[發(fā)明專利]燃料氧轉(zhuǎn)換單元

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911058505.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN111140364A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·艾倫·小安德魯斯;伊?！づ撂乩锟恕W康納;丹尼爾·艾倫·尼爾加思;布蘭登·韋恩·米勒;克里斯蒂安·澤維爾·史蒂文森;大衛(wèi)·維克里·帕克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F02C7/22
• 分類號(hào): F02C7/22
• 代理公司: 上海華誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括汽提氣源，燃燒區(qū)段和位于燃燒區(qū)段上游的燃料氧轉(zhuǎn)換單元，該燃料氧轉(zhuǎn)換單元限定了與汽提氣源氣流連通的汽提氣流動(dòng)路徑。燃料氧轉(zhuǎn)換單元包括：接觸器，其限定燃料入口，與汽提氣流動(dòng)路徑氣流連通的氣體入口，和燃料氣體混合物出口；燃料氣體分離器，其限定用于從接觸器接收燃料氣體混合物的燃料氣體混合物入口，液體燃料出口和汽提氣出口；其中汽提氣流動(dòng)路徑從汽提氣源接收通過其中的基本上所有的汽提氣流，并將汽提氣流提供給接觸器。

技術(shù)領(lǐng)域

本主題大體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料氧轉(zhuǎn)換單元，用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料流的氧含量。

背景技術(shù)

典型的飛行器推進(jìn)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)按順序流動(dòng)的順序包括壓縮機(jī)區(qū)段，燃燒區(qū)段，渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在操作中，空氣被提供給壓縮機(jī)區(qū)段的入口，在壓縮機(jī)區(qū)段，一個(gè)或多個(gè)軸向壓縮機(jī)逐漸壓縮空氣直到其到達(dá)燃燒區(qū)段。燃料與壓縮空氣混合并在燃燒區(qū)段內(nèi)燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段被引導(dǎo)至渦輪區(qū)段。通過渦輪區(qū)段的燃燒氣體流驅(qū)動(dòng)渦輪區(qū)段，然后被引導(dǎo)通過排氣區(qū)段，例如，進(jìn)入大氣。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器的某些操作和系統(tǒng)可能產(chǎn)生相對(duì)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(dǎo)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(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)燃料的情況下加熱燃料可能導(dǎo)致燃料“結(jié)焦”，或形成可能堵塞燃料系統(tǒng)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(jīng)提出了燃料氧轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這些燃料氧轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的某些可以利用再循環(huán)的汽提氣來吸收燃料或以其他方式與燃料反應(yīng)以降低燃料的氧含量。然而，本公開的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)提供用于促進(jìn)汽提氣的再循環(huán)的適當(dāng)結(jié)構(gòu)可以增加燃料氧轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的復(fù)雜性和費(fèi)用。因此，克服這些缺點(diǎn)的燃料氧轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將是有用的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各方面和優(yōu)點(diǎn)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(shí)施本發(fā)明而獲知。

在本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)包括汽提氣源，燃燒區(qū)段和位于燃燒區(qū)段上游的燃料氧轉(zhuǎn)換單元，該燃料氧轉(zhuǎn)換單元限定與汽提氣源氣流連通的汽提氣流動(dòng)路徑。燃料氧轉(zhuǎn)換單元包括：接觸器，其限定燃料入口，與汽提氣流動(dòng)路徑氣流連通的氣體入口，和燃料氣體混合物出口；以及燃料氣體分離器，其限定用于從接觸器接收燃料氣體混合物的燃料氣體混合物入口，液體燃料出口和汽提氣出口；其中汽提氣流動(dòng)路徑從汽提氣源接收通過其中的基本上所有的汽提氣流，并將汽提氣流提供給接觸器。

在某些示例性實(shí)施例中，汽提氣源是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段。

在某些示例性實(shí)施例中，通過汽提氣流動(dòng)路徑的汽提氣流是非再循環(huán)的汽提氣流。

在某些示例性實(shí)施例中，燃料氧轉(zhuǎn)換單元進(jìn)一步包括氣體減氧單元，其中該氣體減氧單元在接觸器上游的位置處與汽提氣流動(dòng)路徑氣流連通。

例如，在某些示例性實(shí)施例中，氣體減氧單元包括催化劑。

例如，在某些示例性實(shí)施例中，氣體減氧單元包括燃燒器。

例如，在某些示例性實(shí)施例中，氣體減氧單元包括催化劑，燃燒器或兩者，并且其中，燃料氧轉(zhuǎn)換單元進(jìn)一步包括燃料噴射器，燃料噴射器在氣體減氧單元的內(nèi)部或上游的位置處與汽提氣流動(dòng)路徑流體連通。

例如，在某些其他示例性實(shí)施例中，燃料噴射器構(gòu)造成通過汽提氣流動(dòng)路徑向汽提氣流提供燃料，使得汽提氣流限定富空燃比。

在某些示例性實(shí)施例中，燃料氧轉(zhuǎn)換單元限定與燃料氣體分離器的汽提氣出口氣流連通的排氣流動(dòng)路徑，其中，該排氣流動(dòng)路徑被構(gòu)造為向大氣提供通過排氣流動(dòng)路徑的排氣氣流。