)于所述中心線軸線的大約3°到大約7°的平均發(fā)散角。

本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述中心體壁在所述喉部與所述引導(dǎo)燃料計量孔口之間的所述下游部分中限定關(guān)于所述中心線軸線的大約4°到大約6°的平均發(fā)散角。

本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述中心體壁在所述中心旋流器與所述喉部之間的上游部分中限定關(guān)于所述中心線軸線的大約3°到大約7°的平均會聚角。

本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述中心體壁在所述中心旋流器與所述喉部之間的所述上游部分中限定關(guān)于所述中心線軸線的大約4°到大約6°的平均會聚角。

本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，喉部直徑為沿所述中心線軸線從所述喉部到所述引導(dǎo)燃料膜表面的下游端測得的喉部到預(yù)成膜器距離的大約0.75到大約1.25倍。

本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述喉部直徑為沿所述中心線軸線從所述喉部到所述引導(dǎo)燃料膜表面的下游端測得的喉部到預(yù)成膜器距離的大約0.9到大約1.1倍。

本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，如通過將從所述引導(dǎo)燃料計量孔口至所述引導(dǎo)燃料膜表面下游的內(nèi)空氣回路的所述引導(dǎo)燃料膜表面的距離除以由所述引導(dǎo)燃料膜表面限定的最小直徑所測得的，所述引導(dǎo)燃料膜表面的長度與直徑的比為大約0.3到大約0.75。

本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述引導(dǎo)燃料膜表面從所述引導(dǎo)燃料計量孔口至所述引導(dǎo)燃料膜表面下游的內(nèi)空氣回路具有恒定直徑。

本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第九技術(shù)方案中，所述引導(dǎo)燃料膜表面的所述恒定直徑大于所述沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁的下游直徑。

本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述中心旋流導(dǎo)葉限定后緣，其相對于所述中心線軸線具有大約40°到大約50°的角。

本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，還包括：包繞所述沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁的外引導(dǎo)中心體壁；以及定位在所述內(nèi)引導(dǎo)中心體壁與所述外引導(dǎo)中心體壁之間的引導(dǎo)燃料筒，其中所述引導(dǎo)燃料筒與所述環(huán)形燃料通路流體連通，以便提供穿過其間且提供到所述引導(dǎo)燃料膜表面上的燃料。

本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，還包括：從限定在所述內(nèi)引導(dǎo)中心體壁與所述引導(dǎo)燃料筒之間的內(nèi)吹掃空氣腔延伸的內(nèi)吹掃空氣入口端口。

本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十三技術(shù)方案中，所述內(nèi)吹掃空氣腔具有所述內(nèi)引導(dǎo)中心體壁與所述引導(dǎo)燃料筒之間的距離增大的膨脹區(qū)域，以及所述內(nèi)引導(dǎo)中心體壁與所述引導(dǎo)燃料筒之間的距離減小的收縮區(qū)域。

本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，還包括：從限定在所述引導(dǎo)燃料筒與所述外引導(dǎo)中心體壁之間的外吹掃空氣腔延伸的外吹掃空氣入口端口。

本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十五技術(shù)方案中，所述外吹掃空氣腔具有所述外引導(dǎo)中心體壁與所述引導(dǎo)燃料筒之間的距離增大的膨脹區(qū)域，以及所述外引導(dǎo)中心體壁與所述引導(dǎo)燃料筒之間的距離減小的收縮區(qū)域。

本發(fā)明的第十七技術(shù)方案提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機的燃料噴嘴，包括：權(quán)利要求1所述的引導(dǎo)燃料噴射器；以及包繞所述引導(dǎo)燃料噴射器的環(huán)形分流器，其中所述環(huán)形分流器限定引導(dǎo)燃料膜表面下游的分流器喉部，其中所述分流器喉部具有大于由所述引導(dǎo)燃料膜表面限定的恒定直徑的直徑。

本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十七技術(shù)方案中，還包括：包繞所述引導(dǎo)燃料噴射器和所述分流器的環(huán)形第一殼體，所述第一殼體具有沿軸向定位在所述主燃料噴射器和所述分流器下游的出口。

本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十八技術(shù)方案中，還包括：以徑向陣列定位在所述第一殼體外的多個燃料噴射端口，所述燃料噴射端口設(shè)置成與燃料供應(yīng)源連通，且定位成將第二燃料流排放至所述第一殼體的所述出口的軸向上游的位置處的第三空氣流中。

本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將參照以下描述和所附權(quán)利要求變得更好理解。并入且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，且連同描述用于闡釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

包括針對本領(lǐng)域的技術(shù)人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且開放的公開內(nèi)容在參照附圖的說明書中提出，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的方面構(gòu)成的燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴的示意性截面視圖；

圖2為圖1的燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴的分解示意性截面視圖；以及

圖3為圖1的燃料發(fā)動機燃料噴嘴的引導(dǎo)部分的分解示意性截面視圖。

零件列表

10 燃料噴嘴

12 燃料系統(tǒng)

14 引導(dǎo)控制閥

16 引導(dǎo)燃料導(dǎo)管

17 引導(dǎo)燃料筒

18 引導(dǎo)燃料噴射器

19 引導(dǎo)供應(yīng)管線

20 主閥

21 引導(dǎo)燃料計量孔口

22 主燃料導(dǎo)管

23 引導(dǎo)燃料成膜表面

24 主噴射環(huán)

25 環(huán)形燃料通路

26 中心線軸線

28 分流器

30 文氏管

31 文氏管壁

32 內(nèi)體

34 主環(huán)支承件

36 外體

38 內(nèi)吹掃空氣入口端口

39 內(nèi)吹掃空氣腔

40 內(nèi)引導(dǎo)中心體壁

41 外引導(dǎo)中心體壁

42 排放孔口

43 喉部

44 外吹掃空氣入口端口

45 外吹掃空氣腔

48 中心旋流導(dǎo)葉

50 中心空氣回路

51 中心旋流器

52 內(nèi)空氣導(dǎo)管

54 上游區(qū)段

56 喉部

58 發(fā)散區(qū)段

60 內(nèi)空氣旋流器

61 內(nèi)旋流器導(dǎo)葉

62 上游區(qū)段

64 喉部

66 發(fā)散區(qū)段

67 外空氣旋流器

68 外旋流導(dǎo)葉

69 外空氣回路

70 隔熱罩

72 燃料噴嘴柄

76 主燃料通道

78 主燃料孔口

80 引導(dǎo)燃料通道

82 前端

84 擋板

86 孔

88 外表面

90 流動通路

92 噴霧孔

94 開口

96 空隙

100 膨脹區(qū)域

102 收縮區(qū)域

104 膨脹環(huán)形區(qū)域

200 膨脹區(qū)域

202 收縮區(qū)域

204 膨脹環(huán)形區(qū)域。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。該詳細描述使用了數(shù)字和字母標號來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標記用于表示本發(fā)明的相似或類似的部分。如本文中所使用的，用語"第一"、"第二"和"第三"可互換使用，以將一個構(gòu)件與另一個區(qū)分開，且不旨在表示獨立構(gòu)件的位置或重要性。用語"上游"和"下游"是指相對于流體通路中的流體流的相對方向。例如，"上游"是指流體流自的方向，且"下游"指示流體流至的方向。

圖1示出了構(gòu)造成將液體烴燃料噴射到燃氣渦輪發(fā)動機燃燒器(未示出)的空氣流中的類型的示例性燃料噴嘴10。燃料噴嘴10為"分級"類型，意味著其可操作成有選擇地噴射燃料穿過兩個或更多個分立的級，各個級由燃料噴嘴10內(nèi)的獨立燃料流動通路限定。燃料流速也可在各個級內(nèi)變化。

燃料噴嘴10連接到已知類型的燃料系統(tǒng)12上，其可操作成根據(jù)操作需要在變化的流速下供應(yīng)液體燃料流。燃料系統(tǒng)將燃料供應(yīng)至聯(lián)接到引導(dǎo)燃料導(dǎo)管16上的引導(dǎo)控制閥14，導(dǎo)管16繼而又將燃料供應(yīng)至燃料噴嘴10內(nèi)的引導(dǎo)供應(yīng)管線19。燃料系統(tǒng)12還將燃料供應(yīng)至聯(lián)接到主燃料導(dǎo)管22上的主閥20，導(dǎo)管22繼而又供應(yīng)燃料噴嘴10的主噴射環(huán)24。

出于描述目的，將參照燃料噴嘴10的中心線軸線26，其大體上平行于將使用燃料噴嘴10的發(fā)動機(未示出)的中心線軸線。所示燃料噴嘴10的主要構(gòu)件設(shè)置成平行于且包繞中心線軸線26延伸，大體上作為一系列同心環(huán)。從中心線軸線26開始且沿徑向向外行進，主要構(gòu)件為：引導(dǎo)燃料噴射器18、分流器28、文氏管30、內(nèi)體32、主環(huán)支承件34、主噴射環(huán)24和外體36。將詳細描述這些結(jié)構(gòu)中的每一個。

引導(dǎo)燃料噴射器18設(shè)置在燃料噴嘴10的上游端處，與中心軸線26對準。如圖所示，引導(dǎo)燃料噴射器18包括沿軸向為長形的形成中空管的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁40，以及外引導(dǎo)中心體壁41。環(huán)形燃料通路25限定引導(dǎo)燃料噴射器18的中空管的下游端，其中燃料通路25與中心體壁40在引導(dǎo)燃料計量孔口21處交叉。引導(dǎo)燃料膜表面23在環(huán)形燃料通路25下游，使得其上游端由引導(dǎo)燃料計量孔口21限定。引導(dǎo)燃料膜表面23終止于內(nèi)空氣回路52處的其下游端處。

中心體40具有引導(dǎo)燃料計量孔口21下游的發(fā)散-會聚定向，以限定中心旋流器51與引導(dǎo)燃料計量孔口21之間的喉部43。在一個實施例中，喉部43具有為沿中心線軸線26從喉部43到引導(dǎo)燃料膜表面23的下游端測得的喉部到預(yù)成膜器的距離的大約0.75到大約1.25倍的喉部直徑。例如，喉部43可具有喉部到預(yù)成膜器距離的大約0.9到大約1.1倍的喉部直徑。

喉部43具有小于由中心體壁40限定的引導(dǎo)燃料噴射器18內(nèi)的任何其它區(qū)域的直徑的內(nèi)徑。在一個實施例中，中心體壁40在喉部43與引導(dǎo)燃料計量孔口21之間的下游部分中限定關(guān)于中心線軸線26大約3°到大約7°的平均發(fā)散角，諸如大約4°到大約6°。在一個實施例中，中心體壁40在中心體旋流器51與喉部43之間的上游部分限定關(guān)于中心線軸線26大約1°到大約15°的平均會聚角，諸如大約5°到大約10°。

通過使從引導(dǎo)燃料計量孔口21到內(nèi)空氣回路52的引導(dǎo)燃料膜表面23的距離除以由引導(dǎo)燃料膜表面23限定的最小直徑測量，引導(dǎo)燃料膜表面23的長度與直徑之比在特定實施例中為大約0.3到大約0.75。在一個實施例中，引導(dǎo)燃料膜表面23具有從引導(dǎo)燃料計量孔口21到內(nèi)空氣回路52的恒定直徑。在一個特定實施例中，引導(dǎo)燃料膜表面23的恒定直徑大于沿軸向長形的內(nèi)引導(dǎo)中心體壁的下游直徑。

中心空氣回路50由具有中心旋流導(dǎo)葉48的中心旋流器51限定，導(dǎo)葉48成形和定向成將旋流引入流過中心旋流器51且流入引導(dǎo)燃料噴射器18的空氣中。在一個實施例中，中心旋流導(dǎo)葉51限定后緣，其相對于中心線軸線26具有大約40°到大約50°的角。

引導(dǎo)燃料筒17定位在內(nèi)引導(dǎo)中心體壁40與外引導(dǎo)中心體壁41之間，且提供用于旋流供應(yīng)管線19的旋流通路。如下文所述，引導(dǎo)燃料回路設(shè)計成通過導(dǎo)送穿過定位在環(huán)形徑向外側(cè)主回路且最接近主中心體的通路來與主燃料回路熱聯(lián)接。當引導(dǎo)燃料圍繞環(huán)流動時，通路設(shè)計成圍繞每個主噴射柱分開和再連結(jié)流。當引導(dǎo)流繼續(xù)其行程而超過主環(huán)且至引導(dǎo)中心體時，引導(dǎo)燃料進入引導(dǎo)燃料筒17，且在遇到引導(dǎo)燃料計量孔口21之前經(jīng)過圍繞中心線的兩個螺旋回路，其為具有帶螺旋流和計量孔口的環(huán)形結(jié)構(gòu)。

引導(dǎo)燃料噴射器18限定相對小的穩(wěn)定引導(dǎo)火焰區(qū)域，其由鼓風(fēng)(air blast)引導(dǎo)燃料噴射器18供燃料，且以由中心空氣回路50和內(nèi)空氣回路52供應(yīng)的空氣來設(shè)置。該引導(dǎo)焚燒區(qū)域在徑向意義上中心地位于環(huán)形燃燒器流場內(nèi)，且由中心空氣回路50和內(nèi)空氣回路52供應(yīng)空氣。

如圖2和3中更特別示出，引導(dǎo)燃料噴射器18限定從內(nèi)吹掃空氣腔39延伸的內(nèi)吹掃空氣入口端口38，其限定在內(nèi)引導(dǎo)中心體壁40與引導(dǎo)燃料筒17之間。引導(dǎo)燃料噴射器18還限定從外吹掃空氣腔45延伸的外吹掃空氣入口端口44，其限定在引導(dǎo)燃料筒17與外引導(dǎo)中心體壁41之間。內(nèi)吹掃空氣入口端口38和外吹掃空氣入口端口44尺寸和位置確定為與受控的流出間隙大小相聯(lián)，以通過保持內(nèi)部速度最小來管理熱氣體進氣和內(nèi)部對流加熱，同時仍提供在所有時間穿過流出吹掃間隙的小主動流動，以便分別保持相對于進入腔39,45中的燃料的回流的裕度。保持吹掃流最小也保持了噴射部位處的局部對流加熱最小。

內(nèi)吹掃空氣腔39和外吹掃空氣腔45定位在引導(dǎo)燃料筒17的任一側(cè)上，以便有助于平衡任一個內(nèi)的壓力潛力，且因此使從一個到另一個穿過中心體穿越管的內(nèi)部空氣流極小化。這樣平衡減小了穿過該通路內(nèi)的中心體之間的引導(dǎo)管的對流加熱，且確保了由穿越的位置中的燃料軸承通路的表面上的空氣沖擊引起的極小加熱。

如圖3中所示，內(nèi)吹掃空氣腔39具有膨脹區(qū)域100，其中內(nèi)引導(dǎo)中心體壁40與引導(dǎo)燃料筒17之間的距離增大。另外，內(nèi)吹掃空氣腔39具有收縮區(qū)域102，其中內(nèi)引導(dǎo)中心體壁40與引導(dǎo)燃料筒17之間的距離減小。膨脹的環(huán)形區(qū)域104限定在膨脹區(qū)域100與收縮區(qū)域102之間。內(nèi)吹掃空氣入口端口38在其最小距離處(即，與膨脹環(huán)形區(qū)域104相對)從收縮區(qū)域102延伸。

類似地，外吹掃空氣腔45具有膨脹區(qū)域200，其中外引導(dǎo)中心體壁41與引導(dǎo)燃料筒17之間的距離增大。另外，外吹掃空氣腔45具有收縮區(qū)域202，其中外引導(dǎo)中心體壁41與引導(dǎo)燃料筒17之間的距離減小。膨脹的環(huán)形區(qū)域204限定在膨脹區(qū)域200與收縮區(qū)域202之間。外空氣入口端口45在其最小距離處(即，與膨脹環(huán)形區(qū)域204相對)從收縮區(qū)域202延伸。

再次參看圖1，環(huán)形分流器28包繞引導(dǎo)燃料噴射器18。沿軸向順序，它包括：大體上圓柱形的上游區(qū)段54、最小直徑的分流器喉部56，以及下游發(fā)散表面58。如圖所示，分流器喉部56在引導(dǎo)燃料膜表面23下游，且具有大于由引導(dǎo)燃料膜表面23限定的下游直徑。下游發(fā)散區(qū)段58關(guān)于中心線軸線26具有大約24°到大約40°的平均發(fā)散角。在一個實施例中，下游發(fā)散區(qū)段58具有基本恒定的發(fā)散角(例如，關(guān)于中心線軸線26的大約24°到大約40°的發(fā)散角)。

內(nèi)空氣回路52內(nèi)，內(nèi)空氣旋流器60包括內(nèi)旋流導(dǎo)葉61的徑向陣列，其在引導(dǎo)中心體40與分流器28的上游區(qū)段54之間延伸。內(nèi)旋流導(dǎo)葉61成形和定向成將旋流引入經(jīng)過內(nèi)空氣旋流器60的空氣流中。在一個實施例中，內(nèi)旋流導(dǎo)葉61限定后緣，其具有關(guān)于中心線軸線大約10°到大約35°的角。在一個特定實施例中，從內(nèi)空氣旋流器60至其與膜引導(dǎo)燃料膜表面23的交點限定的內(nèi)空氣回路52具有外引導(dǎo)中心體壁41與環(huán)形分流器28的上游區(qū)段54之間的基本恒定的通路環(huán)形間距。在不期望由任何特定理論的約束的情況下，相信這基本恒定的間距允許較高速度的空氣停留在內(nèi)表面上，以便提供流出燃料成膜表面23的燃料的良好霧化。

環(huán)形文氏管30包繞分流器28。以軸向順序，它包括：大體上圓柱形的上游區(qū)段62、最小直徑的喉部64，以及下游發(fā)散區(qū)段66。在一個實施例中，下游發(fā)散區(qū)段66關(guān)于中心線軸線具有大約28°到大約44°的平均發(fā)散角。在一個特定實施例中，下游發(fā)散區(qū)段66可具有關(guān)于中心線軸線成大約28°到大約44°的基本恒定的發(fā)散角。

外空氣回路69包括外旋流導(dǎo)葉68的徑向陣列，其限定在分流器28與文氏管30之間延伸的外空氣旋流器67。外旋流導(dǎo)葉68、分流器28和內(nèi)旋流導(dǎo)葉60物理地支承引導(dǎo)燃料噴射器18。外旋流導(dǎo)葉68成形和定向成將旋流引入經(jīng)過外空氣旋流器67的空氣流中。在一個實施例中，外旋流導(dǎo)葉限定后緣，其關(guān)于中心線軸線具有大約40°到大約60°的角，諸如大約40°到大約55°。

文氏管30的開孔限定用于穿過燃料噴嘴10的引導(dǎo)空氣流的流動通路。環(huán)形沿徑向延伸的板的形式的隔熱罩70可設(shè)置在發(fā)散區(qū)段66的后端處。已知類型的熱障涂層(TBC)(未示出)可應(yīng)用于隔熱罩70和/或發(fā)散區(qū)段66的表面。

為了保持燃料離開文氏管壁31和有助于保持引導(dǎo)穩(wěn)定性，同時兩個焚燒區(qū)域略微獨立操作，空氣的緩沖區(qū)域沿文氏管31經(jīng)由由外旋流導(dǎo)葉68形成的外空氣回路69添加。外空氣回路69為環(huán)形通路，其位于文氏管壁31徑向內(nèi)側(cè)且直接鄰近分流器28，分流器28分開內(nèi)空氣回路52和外空氣回路69，且允許任一回路的完全獨立的設(shè)計參數(shù)(即，導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動角、出口交點、動量劃分和有效區(qū)域)。在一個實施例中，外空氣回路69從外空氣旋流器67到環(huán)形分流器28的下游端限定，具有環(huán)形文氏管30與環(huán)形分流器28之間的基本恒定的通路間距。

環(huán)形內(nèi)體32包繞文氏管30，且用作徑向隔熱罩和下文所述的其它功能。環(huán)形主環(huán)支承件34包繞內(nèi)體32。主環(huán)形支承件34用作主噴射環(huán)24與靜止安裝結(jié)構(gòu)(諸如燃料噴嘴柄72)之間的機械連接。

主噴射環(huán)24為環(huán)形形式，且包繞文氏管30。它可由一個或更多個主支承臂(未示出)連接到主環(huán)形支承件34上。主噴射環(huán)24包括沿周向方向延伸的主燃料通道76，其聯(lián)接到主燃料導(dǎo)管22上且由主燃料導(dǎo)管22供應(yīng)燃料。形成在主噴射環(huán)24中的主燃料孔口78的徑向陣列與主燃料通道76連通。在發(fā)動機操作期間，燃料經(jīng)由主燃料孔口78排放。一個或更多個引導(dǎo)燃料通道80延伸穿過緊鄰主燃料通道76的主噴射環(huán)24。在發(fā)動機操作期間，燃料不斷循環(huán)穿過引導(dǎo)燃料通道80，以冷卻主噴射環(huán)24，且防止主燃料通道76和主燃料孔口78的結(jié)焦。

環(huán)形外體36包繞主噴射環(huán)24、文氏管30和引導(dǎo)燃料噴射器18，且限定燃料噴嘴10的外部范圍。外體36的前端82連結(jié)到柄72上。外體36的后端可包括結(jié)合引導(dǎo)在隔熱罩70處的冷卻孔86的環(huán)形沿徑向延伸的擋板84。大體上圓柱形的外表面88在前端與后端之間延伸，外表面88在操作中暴露于混合器空氣流。外體36限定與文氏管30和內(nèi)體32協(xié)作的副流動通路90。經(jīng)過該副流動通路90的空氣經(jīng)由冷卻孔86排放。

外體36包括稱為噴霧孔92的凹口的環(huán)形陣列。各個噴霧孔92由與主噴射環(huán)24協(xié)作的外體36中的開口94限定。各個主燃料孔口78與一個噴霧孔92對準。

外體36和內(nèi)體32協(xié)作，以限定免受包繞的、外部空氣流的環(huán)形第三空間或空隙96。主噴射環(huán)24容納在該空隙中。在燃料噴嘴10內(nèi)，流動通路提供成用于末梢空氣流，以與空隙96連通，且向空隙96供應(yīng)高于保持噴霧孔92附近位置處的外部壓力的小壓力裕度所需的最小流動。在所示實例中，該流由分別設(shè)置在文氏管30和內(nèi)體32中的小供應(yīng)槽口(未示出)和供應(yīng)孔(未示出)提供。

燃料噴嘴10和其構(gòu)成的構(gòu)件可由一個或更多個金屬合金構(gòu)成。適合的合金的非限制性實例包括鎳基和鈷基合金。燃料噴嘴10或其部分的全部或一部分可為單個整體一件式或整塊式構(gòu)件的一部分，且可使用制造過程制成，該制造過程涉及逐層構(gòu)造或添加制造(與常規(guī)加工過程的材料除去相反)。此過程可稱為"快速制造工藝"和/或"添加制造工藝"，其中用語"添加制造工藝"是這里大體上表示此工藝的用語。添加制造工藝包括但不限于：直接金屬激光熔化(DMLM)、激光近凈成形制造(LNSM)、電子束燒結(jié)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、3D打印(諸如通過噴墨和激光打印)、立體光刻(SLS)、電子束熔化(EBM)、激光工程近凈成形(LENS)，以及直接金屬沉積(DMD)。

前文描述了用于燃氣渦輪發(fā)動機燃料噴嘴的主噴射結(jié)構(gòu)。本說明書中公開的所有特征(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)和/或如此公開的任何方法或工藝的所有步驟可以以除至少一些此類特征和/或步驟互斥的組合外的任何組合來組合。

本書面描述使用了實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它實例。如果此類其它實施例包括并非不同于權(quán)利要求的書面語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的書面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則此類其它實例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。