涡轮发动机燃料预混合器的制作方法

涡轮发动机燃料预混合器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年12月30日提交的美国临时专利申请号63/295,015和2022年3月21日提交的美国专利申请号17/699,735的权益，其通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
3.本主题大体上涉及涡轮发动机燃烧器，并且更具体地，涉及用于燃烧器的燃料预混合器。


背景技术：

4.燃气涡轮发动机包括通过涡轮发动机的燃烧室内的可燃燃料的燃烧而被驱动的涡轮。燃料喷嘴将可燃燃料喷射到燃烧器中，同时旋流器使燃料与空气混合，用于更有效的燃烧。
附图说明
5.在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本公开的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，其中：
6.图1是根据本文描述的各种方面的具有压缩区段、燃烧区段和涡轮区段的涡轮发动机的示意图。
7.图2是根据本文描述的各种方面的沿线ii-ii的图1的燃烧区段的横截面图。
8.图3是根据本文描述的各种方面的沿图2的iii-iii线的横截面图，示出了燃烧器。
9.图4是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的燃料预混合器的横截面图。
10.图5是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的另一燃料预混合器的横截面图。
11.图6是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的另一燃料预混合器的横截面图。
12.图7是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的另一燃料预混合器的横截面图。
13.图8是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的另一燃料预混合器的横截面图。
14.图9是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的另一燃料预混合器的横截面图。
15.图10是根据本文描述的各种方面的可以在图3的燃烧器中使用的另一燃料预混合器的横截面图。
具体实施方式
16.本文公开的方面针对位于发动机部件内的燃料预混合器，并且更具体地，针对被构造成与升高的燃烧发动机温度一起使用的燃料预混合器，诸如使用氢燃料的那些。为了例释的目的，将关于用于具有驱动涡轮的燃烧器的飞行器的涡轮发动机来描述本公开。然而，将理解的是，本文公开的方面不限于此，并且可以在发动机内具有普遍适用性，包括但不限于涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和涡轮风扇发动机。本文讨论的公开的方面可以在具有燃烧器的非飞行器发动机内，诸如在其他移动应用和非移动工业、商业和住宅应用内，具有普遍适用性。
17.现在将详细参考燃烧器架构，特别是用于向位于涡轮发动机内的燃烧器提供燃料的燃料预混合器，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标号已用于指代本公开的相似或类似零件。
18.本文使用“示例性”一词来意指“用作示例、实例或例释”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有方面都应视为示例性的。
19.如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
20.术语“向前”和“向后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，向前是指更靠近发动机入口的位置，而向后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
21.如本文所用，术语“上游”是指与流体流动方向相反的方向，而术语“下游”是指与流体流动方向相同的方向。术语“前向”或“向前”表示在某物的前面，“后向”或“向后”表示在某物的后面。例如，当用于流体流动时，前向/向前可以表示上游，后向/向后可以表示下游。
22.术语“流体”可以是气体或液体。术语“流体连通”意指流体能够在指定区域之间建立连接。
23.另外，如本文所用，术语“径向”或“径向地”是指远离共同中心的方向。例如，在涡轮发动机的整体上下文中，径向是指沿着在发动机的中心纵向轴线和发动机外周之间延伸的射线的方向。
24.所有方向引用(例如，径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、前向、后向等)仅用于标识目的，以帮助读者理解本公开，并且不造成限制，特别是关于本文描述的公开的方面的位置、方位或使用的限制。连接引用(例如，附接、联接、连接和接合)将被广义地解释，并且可以包括元件集合之间的中间结构元件以及元件之间的相对移动，除非另有指示。因此，连接引用不一定意味着两个元件直接连接并且相对于彼此固定。示例性附图仅用于例释的目的，并且在所附附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。
25.单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确指示。此外，如本文所用，术语“组”或“一组”元件可以是任意数量的元件，包括仅一个。
26.如本文中在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰可以允许变化而不导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”、“大
体上”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指代在单个值、值的范围和/或限定值的范围的端点的1％、2％、4％、5％、10％、15％或20％的余量内。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，这种范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点能够彼此独立地组合。
27.关于管道或流动路径，诸如其中定位有热交换器的管道或流动路径，“基本上环形”是指完全环形的管道或流动路径(即，除了仅热交换器以外，在周向方向上连续且不间断地延伸)，或部分环形的管道或流动路径，除了热交换器以外，具有至少50％体积百分比的空隙(除了热交换器以外，诸如至少60％，诸如至少70％，诸如至少80％，诸如至少90％体积百分比的空隙)。
28.在本公开的某些示例性方面中，提供了限定中心线和周向方向的涡轮发动机。燃气涡轮发动机大体上可以包括涡轮机和转子组件。转子组件可以由涡轮机驱动。涡轮机、转子组件或两者可以限定相对于燃气涡轮发动机的中心线的基本上环形的流动路径。涡轮发动机包括定位在涡轮上游的燃烧器，其被构造成驱动涡轮。
29.燃烧器从燃料喷嘴引入燃料，燃料与旋流器生成的旋流湍流空气混合，然后在燃烧室内燃烧，以产生驱动涡轮的燃烧气体。效率的增加和排放的减少推动了使用燃烧更清洁或在更高温度下燃烧的燃料的需求，诸如使用氢燃料。有需要在这些操作参数下改进燃烧器的耐久性，诸如改进的火焰控制，以防止火焰保持在燃料喷嘴和旋流器部件上。发明人的实践已经以设计燃料喷嘴和旋流器来满足增加的发动机温度和氢燃料的耐久性要求的方式进行。
30.图1是涡轮发动机10的示意图。作为非限制性示例，涡轮发动机10可以在飞行器内使用。涡轮发动机10可以至少包括压缩机区段12、燃烧区段14和涡轮区段16。驱动轴18旋转地联接压缩机区段12和涡轮区段16，使得其中一个的旋转影响另一个的旋转，并且限定涡轮发动机10的旋转轴线20。
31.压缩机区段12可以包括彼此串行流体联接的低压(lp)压缩机22和高压(hp)压缩机24。涡轮区段16可以包括彼此串行流体联接的hp涡轮26和lp涡轮28。驱动轴18可以将lp压缩机22、hp压缩机24、hp涡轮26和lp涡轮28可操作地联接在一起。替代地，驱动轴18可以包括lp驱动轴(未示出)和hp驱动轴(未示出)。lp驱动轴可以将lp压缩机22联接到lp涡轮28，并且hp驱动轴可以将hp压缩机24联接到hp涡轮26。lp线轴可以被限定为lp压缩机22、lp涡轮28和lp驱动轴的组合，使得lp涡轮28的旋转可以将驱动力施加到lp驱动轴，lp驱动轴进而可以使lp压缩机22旋转。hp线轴可以被限定为hp压缩机24、hp涡轮26和hp驱动轴的组合，使得hp涡轮26的旋转可以将驱动力施加到hp驱动轴，hp驱动轴进而可以使hp压缩机24旋转。
32.压缩机区段12可以包括多个轴向间隔开的级。每一级包括一组周向间隔开的旋转叶片和一组周向间隔开的固定轮叶。用于压缩机区段12的一级的压缩机叶片可以被安装到盘，盘被安装到驱动轴18。用于给定级的每一组叶片可以具有其自己的盘。压缩机区段12的
轮叶可以被安装到壳体，壳体可以围绕涡轮发动机10周向延伸。应当理解，压缩机区段12的表示仅仅是示意性的并且可以有任何数量的叶片、轮叶和级。进一步地，预期的是，在压缩机区段12内可以有任何数量的其他部件。
33.与压缩机区段12类似，涡轮区段16可以包括多个轴向间隔开的级，其中每一级具有一组周向间隔开的旋转叶片和一组周向间隔开的固定轮叶。用于涡轮区段16的一级的涡轮叶片可以被安装到盘，盘被安装到驱动轴18。用于给定级的每一组叶片可以具有其自己的盘。涡轮区段的轮叶可以以周向方式被安装到壳体。要注意的是，可以有任意数量的叶片、轮叶和涡轮级，因为图示的涡轮区段仅仅是示意性的表示。进一步地，预期的是，在涡轮区段16内可以有任何数量的其他部件。
34.燃烧区段14可以串行设置在压缩机区段12和涡轮区段16之间。燃烧区段14可以流体联接到压缩机区段12和涡轮区段16的至少一部分，使得燃烧区段14至少部分地将压缩机区段12流体联接到涡轮区段16。作为非限制性示例，燃烧区段14可以在燃烧区段14的上游端处流体联接到hp压缩机24，并且在燃烧区段14的下游端处流体联接到hp涡轮26。
35.在涡轮发动机10的操作期间，环境空气或大气空气经由压缩机区段12上游的风扇(未示出)被吸入压缩机区段12，空气在压缩机区段12处被压缩，限定加压空气。然后，加压空气可以流入燃烧区段14，加压空气在燃烧区段14处与燃料混合并被点燃，从而生成燃烧气体。hp涡轮26从这些燃烧气体中提取一些功，hp涡轮26驱动hp压缩机24。燃烧气体被排出到lp涡轮28中，lp涡轮28提取附加功来驱动lp压缩机22，并且排气最终经由涡轮区段16下游的排气区段(未示出)从涡轮发动机10被排出。lp涡轮28的驱动驱动了lp线轴，以使风扇(未示出)和lp压缩机22旋转。加压气流和燃烧气体可以一起限定流过涡轮发动机10的风扇、压缩机区段12、燃烧区段14和涡轮区段16的工作气流。
36.图2描绘了沿着图1的线ii-ii的燃烧区段14的横截面图。燃烧区段14可以包括燃烧器30，其中环形布置的燃料喷射器31围绕涡轮发动机10的中心线或旋转轴线20设置。应当理解，环形布置的燃料喷射器31可以是一个或多个燃料喷射器，并且燃料喷射器31中的一个或多个可以具有不同的特性。取决于燃烧器30位于其中的发动机的类型，燃烧器30可以具有罐形、罐环形或环形布置。在非限制性示例中，燃烧器30可以具有与发动机的壳体29一起定位的组合布置。
37.燃烧器30可以至少部分地由燃烧器衬里40限定。在一些示例中，燃烧器衬里40可以包括彼此同心并以环形方式关于发动机中心线或旋转轴线20布置的外衬里41和内衬里42。在一些示例中，燃烧器衬里40可以关于燃烧器30具有环形结构。在一些示例中，燃烧器衬里40可以包括共同形成燃烧器衬里40的多个分段或部分。圆顶组件44与燃烧器衬里40一起可以至少部分地限定关于旋转轴线20环形布置的燃烧室50。压缩空气通道32可以至少部分地由燃烧器衬里40和壳体29两者限定。
38.图3描绘了沿图2的线iii-iii截取的横截面图，示出了燃烧器30。燃烧器30可以包括燃料组件35，燃料组件35被构造成向燃烧器30提供燃料。燃料组件35可以至少部分地形成燃料喷射器31。在一些示例中，燃料组件35可以包括环形布置的燃料喷嘴。应当理解，这种燃料喷嘴可以以任何合适的布置、图案、分群等来组织。
39.圆顶组件44可以包括圆顶壁46和导流器48。燃烧器衬里40和圆顶组件44可以共同至少部分地关于纵向轴线52限定燃烧室50。纵向轴线52可以如图所示的在前向方向52f和
后向方向52a之间延伸。
40.至少一个燃料供应部54可以流体联接到燃烧室50，以向燃烧器30供应燃料。在非限制性示例中，燃料可以包括任何合适的燃料，包括碳氢燃料、氢燃料或不同燃料类型的混合物。
41.燃料供应部54可以设置在圆顶组件44内，以限定燃料出口58。预期的是，空气也可以通过燃料出口58供应或提供到燃烧室50。以这种方式，燃料出口58可以向燃烧室50提供燃料-空气混合物。另外，在一些示例中，多个燃料喷射器或预混合器可以位于圆顶壁46上。在一些示例中，多个燃料喷射器或预混合器可以以离散簇或群被布置在圆顶壁46上。
42.在一些示例中，可以在燃料供应部54的下游设置扩口锥部56。环形旋流器60(或“旋流器60”)也可以设置在燃料组件35处。旋流器60可以是位于环形护罩的内部内的环形旋流器。旋流器60可以包括静态轮叶、成角度的通道等。旋流器60可以被构造成使进入的空气在离开燃料供应部54的燃料附近旋流。旋流器60还可以提供进入燃烧器30的空气和燃料的混合物。
43.一组稀释孔62可以设置在燃烧器衬里40中，并且被构造成将空气引导到燃烧室50中，用于温度控制、火焰成形、燃料-空气混合等。可以在一组稀释孔62中设置任何数量的稀释孔。一组稀释孔62可以在燃烧器衬里40上具有任何合适的图案或布置，包括直线行、不规则群、可变孔直径等，或其组合。还预期的是，燃烧器30可以形成为没有任何稀释孔。
44.燃料预混合器100也可以设置在燃烧器30中。燃料预混合器100可以形成燃料和空气的混合物，并且还可以将混合物供应到燃烧室50。转到图4，示出了燃料预混合器100的横截面图。燃料预混合器100可以限定上游端103、下游端104和在上游端103与下游端104之间延伸的中心纵向轴线l1。在一些示例中，中心纵向轴线l1可以与纵向轴线52(图3)对齐，不过不必是这种情况。应当理解，图4中仅示出了燃料预混合器100的一部分，并且燃料预混合器100可以具有关于中心纵向轴线l1的环形形式。
45.燃料预混合器100可以包括限定内部121的环形护罩120(或“护罩120”)。护罩120可以在内部121内限定或限制混合室122。中心体125也可以位于内部121内。中心体125也可以与中心纵向轴线l1对齐。
46.具有一组轮叶106的环形旋流器102可以位于内部121内并环绕中心体125。如图所示，一组轮叶106中的每个轮叶可以在上游前缘107和下游后缘108之间延伸。如图所示，旋流器102可以包括第一环形壁130和第二环形壁140。第一环形壁130可以相对于中心纵向轴线l1被定位在第二环形壁140的径向外侧。
47.旋流器102可以与护罩120间隔开。如图所示，本文中称为“第一环形通道”127的外环形通道可以被限定在护罩120和第一环形壁130之间。第二环形通道128可以被限定在旋流器102内、在第一环形壁130和第二环形壁140之间。旋流器102也可以与中心体125间隔开。如图所示，本文中称为“第三环形通道”129的内环形通道可以被限定在第二环形壁140和中心体125之间。
48.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器100。压缩气流c的各部分可以被提供到燃料预混合器100的相应部分。在所示示例中，压缩气流c可以包括形成第一非旋流气流p1的第一部分、形成第二非旋流气流p2的第二部分、和形成第三非旋流气流p3的第三部分。第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3可以分别被提供到第一环形通道
127、第三环形通道129和第二环形通道128。
49.燃料预混合器100可以进一步至少包括第一燃料喷嘴151和一组第二燃料喷嘴152。第一燃料喷嘴151可以设置在中心体125中。第一燃料喷嘴151可以包括第一燃料通道153和喷嘴出口157。在非限制性方面中，第一燃料喷嘴151可以包括喷嘴盖155，喷嘴盖155限定了通过其中的一组燃料孔口180。在这种情况下，一组燃料孔口180可以至少部分地限定喷嘴出口157。
50.在一些示例中，一组第二燃料喷嘴152可以彼此周向间隔开或径向间隔开。在所示的非限制性示例中，一组第二燃料喷嘴152可以定位在轮叶106处、在后缘108上游。预期的是，一组第二燃料喷嘴152可以从轮叶106的表面喷射燃料。在一些示例中，第一燃料喷嘴151可以形成先导器，同时用于燃烧器30(图3)的主燃料供应可以通过一组第二燃料喷嘴152来被供应。
51.护罩120还可以在燃料预混合器100的下游端104处限定或限制排气流动通道119。排气流动通道119可以布置成在下游端104处具有会聚的横截面轮廓。例如，外壳可以在限定排气流动通道119的下游端104处包括会聚部分。排气流动通道119可以在第一燃料喷嘴151、一组第二燃料喷嘴152、第一环形通道127、第二环形通道128和第三环形通道129的下游并且与其流体连通。
52.在操作期间，第一燃料喷嘴151可以被构造成将接收到的燃料的第一燃料流f1发射到排气流动通道119。在一些示例中，第一燃料喷嘴151可以包括成角度的或偏置的开口，以形成旋流的第一燃料流f1。虽然图示为旋流的流，但在一些示例中，第一燃料流f1还可以包括非旋流的流。例如，第一燃料喷嘴151可以包括与排气流动通道119对齐的开口，使得第一燃料流f1在离开时不会旋流。
53.一组第二燃料喷嘴152可以被构造成将接收到的燃料的第二燃料流f2发射到排气流动通道119。在一些示例中，一组第二燃料喷嘴152可以包括成角度的或偏置的开口，以形成旋流的第二燃料流f1。在其他示例中，一组第二燃料喷嘴152可以包括直开口、无角度开口等，以形成非旋流的第二燃料流f1。虽然图示为非旋流的流，但在一些示例中，第二燃料流f2还可以包括旋流的流，或旋流和非旋流的流的组合。
54.此外，在所示示例中，第一燃料喷嘴151可以在旋流器102下游提供第一燃料流f1。在一些示例中，这种布置可以防止火焰保持在旋流器102上。此外，由喷嘴盖155上的一组燃料孔口180产生的旋流可以防止在第一燃料喷嘴151处出现低速流，这减少了在第一燃料喷嘴151上火焰保持或回火的机会。
55.此外，在操作期间，第一非旋流气流p1可以通过第一环形通道127被输送到排气流动通道119。在一些示例中，第一非旋流气流p1可以形成沿护罩120定位的第一气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。第三非旋流气流p3可以被输送到第二通道128和旋流器102。旋流器102可以将切向或螺旋旋流给予第二非旋流气流p2，并且发射第一旋流气流s1，以便被输送到排气流动通道119。第二非旋流气流p2可以通过第三环形通道129被输送到混合室122。在一些示例中，第二非旋流气流p2可以产生沿中心体125定位的第二气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。以这种方式，燃料和空气的分层流动混合物可以被提供到排气流动通道119，具有位于中心的旋流的第一燃料流f1、包围第一燃料流f1的第二非旋流气流p2、与第二燃料流f2混合并包围第二非旋流气流p2的第一旋流空气流s1，以及沿护罩120形成最外
层的非旋流的第一气流p1。
56.以这种方式，第一非旋流气流p1可以沿护罩120从外部第一环形通道127被发射到混合室122中，第二非旋流气流p2可以沿中心体125从内部第三环形通道129被发射，旋流气流s1可以在第一非旋流气流p1与第二非旋流气流p2之间从旋流器102被发射到混合室122中，并且旋流的燃料流f1可以从中心体125被发射到混合室122中。
57.可以理解的是，燃料流和空气流之中的共旋流可以避免流之间的高剪力。这种剪力减少可以减少气流和燃料流之间的剪力层不足，为径向速度轮廓提供改进的分布并维持用于燃料和气流两者的高轴向速度。高轴向速度可以减少或消除燃料预混合器100上的火焰保持的发生，允许使用较高温度的燃料，诸如氢燃料。另外，空气和燃料的共旋流阻止了空气和燃料的混合，这提供了更好的混合控制，以及在高温操作下的回火和火焰保持的减少或消除。
58.现在参考图5，示出了另一个燃料预混合器200。燃料预混合器200与燃料预混合器100类似；因此，相似零件将用增加100的相似数字来标识，应当理解，燃料预混合器100的相似零件的描述适用于燃料预混合器200，除非另有说明。
59.燃料预混合器200可以限定护罩220、上游端203、下游端204、中心体225、排气流动通道219和中心纵向轴线l1。护罩220可以限定内部221。护罩220可以限定或限制内部221内的混合室222。
60.具有一组轮叶206的旋流器202可以被设置在燃料预混合器200中。旋流器202可以包括第一环形壁230和第二环形壁240。旋流器202可以与护罩220间隔开，以限定第一环形通道227。第二环形通道228可以被限定在旋流器202内。旋流器202也可以与中心体225间隔开，以限定第三环形通道229。
61.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器200。压缩气流c可以包括分别提供到第一环形通道227、第三环形通道229和第二环形通道228的第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3。护罩220可以在燃料预混合器200的下游端204处限定或限制排气流动通道219。
62.燃料预混合器200可以进一步至少包括第一燃料喷嘴251和一组第二燃料喷嘴252。第一燃料喷嘴251可以设置在中心体225中并且包括第一燃料通道253。在一些示例中，一组第二燃料喷嘴252可以彼此周向间隔开或径向间隔开。与燃料预混合器100相比，一个区别是燃料预混合器200可以包括流体联接到一组第二燃料喷嘴252的第二燃料通道256。第二燃料通道256可以例如经由燃料管线(未示出)连通地联接到飞行器上的燃料源或燃料供应部，从而以已知方式，诸如经由燃料泵(未示出)，从其接收燃料流。在非限制性方面中，第二燃料通道256可以限定环形形状。第二燃料通道256可以包括管状构件。在一些方面中，第二燃料通道256的一部分可以与中心体225基本上同心。一组第二燃料喷嘴252可以进一步流体联接到第二环形通道228并且被构造成将接收到的燃料作为第二燃料流f2供应到第二环形通道228和排气流动通道122。在非限制性方面中，每个第二燃料喷嘴252可以包括相应的喷口或喷嘴。
63.在操作期间，第一燃料喷嘴251可以被构造成将接收到的燃料的第一燃料流f1发射到排气流动通道219。一组第二燃料喷嘴252可以被构造成将接收到的燃料的第二燃料流f2发射到排气流动通道219。第一非旋流气流p1可以通过第一环形通道227被输送到混合室
222。在一些示例中，第一非旋流气流p1可以形成沿护罩220定位的第一气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。旋流器202可以将切向或螺旋旋流给予第三非旋流气流p3，并且发射第一旋流空气流s1，以便被输送到排气流动通道219。第二非旋流气流p2可以通过第三环形通道229被输送到混合室222。在一些示例中，第二非旋流气流p2可以产生沿中心体225定位的第二气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。以这种方式，燃料和空气的分层流动混合物可以被提供到排气流动通道219，具有位于中心的旋流的第一燃料流f1、包围第一燃料流f1的第二非旋流气流p2、与第二燃料流f2混合并包围第二非旋流气流p2的第一旋流空气流s1，以及沿护罩220形成最外层的第一非旋流气流p1。
64.现在参考图6，示出了另一个燃料预混合器300。燃料预混合器300与燃料预混合器100、200类似；因此，相似零件将用进一步增加100的相似数字来标识，应当理解，燃料预混合器100、200的相似零件的描述适用于燃料预混合器300，除非另有说明。
65.燃料预混合器300可以限定护罩320、上游端303、下游端304、中心体325、排气流动通道319和中心纵向轴线l1。环形护罩320可以限定内部321。护罩320可以限定或限制内部321内的混合室322。
66.具有一组轮叶306的旋流器302可以被设置在燃料预混合器300中。旋流器302可以包括第一环形壁330和第二环形壁340。旋流器302可以与护罩320间隔开，以限定第一环形通道327。第二环形通道328可以被限定在旋流器302内。旋流器302也可以与中心体325间隔开，以限定第三环形通道329。
67.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器300。压缩气流c可以包括分别提供到第一环形通道327、第三环形通道329和第二环形通道328的第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3。护罩320可以在燃料预混合器300的下游端304处限定或限制排气流动通道319。
68.燃料预混合器300可以进一步至少包括第一燃料喷嘴351和一组第二燃料喷嘴352。第一燃料喷嘴351可以设置在中心体325中并且包括第一燃料通道353和喷嘴出口357。在一些示例中，一组第二燃料喷嘴352可以彼此周向间隔开或径向间隔开，或其组合。第二燃料通道356可以设置在燃料预混合器300中并且流体联接到一组第二燃料喷嘴352。与燃料预混合器100、200相比，一个区别是第二燃料通道356可以定位在一组轮叶306的后缘308的下游。
69.与燃料预混合器100、200相比，另一个区别是燃料预混合器300可以包括一个或多个第三燃料喷嘴359。第三燃料喷嘴359可以被布置或限定在中心体325的周边上。第三燃料喷嘴359可以定位在喷嘴出口357的上游。例如，在非限制性方面中，第三燃料喷嘴359可以由被限定成通过中心体325的孔限定。在一些非限制性示例中，第三燃料喷嘴359可以沿中心体325彼此轴向间隔开或周向间隔开。第三燃料喷嘴359可以与第一燃料通道353流体连通以从其接收燃料。
70.在操作期间，第一燃料喷嘴351可以被构造成将接收到的燃料的第一燃料流f1发射到排气流动通道319。一组第二燃料喷嘴352可以被构造成将接收到的燃料的第二燃料流f2发射到排气流动通道319。第一非旋流气流p1可以通过第一环形通道327被输送到排气流动通道319。在一些示例中，第一非旋流气流p1可以形成沿护罩320定位的第一气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。旋流器302可以将切向或螺旋旋流给予第三非旋流气流p3，并且发
射第一旋流空气流s1，以便被输送到排气流动通道319。第二非旋流气流p2可以通过第三环形通道329被输送到排气流动通道319。在一些示例中，第二非旋流气流p2可以产生沿中心体325定位的第二气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。
71.此外，在操作期间，第三燃料喷嘴359可以将接收到的燃料作为第三燃料流f3径向向外输送到排气流动通道319。第三燃料流f3可以在中心体325上形成膜，并且随后与旋流的第一燃料流f1混合。在喷嘴出口357上游的第三燃料流f3在中心体325的周边处的这种喷射可以在燃烧之前为燃料和空气混合提供附加时间，同时允许第三燃料流f3的至少一部分与第一燃料流f1径向向外的空气混合。这种布置可以增强或增加燃料和空气在燃料预混合器300的下游端304处的总体混合和分布。燃料和空气的这种改进的混合可以相比常规技术，导致减少的no
x
排放。
72.第三燃料流f3的一部分也可以在中心体325的外直径或外周上流动并且在中心体325的后缘上与燃料混合，从而在中心体325的后缘上产生富燃料混合物，以防止中心体325的后缘上的火焰保持。
73.现在参考图7，示出了另一个燃料预混合器400。燃料预混合器400与燃料预混合器100、200、300类似；因此，相似零件将用进一步增加100的相似数字来标识，应当理解，燃料预混合器100、200、300的相似零件的描述适用于燃料预混合器400，除非另有说明。
74.燃料预混合器400可以限定护罩420、上游端403、下游端404、中心体425、排气流动通道419和中心纵向轴线l1。环形护罩420可以限定内部421。护罩420可以限定或限制内部421内的混合室422。
75.具有一组轮叶406的旋流器402可以被设置在燃料预混合器400中。旋流器402可以包括第一环形壁430和第二环形壁440。旋流器402可以与护罩420间隔开，以限定第一环形通道427。第二环形通道428可以被限定在旋流器402内。旋流器402也可以与中心体425间隔开，以限定第三环形通道429。
76.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器400。压缩气流c可以包括分别提供到第一环形通道427、第三环形通道429和第二环形通道428的第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3。护罩420可以在燃料预混合器400的下游端404处限定或限制排气流动通道419。
77.燃料预混合器400可以进一步至少包括第一燃料喷嘴451和一组第二燃料喷嘴452。第一燃料喷嘴451可以设置在中心体425中并且包括第一燃料通道453。在一些示例中，一组第二燃料喷嘴452可以彼此周向间隔开或径向间隔开。第二燃料通道456可以设置在燃料预混合器400中并且流体联接到一组第二燃料喷嘴452。第二燃料通道456被图示为被定位在一组轮叶406的下游，不过不必是这种情况。
78.与燃料预混合器100、200、300相比，一个区别是燃料预混合器400可以包括冷却孔隙474，冷却孔隙474被限定通过护罩420，与排气流动通道419流体连通。冷却孔隙474可以轴向设置在第一燃料喷嘴451和一组第二燃料喷嘴452的下游。示出了一些示例性冷却孔隙474，并且可以设置任何数量的冷却孔隙474。冷却孔隙474可以彼此周向间隔开。另外或替代地，冷却孔隙474可以彼此轴向间隔开。在非限制性方面中，冷却孔隙474可以包括切向或复合角分量。在操作中，冷却孔隙474可以将相应的第二气流c2提供到排气流动通道419。在一些示例中，第二气流c2可以与压缩气流c分离。在一些示例中，第二气流c2也可以是压缩
气流c的一部分。
79.在操作期间，第一燃料喷嘴451可以被构造成将接收到的燃料的第一燃料流f1发射到排气流动通道419。一组第二燃料喷嘴452可以被构造成将接收到的燃料的第二燃料流f2发射到排气流动通道419。第一非旋流气流p1可以通过第一环形通道427被输送到排气流动通道419。在一些示例中，第一非旋流气流p1可以形成沿护罩420定位的第一气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。旋流器402可以将切向或螺旋旋流给予第三非旋流气流p3，并且发射第一旋流空气流s1，以便被输送到排气流动通道419。第二非旋流气流p2可以通过第三环形通道429被输送到排气流动通道419。在一些示例中，第二非旋流气流p2可以产生沿中心体425定位的第二气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。
80.此外，在操作期间，冷却孔隙474可以发射第二气流c2，使得第二气流c2可以沿护罩420形成或增强第一气膜。这种布置可以进一步防止或减少沿护罩420的火焰保持。
81.现在参考图8，示出了另一个燃料预混合器500。燃料预混合器500与燃料预混合器100、200、300、400类似；因此，相似零件将用进一步增加100的相似数字标识，应当理解，燃料预混合器100、200、300、400的相似零件的描述适用于燃料预混合器500，除非另有说明。
82.燃料预混合器500可以限定护罩520、上游端503、下游端504、中心体525、排气流动通道519和中心纵向轴线l1。护罩520可以限定内部521。护罩520可以限定或限制内部521内的混合室522。
83.具有一组轮叶506的旋流器502可以被设置在燃料预混合器500中。旋流器502可以包括第一环形壁530和第二环形壁540。旋流器502可以与护罩520间隔开，以限定第一环形通道527。第二环形通道528可以被限定在旋流器502内。旋流器502也可以与中心体525间隔开，以限定第三环形通道529。
84.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器500。压缩气流c可以包括分别提供到第一环形通道527、第三环形通道529和第二环形通道528的第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3。护罩520可以在燃料预混合器100的下游端104处限定或限制排气流动通道119。
85.燃料预混合器500可以进一步至少包括第一燃料喷嘴551和一组第二燃料喷嘴552。第一燃料喷嘴551可以设置在中心体525中并且包括第一燃料通道553。在一些示例中，一组第二燃料喷嘴552可以彼此周向间隔开或径向间隔开。第二燃料通道556可以设置在燃料预混合器500中并且流体联接到一组第二燃料喷嘴552。第二燃料通道556被图示为被定位在一组轮叶506的下游，不过不必是这种情况。
86.与燃料预混合器100、200、300、400相比，一个区别是第二燃料通道556的一部分，或第二燃料喷嘴552的至少一个子组，或两者，可以径向向外延伸到第二环形通道528之外。换句话说，第二燃料喷嘴552的子组的至少一部分可以设置在旋流空气流s1之外。以这种方式，第二燃料流f2的至少一部分可以至少最初被输送到旋流空气流s1之外。在一些非限制性示例中，第二燃料流f2的这部分可以从第一环形壁530，包括朝向旋流空气流s1，或平行于旋流空气流s1，被喷射或输送。在非限制性方面中，第二燃料喷嘴552的子组的至少一部分可以布置在第一燃料喷嘴551的上游。与常规技术相比，相对于第二燃料流f2的其余部分径向向外喷射第二燃料流f2的一部分可以在相对较大的径向跨度上分布第二燃料流f2，以在排气流动通道519的出口处实现改进的燃料-空气混合和更好的燃料轮廓的径向分布。将
理解的是，相比常规技术，燃料和空气的改进混合可以导致减少的no
x
排放。在一些非限制性方面中，第二燃料流f2的一部分可以从第一环形壁530被喷射。
87.在还有的其他非限制性方面中，第二燃料流f2的一部分可以从一组第二燃料喷嘴552被喷射，从而形成燃料的径向散布，以相比常规技术，实现导致更低no
x
排放的更好燃料-空气混合。在一些非限制性方面中，第二燃料喷嘴552可以相对于彼此周向或轴向交错，以实现燃料的增加的周向散布，或获得预定的燃料-空气混合长度，或两者兼而有之。
88.现在参考图9，示出了另一个燃料预混合器600。燃料预混合器500与燃料预混合器100、200、300、400、500类似；因此，相似零件将用进一步增加100的相似数字来标识，应当理解，燃料预混合器100、200、300、400、500的相似零件的描述适用于燃料预混合器600，除非另有说明。
89.燃料预混合器600可以限定护罩620、上游端603、下游端604、中心体625、排气流动通道619和中心纵向轴线l1。环形护罩620可以限定内部621。护罩620可以限定或限制内部621内的混合室622。
90.具有一组轮叶606的旋流器602可以被设置在燃料预混合器600中。旋流器602可以包括第一环形壁630和第二环形壁640。旋流器602可以与护罩620间隔开，以限定第一环形通道627。第二环形通道628可以被限定在旋流器602内。旋流器602也可以与中心体625间隔开，以限定第三环形通道629。
91.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器600。压缩气流c可以包括分别提供到第一环形通道627、第三环形通道629和第二环形通道628的第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3。护罩620可以在燃料预混合器600的下游端604处限定或限制排气流动通道619。
92.燃料预混合器600可以进一步至少包括第一燃料喷嘴651和一组第二燃料喷嘴652。第一燃料喷嘴651可以设置在中心体625中并且包括第一燃料通道653。在一些示例中，一组第二燃料喷嘴652可以彼此周向间隔开或径向间隔开。第二燃料通道656可以设置在燃料预混合器600中并且流体联接到一组第二燃料喷嘴652。第二燃料通道656被图示为被定位在一组轮叶606的下游，不过不必是这种情况。
93.与燃料预混合器100、200、300、400、500相比，一个区别是第一燃料通道653可以接收压缩气流c的第四部分作为第四非旋流气流p4，而不是供应燃料。以这种方式，第一燃料通道653可以被构造成单独将空气供应到混合室622，单独将燃料供应到混合室622，或者将空气和燃料的混合物供应到混合室622。
94.在操作期间，一组第二燃料喷嘴652可以被构造成将接收到的燃料的第二燃料流f2发射到排气流动通道619。第一非旋流气流p1可以通过第一环形通道627被输送到排气流动通道619。在一些示例中，第一非旋流气流p1可以形成沿护罩620定位的第一气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。旋流器602可以将切向或螺旋旋流给予第三非旋流气流p3，并且发射第一旋流空气流s1，以便被输送到排气流动通道619。第二非旋流气流p2可以通过第三环形通道629被输送到排气流动通道619。在一些示例中，第二非旋流气流p2可以产生沿中心体625定位的第二气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。
95.此外，在操作期间，第四非旋流气流p4可以作为第二旋流气流s2被输送到喷嘴出口657。在非限制性方面中，第三非旋流气流p3可以设置在第二旋流气流s2的径向外侧。在
这个意义上，第二旋流气流s2可以被第三非旋流气流p3包围。在操作中，这种布置可以具有使燃料偏离排气流动通道619的中心区域的效果，从而导致中心体火焰保持的减少或消除。
96.现在参考图10，示出了另一个燃料预混合器700。燃料预混合器500与燃料预混合器100、200、300、400、500、600类似；因此，相似零件将用进一步增加100的相似数字来标识，应当理解，燃料预混合器100、200、300、400、500、600的相似零件的描述适用于燃料预混合器700，除非另有说明。
97.燃料预混合器700可以限定护罩720、上游端703、下游端704、中心体725、排气流动通道719和中心纵向轴线l1。环形护罩720可以限定内部721。护罩720可以限定或限制内部721内的混合室722。
98.具有一组轮叶706的旋流器702可以被设置在燃料预混合器700中。旋流器702可以包括第一环形壁730和第二环形壁740。旋流器702可以与护罩720间隔开，以限定第一环形通道727。第二环形通道728可以被限定在旋流器702内。旋流器702也可以与中心体725间隔开，以限定第三环形通道729。
99.压缩气流c可以被提供到燃料预混合器700。压缩气流c可以包括分别提供到第一环形通道727、第三环形通道729和第二环形通道728的第一非旋流气流p1、第二非旋流气流p2和第三非旋流气流p3。护罩720可以在燃料预混合器700的下游端704处限定或限制排气流动通道719。
100.燃料预混合器700可以进一步包括第一燃料喷嘴751和一组第二燃料喷嘴752。第一燃料喷嘴751可以设置在中心体725中并且包括第一燃料通道753。第一燃料喷嘴751可以进一步包括喷嘴出口757。在非限制性方面中，第一燃料喷嘴751可以包括喷嘴盖755，喷嘴盖755限定通过其中的一组燃料孔口780。在这种情况下，一组燃料孔口780可以至少部分地限定喷嘴出口757。
101.第二燃料通道756可以设置在燃料预混合器700中。第二燃料通道756被图示为被定位在一组轮叶706下游的分离燃料导管，不过不必是这种情况。在一些非限制性示例中，第二燃料通道756和一组第二燃料喷嘴752可以设置在一组轮叶706中，或通过多个离散燃料导管设置，或其组合。此外，一组第二燃料喷嘴752可以流体联接到第二燃料通道756。
102.与燃料预混合器100、200、300、400、500、600相比，一个区别是第一环形壁730或第二环形壁740中的一个或两者可以包括流体联接到第二燃料通道756的内部通道。在所示的非限制性示例中，第一环形壁730可以包括第一壁通道771，并且第二环形壁740可以包括第二壁通道772。第一壁通道771或第二壁通道772中的一个或两者可以包括笔直部分、弯曲部分、分支部分等。
103.与燃料预混合器100、200、300、400、500、600相比，另一个区别是一组第二燃料喷嘴752可以包括在第一环形壁730或第二环形壁740中的一个或两者上的出口。在所示的非限制性示例中，一组第二燃料喷嘴752可以包括在第一环形壁730的第一侧730a上的第一出口761、在第一环形壁730的第二侧730b上的第二出口762、在第二环形壁740的第一侧740a上的第三出口763、和第二环形壁740的第二侧740b上的第四出口764。可以在一组第二燃料喷嘴752中设置任意数量的出口。
104.此外，在所示的非限制性示例中，第一壁通道771可以从第二燃料通道756延伸到第一出口761和第二出口762。第二壁通道772可以从第二燃料通道756延伸到第三出口763
和第四出口764。
105.在操作期间，第一燃料喷嘴751可以被构造成将接收到的燃料的第一燃料流f1发射到排气流动通道719。虽然图示为旋流的流，但是在一些示例中，第一燃料流f1还可以包括非旋流的流。此外，在所示示例中，第一燃料喷嘴751可以在旋流器702下游提供第一燃料流f1。在一些示例中，这种布置可以防止火焰保持在旋流器102上。此外，由喷嘴盖755上的一组燃料孔口780产生的旋流可以防止在第一燃料喷嘴751处出现低速流，这减少了第一燃料喷嘴751上的火焰保持或回火的机会。
106.第一非旋流气流p1可以通过第一环形通道727被输送到排气流动通道719。在一些示例中，第一非旋流气流p1可以形成沿护罩720定位的第一气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。第三非旋流气流p3可以被输送到第二通道728和旋流器702。旋流器702可以将切向或螺旋旋流给予第三非旋流气流p3，并且发射第一旋流气流s1，以便被输送到排气流动通道719。第二非旋流气流p2可以通过第三环形通道729输送到混合室722。在一些示例中，第二非旋流气流p2可以产生沿中心体725定位的第二气膜，以便提供冷却或避免火焰保持。
107.此外，在操作期间，一组第二燃料喷嘴752可以被构造成发射接收到的燃料的第二燃料流f2。虽然图示为非旋流的流，但在一些示例中，第二燃料流f2也可以包括旋流的流。第二燃料流f2可以被发射到第一环形通道727、第二环形通道728或第三环形通道729中的任何一个或全部中。第二燃料流f2可以在一组第二燃料喷嘴752之中被等分或不等分。以这种方式，在操作期间，一组第二燃料喷嘴752可以提供将燃料喷射到第一非旋流气流p1、第三非旋流气流p3或第一旋流气流s1中的任何一个或全部中的次级燃料回路。
108.本文包括的特征提供了对涡轮发动机燃烧器的改进的燃料供应，这提供了减少或消除燃料预混合器处的火焰保持或回火。这种减少或消除提供了更高温度的燃料，诸如氢燃料的使用，这提供了改进的效率，同时减少或消除排放。
109.该书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本公开的可专利范围由权利要求所限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的文字语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质差异的等效结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求的范围内。
110.本公开的进一步的方面在以下条款中提供：
111.一种涡轮发动机，包括处于串行流动布置的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，并且所述燃烧区段具有带燃料预混合器的燃烧器，所述燃料预混合器包括：环形护罩，所述环形护罩限定具有混合室的内部；中心体，所述中心体位于所述内部内并且具有将燃料发射到所述混合室中的第一燃料喷嘴；和环形旋流器，所述环形旋流器位于所述内部内，环绕所述中心体，其中所述环形旋流器与所述护罩间隔开以限定外环形通道，并且还与所述中心体间隔开以限定内环形通道，其中：所述外环形通道被构造成将第一非旋流气流作为沿所述护罩定位的第一气膜发射到所述混合室中；所述内环形通道被构造成将第二非旋流气流作为沿所述中心体定位的第二气膜发射到所述混合室中；所述环形旋流器被构造成在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间将旋流气流发射到所述混合室中；并且所述第一燃料喷嘴被构造成将旋流燃料流发射到所述混合室中。
112.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括一组第二燃料喷嘴，所述
一组第二燃料喷嘴被构造成将第二燃料流发射到所述旋流气流中。
113.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括第二燃料通道，所述第二燃料通道位于所述内部内并且流体联接到所述一组第二燃料喷嘴。
114.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述环形旋流器包括一组轮叶，其中所述一组第二燃料喷嘴被定位在所述一组轮叶上。
115.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述一组轮叶包括后缘，其中所述第二燃料通道位于所述后缘的下游或上游之一。
116.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述第二燃料通道延伸到所述环形旋流器的至少一个壁上的至少一个出口，其中所述至少一个出口将所述第二燃料通道流体联接到所述内环形通道或所述外环形通道中的至少一个。
117.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述第二燃料通道延伸到所述环形旋流器的壁中，其中所述一组第二燃料喷嘴被构造成将所述第二燃料流发射到所述环形旋流器外。
118.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，其中所述中心体包括喷嘴盖和所述喷嘴盖中的一组燃料孔口，所述一组燃料孔口被构造成发射所述旋流燃料流。
119.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括所述中心体中的第三燃料喷嘴，所述第三燃料喷嘴将所述第一燃料喷嘴中的第一燃料通道流体联接到所述内环形通道。
120.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括所述护罩中的冷却孔隙，所述冷却孔隙在所述环形旋流器的下游并且流体联接到所述混合室。
121.一种用于涡轮发动机的燃烧器，包括：燃烧器衬里，所述燃烧器衬里至少部分地限定燃烧室；和燃料预混合器，所述燃料预混合器流体联接到所述燃烧室并且包括：环形护罩，所述环形护罩限定具有混合室的内部；中心体，所述中心体位于所述内部内并且具有第一燃料喷嘴；和环形旋流器，所述环形旋流器位于所述内部内，环绕所述中心体，其中所述环形旋流器与所述护罩间隔开以限定外环形通道，并且还与所述中心体间隔开以限定内环形通道，其中：所述外环形通道被构造成将第一非旋流气流作为沿所述护罩的第一气膜发射到所述混合室中；所述内环形通道被构造成将第二非旋流气流作为沿所述中心体定位的第二气膜发射到所述混合室中；所述环形旋流器被构造成在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间将旋流气流发射到所述混合室中；并且所述第一燃料喷嘴被构造成将燃料流或空气流中的至少一个发射到所述混合室中。
122.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，进一步包括一组第二燃料喷嘴，所述一组第二燃料喷嘴被构造成将第二燃料流发射到所述旋流气流中。
123.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，其中所述环形旋流器包括一组轮叶，其中所述一组第二燃料喷嘴被定位在所述一组轮叶上。
124.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，进一步包括第二燃料通道，所述第二燃料通道位于所述内部内并且具有所述一组第二燃料喷嘴。
125.一种在涡轮发动机的燃烧器中混合燃料的方法，所述方法包括：将第一非旋流气流发射到所述燃烧器内的混合室中；将第二非旋流气流发射到所述混合室中并且与所述第一非旋流气流间隔开；在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间，将第一旋流气
流发射到所述混合室中；和邻近所述第二非旋流气流将第一燃料流发射到所述燃烧器中。
126.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第一燃料流是旋流的。
127.根据前述条款中任一项所述的方法，进一步包括将第二燃料流发射到所述第一旋流气流中。
128.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第二燃料流是非旋流的。
129.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第二燃料流从旋流器的至少一个轮叶发射。
130.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第二燃料流从所述至少一个轮叶的后缘上游的燃料孔口发射。
131.一种用于涡轮发动机的燃烧器，包括：燃烧器衬里，所述燃烧器衬里至少部分地限定燃烧室；和燃料预混合器，所述燃料预混合器流体联接到所述燃烧室，并且包括：环形护罩，所述环形护罩限定具有混合室的内部；中心体，所述中心体位于所述内部内并且具有将燃料发射到所述混合室中的第一燃料喷嘴；和环形旋流器，所述环形旋流器位于所述内部内，环绕所述中心体，其中所述旋流器与所述护罩间隔开以限定外环形通道，并且还与所述中心体间隔开以限定内环形通道，其中所述外环形通道被构造成将第一非旋流气流作为沿所述护罩定位的第一气膜发射到所述混合室中；所述内环形通道被构造成将第二非旋流气流作为沿所述中心体定位的第二气膜发射到混合室中；所述旋流器被构造成在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间将旋流气流发射到所述混合室中；并且所述第一燃料喷嘴被构造成将燃料流或空气流中的至少一个发射到所述混合室中。
132.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，进一步包括第二燃料喷嘴，所述第二燃料喷嘴被构造成将第二燃料流发射到所述旋流气流中。
133.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，其中所述环形旋流器包括一组轮叶，其中所述一组第二燃料喷嘴被定位在所述一组轮叶上。
134.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，进一步包括第二燃料通道，所述第二燃料通道位于所述内部内并且具有所述第二燃料喷嘴。
135.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，其中所述第二燃料通道延伸到所述环形旋流器的至少一个壁上的至少一个出口，其中所述至少一个出口将所述第二燃料通道流体联接到所述内环形通道或所述外环形通道中的至少一个。
136.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，其中所述第一燃料喷嘴被构造成将所述空气流作为第二旋流气流发射到所述混合室中。
137.根据前述条款中任一项所述的燃烧器，其中所述第二燃料喷嘴被构造成将所述第二燃料流发射到所述第一旋流气流中。
138.一种在涡轮发动机的燃烧器中混合燃料的方法，所述方法包括：将第一非旋流气流发射到所述燃烧器内的混合室中；将第二非旋流气流发射到所述混合室中并且与所述第一非旋流气流间隔开；在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间，将第一旋流气流发射到所述混合室中；和邻近所述第二非旋流气流将第一燃料流发射到所述燃烧器中。
139.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第一燃料流是旋流的。
140.根据前述条款中任一项所述的方法，进一步包括将第二燃料流发射到所述第一旋流气流中。
141.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第二燃料流是非旋流的。
142.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第二燃料流从旋流器的至少一个轮叶发射。
143.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述第二燃料流从所述至少一个轮叶的后缘上游的燃料孔口发射。
144.一种涡轮发动机，包括处于串行流动布置的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，并且所述燃烧区段具有带燃料预混合器的燃烧器，所述燃料预混合器包括：环形护罩，所述环形护罩限定具有混合室的内部；中心体，所述中心体位于所述内部内并且具有将燃料发射到所述混合室中的第一燃料喷嘴；环形旋流器，所述环形旋流器位于所述内部内，环绕所述中心体；外环形通道，所述外环形通道限定在所述环形旋流器和所述环形护罩之间；和内环形通道，所述内环形通道限定在所述中心体和所述环形旋流器之间。
145.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括第一非旋流气流，所述第一非旋流气流从所述外环形通道发射到所述混合室中并且形成沿所述护罩定位的第一气膜。
146.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括第二非旋流气流，所述第二非旋流气流从所述内环形通道发射到所述混合室中并且形成沿所述中心体定位的第二气膜。
147.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括旋流气流，所述旋流气流在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间从所述环形旋流器发射到所述混合室中。
148.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括第三非旋流气流，所述第三非旋流气流流过所述环形旋流器并且形成所述旋流气流。
149.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括旋流燃料流，所述旋流燃料流从所述第一燃料喷嘴发射到所述混合室中。
150.根据前述条款中任一项所述的涡轮发动机，进一步包括第二旋流气流，所述第二旋流气流从所述第一燃料喷嘴发射到所述混合室中。

技术特征：
1.一种涡轮发动机，其特征在于，包括：处于串行流动布置的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，并且所述燃烧区段具有带燃料预混合器的燃烧器，所述燃料预混合器包括：环形护罩，所述环形护罩限定具有混合室的内部；中心体，所述中心体位于所述内部内并且具有将燃料发射到所述混合室中的第一燃料喷嘴；和环形旋流器，所述环形旋流器位于所述内部内，环绕所述中心体，其中所述环形旋流器与所述护罩间隔开以限定外环形通道，并且还与所述中心体间隔开以限定内环形通道，其中：所述外环形通道被构造成将第一非旋流气流作为沿所述护罩定位的第一气膜发射到所述混合室中；所述内环形通道被构造成将第二非旋流气流作为沿所述中心体定位的第二气膜发射到所述混合室中；所述环形旋流器被构造成在所述第一非旋流气流和所述第二非旋流气流之间将旋流气流发射到所述混合室中；并且所述第一燃料喷嘴被构造成将旋流燃料流发射到所述混合室中。2.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括一组第二燃料喷嘴，所述一组第二燃料喷嘴被构造成将第二燃料流发射到所述旋流气流中。3.根据权利要求2所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括第二燃料通道，所述第二燃料通道位于所述内部内并且流体联接到所述一组第二燃料喷嘴。4.根据权利要求3所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述环形旋流器包括一组轮叶，其中所述一组第二燃料喷嘴被定位在所述一组轮叶上。5.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述一组轮叶包括后缘，其中所述第二燃料通道位于所述后缘的下游或上游之一。6.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述第二燃料通道延伸到所述环形旋流器的至少一个壁上的至少一个出口，其中所述至少一个出口将所述第二燃料通道流体联接到所述内环形通道或所述外环形通道中的至少一个。7.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述第二燃料通道延伸到所述环形旋流器的壁中，其中所述一组第二燃料喷嘴被构造成将所述第二燃料流发射到所述环形旋流器外。8.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，其中所述中心体包括喷嘴盖和所述喷嘴盖中的一组燃料孔口，所述一组燃料孔口被构造成发射所述旋流燃料流。9.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括所述中心体中的第三燃料喷嘴，所述第三燃料喷嘴将所述第一燃料喷嘴中的第一燃料通道流体联接到所述内环形通道。10.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮发动机，其特征在于，进一步包括所述护罩中的冷却孔隙，所述冷却孔隙在所述环形旋流器的下游并且流体联接到所述混合室。

技术总结
一种涡轮发动机可以包括处于串行流动布置的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。燃烧区段可以包括具有燃料预混合器的燃烧器。燃料预混合器可以包括限定内部的环形护罩，位于内部内的中心体，和位于内部内的环形旋流器。和位于内部内的环形旋流器。和位于内部内的环形旋流器。


技术研发人员：普拉迪普
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2022.06.10
技术公布日：2023/7/13