专利名称：一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃油稳燃的高压空气路系统，尤其涉及一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统。
背景技术：
本发明涉及燃油稳燃的高压空气路系统来源于车用燃气轮机主动力技术的发展。 随着燃气轮机应用范围的不断扩大，带来了新的问题，为保证在低温、高海拔等恶劣条件下的燃气轮机起动性能以及沙尘环境中工作的稳定性，需要对燃油供应系统做相应的设计。 车载燃气轮机主动力在起动状态下，相对于正常工作状态燃油流量小，燃油雾化不充分，导致点火困难，温度和海拔高度的改变，进一步导致进气密度的变化，使得空气进气流量发生变化，导致点火性能进一步变差，因而需要在点火状态改善燃油雾化情况；相对于航空发动机，车载燃气轮机面临沙尘影响，导致燃油系统堵塞等情况，严重影响燃气轮机的性能，需要吹扫装置。发明内容
为了克服现有技术的上述缺点和不足，本发明旨在提供一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统，有利于燃气轮机启动和防止结焦、清洁除尘。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案是
一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统，所述系统包括空气压缩机、空气分离器、储气罐、电磁阀、空气分配器，其特征在于，
燃气轮机包括带有空气雾化路的燃油喷嘴和无空气雾化路的燃油喷嘴，
空气压缩机、空气分离器、储气罐、电磁阀、空气分配器通过气体管路依次相连，
空气压缩机由燃气轮机的低压燃气涡轮转子驱动，
空气经滤网过滤、空气压缩机压缩、空气分离器滤清及调压后压入储气罐，储气罐中的高压空气通过电磁阀进入空气分配器，
空气分配器包括进气管和出口 I、出口 II，高压空气经进气管进入空气分配器，出口 I与所有燃油喷嘴的供油管连通，出口 II与所述带有空气雾化路的燃油喷嘴的空气雾化路连通，
燃汽轮机正常运行时关闭电磁阀，储气罐充气贮存高压气体；燃气轮机起动及停车时打开电磁阀，储气罐放气为系统提供高压气体。
优选地，燃气轮机燃气轮机起动时，高压空气仅通入所述空气雾化路以促进燃油雾化；燃气轮机停车时，高压空气通入所有燃油喷嘴的供油管以吹洗燃油喷嘴和管路。
燃气轮机利用自身的低压燃气涡轮转子驱动空气压缩机为空气系统提供高压空气，高压空气从燃气轮机底部的滤网进来，经空气压缩机增压、空气分离器组件滤清和调压后，存储在储气罐中，通过电磁阀，进入空气分配器来进行油路吹扫、辅助雾化等工作。
优选地，空气压缩机提供的高压空气，其压力范围为彡IOMPa0
空气压缩机能够向空气分离器组件提供高压气体。空气雾化路的空气来源是储气罐的高压气体，不是燃烧室内空气，保证在启动时燃油的良好雾化。
优选地，空气分离器包括滤清装置和压力控制器。滤清装置可以分离出高压气体中的水份等杂质。压力控制器能够初步调节高压气体的供气压力至某高压界限，如在 IOMPa 18MPa 之间。
优选地，电磁阀是先导式的电磁阀，用于控制高压气体气路的通断。当燃汽轮机正常运行时，储气罐充气贮存高压气体；当燃气轮机机起动、停车时，储气罐放气为系统提供高压气体。
空气分配器是对高压空气压力做精确调节，并将调节后的高压空气分配给各结构使用的装置。优选地，空气分配器除包括进气管和出口 I、出口 II外，还包括波纹管、安全阀、排气孔、压力控制活门I、控制压力端I、压力控制活门II、控制压力端II，控制压力端I、II分别用以控制压力控制活门I、II的开闭，控制压力端I、II通路的开闭信号由燃油调节系统发出。高压空气通过空气分配器内的波纹管调节压力后，多余气体可以从排气孔排出，若压力仍过高，气体可从安全阀泄出。调节后的空气分两路进行分配，一路经压力控制活门I、出口 I流入所有燃油喷嘴的供油管，吹除燃油喷嘴及供油管内的剩余燃油，并清洁喷嘴及管路，另一路经压力控制活门II、出口 II流入空气雾化路，进入空气雾化路辅助燃油雾化。
优选地，所有燃油喷嘴为离心喷嘴。
优选地，对于无空气雾化路的燃油喷嘴，燃气轮机停车时，供油管里通入高压空气，对油路进行吹扫。
优选地，带有空气雾化路的燃油喷嘴包括燃油喷嘴部分和空气雾化路，燃油喷嘴部分与无空气雾化路的燃油喷嘴的结构相同，在燃气轮机停车时，高压空气通入燃油喷嘴部分中的供油管；在燃气轮机起动时，高压空气通入空气雾化路。
本发明的显著优点在于在燃气轮机起动阶段仅使用带有空气雾化气路的燃油喷嘴工作，能改善点火性能。在燃气轮机进入慢车工况之后，关闭雾化气路，在不高的供油压力下，燃油喷嘴能保证足够的燃油流量和燃烧性能。
图I为本发明闻压空气路系统不意图。
图2为本发明空气分配器示意图。
图3为本发明压力控制活门示意图。
图4为本发明没有空气雾化路的燃油喷嘴示意图。
图5为本发明带有空气雾化路的燃油喷嘴示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图I所示，本发明的应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统，包括依次连接的空气压缩机102、空气分离器103、储气罐104、电磁阀105、空气分配器106，燃气轮机利用自身的低压涡轮转子100驱动空气压缩机102为空气系统提供高压空气，高压空气从燃气轮机底部的滤网101进来，经空气压缩机102增压、空气分离器103的滤清和调压后压入储气罐104。当空气分离器103在进口压力低于高压界限的范围时，空气压缩机102 与储气罐104接通；空气分离器103在进口压力超过某高压界限范围时，空气压缩机102与储气罐104断开。储气罐104中空气，通过电磁阀105，进入空气分配器106，燃气轮机包括带有空气雾化路21的燃油喷嘴19和不带有空气雾化路的燃油喷嘴15，起动时开始燃油雾化系统，高压空气通入空气雾化路21以促进燃油雾化，停车时高压空气通入燃油喷嘴15、 19的供油管以吹除剩余燃油，吹洗燃油喷嘴15、19。空气分离器103包括滤清装置和压力控制器。滤清装置可以分离出高压气体中的水份等杂质。压力控制器能够初步调节高压气体的供气压力至某高压界限，如在IOMPa 18MPa之间。电磁阀105优选地是先导式的电磁阀，用于控制高压气体气路的通断。当燃汽轮机正常运行时，储气罐104充气贮存高压气体；当燃气轮机机起动、停车时，储气罐104放气为系统提供高压气体。
如图2所示，本发明中采用的空气分配器I是对高压空气压力做精确调节，并将调节后的高压空气分配给各结构使用的装置。高压空气通过进气管2，进入调压波纹管3，调节过程中多余气体可以从排气孔5排出，若压力仍过高，气体可从安全阀4泄出。调节后的空气分两路进行分配，一路至出口 I 6接通所有燃油喷嘴(包括无空气雾化路的燃油喷嘴 15和带有空气雾化路的燃油喷嘴19)的供油管，经压力控制活门I 7流出，吹除喷嘴15、 19及管路内的剩余燃油，并清洁喷嘴及管路，控制压力端I 8通路的开闭信号由燃油调节系统发出；另一路至出口 II 9接通雾化空气路，分别经压力控制活门II 10流出，辅助燃油雾化，控制压力端II 11通路的开闭信号由燃油调节系统发出。
如图3所示，空气分配器106采用的压力控制活门12是通过液压控制口 13的压力大小来实现主通路开闭的装置。当液压控制口 13压力低时，在弹簧力的作用下，主通路 14打开。当液压控制口压力升高到一定值后，控制液压远大于弹簧力，则活门锥面与外衬套端面线接触密封，关闭主通路14。
如图4所示，本发明中无高压空气雾化路的燃油喷嘴15主要负责燃油提供和雾化，保证燃烧的顺利进行。燃油从供油管16进入旋流室17 (细节未显示)，由喷口 18喷出进入燃烧室的喷嘴，在发动机停车时，供油路里供入高压空气，对油路进行吹扫。
如图5所示，本发明中带有高压空气雾化路的燃油喷嘴19由燃油喷嘴部分20和空气雾化路21组成，燃油喷嘴部分20结构和15相同，在发动机停车时，供油路里也供入高压空气，对油路进行吹扫。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统，所述系统包括空气压缩机、 空气分离器、储气罐、电磁阀、空气分配器，其特征在于，燃气轮机包括带有空气雾化路的燃油喷嘴和无空气雾化路的燃油喷嘴，空气压缩机、空气分离器、储气罐、电磁阀、空气分配器通过气体管路依次相连，空气压缩机由燃气轮机的低压燃气涡轮转子驱动，空气经滤网过滤、空气压缩机压缩、空气分离器滤清及调压后压入储气罐，储气罐中的高压空气通过电磁阀进入空气分配器，空气分配器包括进气管和出口 I、出口 II，高压空气经进气管进入空气分配器，出口 I 与所有燃油喷嘴的供油管连通，出口 II与空气雾化路连通，燃汽轮机正常运行时关闭电磁阀，储气罐充气贮存高压气体；燃气轮机起动及停车时打开电磁阀，储气罐放气为系统提供高压气体。
2.根据权利要求I所述的高压空气路系统，其特征在于燃气轮机起动时，高压空气通入所述空气雾化路以促进燃油雾化；燃气轮机停车时，高压空气通入所有燃油喷嘴的供油管以吹除燃油喷嘴及供油管内的剩余燃油，并清洁燃油喷嘴及供油管。
3.根据权利要求I或2所述的高压空气路系统，其特征在于空气压缩机提供的高压空气，其压力范围为彡IOMPa0
4.根据权利要求I或2所述的高压空气路系统，其特征在于空气分离器包括滤清装置和压力控制器，压力控制器将储气罐中的压力保持在IOMPa ISMPa之间。
5.根据权利要求I或2所述的高压空气路系统，其特征在于空气分配器还包括波纹管、安全阀、排气孔、压力控制活门I、控制压力端I、压力控制活门II、控制压力端II，控制压力端I、II分别用以控制压力控制活门I、II的开闭，控制压力端I、II的开闭信号由燃油调节系统发出，高压空气经波纹管调节压力后，多余气体可以从排气孔排出，若压力仍过高，气体可从安全阀泄出。
6.根据权利要求5所述的高压空气路系统，其特征在于调节后的空气分两路进行分配，一路经压力控制活门I、出口 I流入所有燃油喷嘴的供油管，以吹除燃油喷嘴及供油管内的剩余燃油，另一路经压力控制活门II、出口 II流入空气雾化路，以辅助燃油雾化。
7.根据权利要求6所述的高压空气路系统，其特征在于压力控制活门I、II的结构相同，均包括液压控制口、主通路、弹簧、活门及外衬套，液压控制口的压力低时，在弹簧力的作用下，主通路打开；当液压控制口的压力升高到一定值后，控制液压大于弹簧力，活门锥面与外衬套端面线接触密封，主通路关闭。
8.根据权利要求I或2所述的高压空气路系统，其特征在于所有燃油喷嘴均为离心喷嘴。
9.根据上述任一项权利要求所述的高压空气路系统，其特征在于对于无空气雾化路的燃油喷嘴，燃气轮机停车时，供油管中通入高压空气，对油路进行吹扫。
10.根据上述任一项权利要求所述的高压空气路系统，其特征在于带有空气雾化路的燃油喷嘴包括燃油喷嘴部分和空气雾化路，燃油喷嘴部分与无空气雾化路的燃油喷嘴的结构相同，燃气轮机停车时，高压空气通入燃油喷嘴部分中的供油管；燃气轮机起动时，高压空气通入空气雾化路。
全文摘要
本发明公开了一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统，包括依次连接的空气压缩机(102)、空气分离器(103)、储气罐(104)、电磁阀(105)、空气分配器(106)。燃气轮机包括带有空气雾化路的燃油喷嘴和不带有空气雾化路的燃油喷嘴，空气压缩机(102)由低压涡轮转子(100)驱动。空气经滤网(101)过滤、空气压缩机压缩、空气分离器滤清及调压后压入储气罐，燃气轮机起动时，高压空气通入空气雾化路以促进燃油雾化；燃气轮机停车时，高压空气通入供油管以吹除剩余燃油，以清洁油路。本发明的高压空气路系统可保证在低温、高海拔等恶劣条件下燃气轮机的起动性能及沙尘环境中工作的稳定性。
文档编号F02C7/22GK102937050SQ20121039305
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者谭春青, 曹文宇, 赵洪雷, 袁怡祥, 谢鹏福, 曾德堂, 刘锡阳, 张永军, 高庆, 陈海生 申请人:中国科学院工程热物理研究所