專利名稱：噴油器和裝有這種噴油器的渦輪機(jī)燃燒室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴油器，該噴油器可適于提供合適的空氣和燃油混合物，該混合物然后在渦輪機(jī)燃燒室內(nèi)燃燒。本發(fā)明還涉及到裝有這種噴油器的燃燒室。
背景技術(shù)：
在每個(gè)渦輪機(jī)燃燒室內(nèi)，至少ー個(gè)噴嘴提供燃油，與固定到燃燒室底壁上的噴油器內(nèi)的空氣混合。該空氣來自渦輪機(jī)壓氣機(jī)的最后ー級(jí)，空氣以環(huán)形方式引入噴油器內(nèi)。燃油經(jīng)由上游的噴嘴被引入，該噴嘴位于集管端部并在定心導(dǎo)向裝置內(nèi)調(diào)整，噴嘴就裝在噴油器上。空氣與燃油混合，然后在燃燒室內(nèi)燃燒，從而產(chǎn)生非常熱的氣體。如圖Ia所示，通常，空氣引入噴油器I是通過由兩個(gè)環(huán)形部件12和14制成的渦流室4來進(jìn)行，每個(gè)環(huán)形部件都帶有吸氣蜂窩，沿周邊分布。擋圈或蓋16根據(jù)燃油流向焊 接到上游部件12上，從而將噴油集管17連接到蜂窩部件上。蜂窩部件12和14彼此軸向布置，并焊接到一起。蜂窩構(gòu)成了徑向延伸并布置在每個(gè)部件周緣上的多個(gè)狹縫15。兩個(gè)部件之間的整體焊接18和19構(gòu)成了這種狹縫15的徑向壁。所述狹縫沿兩個(gè)方向從ー個(gè)部件朝向另ー個(gè)部件，這兩個(gè)方向相對(duì)于以軸線為中心的任何半徑而構(gòu)成了相對(duì)角度?？諝庠谖氖瞎軆?nèi)以相反方向形式進(jìn)行渦流，使得空氣區(qū)重疊，而在這種空氣區(qū)內(nèi)，燃油粒子均勻混合，從而有利于空氣-燃油的混合。為此，這種噴油器包括三個(gè)環(huán)形焊接使每個(gè)部件成為整體的焊接18和19，以及擋圈16和第一部件12之間的ー個(gè)焊接20。靠近狹縫15的焊接需要使用成本很高的專用裝置，從而在制造時(shí)避免狹縫變形。實(shí)際上，如圖Ia所示，噴油器I的焊接18到20都很難實(shí)施，都具有不可重新實(shí)施的特點(diǎn)。具體來講，焊接18和19會(huì)使狹縫變形，這對(duì)空氣流動(dòng)是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決這些問題；特別是，本發(fā)明g在提供一種噴油器，這種噴油器大大降低了成本，易于制造，而且也更堅(jiān)固。為此，本發(fā)明提出按照特定蜂巢結(jié)構(gòu)來布置這些部件，無需在蜂窩部件之間進(jìn)行焊接。更確切地說，本發(fā)明的目的是提供一種燃油-空氣混合噴油器，所述噴油器包括(以同一軸線為中心)，帶有至少兩個(gè)環(huán)形吸氣部件(外部和內(nèi)部)的渦流室、定心導(dǎo)向裝置和擋圈，以及在這種噴油器中，環(huán)形部件提供了蜂窩狀導(dǎo)管，通向由內(nèi)軸向壁構(gòu)成的內(nèi)外同軸文氏管。這些部件同軸安裝，內(nèi)部部件可通過接觸軸向和徑向壁而在外部部件內(nèi)自動(dòng)定心。擋圈、外部部件和內(nèi)部部件都沿相對(duì)的徑向面采用相同徑向平面焊接到一起，擋圈覆蓋定心導(dǎo)向裝置，從而將其保持在徑向殼體內(nèi)。有利的是，焊縫而后會(huì)使內(nèi)部部件保持不轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)噴油器的具體實(shí)施例
外部部件的空氣導(dǎo)管有規(guī)律地分布在兩個(gè)與軸線成正交的凸起部，與另ー個(gè)凸起部的其中一個(gè)導(dǎo)管相比，一個(gè)凸起部的導(dǎo)管能夠相對(duì)于距離軸線的半徑根據(jù)相反方向或相同方向的角度來布置；相反方向的角度在±20 to 40°范圍內(nèi)；內(nèi)部部件的導(dǎo)管布置在外部部件的一個(gè)凸起部的導(dǎo)管的延伸段內(nèi)，并向內(nèi)文氏管打開，外部部件的另ー個(gè)凸起部的導(dǎo)管則向 內(nèi)外文氏管之間構(gòu)成的空間內(nèi)打開；在內(nèi)部部件在外部部件內(nèi)定心并與擋圈焊接在一起之后，內(nèi)部部件的導(dǎo)管適合布置在外部部件凸起部導(dǎo)管的延伸段內(nèi)；導(dǎo)管的截面在至少兩個(gè)垂直方向上的尺寸大體相同；特別是，導(dǎo)管為圓柱形，帶有圓形或方形截面；凸起部的導(dǎo)管數(shù)量相同，一個(gè)凸起部的導(dǎo)管在外部部件周緣上偏置半個(gè)螺距；擋圈的徑向斜切邊可使內(nèi)部部件更容易保持在外部部件上的位置；通過定心導(dǎo)向裝置上形成的擋圈和/或卡箍的合適尺寸，安裝噴嘴的定心導(dǎo)向裝置可適合裝入擋圈徑向壁和內(nèi)部部件徑向壁之間的徑向殼體。本發(fā)明還涉及到裝有上述噴油器的燃燒室。所述燃燒室包括環(huán)形壁和底壁，噴油器的固定裝置布置在燃燒室的底壁上，為與定心導(dǎo)向裝置相連的噴油嘴提供了通行開ロ。通過閱讀參照附圖給出的如下詳細(xì)示例性實(shí)施方式，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)就會(huì)顯現(xiàn)出來，


圖Ia和Ib為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)或制造后的示例性噴油器的透視圖(已經(jīng)介紹)；圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的透視圖；圖3為前ー示例性實(shí)施例的縱向剖面圖；以及圖4a和4b為沿圖3所示示意圖YY和ZZ平面的剖面圖。
具體實(shí)施例方式術(shù)語“內(nèi)部”或等同詞和術(shù)語“外部”或等同詞分別系指一個(gè)部件或相等部件位置距離對(duì)稱軸線X’ X相對(duì)最近或最遠(yuǎn)位置。術(shù)語“上游”和“下游”或等同詞系指根據(jù)軸線X’ X針對(duì)噴油器內(nèi)燃油流的部件?，F(xiàn)在參照本發(fā)明示例性噴油器的圖2的透視圖，在噴油器2渦流室40第一蜂窩部件22—所謂的外部部件一和擋圈21之間有ー個(gè)環(huán)形焊縫30。渦流室40第二蜂窩部件24—所謂的內(nèi)部部件一與第一個(gè)部件同軸，在朝向燃燒室100的ー側(cè)，構(gòu)成了內(nèi)文氏管26，該文氏管位于由第一部件22內(nèi)壁構(gòu)成的外文氏管28的開ロ 29內(nèi)。第一蜂窩部件22的蜂窩為環(huán)形截面的圓柱形導(dǎo)管25a和25a’，根據(jù)環(huán)形凸起部Cl和C2而有規(guī)律地分布，并分別沿兩個(gè)方向構(gòu)成了相對(duì)于任何半徑的方向相反的兩個(gè)角度，該半徑垂直于噴油器2的對(duì)稱軸線X’X。每個(gè)凸起部的導(dǎo)管數(shù)相同，這些導(dǎo)管在第一蜂窩部件22的外周緣上偏置半個(gè)螺距。圖3的縱向剖面圖示出了構(gòu)成這種噴油器21的各個(gè)不同部件之間的安裝關(guān)系。外部部件22的縱向壁220帶有外表面22e，與軸線X’ X平行，而內(nèi)表面22i在上游與軸線X’ X平行，在下游則沿燃燒室100朝開ロ 29方向成錐形。該錐形部分構(gòu)成了外文氏管28。外部件22的內(nèi)表面22i和外表面面22e通過垂直于軸線V X的徑向面22p在上游連接。第二部件或稱內(nèi)部部件與外部部件22同軸同心，帶有與軸線X’X垂直的所謂的徑向壁241和根據(jù)該對(duì)稱軸線延伸的所謂的縱向壁240。徑向壁241帶有下游端面24a，而縱向壁240帶有外端面24e，分別相對(duì)于部件22的端面22p和22i布置。外部部件22的第一凸起部的導(dǎo)管25a通過第一導(dǎo)管25a延伸部分內(nèi)構(gòu)成的導(dǎo)管25b而延伸。一旦渦流室的部件22和24通過其相對(duì)端面而彼此嵌入并焊接到擋圈21上時(shí)，在裝配后就制造了這些導(dǎo)管，從而實(shí)現(xiàn)良好對(duì)準(zhǔn)。內(nèi)部部件24的縱向壁240的外表面24e只是在其上游部分抵靠在外部部件的內(nèi)端面22i上。在下游部分，縱向壁240不與軸線V X平行，但是朝該軸線方向逐漸變小，從而在其內(nèi)表面24i內(nèi)形成內(nèi)文氏管26,并從其外表面24e處在兩個(gè)文氏管26和28之間構(gòu)成內(nèi)文氏管空間E。外部部件22的第二凸起部的導(dǎo)管25a’向該空間E打開。在上游，徑向壁241由擋圈21覆蓋，外環(huán)形面21c進(jìn)入到外部部件22的外環(huán)形面 22e的延伸段內(nèi)，與對(duì)稱軸線X’X平行。擋圈21包括環(huán)形壁210和徑向壁211。在定心導(dǎo)向裝置27卡箍27c的徑向壁211和241之間形成了徑向殼體し通過所述擋圈徑向壁211和環(huán)形壁210的合適尺寸設(shè)計(jì)，徑向殼體L相對(duì)于卡箍27c為超尺寸設(shè)計(jì)，這樣，導(dǎo)向裝置27可通過在徑向殼體L平面內(nèi)移動(dòng)而配合到位?；蛘?，定心導(dǎo)向裝置27卡箍27c合適尺寸設(shè)計(jì)還可以向該導(dǎo)向裝置提供雙倍自由度。此外，環(huán)形壁210可在內(nèi)表面上方便地提供ー個(gè)斜切邊21C，從而將內(nèi)部部件24固定在外部部件22上。裝配后，通過在ー側(cè)的外部部件22徑向面22p和另ー側(cè)相對(duì)布置的內(nèi)部部件24擋圈21徑向面21a和24a之間的同一徑向平面P內(nèi)沉積焊道30，將外部部件22焊接到擋圈21和內(nèi)部部件24上。需要焊接的至少其中一個(gè)壁可方便地切ロ，從而可進(jìn)行這種焊接。然后，通過嵌入第一部件22而在兩個(gè)垂直壁上對(duì)內(nèi)部部件24進(jìn)行自動(dòng)定心，焊道30會(huì)使其保持不轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)圖4a和4b的噴油器2的剖面圖示出了一側(cè)導(dǎo)管25a和25b和另ー側(cè)25a’導(dǎo)管的相對(duì)方向。在該剖面圖上，還示出了內(nèi)部部件22和24，內(nèi)文氏管26以及文氏管之間的空間E(圖4b)。相反方向的角度A和A’由這些導(dǎo)管相對(duì)于穿過對(duì)稱軸線X’X和噴油器
2周緣導(dǎo)管25a和25a中心的半徑R和R’的導(dǎo)管所構(gòu)成，角度范圍在±20和40°之間。而后，將噴油器固定在由環(huán)形壁和底壁組成的燃燒室內(nèi)。噴油器的固定裝置布置在該燃燒室的底壁上，圖示出了與定心導(dǎo)向裝置連接的噴油嘴的通行開ロ。在工作時(shí)，通過噴嘴將燃油噴入到每個(gè)噴油器內(nèi)，噴嘴連接在定心導(dǎo)向裝置(圖3)上，和空氣則通過穿過環(huán)形導(dǎo)管進(jìn)入。例如，在最大起飛功率情況下，空氣以25g/s，即大約245m/s速度進(jìn)入，燃油以5g/s，即大約50m/s的速度流入?？諝鉁u流在內(nèi)文氏管26和文氏管間空間E內(nèi)形成方向相対的空氣區(qū)，這些空氣區(qū)在燃燒室入口處重疊。在每個(gè)空氣區(qū)內(nèi)，所噴入的燃油粒子會(huì)以流體和均勻的方式混合，從而實(shí)施空氣-燃油的高性能混合。本發(fā)明并不僅限于所述和所表示的示例性實(shí)施例。例如，可以構(gòu)成導(dǎo)管的兩個(gè)以上凸起部，例如，四個(gè)凸起部，其中兩個(gè)向文氏管間空間打開，另外兩個(gè)向內(nèi)文氏管打開。此夕卜，文氏管所產(chǎn)生的重力作用通過合適的導(dǎo)管傾斜角而在導(dǎo)管的不同凸起部?jī)?nèi)得到平衡。
權(quán)利要求
1.一種燃油-空氣混合噴油器(2)，其包括，以相同軸線(X’ X)為中心，帶有至少兩個(gè)環(huán)形吸氣部件(22，24)的渦流室(40)，定心導(dǎo)向裝置(27)和擋圈(21)，其特征在于，環(huán)形部件(22，24)提供了向由內(nèi)部軸向壁(22i，24i)構(gòu)成的內(nèi)外同軸文氏管(26，28)打開的蜂窩導(dǎo)管(25a，25a’，25b)，所述部件同軸安裝，內(nèi)部部件(24)用于通過接觸軸向壁(22i，24e)和徑向壁(22p，24a)而在外部部件(22)內(nèi)自動(dòng)定心，擋圈(21)、外部部件(22)和內(nèi)部部件(24)沿相對(duì)徑向面(21a，22p，24a)在相同徑向平面(P)上焊接到一起，擋圈(21)覆蓋定心導(dǎo)向裝置(27)，從而將其保持在徑向殼體(L)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴油器，其特征在于，外部部件(22)的空氣導(dǎo)管(25a，25a’)為圓柱形的，有規(guī)律地分布在兩個(gè)與軸線(X’ X)成正交的凸起部(Cl，C2)上，與另一個(gè)凸起部(C2，C1)其中一個(gè)導(dǎo)管(25a’，25a)相對(duì)于距離軸線(X，X)的半徑(R，R，)相比，一個(gè)凸起部(Cl，C2)的導(dǎo)管(25a,25a’ )根據(jù)相對(duì)方向的角度(A，A，)布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的噴油器，其特征在于，在導(dǎo)管(25a，25a’)和半徑(R’，R)之間構(gòu)成的相對(duì)方向(A，A’ )的角度穿過對(duì)稱軸線(X’，X)和噴油器⑵周緣導(dǎo)管(25a，25a，)中心，角度范圍在±20和40°之間。
4.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的噴油器，其特征在于，內(nèi)部部件(24)的導(dǎo)管(25b)布置在外部部件(22)凸起部(Cl)導(dǎo)管(25a)的延伸段內(nèi)，并向內(nèi)文氏管(26)打開，外部部件(22)另一凸起部(C2)的導(dǎo)管(25a，)向內(nèi)(26)和外(28)文氏管之間的空間(E)打開。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求所述的噴油器，其特征在于，在內(nèi)部部件(24)在外部部件(22)內(nèi)定心并與擋圈(21)焊接到一起后，內(nèi)部部件(24)的導(dǎo)管(25b)在外部部件(22)的一個(gè)凸起部(Cl)的導(dǎo)管(25a)延伸段內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5任一項(xiàng)所述的噴油器，其特征在于，導(dǎo)管(25a，25a’，25b)的截面在至少兩個(gè)垂直方向上大體上相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求2到5任一項(xiàng)所述的噴油器，其特征在于，一個(gè)凸起部(Cl)的導(dǎo)管數(shù)量等于另一個(gè)凸起部(C2)導(dǎo)管的數(shù)量，而且凸起部在外部部件(22)周緣上偏置半個(gè)螺距。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求所述的噴油器，其特征在于，擋圈(21)的斜切邊(21C)可更容易地在外部部件(22)上保持內(nèi)部部件(24)的位置。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求所述的噴油器，其特征在于，通過擋圈(21)和/或定心導(dǎo)向裝置(27)卡箍(27c)的適合尺寸設(shè)計(jì)，定心導(dǎo)向裝置(27)可置放入擋圈(21)徑向壁(211)和內(nèi)部部件(24)徑向壁(241)之間的徑向殼體(L)內(nèi)。
10.一種裝備有根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述噴油器(2)的燃燒室，其特征在于，其包括環(huán)形壁和底壁，噴油器(2)的固定裝置布置在燃燒室底壁內(nèi)，為與噴油器(2)定心導(dǎo)向裝置(27)相連接的噴油嘴提供了通行開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種低成本燃燒室噴油器，這種噴油器結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固，使用更安全。為此，本發(fā)明提出了專門布置部件的方式，諸如采用蜂巢置放方式，目的是在蜂窩部件之間無需進(jìn)行焊接。特別是，噴射燃油-空氣混合物的裝置(2)包括—以軸線(X’X)為中心—帶有至少兩個(gè)環(huán)形吸氣部件(22，24)的渦流室(40)、定心導(dǎo)向裝置和擋圈(21)。環(huán)形部件(22，24)帶有蜂窩導(dǎo)管(25a，25a’)，連接到軸向內(nèi)外文氏管(26，28)上。這些部件軸向安裝，內(nèi)部部件(24)可通過軸向和徑向壁的銜接來在外部部件(22)內(nèi)自動(dòng)定心，然后，在裝配后，外部部件(22)沿一個(gè)徑向平面焊接到擋圈(21)和內(nèi)部部件(24)上。
文檔編號(hào)F23R3/12GK102713440SQ201180006474
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者伯納德·約瑟夫·吉恩-皮埃爾·卡雷爾, 勞倫佐·哈瓦坎·埃爾南德斯, 盧多維克·安德魯·喬爾·瑙多特, 帕特里克·伯托 申請(qǐng)人:渦輪梅坎公司