CN111188687A - 一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统，包括：燃油环、燃油泵、设置于燃油环上的若干个雾化喷嘴；燃油环安装于燃气涡轮起动机的燃烧室内；燃油泵位于燃气涡轮起动机外，其通过燃油管与燃油环连接；其中，部分雾化喷嘴包括内置单向阀，内置单向阀设置于雾化喷嘴前，具有内置单向阀的雾化喷嘴呈中心对称布置。通过将部分雾化喷嘴设置内置单向阀，使得燃油环内的燃油压强迅速达到雾化喷嘴雾化所需压强，燃油从未安装内置单向阀的雾化喷嘴中迅速雾化喷出，可提高点火时的燃油雾化质量，缩短点火时间，提升点火效率。具有结构简单，运行稳定性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统。
背景技术
燃油系统是燃气涡轮起动机的关键组成部分，需要保证起动机在各个状态过程中所需要的燃油流量，决定了起动机的整体性能。燃油系统一般由燃油泵、燃油滤、燃油环、喷嘴等零件组成。燃油泵先启动将燃油经油滤、截止阀、油管、喷油环、喷嘴雾化后进入起动机燃烧室燃烧。燃油泵关闭则停止供油，起动机停机。燃气涡轮起动机在起动、停机过程中由于燃油流量波动，会造成起动时爆燃、点火时间推迟和停机时排烟较大，甚至出现明火等现象，影响起动机性能稳定性，严重时减少起动机寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统，以解决现有技术中由于燃油流量波动会造成起动时爆燃、点火时间推迟和停机时排烟较大，甚至出现明火现象的技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明的一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统，包括：燃油环，其安装于所述燃气涡轮起动机的燃烧室机匣上；
燃油泵，位于所述燃气涡轮起动机的燃烧室机匣外，其通过燃油管与所述燃油环连接；
若干个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴设置于所述燃油环上；
部分所述雾化喷嘴包括内置单向阀，所述内置单向阀设置于所述雾化喷嘴前，具有所述内置单向阀的所述雾化喷嘴呈中心对称布置。
在上述技术方案中，通过将部分雾化喷嘴设置内置单向阀，使得燃油环内的燃油压强迅速达到雾化喷嘴雾化所需压强，燃油从未安装内置单向阀的雾化喷嘴中迅速雾化喷出，可提高点火时的燃油雾化质量，缩短点火时间，提升点火效率。
进一步改进在于，还包括燃油排油阀，所述燃油排油阀连接于所述燃油环上，并通过油管与外界大气连通，用于在所述燃油泵从工作状态到停止状态后，将所述燃油环内的高压燃油排出。燃油排油阀的设置，可在燃油泵断电后，迅速将燃油环、油管中高压状态的燃油排出燃油环外，避免燃油泄漏发生二次燃烧，着火，冒烟现象的发生。
进一步改进在于，所述燃油排油阀为直通常开式电磁阀。
优选地，还包括燃油漏油阀，所述燃油漏油阀连接于所述燃烧室的排油管路出口，并通过油管与外界大气连通，用于将所述燃烧室机匣内的燃油排出。在起动机点火成功前，可将多余的燃油排出燃烧室机匣，避免点火时发生爆燃现象，引起振动。
进一步改进在于，包括排油接头，所述排油接头包括排油阀接口、漏油阀接口、排出接口，所述排出接口具有两个相互独立的管路与所述排油阀接口、漏油阀接口分别连通。设置排油接头将燃油排油阀、燃油漏油阀分别接通，可将起动机启动和停机时排出的油气分离排出，避免互相干扰，从而影响起动机性能。
更进一步改进在于，还包括燃油漏油阀，所述燃油漏油阀连接于所述燃烧室的排油管路出口，并通过油管与外界大气连通，用于将所述燃烧室机匣内的燃油排出。
进一步改进在于，所述雾化喷嘴包括喷嘴座、喷嘴芯座、喷头、空气帽盖，所述喷嘴座上端安装于所述燃油环上，所述喷嘴芯座上端与所述喷嘴座下端面密封连接，所述喷头旋设于所述喷嘴芯座下端，所述空气帽盖罩设于所述喷嘴芯座外，所述空气帽盖的底部设有通孔，所述喷头端部邻近布置于所述空气帽盖的通孔中。
进一步改进在于，所述空气帽盖的侧壁开设有进气通孔。
进一步改进在于，所述内置单向阀包括阀套、阀芯；所述阀套嵌设于所述喷嘴座的腔体内，所述阀套上端与喷嘴座的腔壁密封配合，所述阀套下端通过卡环将其封挡于喷嘴座的腔体内；所述阀芯设置于所述阀套内，并通过弹簧紧密顶接于所述喷嘴座顶部的油口。
进一步改进在于，所述喷嘴座、喷嘴芯座、空气帽盖通过法兰盘相互连接锁紧。
本发明用于燃气涡轮起动机的燃油系统，具有结构简单，点火时燃油雾化质量高、点火时间短、点火效率高，运行稳定性好的优点。
附图说明
图1为本发明一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统的结构示意图；
图2为本发明中燃气涡轮起动机的结构示意图；
图3为本发明中雾化喷嘴的结构示意图；
图4为雾化喷嘴的剖面示意图；
图5为雾化喷嘴(带有内置单向阀)的剖面示意图；
图6为本发明的排油接头的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，本发明提供了一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统，包括：燃油环1、燃油泵、设置于燃油环1上的若干个雾化喷嘴2；燃油环1安装在所述燃气涡轮起动机的燃烧室机匣6上；燃油环1由多根油管11和多个雾化喷嘴2交替间隔焊接等方式连接成环，当然，也可以为整体铸造或锻造、经机加工形成的整体式燃油环。
燃油泵(图中未示出)安装于所述燃气涡轮起动机燃烧室机匣6外部，其通过燃油管10与所述燃油环1连接；燃油管10末端通过三通管连接至燃油环1中。
其中，如图5所示，若干个雾化喷嘴2中的部分雾化喷嘴内设置有内置单向阀20，所述内置单向阀20设置于所述雾化喷嘴的喷头22前；优选地，具有所述内置单向阀20的所述雾化喷嘴2在燃油环1上呈中心对称布置。部分雾化喷嘴2设置内置单向阀20，在燃油泵开始工作瞬间，使得燃油环1内的燃油压强能速达到雾化喷嘴2雾化所需压强，燃油从未安装内置单向阀20的雾化喷嘴2中迅速雾化喷出雾状燃油，完成点火；可提高点火时的燃油雾化质量和效果，缩短点火时间，提升点火效率。
优选地，本发明中，具有内置单向阀的雾化喷嘴包括四个，雾化喷嘴2为十二个，并且均匀分布。
作为本发明的一个优选方案，如图1所示，进一步改进在于，该用于燃气涡轮起动机的燃油系统还包括一燃油排油阀3，所述燃油排油阀3通过三通管连接于所述燃油环1上，并通过油管与外界大气连通。可在燃油泵断电后，从工作状态到停止状态，将所述燃油环1内的高压燃油排出。迅速将燃油环1、燃油管10中高压状态的燃油通过油管排出燃油环外，相比现有技术，可避免燃油泄漏发生二次燃烧，着火，冒烟现象的发生。优选地，所述燃油排油阀为直通常开式电磁阀。
所述直通常开式电磁阀包括具有直通腔道的阀体、沿所述阀体外圆周布置的电磁线圈、以及设置于所述阀体中部的直通腔道内且具有磁体流道的励磁体；其中，所述阀体近端的直通腔道内活动设置有阀芯一，所述阀芯一与直通腔道内壁之间的间隙构成流体通道，所述阀芯一的远端嵌设有与所述励磁体相配合的橡胶塞；所述阀芯一的外圆周上套设有一弹簧，所述弹簧的近端抵接在所述阀芯一近端的凸起段上，远端抵接在所述励磁体的近端端面。通过将电磁线圈沿阀体圆周布置，使电磁阀整体结构简单紧凑，适用空间更广泛，通电时，所述励磁体在所述电磁线圈的作用下产生磁吸力，所述阀芯在磁吸力的作用下克服所述弹簧的反向弹力向所述励磁体移动，通过所述橡胶塞封闭所述磁体流道。
作为本发明的一个优选方案，如图1、图6所示，进一步改进在于，该用于燃气涡轮起动机的燃油系统还包括燃油漏油阀4，所述燃油漏油阀4连接于所述燃烧室6的排油管路出口，并通过油管与外界大气连通，用于将所述燃烧室机匣6内的燃油排出。在起动机点火成功前，可将多余的燃油排出燃烧室机匣6，避免点火时发生爆燃现象，引起振动。
优选地，还包括排油接头5，所述排油接头5包括排油阀接口51、漏油阀接口52、排出接口，所述排出接口具有两个相互独立的管路511和管路521分别与所述排油阀接口51、漏油阀接口52连通。设置排油接头将燃油排油阀、燃油漏油阀分别接通，可将起动机启动和停机时排出的油气分离排出，避免互相干扰而影响起动机性能。
作为本发明的一个优选方案，如图3、4所示，所述雾化喷嘴2包括喷嘴座12、喷嘴芯座21、喷头22、空气帽盖23，所述喷嘴座12大体呈三通结构，其上端的两个接口与油管11连接，形成所述燃油环，所述喷嘴芯座21上端通过密封圈211与所述喷嘴座12下端面密封连接，所述喷头22旋设于所述喷嘴芯座21下端，所述空气帽盖23罩设于所述喷嘴芯座21外，所述空气帽盖23的底部设有通孔24，所述喷头22外端部邻近布置于所述空气帽盖23的通孔24中。优选地，所述空气帽盖23的侧壁开设有进气通孔25，可进一步提高雾化效果及雾化质量。
如图5所示，本发明中，所述内置单向阀20包括阀套、阀芯；所述阀套嵌设于所述喷嘴座12的腔体内，所述阀套上端通过设置于其端部的密封圈202与喷嘴座12的腔壁密封配合，所述阀套下端通过卡环201将其封挡于喷嘴座12的腔体内；所述阀芯设置于所述阀套内，并通过弹簧紧密顶接于所述喷嘴座顶部的油口。当燃油环内的油压施加在阀芯上的压力大于弹簧弹力，内置单向阀便开启，将燃油雾化喷出。
优选地，参照图1、图3所示，所述喷嘴座12、喷嘴芯座21、空气帽盖23通过法兰盘相互连接锁紧，三者的法兰盘通过螺丝锁紧。
本发明用于燃气涡轮起动机的燃油系统，具有结构简单，点火时燃油雾化质量高、点火时间短、点火效率高，运行稳定性好的优点。
在实际应用中，根据启发动机带转能力，核算此时核心机的进气量，结合理想油气比范围，得出此时需要的燃油流量，结合燃油泵能力，匹配燃油泵工作转速，进而确定点火控制电压。结合喷嘴的雾化性能需求，计算出起动机点火需要打开的喷嘴数量，进而确定内置单向阀的使用量。根据点火电嘴实际安装位置，将距离点火电嘴最远及与点火电弧方向相反的雾化喷嘴内设置单向阀，则更有利于提升点火效率。
应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于燃气涡轮起动机的燃油系统，包括：
燃油环，其安装于所述燃气涡轮起动机的燃烧室机匣上；
燃油泵，位于所述燃气涡轮起动机的燃烧室机匣外，其通过燃油管与所述燃油环连接；
若干个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴设置于所述燃油环上；其特征在于，
部分所述雾化喷嘴包括内置单向阀，所述内置单向阀设置于所述雾化喷嘴前，具有所述内置单向阀的所述雾化喷嘴呈中心对称布置。
2.根据权利要求1所述的燃油系统，其特征在于，还包括燃油排油阀，所述燃油排油阀连接于所述燃油环上，并通过油管与外界大气连通，用于在所述燃油泵从工作状态到停止状态后，将所述燃油环内的高压燃油排出。
3.根据权利要求2所述的燃油系统，其特征在于，所述燃油排油阀为直通常开式电磁阀。
4.根据权利要求2或3所述的燃油系统，其特征在于，包括燃油漏油阀，所述燃油漏油阀连接于所述燃烧室的排油管路出口，并通过油管与外界大气连通，用于将所述燃烧室机匣内的燃油排出。
5.根据权利要求4所述的燃油系统，其特征在于，包括排油接头，所述排油接头包括排油阀接口、漏油阀接口、排出接口，所述排出接口具有两个相互独立的管路与所述排油阀接口、漏油阀接口分别连通。
6.根据权利要求1所述的燃油系统，其特征在于，还包括燃油漏油阀，所述燃油漏油阀连接于所述燃烧室的排油管路出口，并通过油管与外界大气连通，用于将所述燃烧室机匣内的燃油排出。
7.根据权利要求1所述的燃油系统，其特征在于，所述雾化喷嘴包括喷嘴座、喷嘴芯座、喷头、空气帽盖，所述喷嘴座上端安装于所述燃油环上，所述喷嘴芯座上端与所述喷嘴座下端面密封连接，所述喷头旋设于所述喷嘴芯座下端，所述空气帽盖罩设于所述喷嘴芯座外，所述空气帽盖的底部设有通孔，所述喷头端部邻近布置于所述空气帽盖的通孔中。
8.根据权利要求7所述的燃油系统，其特征在于，所述空气帽盖的侧壁开设有进气通孔。
9.根据权利要求7或8所述的燃油系统，其特征在于，所述内置单向阀包括阀套、阀芯；所述阀套嵌设于所述喷嘴座的腔体内，所述阀套上端与喷嘴座的腔壁密封配合，所述阀套下端通过卡环将其封挡于喷嘴座的腔体内；所述阀芯设置于所述阀套内，并通过弹簧紧密顶接于所述喷嘴座顶部的油口。
10.根据权利要求7或8所述的燃油系统，其特征在于，所述喷嘴座、喷嘴芯座、空气帽盖通过法兰盘相互连接锁紧。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 1, Lane 666, Sizhuan Road, Songjiang District, Shanghai, 201619 Patentee after: Shanghai Shangshi aeroengine Co.,Ltd. Address before: 201611 3 3 Ting Ting Road, Che Dun Town, Songjiang District, Shanghai Patentee before: SHANGHAI SHANGSHI ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |