CN104769258B - 用于喷嘴的供应排放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于涡轮机中的燃烧室喷嘴的装置(1)，其特征在于，所述装置包括：‑管道(2)，所述管道至少具有：第一开口(3)，和第二开口(4)；系统(5)，其用于堵塞所述管道，从而使得能够调节流体流通到管道(2)中，所述系统(5)构造为：允许燃料仅仅因所述燃料的第一压力(P1)从所述第一开口(3)流动至所述第二开口(4)，用于供应的燃料流通；允许空气仅仅因空气的第二压力(P2)从所述第二开口(4)向所述第一开口(3)流动，用于使得清洗空气流通，所述第二压力大于所述第一压力。

Description

用于喷嘴的供应排放装置

技术领域

本发明涉及用于涡轮机的燃烧室喷嘴的供给和清洗装置。本发明还涉及用于涡轮机燃烧室的喷嘴和一种涡轮机。

背景技术

涡轮机的喷嘴对因温度导致的燃料恶化敏感。

一旦燃料的温度超过临界阈值便产生这种称作焦化的现象。

喷嘴对因燃料流扰动所导致产生的这种现象乃至因这种现象造成的堵塞敏感。

因焦化而导致产生的流扰动对于位于喷嘴下游处的零件造成机械影响，而且有损燃烧质量。

而且，喷嘴堵塞影响燃料的喷射量，使其不再均匀。

然后，燃烧欠佳，这导致增加了由涡轮喷气飞机喷射的气体污染，并且导致产生了包括涡轮喷气飞机不稳定的严重问题。

为了防止喷嘴焦化，已知使用一种装置，所述装置允许在涡轮机停止期间清洗喷嘴。

这些装置使得能够通过注入压缩空气清洗燃料的注入坡道以及喷嘴。

在现有技术的系统中，如在申请FR 2871519中所述，一种清洗装置100包括用于供应压缩空气的回路101和用于供应燃料的回路102，所述两条回路不同并且平行连接在喷嘴107的入口处。压缩空气供应回路101包括止回阀103，用于供应燃料的回路102包括止回阀104，从而防止清洗空气返回到燃料供应回路中。

而且，在最近一些喷嘴中，有时需要根据燃料的压力调节喷嘴的燃料供应。

在这种情况中，管理燃料供应和清洗空气供应需要根据已知工艺水平使用与电控制阀相联的多条供应回路。

然而，这些解决方案尤其是由于多种零件和多条回路而笨重且复杂。另外，这些解决方案增加了故障的风险。

发明内容

本发明提出弥补上述劣势。

为此，描述了一种用于涡轮机的注入装置，其特征在于所述注入装置包括管道，所述管道具有至少一个第一开口和一个第二开口；和管道堵塞系统，所述管道堵塞系统允许调节管道中流体的流通，所述堵塞系统构造成允许燃料仅仅因第一燃料压力从第一开口流通至第二开口，以便供应燃料，并且构造成还允许空气仅仅因第二空气压力从第二开口流通向第一开口，用于使得清洗空气流通，所述第二压力大于所述第一压力

在一个实施例中，堵塞系统包括第一头部，所述第一头部安装在第一弹性模块上，所述第一头部能够移动，以便允许燃料基于第一压力从第一开口流通向第二开口。

在一个实施例中，堵塞系统包括第二头部，所述第二头部安装在第二弹性模块上，所述第二弹性模块能够运动，以便允许空气基于第二压力从第二开口流通向第一开口。

在一个实施例中，第一头部能够在第二头部内部运动。

在一个实施例中，第一头部和第二头部能够在管道中沿着相反的方向平移运动。

在一个实施例中，装置包括止动件，所述止动件允许阻止第一头部沿着第二头部的移动方向移动。

特别地，第一头部的第一弹性模块固定到第二头部的端部，使得第二头部基于第二压力的移动驱动第一头部向止动件移动。

本发明还涉及一种涡轮机的燃烧室的喷嘴，其特征在于其包括如上所述的装置，本发明还涉及一种包括这种喷嘴的涡轮机。

本发明的一个优势是提出了简单且紧凑的装置。

本发明的另一个优势是提出了一种独特且具多种用途的装置，所述装置适于调节燃料供应和清洗空气供应。

本发明的另一个优势在于提出了允许彻底清洗的装置。

最后，本发明的另一个优势是使用简单且低成本的调节工具。

附图说明

通过下文的描述显示本发明的其它特征和优势，所述描述仅仅为示例性并且并非局限而且必须参照附图阅读，其中：

图1示出了根据现有技术的清洗装置；

图2以截面示出了根据本发明的装置的实施例；

图3以截面示出了根据本发明的装置的实施例；

图4示出了根据本发明的一个实施例的装置的元件的组装；

图5示出了与注入元件相关联的装置；

图6示出了包括根据本发明的多个装置的组件的实施例；

图7示出了根据本发明的燃烧室的喷嘴的实施例。

具体实施方式

在图2至图4中示出了用于涡轮机喷嘴的装置1的实施例。

装置1包括管道2。其例如是具有大体圆筒状的圆形截面的管道。

管道2具有至少一个第一开口3和第二开口4。

根据一个实施例，开口中的一个位于管道壁中，从而允许流体正交于管道纵向轴线循环，并且开口4中的另一个位于管道的轴向端部处，从而允许流体轴向循环。

能够从一个开口穿过管道至另一个开口的流体大多是：涡轮机的燃料和设计成清洗涡轮机的压缩空气或者燃料和压缩空气的混合物。

装置1还包括用于堵塞管道的系统5，从而允许调节管道2中流体的流通。

堵塞系统5构造成：

-允许燃料仅仅基于燃料的第一压力(P1)从第一开口3向第二开口4流通，以便供应燃料；

-允许空气仅仅基于空气的第二压力(P2)从第二开口4向第一开口3流通，以便使得清洗空气流通，第二压力大于第一压力。

因此，装置1使得能够通过单根管道2管理燃料供应(尤其供应到喷嘴的燃料)和清洗空气的流通。两种流体在管道2中沿着相反的方向移动。

注意，装置1能够以自动方式操作。

例如(非限制性示例)，P1为大约2.5bar至3bar，例如(非限制性示例)，P2为大约4bar至6bar。

在一个实施例中，堵塞系统5包括第一头部7，所述第一头部7安装在第一弹性模块8上。弹性模块8包括例如弹簧。

第一头部7能够移动，以允许燃料仅仅基于第一压力P1从第一开口3移动向第二开口4。

特别地，在第一开口3处的注入在装置1中的燃料的压力作用下，压缩第一弹性模块8并且使得第一头部7运动。

因此第一头部7移动，这通常是沿着管道轴线2的平移运动。这种移动允许释放管道2中的循环空间，从而允许在第一开口3处引入的燃料通过第二开口4离开管道。

在图3图解的实施例中，第一头部7具有球状。

同样，在实施例中，堵塞系统5包括第二头部9，所述第二头部9安装在第二弹性模块10上，所述第二头部9能够移动，以便允许空气仅仅基于第二压力P2从第二开口4移动向第一开口3。弹性模块10包括例如弹簧。

特别地，在压缩空气(在其第二开口4的水平高度处注入到管道2中)的压力作用下，压缩第二弹性模块10，并且使得第二头部9运动。因此第二头部9移动，这通常为沿着管道的纵向轴线2的平移运动。这种移动使得能够释放管道中的循环空间，从而允许在第二开口4的水平高度处引入的空气通过第一开口3离开管道。

在一个实施例中，第一头部7能够在第二头部9内部运动。

在附图中图解的实施例中，例如旋转对称的第一头部7的直径小于第二头部9的直径，所述第二头部9也旋转对称。第二头部9具有从一侧至另一侧贯穿所述第二头部9的腔11，其中，第一头部7能够运动，由第一弹性模块8引导。在这种情况中，第一弹性模块8还在前述腔11内部延伸。第一弹性模块8能够特别地固定在支撑件18上，通过装配到第二头部9的槽中保持所述支撑件18。支撑件18自身具有用于使得流体流通的开口。

腔11终结于位于第二头部7的两侧上的两个开口14、15。

在静止位置中，第一头部7堵塞腔11的开口14，所述开口14位于管道的第一开口3的侧部上。

因此由第一头部7和第二头部9防止燃料进入到管道2中，所述第二头部9堵塞管道2的第二开口4。

当燃料的压力超过弹性模块8的弹力时，第一头部7运动离开开口14，这允许燃料通过腔11朝向管道2的第二开口4进入到管道2中。

在一个实施例中，第二头部9为圆柱状，所述圆柱状以环形冠部13为末端，所述环形冠部13抵靠在管道的边缘12上，所述边缘12包围第二开口4。

环形冠部13的直径较大，以便当第二头部9处于静止位置中时堵塞第二开口4。由空气施加的大于第二弹性模块10的弹力的压力使得冠部13与边缘12分离，这使得空气在管道2中流通。特别地，空气能够分散在第二头部9四周，在壁和第二头部9以及管道2的内壁之间的空间中。

在一个实施例中，第一头部7和第二头部9能够沿着相反的方向在管道2中平移移动。

根据一个实施例，装置1包括止动件16，从而阻止第一头部7沿着第二头部9的移动方向移动。止动件16特别地包括基部17，所述基部17终结于指状件18，所述指状件18在管道2中延伸直到第二头部9的开口14为止。

指状件16阻止第一头部7沿着第二头部9的移动方向平移，这使得能够获得更加彻底的清洗。特别地，空气能够流入到第二头部9的腔11中，并且通过开口14离开第二头部，第一头部7不再完全堵塞所述开口14。

可调节的止动件16与第一头部7齐平(例如，间隙介于0.5mm和1mm之间)，使得清洗时的空气压力使得第二头部9移动，在第二时间段中空气压力压缩弹性模块8。此时，清洗空气同时进入边缘12和模块13之间并且流通开口14。

如图所示，第一头部7的第一弹性模块8固定到第二头部9的一个端部。结果，第二头部9的移动(基于第二压力P2)驱动第一头部7沿着相同的方向移动，所述方向朝向止动件16。这由第一弹性模块8承受的力所引起。

如上所述，位于第二头部9的另一个端部处并且先前由第一头部7堵塞的开口14现在变得畅通，这使得更为彻底实施清洗，

图5示出了使用装置的可行实施例的示意图。

在第一步骤的过程中，一些燃料在低于允许第一弹性模块8移动的压力条件下在注入回路21中循环流动。

结果，燃料仅仅被传递到第一注入元件20，所述第一注入元件20是例如启动回路的注入元件。也称作启动喷嘴的注入元件使得能够喷射燃料，以便利用火花塞使得燃料燃烧来点燃燃烧室的一部分。

注入回路20中的燃料压力增大，使得第一头部7移动，从而还允许燃料通过管道2朝向主要启动回路的另一个注入元件22流通，所述主要启动回路构造成将燃料喷射到允许整个燃烧室中的燃料燃烧的水平高度，从而点燃整个燃烧室。

在使得火花塞熄灭并且停止燃料供应之后，实施清洗，在实施清洗的过程中，压缩空气在管道2中沿着与先前所述的燃料流动方向相反的方向流通。这种压缩空气通常来自涡轮机的压缩机。

这种清洗使得能够通过压缩空气清洁不同元件，如注入回路、启动回路、主要启动回路和注入元件。

通常，能够结合多条启动回路和注入元件使用多个装置。这允许在不同压力条件下传送燃料，而与此同时确保以简单且有效的方式清洗组件。

因此获得这样的组件，所述组件包括多个燃料注入元件(这种元件使得能够将燃料注入向燃烧室)和多个装置，所述多个装置的堵塞系统构造成用于基于不同值的第一压力使得燃料流通，使得在不同压力条件下为注入元件供应燃料。这使得能够根据燃料压力区分燃料注入的不同坡道。

借助于组装装置进行清洗，所述堵塞系统能够例如调节成允许空气基于所有装置共有的第二空气压力从第二开口朝向第一开口流通。

因此，在图6种：

-注入元件25基于压力P1接收燃料；

-注入元件26基于第二压力接收燃料，其中，P2＞P1；

-注入元件27基于压力P3接收燃料，其中，P3＞P2。

利用这种构造，能够级联点燃注入元件，并且因此，能够基于共用燃料供应级联点燃串联的室喷嘴。室的喷嘴因此基于与压力P1、P2、P3相比的燃料压力的值操作。

在图7中示意性示出了涡轮机的燃烧室喷嘴24的实施例。所述实施例包括用于点燃燃料的火花塞22和燃料的到达点23。喷嘴包括如上所述的装置1。还能够根据如参照图6描述的布置方案使用喷嘴，其中，使用多条回路和燃料喷射元件。

这种燃烧室以传统方式插入到涡轮机中。燃烧室的喷嘴通常插入到涡轮机的燃烧室的壳体中。

Claims (5)

1.一种用于涡轮机中的燃烧室喷嘴的装置(1)，其特征在于，所述装置包括：

-管道(2)，所述管道至少具有：

第一开口(3)，和

第二开口(4)，

-堵塞系统(5)，其用于堵塞所述管道，从而使得能够调节流体在所述管道(2)中的流通，所述堵塞系统(5)包括：

第一头部(7)，所述第一头部安装在第一弹性模块(8)上，所述第一头部(7)能够移动，以便允许所述第一开口(3)处的燃料仅仅因所述燃料的第一压力(P1)向所述第二开口(4)流通，用于供应的燃料流通；

第二头部(9)，所述第二头部安装在第二弹性模块(10)上，所述第二头部(9)能够移动，以便允许空气基于第二压力(P2)从所述第二开口(4)向所述第一开口(3)横向流通，以便允许空气仅仅因空气的第二压力(P2)从所述第二开口(4)向所述第一开口(3)流通，用于使得清洗空气流通，所述第二压力大于所述第一压力；和

-止动件(16)，所述止动件允许阻止所述第一头部(7)沿着所述第二头部(9)的移动方向移动，

所述第一头部(7)的所述第一弹性模块(8)固定在所述第二头部(9)的一个端部处，使得所述第二头部(9)基于所述第二压力(P2)的移动驱动所述第一头部(7)向所述止动件(16)移动，

其中，所述第一头部(7)能够在所述第二头部(9)内部运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一头部(7)和所述第二头部(9)能够在所述管道(2)中沿着相反的方向平移移动。

3.一种组件，其包括：

-多个燃料注入元件(25，26，27)；和

-多个根据权利要求1或2所述的装置，其中所述堵塞系统(5)构造成基于不同值的第一压力使得燃料流通，使得基于不同压力用燃料供应所述注入元件。

4.一种用于涡轮机的燃烧室的喷嘴，其特在于，所述喷嘴包括根据权利要求1或2所述的装置。

5.一种涡轮机，所述涡轮机包括根据权利要求4所述的燃烧室喷嘴。