專(zhuān)利名稱：裝有分流器組件的燃燒器燃料控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器的燃料控制系統(tǒng)，并且更具體地涉及燃料控制系統(tǒng)中的分流器組件。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括將燃料輸送至燃燒器各個(gè)部分的多組噴嘴和相關(guān)回路。具體地，燃料控制系統(tǒng)用于將燃料流從ー個(gè)或多個(gè)燃料源分配至燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)選定的噴嘴回路。通常，燃料控制系統(tǒng)包括輸送指定量的待燃燒總?cè)剂狭鞯挠?jì)量功能以及用可預(yù)測(cè)的方式在各條噴嘴回路中分配計(jì)量流量的分流器組件。常規(guī)分流器組件可能難以保持向各條噴嘴回路的預(yù)定分配，特別是在與發(fā)動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到最大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的計(jì)量流速和下游噴嘴背壓的整個(gè)范圍上更難 保持。這些系統(tǒng)的準(zhǔn)確度也經(jīng)常受限于單元之間的噴嘴背壓不可避免的波動(dòng)和特殊情況下例如噴嘴阻塞引起的噴嘴背壓不可避免的波動(dòng)。分流功能準(zhǔn)確度方面的缺點(diǎn)能夠?qū)е路亲顑?yōu)的燃燒器性能。常規(guī)分流器組件另外的缺點(diǎn)是與執(zhí)行該分流相關(guān)聯(lián)的特別是在高流量條件下的累積壓カ損失。產(chǎn)生的更大的上游燃料壓カ增加了發(fā)動(dòng)機(jī)主燃料泵上的負(fù)荷，這需要從發(fā)動(dòng)機(jī)中提取更多的功率以運(yùn)行該泵并且提高了系統(tǒng)燃料的溫度。因此，希望提供一種裝有分流器組件的燃料控制系統(tǒng)，該分流器組件無(wú)需建立過(guò)高的系統(tǒng)壓カ即可與流速和壓カ變化無(wú)關(guān)地向燃燒器噴嘴提供可靠和準(zhǔn)確的燃料分配。而且，本發(fā)明其他的期望特征和特性將根據(jù)以下結(jié)合附圖和本發(fā)明的該背景技術(shù)部分對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明和所附權(quán)利要求而變得易于理解。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示范性實(shí)施例，提供了ー種分流器組件。該組件包括分流閥和平衡閥。分流閥包括被設(shè)置用于接收燃料流的分流腔，分流腔包括第一分流閥端口和第二分流閥端ロ，分流閥還包括設(shè)置在分流腔內(nèi)的的活塞裝置，并且該活塞裝置被選擇性定位以用于將分流腔內(nèi)的燃料流分流，從而將第一部分燃料流引入第一分流閥端ロ并且將第二部分燃料流引入第二分流閥端ロ。平衡閥被流體地連接至分流閥并且被設(shè)置用于接收處于第一壓カ的第一部分燃料流和處于第二壓カ的第二部分燃料流。平衡閥包括平衡腔，平衡腔包括第一平衡腔端ロ和第二平衡腔端ロ，平衡閥還包括設(shè)置在平衡腔內(nèi)的平衡裝置，并且該平衡裝置被選擇性定位以用于以第三壓カ將第一部分燃料流引入第一平衡腔端ロ并且以第四壓カ將第二部分燃料流引入第二平衡腔端ロ，從而使第一壓カ約等于第二壓カ。根據(jù)示范性實(shí)施例，提供了一種用于利用第一噴嘴、第二噴嘴和第三噴嘴向燃燒器提供燃料的方法。所述方法包括以下步驟將燃料流供應(yīng)入分流閥內(nèi)；在分流閥中將燃料流按預(yù)定比例分為第一部分和第二部分，第一部分和第二部分均有壓カ；將第一部分和第二部分引入平衡閥內(nèi)；在平衡閥內(nèi)平衡第一部分和第二部分的壓カ；將第一部分引至第ー噴嘴；以及將第二部分引至第二噴嘴和第三噴嘴中的至少ー者。


以下結(jié)合所附的附圖來(lái)介紹本公開(kāi)，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，并且其中
圖I是根據(jù)示范性實(shí)施例用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器的示范性燃料控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)化方塊 圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例在圖I的燃料控制系統(tǒng)中的分流器組件處于第一位置時(shí)的示意性截面 圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例在圖I的燃料控制系統(tǒng)中的分流器組件處于第二位置時(shí)的示意性截面 圖4是根據(jù)示范性實(shí)施例在圖I的燃料控制系統(tǒng)中的分流器組件處于第三位置時(shí)的示 意性截面 圖5是根據(jù)示范性實(shí)施例示出了圖2-4中分流器組件的加壓性能的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)說(shuō)明本質(zhì)上僅僅是示范性的而并不是為了限制本發(fā)明或者本發(fā)明的應(yīng)用和用途。如本文中所用，詞語(yǔ)“示范性”是指“用作示例、實(shí)例或說(shuō)明”。因此，本文中描述為“示范性”的任何實(shí)施例都不必被解讀為相對(duì)于其它實(shí)施例是優(yōu)選的或有利的。本文中介紹的所有實(shí)施例都是示范性實(shí)施例，提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員以使其能夠制造或利用本發(fā)明而并不是為了限制本發(fā)明由權(quán)利要求確定的保護(hù)范圍。而且，也并不意味著應(yīng)該受到在先前的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或以下的具體實(shí)施方式
中給出的任何明示或隱含的理論的約束。概括地說(shuō)，本文中討論的示范性實(shí)施例涉及用于向燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器輸送燃料的燃料控制系統(tǒng)。燃料控制系統(tǒng)包括在燃燒器的燃料噴嘴之間，特別是在主噴嘴、非加濃先導(dǎo)噴嘴和加濃先導(dǎo)噴嘴之間選擇性分配燃料的分流器組件。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，分流器組件包括首先按預(yù)定比例在主噴嘴和先導(dǎo)噴嘴之間劃分燃料的分流閥。流動(dòng)平衡閥在分流閥下游并且平衡被分配燃料流的壓カ同時(shí)保持來(lái)自分流閥的預(yù)定比例。流動(dòng)平衡閥進(jìn)一歩包括彈簧元件，其保持分流閥下游的最小加壓并且在發(fā)動(dòng)機(jī)大功率狀態(tài)下允許兩個(gè)平衡閥元件都隨著流量增加而打開(kāi)以最小化穿過(guò)該閥的壓カ損失。用于先導(dǎo)噴嘴的燃料部分隨后被引導(dǎo)返回分流閥并且被選擇性地細(xì)分到向非加濃先導(dǎo)噴嘴和加濃先導(dǎo)噴嘴輸送燃料的回路內(nèi)。圖I是根據(jù)示范性實(shí)施例用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)180的燃燒器182的示范性燃料控制系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化方塊圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)180可以是例如具有任意數(shù)量的風(fēng)扇、壓縮機(jī)、渦輪機(jī)等裝置用于從燃燒的燃料中提取能量的航空器發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料控制系統(tǒng)100可以包括燃料罐110、燃料供給和計(jì)量組件120以及分流器組件130。分流器組件130被進(jìn)ー步連接至安裝在燃燒器182的燃燒室內(nèi)的至少兩組噴嘴142和144。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，噴嘴142和144可以特征化為主噴嘴142和先導(dǎo)噴嘴144。先導(dǎo)噴嘴144可以進(jìn)ー步分組為加濃先導(dǎo)噴嘴146和非加濃先導(dǎo)噴嘴148。燃料控制系統(tǒng)100進(jìn)ー步包括連接至燃料供給和計(jì)量組件120以及分流器組件130的控制器150用于控制燃料控制系統(tǒng)100的操作，正如以下更詳細(xì)介紹的那樣。在操作期間，燃料供給和計(jì)量組件120根據(jù)由控制器150提供的控制信號(hào)向分流器組件130提供抽取自燃料罐110的計(jì)量數(shù)量的燃料。分流器組件130隨后根據(jù)由控制器150提供的控制信號(hào)將接收自燃料供給和計(jì)量組件120的計(jì)量燃料在主噴嘴142、增濃先導(dǎo)噴嘴146和非增濃先導(dǎo)噴嘴148之間分配。盡管并未示出，但是燃料供給和計(jì)量組件120可以包括適合用于以這種方式向燃燒器182提供計(jì)量燃料的各種部件，包括但不限于ー個(gè)或多個(gè)增壓泵、高壓泵、過(guò)濾器、旁通閥、計(jì)量閥、加壓閥等。另外，在某些實(shí)施例中，燃料供給和計(jì)量組件120可以分為供給組件和計(jì)量組件。燃料流在主噴嘴142、增濃先導(dǎo)噴嘴146和非增濃先導(dǎo)噴嘴148之間的預(yù)定分配可以是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)或需求的函數(shù)。例如，在初始啟動(dòng)期間，可能期望將大部分的燃料流引導(dǎo)至增濃先導(dǎo)噴嘴146以在燃燒器182內(nèi)引發(fā)點(diǎn)火。隨著啟動(dòng)繼續(xù)，可以增加送往非增濃先導(dǎo)噴嘴148的燃料流的比例。而且，在正常的工作狀態(tài)期間，燃料流可以更加平均地分配在主噴嘴142、增濃先導(dǎo)噴嘴146和非增濃先導(dǎo)噴嘴148之間，并且在大功率工作期間，可以將更大的比例分配至主噴嘴142?？刂破?50通常根據(jù)操作人員指令、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)·反饋來(lái)提供用于期望分配的信號(hào)。圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例在圖I的燃料控制系統(tǒng)100中的分流器組件130處于第一位置時(shí)的示意圖。分流器組件130主要包括位于殼體202內(nèi)的分流閥220和平衡閥270。盡管圖2示出了位于單個(gè)殼體202內(nèi)的分流閥220和平衡閥270，但是在另ー些實(shí)施例中，分流閥220和平衡閥270可以分開(kāi)到単獨(dú)的殼體內(nèi)。分流器組件130如下所述進(jìn)一歩包括多條回路208，210，212，214，216和218以實(shí)現(xiàn)分流器組件130的入口 204，分流閥220，平衡閥270和最終的噴嘴142和144之間的流體連通。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，分流閥220可以是筒形閥或滑閥類(lèi)型閥，其包括成形在殼體202內(nèi)的空腔222和活塞裝置250?？涨?22通常是由端壁224和226以及側(cè)壁228和230界定的縱向通道。側(cè)壁228和230進(jìn)ー步界定出多個(gè)端ロ 234，236，238，240, 242和244，它們?cè)诖蜷_(kāi)時(shí)實(shí)現(xiàn)燃料從分流閥220流入或流出，正如以下更詳細(xì)介紹的那樣?；钊b置250由安裝在桿258上的活塞252，254和256構(gòu)成。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，活塞252，254和256相對(duì)于彼此固定在桿258上以將空腔222分為第一、第二、第三和第四空腔部分260，262，264和266。具體地，第一空腔部分260被界定在第一活塞252和端壁224之間；第二空腔部分262被界定在第一活塞252和第二活塞254之間；第三空腔部分264被界定在第二活塞254和第三活塞256之間；還有第四空腔部分266被界定在第三活塞256和端壁226之間。桿258以及活塞252，254和256被設(shè)置用于在空腔222內(nèi)平移以使活塞252，254和256在預(yù)定位置覆蓋和露出端ロ 234，236和240以將燃料輸送至期望的下游部件例如一個(gè)或多個(gè)主噴嘴142、增濃先導(dǎo)噴嘴146和非增濃先導(dǎo)噴嘴148的組合。在圖2的圖示和以下討論的內(nèi)容中，活塞裝置250的位置是參照距離300進(jìn)行描述，距離300是端ロ 236的第一邊緣和第二活塞254之間的距離。以下更加詳細(xì)地介紹活塞裝置250的位置和得到的燃料流?；芈?08和210將分流閥220的第二空腔部分262流體連接至平衡閥270。平衡閥270可以是筒形閥或滑閥類(lèi)型閥，其包括由端壁274和276以及側(cè)壁278和280構(gòu)成的縱向空腔272。在圖示的實(shí)施例中，端ロ 282和284分別被界定在端壁274和276內(nèi)，并且端ロ 286，287和288被界定在側(cè)壁278內(nèi)。平衡裝置290位于空腔272內(nèi)以將空腔272分為第一空腔部分302、第二空腔部分304和中間的第三中間空腔部分306。第一空腔部分302由平衡裝置290和端壁274界定，第二空腔部分304由平衡裝置290和端壁276界定，并且第三空腔部分306被界定為平衡裝置290內(nèi)的區(qū)域。平衡閥270中的平衡裝置290由通過(guò)彈簧元件296連接在一起的第一元件292和第二元件294構(gòu)成。如圖所示，第一元件292和第二元件294可以單獨(dú)和共同地在空腔272內(nèi)平移。具體地，彈簧元件296促使第一元件292和第二元件294彼此遠(yuǎn)離以使第一元件292和第二元件294各自可以克服或者借助彈簧元件296而相對(duì)于彼此平移。第一元件292和第二元件294可以通過(guò)彈簧元件296被各自偏置彼此遠(yuǎn)離，直到被壓靠在相應(yīng)的端壁274和276為止。另外，第一元件292和第二元件294可以朝向彼此偏置(例如克服彈簧元件296的作用力)，直到間隙298被關(guān)閉并且第一元件292和第二元件294彼此接觸為止。第一元件292和第二元件294以及彈簧元件296還可以在空腔272內(nèi)一起平移。如圖2所示和以下的討論所述，第一元件292和第二元件294滑動(dòng)以覆蓋和露出端ロ 286和288。 當(dāng)端ロ 286至少部分露出時(shí)，回路212如上所述將平衡閥270中的第一空腔部分302流體連接至燃燒器182的主噴嘴142。當(dāng)端ロ 288至少部分露出時(shí)，回路214如上所述將平衡閥270中的第二空腔部分304流體連接至分流閥220的第三空腔部分264。端ロ287在所有的平衡裝置工作位置都打開(kāi)并且將中間空腔306流體連接至回路213，回路213接下來(lái)連接至回路214。根據(jù)活塞254和256的位置，分流閥220中的第三空腔部分264通過(guò)端ロ 240和242選擇性地與回路216和218流體連通。通過(guò)端ロ 242流入回路218內(nèi)的燃料被輸送至增濃先導(dǎo)噴嘴146，并且通過(guò)端ロ 240流入回路216內(nèi)的燃料被輸送至非增濃先導(dǎo)噴嘴148。既然已經(jīng)介紹了燃料分流器組件130內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)和燃料流動(dòng)路徑，現(xiàn)在就討論關(guān)于分流閥220和平衡閥270的更多操作細(xì)節(jié)。在以下的說(shuō)明內(nèi)容中，下面的簡(jiǎn)寫(xiě)被用于表示各種參考?jí)亥土魉?br> P22 入口 204處的壓力 WfN 入口 204處的流速 Wfflm 回路208和212內(nèi)的主噴嘴流速 Wfflp 回路210和214內(nèi)的先導(dǎo)噴嘴流速 Pfc， 回路208內(nèi)的主噴嘴流壓カ Pmp- 回路210內(nèi)的先導(dǎo)噴嘴流壓カ Pfc 主噴嘴142處的壓力 Pmp 回路214內(nèi)的先導(dǎo)噴嘴流壓カ Wfflpne 非增濃先導(dǎo)噴嘴148處的流速 Plpne 非增濃先導(dǎo)噴嘴148處的壓力 Wfflpe 增濃先導(dǎo)噴嘴146處的流速 P pe 增濃先導(dǎo)噴嘴146處的壓力。如上所述，分流器組件130通過(guò)入ロ 204從燃料供給和計(jì)量組件120接收燃料。入ロ 204在端ロ 244處流體連接至分流閥220以使燃料首先以壓カ(P22)和流速(Wffi)流入空腔222的第二空腔部分262內(nèi)。第二空腔部分262根據(jù)活塞裝置250的位置通過(guò)端ロ 234和236被流體連接至回路208和210之ー或兩者。如圖2所示，第一活塞252被設(shè)置用于選擇性地阻塞全部或部分端ロ 234，且第二活塞254被設(shè)置用于選擇性地阻塞全部或部分端ロ 236。由于第一活塞252的位置被相對(duì)于第二活塞254的位置固定，因此活塞252和254 一起移動(dòng)以使得當(dāng)?shù)谝换钊?52移動(dòng)以覆蓋端ロ 234時(shí)(例如沿圖2的右手方向移動(dòng)以增加距離300)，第二活塞254露出端ロ 236。通常，端ロ 234和236以及活塞252和254是相同的尺寸和形狀，以使移動(dòng)活塞252和254導(dǎo)致端ロ 234和236以大小相等的相反量打開(kāi)和關(guān)閉。換句話說(shuō)，活塞252可以被定位成至少部分阻塞端ロ 234，而活塞254可以被定位成至少部分阻塞端ロ 236。在任何的指定位置，端ロ 234的未阻塞部分就對(duì)應(yīng)于端ロ236的已阻塞部分，反之亦然。而且，阻塞或未阻塞橫截面積的任何改變都會(huì)分別導(dǎo)致未阻塞或阻塞橫截面積的相應(yīng)改變。因此，通過(guò)定位活塞裝置250，分流閥220即可通過(guò)端ロ 234以壓カ(Pfc，)將第一部分(WfNm)的燃料(“主噴嘴燃料”或“基本/主回路”)分配至回路208并且通過(guò)端ロ 236以壓カ(PMp，)將第二部分(Wffip)的燃料(“先導(dǎo)噴嘴燃料”或“輔助/先導(dǎo)回路”)分配至 回路210。在圖2所示的位置，第一活塞252和第二活塞254被定位成使得約有50%的燃料流過(guò)端ロ 234并且約有50%的燃料流過(guò)端ロ 236。但是，活塞裝置250可以移動(dòng)以按任意需要的百分比數(shù)量例如40%/60%、30%/70%等來(lái)分配燃料流。如上所述，控制器150可以根據(jù)工作狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)反饋或操作人員控制提供信號(hào)以將活塞裝置250平移到任意位置從而向噴嘴142和144提供所需比例的燃料。但是，如上所述，先導(dǎo)噴嘴燃料和主噴嘴燃料并不是直接就從分流閥220輸送至噴嘴142和144。同樣如圖2所示，分流閥220可以包括用于根據(jù)來(lái)自控制器150(圖I)的指令定位活塞裝置250的傳感器261和致動(dòng)器267。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，傳感器261可以是線性可變差分變壓器(LVDT)。在圖2所示的實(shí)施例中，LVDT 261被連接至活塞裝置250具體連接到活塞252以確定活塞裝置250的位置。LVDT 261可以向控制器150 (圖I)提供活塞裝置250在空腔222內(nèi)的位置指示。致動(dòng)器267例如可以是根據(jù)來(lái)自控制器150的控制信號(hào)調(diào)整空腔部分260和267內(nèi)壓カ并因此調(diào)整活塞裝置250位置的電液伺服閥(EHSV)。因此，LVDT 261和HlSV 267協(xié)作以將活塞裝置150保持或調(diào)節(jié)在適當(dāng)?shù)奈恢糜糜趯⑺璞壤娜剂陷斔椭吝x定的噴嘴142，146和/或148，正如以下介紹的那樣。也可以提供其他的傳感器和控制機(jī)構(gòu)?；芈?08通過(guò)端ロ 282將主噴嘴燃料輸送至平衡閥270，并且回路210通過(guò)端ロ284將先導(dǎo)噴嘴燃料輸送至平衡閥270。具體地，主噴嘴燃料被引導(dǎo)至第一空腔部分302且先導(dǎo)噴嘴燃料被引導(dǎo)至第二空腔部分304。平衡閥270用于平衡先導(dǎo)噴嘴燃料和主噴嘴燃料的壓カ以及獨(dú)立于總?cè)剂狭?例如WfN)并且獨(dú)立于下游壓カ的波動(dòng)(例如P_、PMp、Pmpm和PMpe的改變)保持來(lái)自于分流閥220的預(yù)定分流。如上所述，平衡裝置290包括通過(guò)彈簧元件296沿相反方向偏置的兩個(gè)元件292和294。由于元件292和294可以與彈簧元件296 —起在空腔272內(nèi)平移，因此空腔302和304內(nèi)的壓カ得以平衡。換句話說(shuō)，由于元件292和294的橫截面積基本相同，因此在一個(gè)空腔部分302或304內(nèi)的壓カ升高就會(huì)迫使平衡裝置290偏向另ー個(gè)空腔部分304或302，直到壓カ平衡為止(例如直到壓カPg和PMp，平衡為止)。由此，既然分流閥下游的流體壓カ相等，那么通過(guò)端ロ 234和236的流體流量(例如WfNm和WfNp)作為總流量(WfN)的百分比就直接取決于端ロ 234和236的開(kāi)放面積之間的關(guān)系。在如前所述設(shè)立的這種面積關(guān)系的情況下，百分比分流是分流閥位置的直接和線性函數(shù)，獨(dú)立于總流量(WfN)、噴嘴回路背壓(Pfc、PMp、PMpne和PmiJ的大小和下游約束的改變。在另ー些實(shí)施例中，端ロ 234和236開(kāi)放面積之間的關(guān)系可以是非線性的。除了保持流量分配(WfNm對(duì)WfNp)和平衡壓カ(Pfc，和PMp，)以外，平衡閥270還通過(guò)保持回路208和/或210內(nèi)的最低燃料壓カ來(lái)保持用于在流動(dòng)噴嘴回路內(nèi)的最小加壓。這種壓カ勢(shì)在給輔助的并聯(lián)流動(dòng)回路例如用于冷卻流或促動(dòng)流的那些回路提供動(dòng)カ方面是有用的。彈簧元件296以預(yù)定的作用力偏置元件292和294。在主回路和先導(dǎo)回路之一或兩者中的非流動(dòng)狀態(tài)期間，例如發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或者端ロ 234或236被分流閥220覆蓋時(shí)，彈簧元件296偏置元件292和294靠向相應(yīng)的端壁274和276以封閉端ロ 286和288之ー或兩者。但是，當(dāng)在主回路和先導(dǎo)回路中任一者內(nèi)引發(fā)流動(dòng)時(shí)，回路208內(nèi)的壓カ(P-，)或回路210內(nèi)的壓カ(PMp，)分別升高，直至相對(duì)于通過(guò)回路213和端ロ 287連通至平衡閥270的中間空腔306的下游先導(dǎo)回路壓カ(Pmp)足夠大為止，以克服預(yù)定的彈簧作用力，從而克服彈 簧平移元件292或294以打開(kāi)端ロ 286或288。彈簧元件296的預(yù)定作用力用這種方式提供相對(duì)于下游先導(dǎo)噴嘴回路壓カ(Pmp)的最小上游加壓。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，最小加壓可以是例如20psid。隨著主回路和先導(dǎo)回路內(nèi)的流量水平増加，元件292和294繼續(xù)克服彈簧元件296平移，進(jìn)ー步打開(kāi)端ロ 286和288直至關(guān)閉間隙298的極限狀態(tài)。用這種方式，以高流量通過(guò)平衡閥270的壓カ損失被最小化以避免過(guò)度加壓上游部件。而且，一旦間隙298關(guān)閉，元件292和294就連接以消除彈簧作用力的作用并且形成動(dòng)態(tài)活動(dòng)性較差的平衡式閥件270。同樣地，在主回路和先導(dǎo)回路都有流動(dòng)時(shí)，回路208內(nèi)的平衡閥270入口處的主壓力(P_，)等于平衡閥270入口處的先導(dǎo)壓カ(PMp，)。另外，回路208中的主流速(Wffim)等于回路212中的主流速(Wffc)，并且回路210中的先導(dǎo)流速(WfNp)等于回路214中的先導(dǎo)流速(Wfflp)。在分流閥220下游的整個(gè)分流器組件130中保持主流速和副流速(WfNm與Wffip)的比例。如上所述，主噴嘴燃料流過(guò)回路212并且從分流器組件130流出到達(dá)主噴嘴142。先導(dǎo)噴嘴燃料流過(guò)回路214到達(dá)平衡閥270的第三空腔部分264。在平衡閥270內(nèi)，活塞254被定位在活塞桿258上以選擇性地覆蓋和露出端ロ 240?；钊?54被具體定位成提供作為非增濃先導(dǎo)燃料(WfNpJ送往回路216的和作為增濃先導(dǎo)燃料(WfNlJ送往回路218的先導(dǎo)燃料(WfNp)的期望比例。用這種方式，控制器150(圖I)即可根據(jù)反饋、工作狀態(tài)和/或操作人員的控制在必要時(shí)或按照期望向增濃先導(dǎo)噴嘴146提供更多數(shù)量的燃料。盡管并未示出，但是第二平衡閥可以設(shè)置在分流閥220以及先導(dǎo)噴嘴146和148之間。在一個(gè)實(shí)施例中，第二流動(dòng)平衡閥可以具有類(lèi)似于流動(dòng)平衡閥270的結(jié)構(gòu)和功能并且平衡先導(dǎo)噴嘴流動(dòng)回路216和218內(nèi)的壓カ(例如Pmpm和PmiJ以保持增濃先導(dǎo)噴嘴146和非增濃先導(dǎo)噴嘴148之間的預(yù)定燃料分配。圖3和圖4中示出了其他的位置。例如，如圖3所示，活塞裝置250被定位成使得第一活塞252完全覆蓋端ロ 234從而使100%的燃料(WfN)都流入回路210內(nèi)(例如作為Wfflp)以隨后提供給先導(dǎo)噴嘴144。同樣如圖3所示，第二活塞254被定位成使等量的燃料流入用于非增濃先導(dǎo)噴嘴148的回路216和用于增濃先導(dǎo)噴嘴146的回路218內(nèi)。同樣如圖3所示，由于回路208內(nèi)的零流量，因此平衡閥270中的元件292被關(guān)閉，由彈簧296偏置壓向端壁274。在圖4中，裝置250被定位成使得第一活塞252完全覆蓋端ロ 234從而使100%的燃料(Wffi)都流入回路210內(nèi)以隨后提供給增濃先導(dǎo)噴嘴146。但是，與圖3相比，圖4中的第二活塞254被定位成使第二活塞254覆蓋通往非增濃先導(dǎo)噴嘴148的端ロ 240并且100%的燃料(WfN)都被引入用于增濃先導(dǎo)噴嘴146的回路218內(nèi)(例如作為Wffipe)。圖5是示出了分流器組件例如圖2-4中的分流器組件的加壓性能的曲線圖，附圖
2-4也會(huì)在下文中被參照。在圖5中，壓カ在垂直軸上表示并且先導(dǎo)回路和主回路之間的分流(表達(dá)為先導(dǎo)回路流量(Wffip)相對(duì)于總流量(WfN)的百分比)在水平軸上表示。示出了用于最大總計(jì)量流量情況510和中等總計(jì)量流量情況530的代表性數(shù)據(jù)。曲線512將回路210內(nèi)先導(dǎo)流壓力(PMp，)的改變表示為先導(dǎo)流百分比的函數(shù)。曲線514將噴嘴142處的主流動(dòng)壓カ(Psta)的改變表示為先導(dǎo)流百分比的函數(shù)。曲線516將回路214內(nèi)先導(dǎo)流壓力(Pmp)的改變表示為先導(dǎo)流百分比的函數(shù)。如圖所示，回路210內(nèi)的先導(dǎo)流壓力(PMp，)和回 路214內(nèi)的先導(dǎo)流壓力(Pmp)之間的差異至少對(duì)應(yīng)于由平衡閥270實(shí)現(xiàn)的最小加壓，但是在顯示的工作包絡(luò)內(nèi)的任意點(diǎn)都不會(huì)比兩個(gè)下游的噴嘴生成的背壓(Pmp或Psh)中較大者超出顯著較大的量。類(lèi)似地，曲線532將回路210內(nèi)先導(dǎo)流動(dòng)壓カ(PMp，)的改變表示為先導(dǎo)流百分比的函數(shù)。曲線534將噴嘴142處的主流動(dòng)壓カ(Psta)的改變表示為先導(dǎo)流百分比的函數(shù)。曲線536將回路214內(nèi)先導(dǎo)流壓力(Pmp)的改變表示為先導(dǎo)流量百分比的函數(shù)。如圖所示，回路210內(nèi)的先導(dǎo)流動(dòng)壓カ(PMp，)和回路214內(nèi)的先導(dǎo)流動(dòng)壓カ(Pmp)之間的差異至少對(duì)應(yīng)于由平衡閥270實(shí)現(xiàn)的最小加壓，但是在顯示的工作包絡(luò)內(nèi)的任意點(diǎn)都不會(huì)比兩個(gè)下游的噴嘴生成的背壓(Pmp或Psh)中較大者超出顯著較大的量。因此，提供了一種裝有分流器組件的流量控制系統(tǒng)。分流閥首先按預(yù)定比例在主噴嘴和先導(dǎo)噴嘴之間劃分燃料。流動(dòng)平衡閥在分流閥下游并且平衡被分配燃料流的壓カ同時(shí)保持來(lái)自分流閥的預(yù)定比例。流動(dòng)平衡閥進(jìn)一歩包括彈簧元件以保持分流閥下游的最小加壓并最小化高流量狀態(tài)下的過(guò)分的壓カ損失。用于先導(dǎo)噴嘴的燃料部分隨后被引導(dǎo)返回分流閥并且選擇性地細(xì)分到向非加濃先導(dǎo)噴嘴和加濃先導(dǎo)噴嘴輸送燃料的回路內(nèi)。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，分流器組件被設(shè)置在單個(gè)殼體內(nèi)以獨(dú)立于總流量大小和下游的壓力波動(dòng)地按可預(yù)測(cè)的比例在主燃料噴嘴、非加濃先導(dǎo)燃料噴嘴和加濃先導(dǎo)燃料噴嘴之間分配燃料。盡管已經(jīng)在以上的本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明中給出了至少ー個(gè)示范性實(shí)施例，但是應(yīng)該意識(shí)到還存在大量的變形。還應(yīng)該意識(shí)到ー個(gè)或多個(gè)示范性的實(shí)施例僅僅是示例，而并決不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍、應(yīng)用性或結(jié)構(gòu)。相反，以上的詳細(xì)說(shuō)明可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供便于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明示范性實(shí)施例的方便的指導(dǎo)手冊(cè)。應(yīng)該理解可以對(duì)示范性實(shí)施例中介紹的元件的功能和設(shè)置方式進(jìn)行各種改變而并不背離本發(fā)明如所附權(quán)利要求所述的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種分流器組件(130)，包括分流閥(220)，包括被設(shè)置用于接收燃料流的分流腔(222)，分流腔(222)包括第一分流閥端ロ(234)和第二分流閥端ロ(236)，以及設(shè)置在分流腔(222)內(nèi)的活塞裝置(250)，并且其被選擇性定位以用于將分流腔(222)內(nèi)的燃料流分流，從而將第一部分燃料流引入第一分流閥端ロ(234)并且將第二部分燃料流引入第二分流閥端ロ(236);以及平衡閥(270)，被流體連接至分流閥(220)并且被設(shè)置用于接收處于第一壓カ的第一部分燃料流和接收處于第二壓カ的第二部分燃料流，平衡閥(270)包括平衡腔(272)，包括第一平衡腔端ロ(286)和第二平衡腔端ロ(288)，以及設(shè)置在平衡腔(272)內(nèi)的平衡裝置(290)，并且其選擇性定位以用于以第三壓カ將第一部分燃料流引入第一平衡腔端ロ(286)并且以第四壓カ將第二部分燃料流引入第ニ平衡腔端ロ(288)，從而使第一壓カ約等于第二壓力。
2.如權(quán)利要求I所述的分流器組件(130)，其中分流腔(222)被設(shè)置用于按預(yù)定比例劃分第一部分燃料流和第二部分燃料流。
3.如權(quán)利要求2所述的分流器組件(130)，其中平衡閥(270)被設(shè)置用于獨(dú)立于第三壓カ和第四壓カ地保持所述預(yù)定比例。
4.如權(quán)利要求2所述的分流器組件(130)，其中平衡閥(270)被設(shè)置用于獨(dú)立于總流量大小地保持所述預(yù)定比例。
5.如權(quán)利要求I所述的分流器組件(130)，其中活塞裝置(250)包括桿(258)以及設(shè)置在桿(258)上固定位置的第一活塞(252)和第二活塞(254)，并且其中第一活塞(252)、第ニ活塞(254)和桿(258)被設(shè)置用于在分流腔(222)內(nèi)彼此一起平移以使第一活塞(252)選擇性地阻塞第一分流腔端ロ(234)并且第二活塞(254)選擇性地阻塞第二分流腔端ロ(236)。
6.如權(quán)利要求5所述的分流器組件(130)，其中在第一位置，第一活塞(252)部分阻塞第一分流閥端ロ(234)以形成第一阻塞橫截面積和第一未阻塞橫截面積，并且第二活塞(254)部分阻塞第二分流閥端ロ(236)以形成第二阻塞橫截面積和第二未阻塞橫截面積，并且其中第一阻塞橫截面積等于第二未阻塞橫截面積。
7.如權(quán)利要求6所述的分流器組件(130)，其中活塞裝置(250)被設(shè)置用于平移以使得第一阻塞橫截面積的改變等于第二未阻塞橫截面積的改變。
8.如權(quán)利要求5所述的分流器組件(130)，其中分流腔(222)進(jìn)ー步包括第三分流閥端ロ(240)和第四分流閥端ロ(242)，并且其中分流腔(222)被流體連接至第二平衡閥端ロ(288)以接收第二部分燃料流且進(jìn)ー步被設(shè)置用于劃分第二部分燃料流，從而將第三部分燃料流引入第三分流閥端ロ(240)并且將第四部分燃料流引入第四分流閥端ロ(242)。
9.如權(quán)利要求8所述的分流器組件(130)，其中活塞裝置(250)進(jìn)ー步包括設(shè)置在桿(258)上的第三活塞(256)，并且其中第二活塞(254)、第三活塞(256)和桿(258)被設(shè)置用于在分流腔(222)內(nèi)彼此一起平移以使第二活塞(254)選擇性地阻塞第三分流閥端ロ(240)。
10.如權(quán)利要求I所述的分流器組件(130)，其中平衡閥(270)包括第一平衡閥元件(292)、 第二平衡閥元件(294)以及偏置第一平衡閥元件(292)遠(yuǎn)離第二平衡閥元件(294)的彈簧元件(306)。
全文摘要
本發(fā)明涉及裝有分流器組件的燃燒器燃料控制系統(tǒng)。一種分流器組件，包括分流閥和平衡閥。分流閥包括被設(shè)置用于接收燃料流的分流腔和設(shè)置在分流腔內(nèi)的活塞裝置，并且活塞裝置被選擇性定位以用于將分流腔內(nèi)的燃料流分流至第一分流閥端口和第二分流閥端口內(nèi)。平衡閥被流體連接至分流閥并且被設(shè)置用于接收第一部分燃料流和第二部分燃料流。平衡閥包括平衡腔和設(shè)置在平衡腔內(nèi)的平衡裝置，并且平衡裝置被選擇性定位以用于以第三壓力將第一部分燃料流引入第一平衡腔端口并且以第四壓力將第二部分燃料流引入第二平衡腔端口，從而使第一壓力約等于第二壓力。
文檔編號(hào)F23R3/28GK102829488SQ20121019182
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者E.齊林斯基 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司