CN104564356B - 燃气轮机油量调节装置及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

一种燃气轮机油量调节装置，包括外壳体、活塞、外衬套和计量针，活塞设置于外壳体的内腔内，并将内腔隔开形成供油腔和控制油腔。供油腔内设置有燃油进口、燃油出口和控制油出口，外衬套设置于供油腔内，外衬套的外壁密封贴合供油腔的内壁；外衬套的内壁开设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和燃油进口连通，第二凹槽和燃油出口连通。计量针套设于外衬套内，并与外衬套活动连接，计量针设置有成型槽，成型槽连通第一凹槽和第二凹槽，成型槽的径向截面面积从第一凹槽至第二凹槽的方向逐渐增大或减小。计量针为中空管体，计量针的尾端与活塞连接。上述燃气轮机油量调节装置通过改变控制油腔的油压来调节燃油流量，使得供油量更为精确。

Description

燃气轮机油量调节装置及燃气轮机

技术领域

本发明涉及油量调节领域，特别地，涉及一种燃气轮机油量调节装置。此外，本发明还涉及一种包括上述燃气轮机油量调节装置的燃气轮机。

背景技术

现有的燃油计量装置除了在起动过程中受起动加速器的影响改变计量针的位置，其它工况均根据油门开关的大小直接改变计量针的位置。当燃气轮机需要的供油量增加时，拉动油门操纵杆，油门开关加大，计量针位置发生改变，进入燃气轮机内的燃油量增加，使燃机输出功率和高压转子转速都会升高；反之，当燃气轮机要降低功率时，拉动油门操纵杆，油门开关变小，计量针位置相应发生变化，进入燃气轮机内的燃油量减少，从而使燃机输出功率降低，TKII也相应降低。由于油门开关直接改变供油量大小，其结果并不准确，需要另外增加修正装置保证供油量的精确性。

发明内容

本发明提供了一种燃气轮机油量调节装置和燃气轮机，以解决传统的燃气轮机燃油计量装置调节结果不准确的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种燃气轮机油量调节装置，包括外壳体、活塞、外衬套和计量针，活塞设置于外壳体的内腔内，并将内腔隔开形成供油腔和控制油腔。

供油腔内设置有燃油进口、燃油出口和控制油出口，外衬套设置于供油腔内，外衬套的外壁密封贴合供油腔的内壁；外衬套的内壁开设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和燃油进口连通，第二凹槽和燃油出口连通。

计量针套设于外衬套内，并与外衬套活动连接，计量针设置有成型槽，成型槽连通第一凹槽和第二凹槽，成型槽的径向截面面积从第一凹槽至第二凹槽的方向逐渐增大或减小。

计量针为中空管体，计量针的尾端与活塞连接，并与活塞开设的通孔连通形成控制油通道，控制油腔设置有控制油进口，控制油进口通过控制油通道与控制油出口连通，并通过计量针和外衬套配合以隔离控制油和燃油。

进一步地，第一凹槽和第二凹槽均环设于外衬套的内壁。

成型槽包括第一成型槽和第二成型槽，第一成型槽和第二成型槽均连通第一凹槽和第二凹槽，第二成型槽的径向截面面积从第一凹槽至第二凹槽的方向逐渐增大；第一成型槽各位置的径向截面面积相等。

进一步地，第一成型槽和第二成型槽的数量均为两个，并沿计量针的周向均匀分布。

第一成型槽为矩形槽，第二成型槽为锥形槽，第二成型槽的深度从第一凹槽至第二凹槽的方向逐渐增大。

进一步地，控制油腔内设置有第一弹性件，第一弹性件一端与活塞相抵，另一端与控制油腔的端壁相抵。

进一步地，外壳体包括依次连接的左壳体、主壳体和右壳体。

进一步地，左壳体端部设有调节螺钉，调节螺钉一端伸入供油腔，并和计量针首端相抵。

进一步地，活塞在控制油腔内设有密封机构，密封机构包括阶梯油管、第二弹性件和密封壳。

密封壳凸出于活塞，密封壳设有开口，阶梯油管为中空管体，且一端套设于计量针的中空腔体内以连通计量针，另一端与密封壳内壁相抵以连通开口。

第二弹性件一端与阶梯油管相抵，另一端与密封壳内壁相抵。

进一步地，计量针首端的中空腔体内套设有螺套，螺套开设有开孔以连通计量针。

进一步地，燃油进口的横截面积大于等于第一成型槽的面积，第一成型槽的边缘圆滑过渡。

根据本发明的另一方面，还提供了一种燃气轮机，其包括上述的燃气轮机油量调节装置。

本发明具有以下有益效果：燃油从燃油进口进入第一凹槽，并通过第一成型槽和第二成型槽的连通进入第二凹槽，从燃油出口进入燃气轮机的燃烧室。控制油从控制油进口进入控制油腔，从活塞开设的通孔进入控制油通道，经控制油出口流出。供油腔的油压和控制油腔的油压处于平衡状态，调整控制油腔的油压大小，带动活塞移动。由于计量针连接于活塞且与外衬套活动连接，计量针在活塞带动下相对外衬套滑动，改变了成型槽和第一凹槽、第二凹槽的位置关系，改变第一凹槽和第二凹槽之间的流通面积，燃油油量随之改变。上述燃气轮机油量调节装置通过改变控制油腔的油压来调节燃油流量，使得供油量更为精确。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的燃气轮机油量调节装置的结构示意图。

附图标记说明：100、外壳体；200、活塞；300、外衬套；400、计量针；110、供油腔；120、控制油腔；130、燃油进口；140、燃油出口；150、控制油出口；160、控制油进口；310、第一凹槽；320、第二凹槽；430、成型槽；410、第一成型槽；420、第二成型槽；121、第一弹性件；111、左壳体；112、主壳体；113、右壳体；114、调节螺钉；210、密封机构；211、阶梯油管；212、第二弹性件；213、密封壳；214、螺套。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种燃气轮机油量调节装置，包括：

外壳体100、活塞200、外衬套300和计量针400，活塞200设置于外壳体100的内腔内，并将内腔隔开形成供油腔110和控制油腔120。供油腔110内设置有燃油进口130、燃油出口140和控制油出口150，外衬套300设置于供油腔110内，外衬套300的外壁密封贴合供油腔110的内壁；外衬套300的内壁开设有第一凹槽310和第二凹槽320，第一凹槽310和燃油进口130连通，第二凹槽320和燃油出口140连通。计量针400套设于外衬套300内，并与外衬套300活动连接，计量针400设置有成型槽430，成型槽430连通第一凹槽310和第二凹槽320，成型槽430的径向截面面积从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大或减小。计量针400为中空管体，计量针400的尾端与活塞200连接，并与活塞200开设的通孔连通形成控制油通道，控制油腔120设置有控制油进口160，控制油进口160通过控制油通道与控制油出口150连通，并通过计量针400和外衬套300配合以隔离控制油和燃油。

外壳体100、活塞200、外衬套300和计量针400，活塞200设置于外壳体100的内腔内，并将内腔隔开形成供油腔110和控制油腔120。供油腔110内设置有燃油进口130、燃油出口140和控制油出口150，外衬套300设置于供油腔110内，外衬套300的外壁密封贴合供油腔110的内壁；外衬套300的内壁开设有第一凹槽310和第二凹槽320，第一凹槽310和燃油进口130连通，第二凹槽320和燃油出口140连通。计量针400套设于外衬套300内，并与外衬套300活动连接，计量针400设置有成型槽430，成型槽430的径向截面面积从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大或减小。计量针400为中空管体，计量针400的尾端与活塞200连接，并与活塞200开设的通孔连通形成控制油通道，控制油腔120设置有控制油进口160，控制油进口160通过控制油通道与控制油出口150连通，并通过计量针400和外衬套300配合以隔离控制油和燃油。

外壳体100包裹形成腔体，活塞200、外衬套300和计量针400均设置在外壳体100形成的内腔内部。活塞200与外壳体100的内壁贴合，将内腔隔开形成供油腔110和控制油腔120。

外衬套300的外壁密封贴合供油腔110的内壁，计量针400套设于外衬套300内，计量针400和外衬套300配合将供油腔110隔离为两区域，避免燃油和控制油混合。燃油进口130、燃油出口140设置于一区域，以使供燃油流入和流出，并控制燃油油量，控制油出口150设置于另一区域，以使控制油流动和流出。

燃油从燃油进口130进入第一凹槽310，并通过第一成型槽410和第二成型槽420的连通进入第二凹槽320，从燃油出口140进入燃气轮机的燃烧室。控制油从控制油进口160进入控制油腔120，从活塞200开设的通孔进入控制油通道，经控制油出口150流出。供油腔110的油压和控制油腔120的油压处于平衡状态，调整控制油腔120的油压大小，带动活塞200移动。由于计量针400连接于活塞200且与外衬套300活动连接，计量针400在活塞200带动下相对外衬套300滑动，改变了成型槽430和第一凹槽310、第二凹槽320的位置关系，改变第一凹槽310和第二凹槽320之间的流通面积，燃油油量随之改变。通过改变控制油腔120的油压来调节燃油流量，使得供油量更为精确。

可选地，参照图1，第一凹槽310和第二凹槽320均环设于外衬套300的内壁。成型槽430包括第一成型槽410和第二成型槽420，第一成型槽410和第二成型槽420均连通第一凹槽310和第二凹槽320，第二成型槽420的径向截面面积从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大；第一成型槽410各位置的径向截面面积相等。

第一成型槽410和第二成型槽420均连通第一凹槽310和第二凹槽320。第二成型槽420的径向截面面积从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大或减小。第二成型槽420可以为深度不变、宽度逐渐缩小的形状，也可以通过改变深度使得径向截面面积逐渐增大或减小。第一成型槽410和第二成型槽420分两路为燃油流入提供通道。流经第二成型槽420的燃油流量可调范围大，可增大调节效果。流经第一成型槽410的燃油流量较为稳定，可使得燃气轮机运行更为稳定，避免因计量针400调至极限位置时，燃油流经第二成型槽420的流量较少，可能造成燃气轮机停机。

第二成型槽420的深度从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大。因而当控制腔的油压变小时，活塞200和计量针400右移，第一成型槽410和第二成型槽420与第一凹槽310的流通面积缩小，供油量减少。因而当控制腔的油压变大时，活塞200和计量针400左移，第一成型槽410和第二成型槽420的与第一凹槽310的流通面积扩大，供油量增加。

优选地，参照图1，第一成型槽410和第二成型槽420的数量均为两个，并沿计量针400的周向均匀分布。第一成型槽410为矩形槽，第二成型槽420为锥形槽，第二成型槽420的深度从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大。矩形槽和锥形槽便于制造，而且锥形槽的径向截面面积为线性变化，使得油量的调节更为快速便捷。第一成型槽410和第二成型槽420数量为多个且均匀分布，可使每一第一成型槽410和第二成型槽420流通的燃油量较少，调节更为便捷，且燃油分布也更为均匀。

可选地，参照图1，控制油腔120内设置有第一弹性件121，第一弹性件121一端与活塞200相抵，另一端与控制油腔120的端壁相抵。第一弹性件121可使活塞200与计量针400结合更为紧密。第一弹性件121可以为弹簧，套设于活塞200上，供油腔110的油压和第一弹性件121及控制油腔120的油压平衡。可选地，外壳体100包括依次连接的左壳体111、主壳体112和右壳体113。外壳体100为分体式设计，便于组装和拆卸。优选地，可选地，左壳体111端部设有调节螺钉114，调节螺钉114一端伸入供油腔110，并和计量针400首端相抵。在第一弹性件121的作用下，计量针400与调节螺钉114相抵，可调整调节螺钉114伸入供油腔110内的长度，使得计量针400的极限位置改变。以第二成型槽420的深度从第一凹槽310至第二凹槽320的方向逐渐增大为例，当调节螺钉114伸入供油腔110内的长度缩短时，计量针400的向左壳体111方向移动，计量针400的最大供油量变大。反之，则最大供油量变小。

可选地，参照图1，活塞200在控制油腔120内设有密封机构210，密封机构210包括阶梯油管211、第二弹性件212和密封壳213。密封壳213凸出于活塞200，密封壳213设有开口，阶梯油管211为中空管体，且一端套设于计量针400的中空腔体内以连通计量针400，另一端与密封壳213内壁相抵以连通开口。第二弹性件212一端与阶梯油管211相抵，另一端与密封壳213内壁相抵。第二弹性件212可使阶梯油管211与计量针400紧密相连，阶梯油管211的设置增大计量针400与活塞200的接触面积，相比计量针400直接与活塞200相抵，增强了密封效果，增大供油腔110和控制油腔120的密封性能，防止燃油和控制油混合。密封机构210还可设置密封圈，以使密封效果更佳。

可选地，参照图1，计量针400首端的中空腔体内套设有螺套214，螺套214开设有开孔以连通计量针400。螺套214的设置进一步增强了密封效果，防止燃油和控制油混合。

可选地，燃油进口130的横截面积大于等于第一成型槽410的面积，第一成型槽410的边缘圆滑过渡，使得燃油流动阻力更小。

一种燃气轮机，包括上述的燃气轮机油量调节装置，调节便捷，运行稳定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气轮机油量调节装置，其特征在于，包括外壳体(100)、活塞(200)、外衬套(300)和计量针(400)，所述活塞(200)设置于所述外壳体(100)的内腔内，并将所述内腔隔开形成供油腔(110)和控制油腔(120)；

所述供油腔(110)内设置有燃油进口(130)、燃油出口(140)和控制油出口(150)，所述外衬套(300)设置于所述供油腔(110)内，所述外衬套(300)的外壁密封贴合所述供油腔(110)的内壁；所述外衬套(300)的内壁开设有第一凹槽(310)和第二凹槽(320)，所述第一凹槽(310)和所述燃油进口(130)连通，所述第二凹槽(320)和所述燃油出口(140)连通；

所述计量针(400)套设于所述外衬套(300)内，并与所述外衬套(300)活动连接，所述计量针(400)设置有成型槽(430)，所述成型槽(430)连通所述第一凹槽(310)和所述第二凹槽(320)，所述成型槽(430)的径向截面面积从所述第一凹槽(310)至所述第二凹槽(320)的方向逐渐增大或减小；

所述计量针(400)为中空管体，所述计量针(400)的尾端与所述活塞(200)连接，并与所述活塞(200)开设的通孔连通形成控制油通道，所述控制油腔(120)设置有控制油进口(160)，所述控制油进口(160)通过所述控制油通道与所述控制油出口(150)连通，并通过所述计量针(400)和所述外衬套(300)配合以隔离控制油和燃油。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述第一凹槽(310)和所述第二凹槽(320)均环设于所述外衬套(300)的内壁；

所述成型槽(430)包括第一成型槽(410)和第二成型槽(420)，所述第一成型槽(410)和所述第二成型槽(420)均连通所述第一凹槽(310)和所述第二凹槽(320)，所述第二成型槽(420)的径向截面面积从所述第一凹槽(310)至所述第二凹槽(320)的方向逐渐增大；所述第一成型槽(410)各位置的径向截面面积相等。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述第一成型槽(410)和所述第二成型槽(420)的数量均为两个，并沿所述计量针(400)的周向均匀分布；

所述第一成型槽(410)为矩形槽，所述第二成型槽(420)为锥形槽，所述第二成型槽(420)的深度从所述第一凹槽(310)至所述第二凹槽(320)的方向逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述控制油腔(120)内设置有第一弹性件(121)，所述第一弹性件(121)一端与所述活塞(200)相抵，另一端与所述控制油腔(120)的端壁相抵。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述外壳体(100)包括依次连接的左壳体(111)、主壳体(112)和右壳体(113)。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述左壳体(111)端部设有调节螺钉(114)，所述调节螺钉(114)一端伸入所述供油腔(110)，并和所述计量针(400)首端相抵。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述活塞(200)在所述控制油腔(120)内设有密封机构(210)，所述密封机构(210)包括阶梯油管(211)、第二弹性件(212)和密封壳(213)；

所述密封壳(213)凸出于所述活塞(200)，所述密封壳(213)设有开口，所述阶梯油管(211)为中空管体，且一端套设于所述计量针(400)的中空腔体内以连通所述计量针(400)，另一端与所述密封壳(213)内壁相抵以连通所述开口；

所述第二弹性件(212)一端与所述阶梯油管(211)相抵，另一端与所述密封壳(213)内壁相抵。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述计量针(400)首端的中空腔体内套设有螺套(214)，所述螺套(214)开设有开孔以连通所述计量针(400)。

9.根据权利要求2或3所述的燃气轮机油量调节装置，其特征在于，所述燃油进口(130)的横截面积大于等于所述第一成型槽(410)的径向横截面积，所述第一成型槽(410)的边缘圆滑过渡。

10.一种燃气轮机，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的燃气轮机油量调节装置。