CN105737202A - 用于净化来自涡轮机的燃料的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种系统包括燃料预先混合器，其构造为将燃料分配至燃烧器；和净化系统，其构造为净化来自燃料预先混合器的燃料。净化系统包括排出管道，其构造为从燃料预先混合器接收净化混合物的流。净化系统包括：孔口，其联接至排出管道；以及喷射器，其具有内部、开口以及出口。孔口构造为收缩净化混合物的流。内部流体联接至孔口、联接至开口、并联接至出口。净化混合物构造为穿过内部从孔口流向出口，并且穿过孔口的净化混合物的流构造为穿过开口将冷却剂引入喷射器的内部，并且引入穿过开口的冷却剂构造为与净化混合物混合。

Description

用于净化来自涡轮机的燃料的系统和方法

技术领域

在本文中公开的主题涉及例如燃气涡轮发动机的涡轮机。更特定地，本公开涉及用于净化和冷却来自例如燃气涡轮发动机的涡轮机的燃料（例如，液体燃料）的燃料净化系统。

背景技术

涡轮机通常包括燃烧器，其构造为燃烧燃料和氧化剂（例如，空气）。一个或更多个燃料歧管和一个或更多个燃料预先混合器（其可为一个或更多个燃料喷嘴的部分）构造为将一种或更多种类型的燃料分配至燃烧器中的每一个。在燃料向燃烧器的输送之后，剩余燃料可保留在燃料歧管和/或燃料预先混合器中。例如，剩余燃料可粘着至燃料预先混合器的内壁或表面。剩余燃料可形成可阻塞燃料流动穿过预先混合器的沉积物。不幸地，剩余燃料可引起燃料预先混合器和/或歧管、或在燃料预先混合器和歧管之间延伸的通路的堵塞。

发明内容

在下面总结了在范围上与本公开相适的特定实施例。这些实施例不意图限制本公开的范围，而是这些实施例仅仅意图提供本公开的可能形式的简要总结。事实上，本发明可包括可与在下面提出的实施例相似或不同的多种形式。

在第一实施例中，系统包括：第一燃料预先混合器，其构造为将第一燃料分配至燃烧器；和净化系统，其构造为净化来自第一燃料预先混合器的第一燃料。净化系统包括排出管道，其构造为从第一燃料预先混合器接收净化混合物的流。净化系统还包括联接至排出管道的孔口，其中，该孔口构造为收缩净化混合物的流。而且，净化系统包括喷射器，其具有内部、开口以及出口，其中，内部流体联接至孔口、联接至开口、并联接至出口，净化混合物构造为穿过内部从孔口流向出口，穿过孔口的净化混合物的流构造为借助于文丘里效应穿过开口将冷却剂吸入喷射器的内部，并且引入穿过开口的冷却剂构造为与净化混合物混合。

在第二实施例中，用于涡轮机的净化系统包括排出管道，其构造为从燃料预先混合器接收净化混合物的流。净化系统还包括联接至排出管道的孔口，其中，该孔口构造为收缩净化混合物的流。净化系统还包括喷射器，其中，喷射器包括流体联接在喷射器中的开口、孔口以及出口的内部。喷射器包括构造为接收冷却剂的开口。喷射器还包括出口。净化混合物构造为穿过内部从孔口流向出口，并且穿过孔口的净化混合物的流构造为借助于文丘里效应穿过喷射器的开口将冷却剂引入喷射器。

在第三实施例中，用于涡轮机的净化系统包括排出管道，其具有孔口并构造为从涡轮机的燃料预先混合器接收净化混合物，其中，净化混合物包括燃料和来自涡轮机的压缩机的压缩空气。净化系统还包括联接至排出管道的喷射器，其中，喷射器包括至少一个喷射器开口，其用于在净化混合物流动穿过孔口进入喷射器时引入环境空气。

本发明的第一技术方案提供了一种系统，包括：第一燃料预先混合器，其构造为将第一燃料分配至燃烧器；以及净化系统，其构造为净化来自第一燃料预先混合器的第一燃料，其中，净化系统包括：排出管道，其构造为从第一燃料预先混合器接收净化混合物的流；孔口，其联接至排出管道，其中，孔口构造为收缩净化混合物的流；以及喷射器，其包括内部、开口以及出口，其中，内部流体联接至孔口、联接至开口、并联接至出口，净化混合物构造为穿过内部从孔口流向出口，穿过孔口的净化混合物的流构造为借助于文丘里效应穿过开口将冷却剂引入喷射器的内部，并且引入穿过开口的冷却剂构造为与净化混合物混合。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，喷射器包括门，其构造为覆盖喷射器的开口，其中，门构造为经由冷却剂打开，冷却剂借助于由从孔口进入喷射器的净化混合物的流产生的压降穿过开口引入喷射器的内部。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，包括燃料歧管，其构造为经由燃料路径将第一燃料分配至第一燃料预先混合器，其中，燃料路径包括双向净化节段，其在接头处与净化系统的排出管道联接，并且构造为：在第一情况下允许向第一燃料预先混合器的燃料分配；以及在第二情况下允许从第一燃料预先混合器向排出管道的燃料净化。

本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，净化系统构造为利用压缩空气流来净化来自第一燃料预先混合器的第一燃料，净化混合物包括净化第一燃料和压缩空气流，并且冷却剂构造为冷却净化混合物。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，包括压缩机、燃烧器、以及涡轮，其中，第一燃料预先混合器将第一燃料输送至燃烧器，燃烧器将燃烧产物输送至涡轮，涡轮驱动压缩机，并且压缩空气流包括来自压缩机的压缩机排放空气流。

本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，引入喷射器的冷却剂包括环境空气或氮气。

本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，净化系统包括：排泄管道，其联接至喷射器的出口；分离器，其联接至排泄管道；以及疏水箱，其联接至在分离器下游的排泄管道，其中，分离器构造为将燃料与净化混合物分离，而疏水箱构造为接收燃料。

本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，第一燃料预先混合器构造为将第二燃料分配至燃烧器，其中，第一燃料包括引燃燃料，而第二燃料包括燃烧燃料。

本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，包括：第二燃料预先混合器，其构造为将第二燃料分配至燃烧器，其中，第一燃料包括引燃燃料，而第二燃料包括燃烧燃料，或者第一燃料包括燃烧燃料，而第二燃料包括引燃燃料。

本发明的第十技术方案提供了一种用于涡轮机的净化系统，包括：排出管道，其构造为接收来自燃料预先混合器的净化混合物的流；孔口，其联接至排出管道，其中，孔口构造为收缩净化混合物的流；以及喷射器，包括：内部，其流体联接至在喷射器中的开口、孔口、以及出口；开口构造为接收冷却剂；以及出口，其中，净化混合物构造为穿过内部从孔口流向出口，并且穿过孔口的净化混合物的流构造为借助于文丘里效应穿过开口将冷却剂引入喷射器。

本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，喷射器包括门，其构造为覆盖喷射器的开口，其中，门构造为经由冷却剂打开，冷却剂借助于由从孔口进入喷射器的净化混合物的流产生的压降穿过开口引入喷射器的内部。

本发明的第十二技术方案是在第十一技术方案中，门包括闸门、铰链门、止回阀或它们的任何组合。

本发明的第十三技术方案是在第十技术方案中，孔口沿着喷射器的轴线延伸入内部，并且开口布置在离喷射器的轴线径向间隔处。

本发明的第十四技术方案是在第十技术方案中，包括：排泄管道，包括联接至喷射器的出口的端部；疏水箱，其联接至排泄管道的相反端部，其中，排泄管道构造为使净化混合物前进至疏水箱；以及出孔，其联接至在喷射器和疏水箱之间的排泄管道，其中，出孔构造为排出来自净化混合物的空气，使得疏水箱仅仅或主要收集燃料。

本发明的第十五技术方案是在第十技术方案中，孔口包括多个孔口开口，其构造为收缩穿过孔口的净化混合物的流，其中，孔口构造为增加进入内部的净化混合物的速度。

本发明的第十六技术方案是在第十技术方案中，净化系统不包括换热器。

本发明的第十七技术方案提供了一种用于涡轮机的净化系统，包括：排出管道，其具有孔口并构造为从涡轮机的燃料预先混合器接收净化混合物，其中，净化混合物包括燃料和来自涡轮机的压缩机的压缩空气；以及喷射器，联接至排出管道，其中，喷射器包括至少一个喷射器开口，以用于在净化混合物流动穿过孔口进入喷射器时引入环境空气。

本发明的第十八技术方案是在第十七技术方案中，排出管道的孔口联接至喷射器的后表面和/或与喷射器一体地形成，并且后表面与出口相反，出口构造为接收净化混合物和环境空气。

本发明的第十九技术方案是在第十七技术方案中，排出管道在附接点处联接至喷射器，附接点在相对于净化混合物的流的孔口的上游，排出管道的孔口布置在附接点下游的喷射器的内部内，并且内部流体联接至至少一个喷射器开口。

本发明的第二十技术方案是在第十七技术方案中，具有孔口的排出管道与喷射器一体地形成。

本发明的第二十一技术方案是在第十七技术方案中，包括：排泄管道，包括联接至喷射器的出口的端部；疏水箱，其联接至排泄管道的相反端部，其中，排泄管道构造为使净化混合物前进至疏水箱；以及分离器和出孔，其联接至在喷射器和疏水箱之间的排泄管道，其中，分离器构造为将空气和非燃料成分与净化混合物分离，并且出孔构造为排出空气和非燃料成分，使得泄水盘仅仅或主要收集燃料。

附图说明

当参照附图阅读下列详细描述时，本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将变得更好理解，其中遍及附图，相同的特征代表相同的部分，其中：

图1是示出根据本实施例的涡轮机的示意图；

图2是用于在图1中的涡轮机的用于净化来自一个或更多个燃料预先混合器、燃料歧管、或燃料路径的燃料的具有喷射器的净化系统的实施例的剖视图；

图3是用于在图2的净化系统中使用的喷射器的实施例的剖视图；

图4是沿着线4-4做出的图3的喷射器的剖视正视图；以及

图5是喷射器的实施例的剖视正视图；以及

图6是示出用于净化来自燃料歧管的燃料的方法的实施例的工序流程图。

具体实施方式

在下面将描述本发明的一个或更多个具体实施例。在提供这些实施例的简明描述的尝试中，在说明书中可不描述实际实施方式的全部特征。应当理解，在任何这种实际实施方式的发展中，当在任何工程或设计项目中时，必须作出许多具体实施方式决定以实现开发者的具体目标，例如，遵循可从一个实施方式向另一个改变的涉及系统且涉及商业的约束。并且，应当理解，虽然这样的开发尝试可能是复杂并且耗费时间的，但是对于具有本公开的益处的本领域技术人员仍然将是设计、制造以及加工的日常任务。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，不定冠词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意图指存在一个或更多个元件。术语“包括…的”、“包含…的”以及“具有…的”意图包含并且指可存在除了列出的元件外的附加元件。

本实施例针对涡轮机和用于例如燃气涡轮发动机的涡轮机的燃料净化系统。尤其是，本实施例针对用于净化来自涡轮机（例如，燃气涡轮发动机）的燃料歧管或燃料预先混合器（或在燃料歧管和燃料预先混合器之间延伸的通路）的燃料（例如，液体燃料）的系统。例如，涡轮机的一个或更多个燃烧器利用氧化剂（例如，空气或氧气）燃烧一种或更多种燃料。燃料歧管和一个或更多个燃料预先混合器（其可为燃料喷嘴的部分）将燃料输送至一个或更多个燃烧器。例如，燃料歧管将燃料分配至燃料预先混合器，其混合燃料与空气（例如，氧气）。燃料或燃料空气混合物在燃烧器内反应来产生燃烧产物。

在一些实施例中，一个或更多个燃料预先混合器将引燃燃料分配至燃烧器，以用于燃烧工序（例如，在燃气轮机处于启动模式时）的点燃部分（和/或启动部分）。然后，燃料预先混合器分配燃烧燃料，来继续燃烧工序（例如，来将燃气轮机从启动模式过渡至稳定状态模式）。引燃燃料和燃烧燃料可不同，并且各个燃料可构造为增强燃烧工序的它们的相对应部分的效率（例如，燃气轮机的启动和稳定状态模式）。在一些实施例中，第一燃料歧管可将引燃燃料分配至燃料预先混合器，而第二燃料歧管可将燃烧燃料分配至燃料预先混合器。在其它实施例中，可使用单种类型的燃料以用于燃烧工序的持续。在任一构造中，可期望在将燃料输送至燃烧器之后，例如，在关闭或维护间隔期间、或在针对输送燃料的燃气轮机的部分未被使用（例如，在从启动过渡到稳定状态后）但仍然处于燃气轮机的操作期间时，净化在燃料歧管、燃料预先混合器、或在燃料歧管和燃料预先混合器之间延伸的燃料路径中的剩余燃料。净化来自燃料歧管、燃料预先混合器、和/或在燃料歧管和燃料预先混合器之间的通路或导管的燃料可减少或消除剩余燃料，该剩余燃料可阻塞燃料歧管、燃料预先混合器或燃料通路/导管的部分。此外，或备选地，剩余燃料可在燃料歧管、燃料预先混合器、或燃料通路内焦化（例如，形成沉积物），这可降低燃气涡轮发动机的效率。净化燃料可减少或消除在燃料歧管或燃料预先混合器中的燃料的焦化。

根据本实施例，净化系统构造为净化来自燃料歧管和/或经由燃料路径联接至燃料歧管的燃料预先混合器的燃料。出于简易性，参照附图描述的净化系统的实施例将称为尤其用于净化来自燃料预先混合器的燃料的净化系统。但是，应当注意到的是，净化系统还可净化来自一个或更多个燃料歧管（或其小歧管）、燃料导管（例如，路径）、或它们的组合的燃料。例如，各个燃料歧管（例如，用于各种类型的燃料）可包括环形环，其构造为向联接至环形环的各个燃料预先混合器分配燃料，其中，各个燃料预先混合器或与各个燃料预先混合器关联的喷嘴将燃料（和空气）喷射入燃烧器中的相对应的一者。在特定类型的双燃料系统中，不同的歧管可向相同的燃料预先混合器分配不同类型的燃料。备选地，各个燃料歧管可分配其相对应类型的燃料至用于各个燃烧器的不同的燃料预先混合器。通常，本公开净化系统能够净化来自任何涡轮机（例如，燃气涡轮发动机）的任何燃料歧管和任何燃料预先混合器的燃料。

根据本实施例的净化系统可包括净化机构，其构造为使流体（例如，压缩空气）行进穿过例如燃料预先混合器。而且，净化系统可包括净化节段，其为在燃料歧管和燃料预先混合器之间联接并使燃料在它们之间行进的燃料路径或导管的双向流节段。因而，当燃料歧管向燃料预先混合器输送燃料时，双向净化节段允许燃料行进穿过双向净化节段至预先混合器。当燃料和/或其它流体（例如，压缩空气）被从燃料预先混合器净化时，双向净化节段允许燃料和/或空气朝向歧管行进穿过燃料路径的双向净化节段。在燃料路径中的接头（例如，在双向净化节段的端部处）可包括阀或一些其它流调整装置，其允许净化的燃料和/或空气前进至在接头处联接至燃料路径的排出管道。

净化燃料和空气可朝向净化系统的喷射器行进穿过排出管道，其中，喷射器联接至排出管道。例如，排出管道可包括在紧接喷射器的排出管道的端部处的孔口，其中，孔口布置在喷射器的内部中。当净化燃料和压缩流体（例如，压缩空气）流动穿过孔口时，孔口在喷射器内产生压降。压降可允许环境空气（或一些其它冷却流体，例如，氮气）穿过喷射器的喷射器开口引入喷射器。冷却流体构造为与压缩空气和净化燃料的混合物混合，从而冷却混合器，该混合物可为热的或另外地易于燃烧的。换而言之，引入喷射器的冷却流体（例如，环境空气或氮气）构造为冷却压缩空气排放和净化燃料的混合物，来降低或消除混合物燃烧的易感性。压缩空气、净化燃料以及环境空气或氮气的混合物经由排泄管道前进至泄油盘，或前进至分离器，该分离器在将燃料成分输送至泄油盘之前分离和排出在混合物中的非燃料成分。在一些实施例中，利用引入穿过喷射器的环境空气或氮气冷却压缩空气和净化燃料允许传统的热传递设备的消除（例如，换热器、冷却器、阻火器），因而减少了净化系统的占地和成本。

现转向至附图并首先参照图1，示出了涡轮机10（例如，燃气涡轮发动机）的实施例的框图。应当注意到的是，本公开可涉及任何涡轮机系统，并且在本文中讨论的燃气涡轮发动机10不限制本公开适用的范围。涡轮机系统可涉及任何系统，其包括在转子和流体之间的能量的传递，反之亦然，并且示出的燃气涡轮发动机10仅仅意图充当涡轮机系统的实施例的表现。

示出的燃气涡轮发动机10在其它特征中包括燃料预先混合器12、燃料歧管13以及燃烧器16。燃气涡轮发动机10可为双燃料燃气涡轮发动机10，其中，多个燃料歧管13经由燃料路径14将各种类型的燃料15供应至燃料预先混合器12。出于简易性，虽然显示了仅仅一个燃料歧管13和燃料供应15（和相关的燃料路径14），但是应当理解的是，示出的燃气涡轮发动机10可包括多个歧管13，各个歧管构造为将不同类型的燃料15穿过相对应的燃料路径14输送至预先混合器12。例如，一种类型的燃料可用于点燃（例如，在启动模式期间），而另一类型的燃料可用于燃气涡轮发动机10的稳定状态操作。

如所绘出的，燃料预先混合器12使燃料15（或，在示出的实施例中为空气燃料混合物18）行进入燃烧器16。根据在上面的描述，例如，燃料预先混合物12可最初使引燃燃料和空气的混合物18行进入燃烧器16，以开始燃烧工序（例如，用于点燃工序和/或启动模式）。燃料预先混合器12可然后使燃烧燃料或压缩空气的混合物18前进入燃烧器16，来继续燃烧工序（例如，用于燃烧工序）。

在一些实施例中，如在上面所描述，燃料预先混合器12混合燃料15（例如，从在燃料歧管13和预先混合器12之间延伸的燃料路径14接收的）和压缩空气，来形成用于向燃烧器16输送的空气燃料混合物18。空气燃料混合物18可根据燃烧的阶段（例如，点燃工序或燃烧工序）包括引燃燃料或燃烧燃料。燃烧器16可然后燃烧混合物18，来产生行进至涡轮20的燃烧产物。燃烧产物膨胀穿过涡轮20的叶片或级，从而引起涡轮20的叶片旋转。在涡轮20的叶片和燃气涡轮发动机10的轴22之间的联接将引起轴22与叶片一起旋转。轴22还联接至遍及燃气涡轮发动机10的数个其它构件，如所示出，使得轴22的旋转引起联接至轴22的构件的旋转。例如，示出的轴22驱动联接至压缩机24（其可供应用于空气燃料混合物18的空气）和负载26。如所理解的，负载26可为可经由燃气涡轮发动机10的旋转输出产生功率的任何适当的装置，例如功率产生设备或车辆的发电机。

空气供应28可向空气进口30提供空气，其然后使空气行进入压缩机24。实际上，在一些实施例中，空气供应28可为围绕燃气涡轮发动机10的环境空气。此外，或备选地，空气供应28可为例如氧气的氧化剂。压缩机24包括多个驱动联接至轴22的叶片。当轴作为在涡轮20内的废气（例如，燃烧产物）的膨胀的结果而旋转时，轴22引起压缩机24的叶片旋转，这压缩了通过空气进口30供应至压缩机24的空气来产生压缩空气。压缩空气行进至燃料预先混合器12，以用于与燃料混合来产生然后行进至燃烧器16的空气燃料混合物18。如之前所描述，例如，燃料预先混合器12可混合来自压缩机24的压缩空气和来自燃料歧管13中的一者的燃料15，来产生空气/燃料混合物18。在行进穿过涡轮20之后，废气在排气出口34处离开系统。

如之前所描述的，在燃料15被输送至燃烧器16之后，剩余燃料可留在燃料歧管13或燃料预先混合器12中。例如，在双燃料系统中，引燃燃料可经由燃料预先混合器12输送至燃烧器16。如之前所描述的，可有利地，在燃料输送完成之后，当在燃烧器16中发生燃烧之前，或在燃烧燃料从不同（或相同）的燃料歧管13行进至燃料预先混合器12之前，清洁留在燃料预先混合器12中的剩余燃料的燃料预先混合器12，以用于输送至燃烧器16。因而，根据本公开，燃气涡轮发动机10包括净化系统40，其构造为净化从燃料预先混合器12至泄油盘42的剩余燃料，使得剩余燃料可从燃气涡轮发动机10移除。在一些实施例中，泄油盘42的成分（例如，净化燃料）可用于其它目的或在燃气涡轮发动机10中再次使用。

在示出的实施例中，产物净化系统40包括：（例如，燃料路径14的）双向净化节段44；排出管道50，其从在燃料路径14中的接头47处的双向净化节段44延伸；以及喷射器46，其构造为容纳（多个）排出管道50。在示出的实施例中，（例如，相对应的燃料路径14的）各个双向净化节段44构造为在燃料输送期间，使燃料15在第一反向上从燃料歧管13行进至燃料预先混合器12。（例如，相对应的燃料路径14的）各个双向净化节段44还构造为在燃料净化期间，在与第一方向相反的第二方向上从燃料预先混合器12接收净化的燃料15和空气。例如，如之前所描述的，燃料净化模式可在燃气涡轮发动机10的启动（例如，点燃）模式和稳定状态模式之间，或在任何其它期望时间被利用。在燃料净化模式期间，来自压缩机24的压缩空气可行进穿过燃料预先混合器12来净化来自预先混合器12和进入双向净化节段44的剩余燃料。接头47可包括流调节装置（例如，阀），其构造为将净化燃料15和压缩空气引导入排出管道50。此外，或备选地，布置在接头47下游的排出管道50上的流调节装置48可构造为允许净化燃料15和/或空气进入和/或行进穿过排出管道50。换而言之，通过压缩机24供应的压缩空气的部分构造为促使剩余燃料穿过（和离开）燃料预先混合器12、穿过燃料路径14的双向净化节段44、并进入排出管道50（例如，经由在接头47处的流调节件或经由流调节装置48）。因而，净化系统40可净化燃料预先混合器12和燃料路径14的部分（例如，导管、软管等）。应当注意到的是，流调节装置48可为阀，其构造为选择地限制进入和穿过排出管道50的流（例如，增加压力），或者流调节装置48可为压缩机或其它装置，其构造为使压力相对于燃料路径14或其双向流节段44下降。在接头47处的流调节装置可操作来允许或不允许在双向净化节段44和燃料岐管13之间的流体连通，以相对应地不允许或允许燃料净化。

应当注意到的是，在一些实施例中，小岐管可布置在燃料预先混合器12上游，并且还可由净化系统40净化。而且，在一些实施例中，燃料路径14的双向净化节段44可延伸在燃料岐管13和燃料预先混合器12之间的路径14的整个长度，从而允许整个燃料路径14，并且在一些实施例中，允许燃料岐管13自身的净化。本公开净化系统40构造为净化在燃料岐管13、燃料预先混合器12、和/或燃料路径14的任何部分或构件中的剩余燃料。实际上，在一些实施例中，净化系统40可此外净化来自燃烧器16的剩余、未燃烧燃料（和/或其它剩余物质，例如，闪蒸残余物、污染物等）。而且，本领域技术人员将理解的是，净化系统40的本公开实施例可在双燃料燃气涡轮发动机10或单燃料燃气涡轮发动机10中采用，因为燃料岐管13和燃料预先混合器12可易于进行在任一构造中的剩余燃料的焦化。

继续图1，剩余燃料经由穿过和离开燃料预先混合器12的压缩空气的流动从燃料预先混合器12排放。压缩空气和净化燃料的混合物前进穿过排出管道50。但是，通过压缩机24提供的压缩空气通常是热的，并且来自燃烧器16的热可进一步加热在排出管道50中的压缩空气和净化燃料的混合物。公开的实施例有助于提供冷却，来减少尤其是在泄油盘42的附近的加热的混合物的不被期望的燃烧的可能性。由此，净化系统40的喷射器46联接至（多个）排出管道50，并且构造为接收流动穿过（多个）排出管道50的压缩空气和净化燃料的混合物。应当注意到的是，与一个岐管13相关的排出管道50中的每一个和其相对应的燃料路径14可在到达喷射器46之前结合，并且结合的排出管道50可进入单个喷射器46。但是，在其它实施例中，喷射器46可接收多个排出管道50。穿过排出管道50并进入喷射器46的混合物的流被构造为促进从例如环境58（例如，围绕燃气涡轮发动机10，并且更具体地，围绕净化系统40）穿过在喷射器46中的开口56流入喷射器46的流体。例如，穿过排出管道50和穿过喷射器46的混合物的流允许经由文丘里效应的从环境58（例如，从与开口56联接的不同的冷却剂源）向喷射器46的开口56内的流体（例如，空气、环境空气、氮气）的吸引。因为环境58的温度比燃气涡轮发动机10（并且，尤其是流动穿过排出管道50的净化燃料和压缩空气混合物）的温度显著地低，因而引入喷射器46的环境空气或氮气冷却混合物。例如，环境空气或氮气可接近20摄氏度（68华氏度），并且流动穿过排出管道50（例如，在接收环境空气或氮气之前）的混合物可接近426摄氏度（800华氏度）。

为了允许上述文丘里效应，喷射器46（或延伸直至喷射器46，并且在一些实施例中，延伸入喷射器46的排出管道50）包括孔口，混合物的流行进穿过该孔口（例如，其中，孔口允许了孔口上游或作为孔口的部分的会聚区段、在孔口处的喉部、以及在孔口下游的发散区段）。在混合物流动穿过（例如，在喷射器46内或紧邻处）的孔口时，孔口可产生压降，使得压降穿过喷射器开口56将环境空气或氮气引入喷射器46，并且在混合物行进穿过孔口时增加混合物的速率。环境空气或氮气与压缩空气排放和净化燃料的混合物混合，因而冷却了混合物。冷却的混合物（例如，包括环境空气或氮气）流出喷射器46并朝向且流入泄油盘42。但是，在一些实施例中，分离器41可布置在喷射器46和泄油盘42之间，并且可构造为将净化燃料与任何其它成分（例如，压缩空气和/或污染物）分离，使得泄油盘42仅仅接收净化燃料。

但是，应当注意到的是，穿过喷射器开口56引入喷射器46的冷却剂可能不是环境空气。例如，氮气箱（或一些其它冷却剂箱）可与喷射器开口56联接，使得氮气（或一些其它冷却剂）经由上述文丘里效应引入喷射器46。而且，应当注意到的是，在示出的实施例中，显示了与一个燃料岐管13相关的仅仅一个净化系统40。但是，如之前所描述的，燃气涡轮发动机10可包括多个燃料岐管13（例如，2、3、4或更多个燃料岐管13），各个构造为根据燃气涡轮发动机10的操作的状态或模式向燃料预先混合器12供应不同类型的燃料（和因而的燃烧器16）。在这样的实施例中，各个燃料岐管13可包括其自身的净化系统40，例如，燃气涡轮发动机10可包括三个燃料岐管13和三个净化系统40。

现转向至图2，显示了具有喷射器46的净化系统40的一部分的剖视图。在示出的实施例中，净化燃料和压缩空气的混合物70显示为在方向55上行进穿过排出管道50，其中，排出管道50在附接点71处进入喷射器46。如之前所描述的，净化系统40可具有多个排出管道50（例如，与多个燃料预先混合器12和相对应的路径14相关）和多个相对应的附接点71。出于简易性，显示了仅仅一个排出管道50和一个附接点71。混合物70在排出管道50的端部74处行进穿过孔口72（例如，受限流路），其中，排出管道50的端部74布置在喷射器46的内部76内。孔口72可产生压降，其用于加速混合物70穿过孔口72并进入喷射器46。

当混合物70行进穿过孔口72并进入喷射器46的内部76时，混合物70继续在方向55上朝向喷射器46的出口78流动。当混合物70行进穿过排出管道50的孔口72时，混合物70可经由重力，或在示出的实施例中，经由混合物70的加速朝向出口78偏置。但是，重力和惯性还可促进朝向喷射器46的出口78的混合物70的连续（或加速）流动。

应当注意到，示出的孔口72是延伸入喷射器46的排出管道50的一部分。但是，在一些实施例中，排出管道50可联接至喷射器46，其中，喷射器46包括在联接至排出管道50并且包括孔口72的喷射器46的内侧的上的内部流路。在任一构造中，混合物70流入喷射器46并且穿过孔口72，这产生了如上面所描述的压降。

当混合物70朝向喷射器46的出口78流动时，流体或冷却剂79（例如，环境空气、氮气等）被通过在喷射器46中的开口56从环境58引入喷射器46。但是，应当注意到的是，不同类型的冷却剂79可从不同源引入喷射器46。例如，冷却剂源（例如，氮气箱）可联接至开口56，其中，冷却剂79（例如，氮气）从冷却剂源（例如，氮气箱）引入。

在示出的实施例中，开口56布置在排出管道50的孔口72上游（相对于方向55）。冷却剂79经由穿过孔口72的混合物70的流动穿过在喷射器46中的开口56引入喷射器46。例如，压降经由排出管道50的孔口72紧接排出管道50的端部74（例如，在喷射器46的内部76内）产生。为了平衡压力差，来自环境58（或冷却剂源）的冷却剂79被通过开口56自动地引入喷射器76。冷却剂79被引入混合物70的流路，使得冷却剂79与混合物70混合。在混合物70朝向喷射器46的出口78行进并进入净化系统40的排泄管道80时，冷却剂79冷却混合物70。冷却混合物70在方向55上朝向分离器41前进穿过排泄管道80，该分离器使燃料与冷却混合物70的任何其它成分（例如，空气）分离。剩余成分（例如，不是净化燃料）经由出孔84排出，并且净化燃料前进至分离器41下游的泄油盘42以用于贮存或用于再次使用。

在一些实施例中，净化系统40包括附加特征。例如，在图2中的示出的实施例中，喷射器46包括门82（或止回阀、闸门、或铰链门），其构造为覆盖喷射器46的开口56，冷却剂79经由文丘里效应引入穿过该开口56。门82可可枢转地（或以其它方式）联接至喷射器46。在一些实施例中，当混合物70未被净化时，例如利用弹簧加载机构使门82偏置来覆盖开口56。例如，门82覆盖开口56并且阻碍穿过开口56的混合物70的回流。但是，通过流动穿过在排出管道50的端部74处的孔口72的混合物70产生的在内部76和环境58（或冷却剂源）之间的压差可克服逆着开口56的门82的偏置力。压差可促使门82绕铰链83打开，因而允许冷却剂79穿过开口56引入喷射器46。在一些实施例中，门82可为止回阀、闸门、门、或选择地密封或打开开口56的一些其它机构。

现转向至图3和4，分别以剖视图和正视图显示了喷射器46的实施例。例如，图3是具有喷射器46的净化系统40的部分的剖视顶视图，而图4是沿着图3中的线4-4做出的在图3中的喷射器46的剖视正视图。

首先注意在图3中显示的净化系统40的实施例，喷射器46显示为具有多个开口56，其用于从环境58（或冷却剂源）引入冷却剂79，其中，多个开口56各布置在离延伸穿过喷射器46的轴线99的径向距离98处。而且，排出管道50的一部分显示为在紧接排出管道50的端部74的孔口72中达到顶点，其中，孔口72相对于方向55布置在喷射器46的内部76的上游。但是，应当注意到，示出的孔口72和排出管道50的部分可为喷射器46的构件（例如，与其一体地形成）。根据实施例，示出的孔口72和排出管道50的端部74可为在喷射器46和排出管道50之间联接的分离构件，或者孔口72和端部74可为与朝向排出管道50的方向55相反地远离喷射器46的表面102延伸的喷射器46的区段或延伸100。在某些实施例中，孔口72和端部72可为朝向喷射器46的表面102延伸的排出管道50的延伸100。换而言之，示出的延伸100可为与排出管道50和喷射器46的分离件，延伸100可为喷射器46的件，或者延伸100可为排出管道50的件或在压缩机排出管道50和喷射器46之间的一些插入构件。

示出的孔口72构造为限制（例如，压缩空气和净化燃料的）混合物70前进穿过的流路的剖面宽度。示出的喷射器46还包括孔口开口104，其在孔口72直接下游，其中，孔口开口104构造为进一步限制混合物70前进穿过的流路。换而言之，孔口开口104增加了通过穿过孔口72的混合物70的流动产生的在内部76和环境58之间的压差（例如，压降、静压降、静压差）。当混合物70经由静压降加速穿过孔口72和孔口开口104时，冷却剂79经由如之前所描述的文丘里效应通过布置为穿过喷射器46的表面102的多个开口56引入喷射器46的内部76。当混合物70前进入且朝向泄油盘42穿过排泄管道80时，穿过开口56引入的空气冷却混合物70。

如在上面所指示，图4是沿着线4-4做出的图3中的喷射器46的剖视正视图。如在上面描述的喷射器46包括：开口56，其用于引入环境空气；和孔口开口104，其用于产生或增加在穿过孔口开口104的混合物70的流中的压降。在示出的实施例中，喷射器46包括四个开口56，各个开口56布置为相对于周向方向110以90度远离相邻的开口56。喷射器46还包括四个孔口开口104，其中，各个孔口开口104布置为相对于周向方向110以90度远离相邻的孔口开口104。孔口开口104与开口56对准。

应当注意到的是，在其它实施例中，喷射器46可包括多于四个开口56或少于四个开口56。例如，喷射器46可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个开口56。喷射器46还包括多于四个孔口开口104或少于四个孔口开口104。例如，喷射器46可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个孔口开口104。而且，喷射器46可包括比孔口开口104更大数量的开口56。备选地，喷射器46可包括比孔口开口104更少的开口56。而且，根据实施例，开口56可或不可与孔口开口104对准。开口56和孔口开口104的数量，相对彼此的它们的位置，以及开口56和孔口开口104的几何形状可根据需要被引入喷射器46以冷却行进穿过喷射器46的（例如，压缩空气排放和燃料的）混合物70的环境空气的量变化。例如，在图5中显示了喷射器46的另一实施例的剖视正视图，其中，开口56是狭槽状的（例如，拱形弯曲狭槽）并绕喷射器46的外径118环形地延伸。本领域技术人员应当理解的是，（例如，用于有助于来自燃料预先混合器或歧管的燃料的净化的）喷射器46具有将与本公开材料不同的开口56和/或孔口开口104的不同数量、或不同朝向。

现转向至图6，显示了净化来自燃料预先混合器或歧管的燃料的方法120的工艺流程图。该方法包括促使（例如，清洁）残余（例如剩余）燃料离开燃料预先混合器并经由压缩空气流进入排出管道（框122）。压缩空气流和净化燃料的混合物经由来自压缩空气流的流体压力前进穿过排出管道。该方法还包括使混合物行进穿过喷射器，以用于产生压降来加速混合物的流穿过喷射器，并使环境空气引入喷射器（框124）。例如，喷射器可包括孔口或孔口开口，其用于产生在混合物的流中的静压降，使得混合物加速穿过孔口或孔口开口。转而，环境空气（或一些其它冷却剂）经由文丘里效应穿过在喷射器中的开口引入喷射器。冷却剂（例如，冷却流体）冷却压缩空气排放和燃料的混合物。该方法还包括使混合物行进至且穿过排泄管道至分离器和/或分离器下游的泄油盘（框126）。出孔可布置在排泄管道上（例如，联接至分离器）以用于排出分离的空气、冷却剂、和/或来自混合物的其它成分，使得泄油盘仅仅收集仅仅来自燃料预先混合器的净化燃料。但是，在一些实施例中，泄油盘可主要收集燃料，例如，至少百分之70、80、90、95、或99的燃料，其与更少量的冷却流体或其它成分混合。

根据本公开，实施例针对用于净化来自涡轮机的燃料预先混合器、歧管或导管的燃料的净化系统。净化系统包括一种喷射器，其构造为引入环境空气或氮气，以用于冷却燃料和压缩空气流的混合物，该压缩空气流构造为清洁来自预先混合器（或歧管、导管、路径或其它设备）的燃料。环境空气或氮气在混合物被输送至分离器和/或泄油盘（其中，泄油盘可仅仅接收来自混合物的净化燃料）之前冷却混合物，因而减少混合物在输送至泄油盘之前或之后点燃或燃烧的危险。产物净化系统的公开实施例减少了与在传统机构中使用的设备的制造、贮存、以及操作相关的成本。

应当注意到，在上面描述的各种流体流的特定的压力、温度以及流速可根据涡轮机的类型、尺寸、朝向、应用和/或功能变化。例如，流入喷射器（这可为用来净化来自燃料岐管的燃料的压缩空气排放的压力的作用）的混合物的压力可处于大约50至500每平方英寸绝对磅数（psia）、150至400psia、或250至300psia的范围。流入喷射器的混合物的温度可处于大约400至850华氏度（F）、500至750华氏度、或600至650华氏度的范围中。流入喷射器的混合物的流速可范围为从0.08磅每秒（1bs/sec）至0.301bs/sec、0.151bs/sec至0.231bs/sec、0.181bs/sec至0.201bs/sec。流入排泄管道的混合物（或燃料）的最大温度可范围为大约130至150华氏度（F）、135至145华氏度、或138至142华氏度。

本书面说明使用实例以公开包括最佳实施方式的本发明，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造并且使用任何设备或系统并且实行任何合并的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括由本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它示例意图在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

第一燃料预先混合器，其构造为将第一燃料分配至燃烧器；以及

净化系统，其构造为净化来自所述第一燃料预先混合器的所述第一燃料，其中，所述净化系统包括：

排出管道，其构造为从所述第一燃料预先混合器接收净化混合物的流；

孔口，其联接至所述排出管道，其中，所述孔口构造为收缩所述净化混合物的流；以及

喷射器，其包括内部、开口以及出口，其中，所述内部流体联接至所述孔口、联接至所述开口、并联接至所述出口，所述净化混合物构造为穿过所述内部从所述孔口流向所述出口，穿过所述孔口的所述净化混合物的流构造为借助于文丘里效应穿过所述开口将冷却剂引入所述喷射器的所述内部，并且引入穿过所述开口的所述冷却剂构造为与所述净化混合物混合。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述喷射器包括门，其构造为覆盖所述喷射器的所述开口，其中，所述门构造为经由所述冷却剂打开，所述冷却剂借助于由从所述孔口进入所述喷射器的所述净化混合物的流产生的压降穿过所述开口引入所述喷射器的所述内部。

3.根据权利要求1所述的系统，包括燃料歧管，其构造为经由燃料路径将所述第一燃料分配至所述第一燃料预先混合器，其中，所述燃料路径包括双向净化节段，其在接头处与所述净化系统的所述排出管道联接，并且构造为：

在第一情况下允许向所述第一燃料预先混合器的燃料分配；以及

在第二情况下允许从所述第一燃料预先混合器向所述排出管道的燃料净化。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述净化系统构造为利用压缩空气流来净化来自所述第一燃料预先混合器的所述第一燃料，所述净化混合物包括所述净化第一燃料和所述压缩空气流，并且所述冷却剂构造为冷却所述净化混合物。

5.根据权利要求1所述的系统，包括压缩机、所述燃烧器、以及涡轮，其中，所述第一燃料预先混合器将所述第一燃料输送至所述燃烧器，所述燃烧器将燃烧产物输送至所述涡轮，所述涡轮驱动所述压缩机，并且所述压缩空气流包括来自所述压缩机的压缩机排放空气流。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述净化系统包括：排泄管道，其联接至所述喷射器的所述出口；分离器，其联接至所述排泄管道；以及疏水箱，其联接至在所述分离器下游的所述排泄管道，其中，所述分离器构造为将燃料与所述净化混合物分离，而所述疏水箱构造为接收所述燃料。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一燃料预先混合器构造为将第二燃料分配至所述燃烧器，其中，所述第一燃料包括引燃燃料，而所述第二燃料包括燃烧燃料。

8.根据权利要求1所述的系统，包括：第二燃料预先混合器，其构造为将第二燃料分配至所述燃烧器，其中，所述第一燃料包括引燃燃料，而所述第二燃料包括燃烧燃料，或者所述第一燃料包括所述燃烧燃料，而所述第二燃料包括所述引燃燃料。

9.一种用于涡轮机的净化系统，包括：

排出管道，其构造为接收来自燃料预先混合器的净化混合物的流；

孔口，其联接至所述排出管道，其中，所述孔口构造为收缩所述净化混合物的流；以及

喷射器，包括：

内部，其流体联接至在所述喷射器中的开口、所述孔口、以及出口；

所述开口构造为接收冷却剂；以及

所述出口，其中，所述净化混合物构造为穿过所述内部从所述孔口流向所述出口，并且穿过所述孔口的所述净化混合物的流构造为借助于所述文丘里效应穿过所述开口将所述冷却剂引入所述喷射器。

10.根据权利要求9所述的净化系统，其中，所述喷射器包括门，其构造为覆盖所述喷射器的所述开口，其中，所述门构造为经由所述冷却剂打开，所述冷却剂借助于由从所述孔口进入所述喷射器的所述净化混合物的流产生的压降穿过所述开口引入所述喷射器的所述内部。