[發明專利]具有雙分離器泵的燃料氧轉換單元

有效

• 申請號: 201911053372.X
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN111140363B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 伊桑·帕特里克·奧康納;丹尼爾·艾倫·尼爾加思;布蘭登·韋恩·米勒;理查德·阿倫·韋斯林;大衛·賈斯汀·布拉德利
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F02C7/236;C10L1/00;C10L3/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

一種燃氣渦輪發動機的燃料輸送系統包括：燃料箱；汲取泵，其在燃料箱下游，用于從燃料箱產生液體燃料流；主燃料泵，其在汲取泵的下游；和燃料氧轉換單元，其在汲取泵的下游和主燃料泵的上游。燃料氧轉換單元包括：汽提氣管線；接觸器，其與汽提氣管線和汲取泵流體連通，用于形成燃料/氣體混合物；和雙分離器泵，其與接觸器流體連通，用于接收燃料/氣體混合物，并在主燃料泵的上游位置將燃料/氣體混合物分離成汽提氣流和液體燃料流。

技術領域

本主題大體涉及發動機的燃料氧轉換單元及其操作方法。

背景技術

典型的飛行器推進系統包括一個或多個燃氣渦輪發動機。燃氣渦輪發動機通常包括渦輪機，該渦輪機按順序流動的順序包括壓縮機區段，燃燒區段，渦輪區段和排氣區段。在操作中，空氣被提供給壓縮機區段的入口，在壓縮機區段，一個或多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣直到其到達燃燒區段。燃料與壓縮空氣混合并在燃燒區段內燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段被引導至渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，然后被引導通過排氣區段，例如，進入大氣。

燃氣渦輪發動機和飛行器的某些操作和系統可能產生相對大量的熱量。燃料已被確定為一種有效的散熱器，以至少部分地由于其熱容量和燃燒更高溫燃料可能導致的燃燒操作效率的提高，在操作期間接收至少一些此類熱量。

然而，在沒有適當地調節燃料的情況下加熱燃料可能導致燃料“結焦”，或形成可能堵塞燃料系統的某些部件(例如燃料噴嘴)的固體顆粒。減少燃料中的氧量可以有效地減少燃料焦化超過不可接受的量的可能性。為此目的已經提出了燃料氧轉換系統。

然而，本公開的發明人已經發現，包括燃料氧轉換系統可以增加運行包括燃料氧轉換系統的燃料輸送系統所需的機械能的量。因此，在不過度負擔燃料輸送系統的機械能消耗的情況下實現具有燃料氧轉換系統的燃料輸送系統將是有用的。

發明內容

本發明的各方面和優點將在下面的描述中部分地闡述，或者可以從該描述中顯而易見，或者可以通過實施本發明而獲知。

在本公開的一個示例性實施例中，提供了一種燃氣渦輪發動機的燃料輸送系統。燃料輸送系統包括：燃料箱；汲取泵，其在燃料箱的下游，用于從燃料箱產生液體燃料流；主燃料泵，其在汲取泵的下游；和燃料氧轉換單元，其在汲取泵的下游和主燃料泵的上游。燃料氧轉換單元包括：汽提氣管線；接觸器，其與汽提氣管線和汲取泵流體連通，用于形成燃料/氣體混合物；和雙分離器泵，其與接觸器流體連通，用于接收燃料/氣體混合物，并且在主燃料泵的上游位置將燃料/氣體混合物分離成汽提氣流和液體燃料流。

在某些示例性實施例中，雙分離器泵在操作期間限定液體燃料出口壓力，其中液體燃料出口壓力為至少大約70磅/平方英寸。

在某些示例性實施例中，燃料氧轉換單元的雙分離器泵提供在燃料輸送系統內汲取泵下游和主燃料泵上游的燃料流的基本上所有的壓力升高。

在某些示例性實施例中，雙分離器泵在燃料流中產生至少大約60磅/平方英寸的壓力升高。

在某些示例性實施例中，雙分離器泵包括單級分離器/泵組件。

在某些示例性實施例中，雙分離器泵是限定軸線和徑向方向的旋轉泵，其中雙分離器泵包括大體上沿著軸線延伸的氣體過濾器和沿著徑向方向位于氣體過濾器的外側且能夠繞軸線旋轉的多個槳狀物。

在某些示例性實施例中，雙分離器泵限定徑向方向，燃料/氣體混合物入口和液體燃料出口，其中，液體燃料出口沿徑向方向位于燃料氣體混合物入口的外側。

在某些示例性實施例中，汲取泵機械地聯接至主燃料泵并且能夠與主燃料泵一起旋轉。

在某些示例性實施例中，從汲取泵到主燃料泵的基本上所有的燃料流流過燃料氧轉換單元的雙分離器泵。