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1、(10)申请公布号 CN 102937050 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102937050 A *CN102937050A* (21)申请号 201210393055.4 (22)申请日 2012.10.16 F02C 7/22(2006.01) F02C 6/20(2006.01) F02C 7/264(2006.01) (71)申请人 中国科学院工程热物理研究所 地址 100190 北京市海淀区北四环西路 11 号 A202 (72)发明人 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 (54) 发明名称 一种应用于车用燃气轮机燃油。
2、稳燃的高压空 气路系统 (57) 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。
3、。 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 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， 。
4、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、 出口， 高压空气经进气管进入空气分配器， 出口 与所有燃油喷嘴的供油管连通， 出口与空气雾化路连通， 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 1 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。
5、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 1 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 10MPa。 4. 根据权利要求 1 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 10MPa 18MPa 之间。 5. 根据权利要求 1 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、 控制压力端、 压力控制活门、 控制压力端， 控制 压力端、 分别用以控制压力控制活门。
6、、 的开闭， 控制压力端、 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、 出口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、 出口流入空气雾化路， 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、 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 。
7、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 1 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。
8、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。 权 利 要 求 书 CN 102937050 A 2 1/3 页 3 一种应用于车用燃气轮机燃油稳燃的高压空气路系统 技术领域 0001 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 0002 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。
9、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 0003 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。 0004 为实现上述技术目的， 本发明采取的技术方案是 ： 0005 一种应用于车。
10、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， 0006 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， 0007 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， 0008 空气压缩机由燃气轮机的低压燃气涡轮转子驱动， 0009 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， 0010 空气分配器包括进气管和出口、 出口， 高压空气经进气管进入空气分配器， 出 口与所有燃油喷嘴的供油管连通， 出。
11、口与所述带有空气雾化路的燃油喷嘴的空气雾化 路连通， 0011 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。 0012 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。 0013 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、 。
12、辅助雾化等工作。 0014 优选地， 空气压缩机提供的高压空气， 其压力范围为 10MPa。 说 明 书 CN 102937050 A 3 2/3 页 4 0015 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。 0016 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 10MPa 18MPa 之间。 0017 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，。
13、 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。 0018 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、 出口外， 还包括波纹管、 安全 阀、 排气孔、 压力控制活门、 控制压力端、 压力控制活门、 控制压力端， 控制压力端 、 分别用以控制压力控制活门、 的开闭， 控制压力端、 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 。
14、制活门、 出口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、 出口流入空气雾化路， 进入空气雾化路辅助燃 油雾化。 0019 优选地， 所有燃油喷嘴为离心喷嘴。 0020 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。 0021 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。 0022 本发明的显著优点在。
15、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。 附图说明 0023 图 1 为本发明高压空气路系统示意图。 0024 图 2 为本发明空气分配器示意图。 0025 图 3 为本发明压力控制活门示意图。 0026 图 4 为本发明没有空气雾化路的燃油喷嘴示意图。 0027 图 5 为本发明带有空气雾化路的燃油喷嘴示意图。 0028 具体实施方式 0029 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。
16、说明。 0030 如图 1 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 说 明 书 CN 102937050 A 4 3/3 页 5 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。
17、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 10MPa 18MP。
18、a 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。 0031 如图2所示， 本发明中采用的空气分配器1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 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。
19、的燃油喷嘴 19） 的供油管， 经压力控制活门 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 8 通路的开闭信号由燃油调节 系统发出 ； 另一路至出口9接通雾化空气路， 分别经压力控制活门10流出， 辅助燃油雾 化， 控制压力端 11 通路的开闭信号由燃油调节系统发出。 0032 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 。
20、端面线接触密封， 关闭主通路 14。 0033 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。 0034 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。 0035 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。 说 明 书 CN 102937050 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102937050 A 6 2/2 页 7 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102937050 A 7 。