CN106351747B - 一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***,包括整体铸造的进气匣及支板、喷油管、涡轮轴、旋流条、离心喷嘴；本发明还公开了一种小功率燃气涡轮发动机燃油供给方法，该方法包括将燃油通过进气机匣上的外部管路进入支板内的燃油输送管路，燃油输送管前端与喷油管连接，所述喷油管深入到涡轮轴内孔中,喷油管将燃油喷射到旋流条上并通过旋流条导入到甩油区，再通过镶嵌在涡轮轴上的离心喷嘴喷射到折流燃烧室。旋流条可以有效提高燃油输送压力，并使燃油沿周向均匀分布；采用离心喷嘴代替甩油盘，增加了燃油的雾化效果，从而提高贫油熄火范围。

Description

一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***和方法

技术领域

本发明涉及燃气涡轮发动机技术领域，更具体地，涉及一种用于小功率燃气涡轮发动机燃油供给***和方法。

背景技术

小功率燃气涡轮发动机多采用离心甩油盘折流燃烧室，它的燃油供给可分为轴内供油和轴外供油。

轴内供油主要由输油管、涡轮轴（旋转输油轴）、密封装置、甩油盘组成，原理是燃油通过输油管进入旋转的空心涡轮轴，利用石墨封严等封严装置防止输油管与涡轮轴之间的燃油泄漏，燃油通过空心轴进入甩油盘，利用离心力从甩油盘上的径向孔甩出，受到从火焰筒头部进入的气流动力作用而破碎、雾化。

轴外供油主要由输油管路、环形喷射油道、密封装置、甩油盘组成，原理是燃油通过输油管路进入环形喷射油道，环形喷射油道与甩油盘通过篦齿、碳密封等装置防止燃油泄漏，燃油喷射到甩油盘，利用离心力从甩油盘上的径向孔甩出。

轴内供油由于燃油要经过涡轮轴，导致燃油流路较长，压力损失大，燃油分配不均匀，达不到燃油喷嘴的供油压力，因此多采用离心甩油盘；

离心甩油盘与涡轮叶片同步旋转，当甩油盘上各喷油孔的供油量不均匀时，会出现涡轮叶片上的固定热点，导致涡轮叶片超温损坏。

轴内供油方式的旋转密封处容易出现漏油故障，改为轴外供油稍有改善，但轴外供油方式结构复杂，且处于高温区域，要保证密封效果，间隙需要严格控制。

采用甩油盘的贫油熄火范围较离心喷嘴的窄。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，提供了一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***。

本发明的另一目的在于提供一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***的燃油供油方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***，包括整体铸造的进气匣及支板、喷油管、涡轮轴、旋流条、离心喷嘴；所述进气机匣内部设有燃油输送管路；所述燃油输送管路与喷油管连接；所述进气机匣与涡轮轴的内孔密封连接，所述喷油管深入到涡轮轴的内孔中，所述涡轮轴的内孔另一端设有离心喷嘴；所述旋流条设置于喷油管与离心喷嘴之间的涡轮轴内孔中。

进一步地，板实际上是进气机匣的一部分，是整体铸造而成，燃油输送管路就是支板中机械加工出的燃油通路。

进一步地，为了有效提高燃油输送压力，并使燃油沿周向均匀分布，所述旋流条为螺旋状结构。

进一步地，所述旋流条的旋转方向与涡轮轴的转动方向相反；

优选地，所述旋流条的旋转方向为顺时针方向，所述涡轮轴的转动方向为逆时针方向。

进一步地，为防止燃油从进气机匣与涡轮轴的连接处漏出，所述进气机匣与涡轮轴通过设置碳密封旋转封严装置实现密封连接。

更进一步地，所述碳密封旋转封严装置包括碳密封环、两个O型密封圈、弹簧、锁片、油嘴；所述弹簧的两端分别与碳密封环和进气机匣的凹槽内壁抵接，所述O型密封圈设置在碳密封环的凹槽和进气匣内壁之间，所述锁片与进气机匣连接，用于实现碳密封环在进气机匣的安装。

更进一步地，所述涡轮轴的内孔套设油嘴，所述油嘴和涡轮轴的内孔通过过渡配合连接，O型密封圈设置在油嘴的凹槽和涡轮轴内壁之间用于密封所述油嘴另一端与碳密封环抵接，实现转子件与静止件之间的旋转密封。

进一步地，一种燃油供给***的燃油供给方法,燃油通过燃油输送管进入喷油管中，所述喷油管将燃油喷射到旋流条上，燃油随旋流条轴转动，通过旋流条导入到甩油区，再通过镶嵌在涡轮轴上的离心喷嘴喷射到折流燃烧室中。

更进一步的，所述旋流条的旋转方向与涡轮轴的转动方向相反；优选地，所述旋流条的旋转方向为顺时针方向，所述涡轮轴的转动方向为逆时针方向。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、旋流条由不锈钢板材加工成螺旋状,可以有效提高燃油输送压力，并使燃油沿周向均匀分布；

2、采用离心喷嘴代替甩油盘，增加了燃油的雾化效果，从而提高贫油熄火范围；

3、旋转密封***将油嘴端面作为密封表面，缩小碳密封直径尺寸，减小密封面的线性速度，从而降低端面的磨损速度，达到良好的密封效果；更加简单高效，保证轴内供油的密封性，相比轴外供油更加简单、同时易于装配和加工、降低成本。

附图说明

图1为燃油供给***平面示意图；

图2为旋流条旋流方向及结构示意图；

图3为碳密封旋转封严装置的结构示意图。

具体实施例

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1~3所示，一种用于小功率燃气涡轮发动机燃油供给***，包括进气匣支板1、进气机匣2、喷油管3、涡轮轴4、旋流条5、离心喷嘴6；进气机匣2设有燃油输送管路7；燃油输送管路7与喷油管3连接；进气机匣2与涡轮轴4的内孔通过设置碳密封装置8实现密封连接，喷油管3深入到涡轮轴4的内孔中，涡轮轴4的内孔另一端设有离心喷嘴6；旋流条5设置于喷油管3与离心喷嘴6之间的涡轮轴4内孔中。

旋流条5为螺旋状结构；旋流条5的旋转方向与涡轮轴4的转动方向相反。

进气机匣2与涡轮轴4通过设置碳密封旋转封严装置8实现密封连接；碳密封旋转封严装置8包括碳密封环81、O型密封圈82及86、弹簧83、锁片84和油嘴85；弹簧83的两端分别与碳密封环81和进气机匣2的凹槽内壁抵接；O型密封圈82设置在碳密封环81的凹槽与进气机匣2内壁之间，锁片84与进气机匣2连接，用于实现碳密封环81在进气机匣2的安装，油嘴85和涡轮轴内孔连接，O型密封圈86设置在油嘴的凹槽和涡轮轴4内壁之间，油嘴85另一端与碳密封环81抵接。

如图2所示，旋流条5由不锈钢板材加工成螺旋状；旋流条5旋向与涡轮轴4转向方向相反；并且旋流条5旋流方向为顺时针方向，涡轮轴4转向方向为逆时针方向。

一种燃油供给***的燃油供给方法，燃油通过燃油输送管路7进入喷油管3中，所述喷油管3将燃油喷射到旋流条5上，燃油随旋流条5轴转动，通过旋流条5导入到甩油区，再通过镶嵌在涡轮轴上的离心喷嘴6喷射到折流燃烧室9中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护之内。

Claims (8)

1.一种用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***，其特征在于，包括整体铸造的进气机匣及支板、喷油管、涡轮轴、旋流条、离心喷嘴；所述进气机匣及支板内设有燃油输送管路；所述燃油输送管路与喷油管连接；所述进气机匣与涡轮轴的内孔密封连接，所述喷油管深入到涡轮轴的内孔中，所述涡轮轴的内孔另一端设有离心喷嘴；所述旋流条设置于喷油管与离心喷嘴之间的涡轮轴内孔中；所述旋流条为螺旋状结构；所述旋流条的旋转方向与涡轮轴的转动方向相反；所述旋流条的旋转方向为顺时针方向，所述涡轮轴的转动方向为逆时针方向。

2.根据权利要求1所述用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***，其特征在于，所述进气机匣与涡轮轴通过设置碳密封旋转封严装置实现旋转件与静止件的密封连接。

3.根据权利要求2所述用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***，其特征在于，所述碳密封旋转封严装置包括碳密封环、O型密封圈、弹簧、锁片、油嘴；所述弹簧的两端分别与碳密封环和进气机匣的凹槽内壁抵接，所述O型密封圈设置在碳密封环上的凹槽和进气匣内壁之间，所述锁片与进气机匣连接，用于实现碳密封环在进气机匣的安装。

4.根据权利要求1所述用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***，其特征在于，所述涡轮轴的内孔套设油嘴，所述油嘴和涡轮轴的内孔通过过渡配合连接，所述油嘴另一端与碳密封环抵接。

5.根据权利要求4所述用于小功率燃气涡轮发动机的燃油供给***，其特征在于，所述油嘴与涡轮轴的内孔之间设有O型密封圈。

6.一种根据权利要求1～5任意一项所述燃油供给***的燃油供给方法,其特征在于，燃油通过燃油输送管路进入喷油管中，所述喷油管将燃油喷射到旋流条上，燃油随旋流条轴转动，通过旋流条导入到甩油区，再通过镶嵌在涡轮轴上的离心喷嘴喷射到折流燃烧室中。

7.根据权利要求6所述的燃油供给方法，其特征在于，所述旋流条的旋转方向与涡轮轴的转动方向相反。

8.根据权利要求7所述的燃油供给方法，其特征在于，所述旋流条的旋转方向为顺时针方向，所述涡轮轴的转动方向为逆时针方向。