噴燃器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種噴燃器。噴燃器(1)包括渦流室(2)。渦流室(2)具有限定中心軸線(5)的大致圓錐形形狀。渦流室(2)由多個(gè)壁元件(7)限定。壁元件(7)的壓力側(cè)(18)、吸入側(cè)(19)和后緣(20)處的噴嘴(12)的組合放置用于燃料噴射。壁元件(7)限定彼此之間的槽(8)。槽(8)在連續(xù)平面(11、11’)中沿軸向具有不同的寬度(W)，其中，所述平面(11、11’)垂直于中心軸線(5)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】噴燃器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及噴燃器。
[0002]特別地，噴燃器是預(yù)混合噴燃器(即，布置成生成預(yù)混合火焰的噴燃器)；例如，該預(yù)混合噴燃器可在燃?xì)鉁u輪中使用。
【背景技術(shù)】
[0003]從現(xiàn)有技術(shù)中已知的預(yù)混合噴燃器具有渦流室和用于將燃料引導(dǎo)到渦流室中的噴槍。
[0004]常規(guī)的渦流室可由扇形板限定，該扇形板彼此側(cè)面相連接，以便限定具有圓錐形形狀的渦流室。
[0005]另外，在相鄰的扇形板之間，具有沿渦流器的軸向跨度的恒定寬度的槽限定用于將氧化劑(諸如空氣)引導(dǎo)到渦流室中。換言之，這些槽在連續(xù)平面中沿軸向具有恒定寬度，其中，這些平面垂直于噴燃器的中心軸線。
[0006]靠近槽，還設(shè)置用于燃料供應(yīng)的供應(yīng)管(典型地設(shè)置有噴嘴)。
[0007]這些預(yù)混合噴燃器被證實(shí)具有良好的性能，無(wú)論如何，渦流室中形成的氧化劑與燃料的混合物在一些條件下可不為最佳的。
[0008]混合優(yōu)化在預(yù)混合噴燃器中為非常重要的，這是因?yàn)槠溆绊懭紵抑邪l(fā)生的燃燒的質(zhì)量，該燃燒室典型地連接在噴燃器的下游(相對(duì)于燃燒氣體流)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開(kāi)的方面包括提供一種噴燃器，其具有改進(jìn)的氧化劑(諸如空氣)與燃料(液體燃料或氣體燃料)的混合。
[0010]這些和另外的方面通過(guò)提供根據(jù)所附權(quán)利要求的噴燃器來(lái)獲得。
[0011]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)，可提供一種噴燃器，其具有受控制的排出流和改進(jìn)的氧化劑與燃料的混合。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將從經(jīng)由附圖中的非限制性實(shí)例說(shuō)明的、噴燃器的優(yōu)選而非排他的實(shí)施例的描述為更加顯而易見(jiàn)的，其中:
[0013]圖la、lb是本發(fā)明的實(shí)施例中的噴燃器的示意圖；
[0014]圖2示出了壁元件處的燃料噴嘴；
[0015]圖3是通過(guò)圖1a的線II1-1II的截面圖；
[0016]圖4和圖5示出了壁元件和由它們限定的槽的兩個(gè)不同實(shí)施例；
[0017]圖6a、6b、6c以放大圖示出了圖1的通路24的細(xì)節(jié)；以及
[0018]圖7是通過(guò)圖1的線VI1-VII的截面圖。
[0019]部件列表[0020]I噴燃器
[0021]2渦流室
[0022]3 噴槍
[0023]5中心軸線
[0024]7壁元件
[0025]8 槽
[0026]11、11，平面
[0027]12 噴嘴
[0028]13供應(yīng)回路
[0029]15收集器
[0030]16 間隙
[0031]18壓力側(cè)
[0032]19吸入側(cè)
[0033]20 后緣
[0034]22過(guò)渡元件
[0035]23混合管
[0036]23a燃燒室
[0037]24 通路
[0038]25 內(nèi)側(cè)
[0039]26夕卜側(cè)
[0040]28 入口
[0041]29 出口
[0042]30 氣室
[0043]31徑向間隙
[0044]32間隔件
[0045]O重疊部
[0046]W 寬度。
【具體實(shí)施方式】
[0047]參照附圖，示出噴燃器I (優(yōu)選為混合噴燃器)，其包括渦流室2和渦流室2中的噴槍3。噴槍3在圖1a中示出為延伸超過(guò)渦流室2，但是在不同實(shí)施例中，噴槍可比渦流室的軸向長(zhǎng)度短，并且因此，噴槍3上的端部可收容在渦流室2中。
[0048]渦流室2具有大致錐形形狀，并且限定中心軸線5。
[0049]渦流室2由多個(gè)壁元件7限定，多個(gè)壁元件7彼此側(cè)面相連接，并且在彼此之間限定槽8。這可在圖1b的示意性透視圖中看到。
[0050]根據(jù)本發(fā)明，槽8在垂直于中心軸線5的連續(xù)平面11、11’中沿軸向具有不同的寬度W。這意味著它們沿渦流室的軸向跨度具有變化的寬度，軸向由中心軸線5限定。
[0051]沿渦流器的跨度的槽寬度變化的特征限定成使得能夠控制穿過(guò)渦流器槽的氣流分布，并獲得規(guī)定的排出流特征。[0052]如可在圖4中看到的，壁元件7限定壓力側(cè)18、吸入側(cè)19和后緣20。壁元件7中的至少一些包括噴嘴12 (圖4、圖5)，噴嘴12位于壓力側(cè)18和/或吸入側(cè)19和/或后緣20處。
[0053]優(yōu)選地，壁元件7為翼型元件，其可在壁元件7的后緣與另一個(gè)壁元件7的前緣之間具有重疊部O (見(jiàn)圖3)，或者沒(méi)有該重疊部O。
[0054]另外，壁元件7中的至少一些具有用于燃料噴射的噴嘴12和用于噴嘴12的供應(yīng)回路13(見(jiàn)圖2、圖4、圖5)。噴嘴12連接于供應(yīng)回路13。在優(yōu)選實(shí)施例中，位于壁元件7的一側(cè)的噴嘴的供應(yīng)回路13連接于分離的供應(yīng)回路而非位于壁元件的另一側(cè)的噴嘴。供應(yīng)回路13可具有絕熱的插入件(在需要時(shí))。
[0055]噴燃器I還具有連接于供應(yīng)回路13的收集器15 (見(jiàn)圖1a)。
[0056]收集器15具有環(huán)形形狀，并且位于渦流室2的較小端部處。
[0057]在另一個(gè)實(shí)施例中，收集器15具有連接于分離的供應(yīng)回路13的分離且隔離的室。
[0058]根據(jù)圖la，收集器15具有大于噴槍直徑的直徑，使得間隙16限定在渦流室2的頂端的區(qū)域處。空氣可通過(guò)該間隙16 (在設(shè)置時(shí))進(jìn)入渦流室2。
[0059]噴燃器I還具有渦流室2的較大端部處的過(guò)渡元件22。另外，混合管23連接于過(guò)渡元件22。接著，混合管23連接于燃燒室23a，其中，噴燃器中形成的混合物的燃燒發(fā)生(圖1a)。
[0060]通路24設(shè)置在過(guò)渡元件22與混合管23之間。通路24的細(xì)節(jié)在圖6a、6b、6c和圖7中示出。
[0061]通路24使混合管23的內(nèi)側(cè)25連接于外側(cè)26。
[0062]例如，通路的入口 28面向混合管23和渦流室2的外側(cè)26，而通路24的出口 29面向混合管23的內(nèi)側(cè)25。
[0063]通路24優(yōu)選地布置成排放大致平行于混合管表面的流；這抵消回火，這是因?yàn)樽畲蟮幕鼗痫L(fēng)險(xiǎn)在靠近混合管表面的區(qū)域處發(fā)生。
[0064]過(guò)渡元件22具有面向渦流室2的較大端部和面向混合管23的較小端部?；旌瞎?3可為燃燒室前面板的集成部分，或者為預(yù)組裝有燃燒室前面板的分離元件。
[0065]在描述的布置中，當(dāng)插入渦流器時(shí)，利用以上描述的滑動(dòng)接合件組裝渦流器和混合管，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴燃器的組裝和拆卸變得容易。
[0066]在優(yōu)選實(shí)施例中，通路24具有超過(guò)由于熱膨脹而產(chǎn)生的混合管和渦流器的軸向移動(dòng)的軸向長(zhǎng)度。參考圖6a、圖6b，通過(guò)通路24排放的流由通路24的徑向?qū)挾?1控制。描述的布置確保經(jīng)過(guò)通路24的清洗流的控制。
[0067]在可選實(shí)施例中(見(jiàn)圖6c和圖7)，在通路24中，間隔件32包括在混合管和/或渦流器的表面上，以避免兩個(gè)部件的偏心，同時(shí)仍允許滑動(dòng)和空氣通過(guò)。這些間隔件32可在軸向上對(duì)齊或傾斜，以便控制清洗流的渦流，例如優(yōu)化回火性能。
[0068]噴燃器的操作從該描述和說(shuō)明是顯而易見(jiàn)的，并且大致如下。
[0069]當(dāng)安裝在例如燃?xì)鉁u輪中時(shí)，噴燃器I收容在氣室30中，氣室30在操作期間容納高壓空氣。
[0070]來(lái)自氣室的空氣經(jīng)過(guò)槽8并且進(jìn)入渦流室2。
[0071 ] 因?yàn)楸谠?成形為類(lèi)似翼型件，并且槽8在垂直于中心軸線的連續(xù)平面11、11’中沿軸向具有不同的寬度，所以穿過(guò)槽8的空氣流的特性可在槽8內(nèi)的給定軸向且徑向等同的位置處被控制。例如，可根據(jù)渦流室2內(nèi)存在的條件來(lái)調(diào)節(jié)空氣速度。這允許渦流室2內(nèi)的混合的優(yōu)化和/或燃燒室23a的入口處的流場(chǎng)的優(yōu)化。
[0072]另外，在較大表面上面噴射燃料的噴嘴12進(jìn)一步有助于混合。來(lái)自壓力側(cè)18、吸入側(cè)19和后緣20的噴射噴嘴12的組合容許根據(jù)從變化的槽寬度獲得的空氣流分布來(lái)以規(guī)定的方式控制燃料分布。
[0073]因此，本公開(kāi)的噴燃器I的操作為更有效的，并且允許更低的脈動(dòng)、CO和NOx生成。
[0074]當(dāng)然，描述的特征可彼此獨(dú)立地設(shè)置。
[0075]在實(shí)踐中，可根據(jù)要求和現(xiàn)有技術(shù)隨意地選擇使用的材料和尺寸。
【權(quán)利要求】
1.一種噴燃器(I)，其包括渦流室(2)，其中: 所述渦流室(2)具有限定中心軸線(5)的大致圓錐形形狀， 所述渦流室(2)由多個(gè)壁元件(7)限定， 所述壁元件(7)限定壓力側(cè)(18)、吸入側(cè)(19)和后緣(20)，其中，所述壁元件(7)中的至少一些包括用于燃料噴射的噴嘴(12)，所述噴嘴(12)位于所述壓力側(cè)(18)、所述吸入側(cè)(19)、所述后緣(20)或這些位置的任何組合處， 所述壁元件(7)限定彼此之間的槽(8)， 其特征在于，所述槽(8)在連續(xù)平面(11、11’)中沿軸向具有不同的寬度(W)，其中，所述平面(11、11’ )垂直于所述中心軸線(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴燃器(I)，其特征在于，所述壁元件(7)為翼型元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴燃器(I)，其特征在于，具有所述渦流室(2)的更大端部處的過(guò)渡元件(22)和混合管(23)，所述混合管(23)連接于所述過(guò)渡元件(22)，以單獨(dú)的元件制造，并且接著連接在一起，其中，至少一個(gè)通路(24)設(shè)置在所述過(guò)渡元件(22)與所述混合管(23)之間，并且所述通路(24)的入口(28)面向所述混合管(23)和所述渦流室(2)的外側(cè)(26)，而所述通路(24)的出口 (29)面向所述混合管(23)的內(nèi)側(cè)(25)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴燃器(I)，其特征在于，所述通路(24)布置成大致平行于所述混合管(23)的表面使流排放穿過(guò)其，其中，所述通路(24)的出口(29)的軸向位置和所述通路(24)的徑向間隙(31)為固定的，以確保在所有操作條件下穿過(guò)所述通路(24)的受控制流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴燃器(1)，其特征在于，間隔件(32)在所述通路(24)中布置在所述混合管(23)和/或所述過(guò)渡元件(22)的表面上，以避免兩個(gè)部件的偏心，同時(shí)仍允許滑動(dòng)和空氣通過(guò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴燃器(I)，其特征在于，所述間隔件(32)為軸向傾斜的，以便控制清洗流的渦流達(dá)到期望值。
【文檔編號(hào)】F23R3/02GK103776058SQ201310692756
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月22日
【發(fā)明者】F·M·根恩, M·里伊科, S·伯內(nèi)羅, B·派科特, E·弗雷塔格 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司