[發明專利]燃料氧減少單元

在審

• 申請號: 201911059340.0
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111140369A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: P.A.小安德魯斯;E.P.奧康諾爾;D.A.尼爾加思;B.W.米勒;C.X.斯蒂芬森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F02C7/224;B01D53/94
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;金飛

本發明涉及燃料氧減少單元。一種發動機包括燃燒區段和與燃燒區段成流體連通以用于向燃燒區段提供燃料的燃料輸送系統。燃料輸送系統包括限定循環氣體流徑的燃料氧減少單元。燃料氧減少單元包括：氣體氧減少單元，其定位在循環氣體流徑中，以用于減少通過循環氣體流徑的汽提氣體的流的氧含量；以及預熱器，其定位成在氣體氧減少單元的上游與循環氣體流徑成熱連通。

技術領域

本主題大體上涉及一種用于發動機或運載工具的燃料氧減少單元。

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。燃氣渦輪發動機大體上包括渦輪機，渦輪機以串行流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，將空氣提供給壓縮機區段的入口，在壓縮機區段中，一個或多個軸向壓縮機逐步地壓縮空氣，直到空氣到達燃燒區段為止。燃料在燃燒區段內與壓縮空氣混合且燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段被導送至渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體的流驅動渦輪區段，且然后通過排氣區段而被導送至例如大氣。

燃氣渦輪發動機和飛行器的某些操作和系統可生成相對大的量的熱。燃料已被確定為用以在操作期間接收這樣的熱中的至少一些的高效散熱體，這至少部分地由于燃料的熱容量和可由燃燒較高溫度的燃料而引起的提高的燃燒操作效率。

然而，在未適當地調節燃料的情況下對燃料進行加熱可使燃料“焦化”，或形成可堵塞燃料系統的某些構件(諸如燃料噴嘴)的固體顆粒。減少燃料中的氧的量可有效地降低燃料將焦化超過不可接受的量的可能性。出于這樣的目的，已經提出了燃料氧減少系統。這些燃料氧減少系統中的某些可引入汽提(stripping)氣體，其用以吸收燃料或以其它方式與燃料發生反應以減少燃料的氧含量。

本公開的發明人已經發現，可通過再使用并再循環汽提氣體來提高效率。然而，本公開的發明人已經發現，在操作期間，汽提氣體可能僅從燃料吸收一定量的氧。因此，本公開的發明人已經發現，必須調節汽提氣體以便促進其再使用。因此，能夠有效地再使用汽提氣體的燃料氧減少單元將是有用的。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中得到部分闡述，或可根據描述而為顯然的，或可通過實踐本發明而認識到。

在本公開的一個示例性實施例中，提供了一種發動機。發動機包括燃燒區段和與燃燒區段成流體連通以用于向燃燒區段提供燃料的燃料輸送系統，燃料輸送系統包括限定循環氣體流徑的燃料氧減少單元。燃料氧減少單元包括：氣體氧減少單元，其定位在循環氣體流徑中，以用于減少通過循環氣體流徑的汽提氣體的流的氧含量；以及預熱器，其定位成在氣體氧減少單元的上游與循環氣體流徑成熱連通。

在某些示例性實施例中，發動機進一步包括壓縮機區段，并且其中燃料氧減少單元進一步包括在氣體氧減少單元的上游與循環氣體流徑和發動機的壓縮機區段成空氣流連通的補充氣體組件。

例如，在某些示例性實施例中，壓縮機區段包括低壓壓縮機和高壓壓縮機，其中補充氣體組件與高壓壓縮機成空氣流連通，以用于從高壓壓縮機接收排放(bleed)空氣流。

例如，在某些其它示例性實施例中，高壓壓縮機限定參考點，在參考點處，通過其中的空氣流在操作期間達到參考溫度，其中補充氣體組件在高壓壓縮機的參考點處或在高壓壓縮機的參考點的下游與高壓壓縮機成空氣流連通，并且其中參考溫度高于或等于350華氏度。

例如，在某些其它示例性實施例中，高壓壓縮機包括至少四個級，并且其中補充氣體組件在高壓壓縮機的第四級處或在高壓壓縮機的第四級的下游與高壓壓縮機成空氣流連通。

例如，在某些示例性實施例中，補充氣體組件在預熱器處或在預熱器的上游與循環氣體流徑成空氣流連通。

在某些示例性實施例中，預熱器包括電加熱器或熱交換器。