[發明專利]泵混合器分離器單元

有效

• 申請號: 202010078433.4
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111794864B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 威廉·詹姆斯·麥爾蘭德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;B01D3/38
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

提供一種泵混合器分離器單元，其與提供入口汽提氣體流的汽提氣體管線和提供入口燃料流的燃料管線連通。泵混合器分離器單元包括：第一泵，第一泵與汽提氣體管線和燃料管線流體連通以形成燃料/氣體混合物流，并產生從入口燃料流到燃料/氣體混合物流的第一壓力上升；第二泵，第二泵與第一泵流體連通，其中第二泵從第一泵接收燃料/氣體混合物流，其中第二泵將燃料/氣體混合物流分離成出口汽提氣體流和出口燃料流，并產生從燃料/氣體混合物流到出口燃料流的第二壓力上升，其中第一泵包括輔助泵特征，用于在操作期間通過燃料管線吸入入口燃料流。

聯邦政府資助的研究

本發明是在由美國軍隊授予的合同號為W911W6-17-2-000的政府支持下完成的。美國政府可擁有本發明的某些權利。

技術領域

本主題大體涉及用于發動機的泵混合器分離器單元及其操作方法。

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，該渦輪機以串行流動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，將空氣提供到壓縮機區段的入口，在壓縮機區段中，一臺或多臺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導向至渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，然后被導向通過排氣區段，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。至少部分地由于其熱容以及燃燒更高溫燃料可導致的燃燒操作中的效率提高，燃料已經被確定為一種有效的散熱器，以在操作期間接收至少一些這種熱量。

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“炭化”，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。減少燃料中的氧氣量可以有效地降低燃料炭化超過不可接受的量的可能性。為此提出了燃料氧轉化系統。

然而，本公開的發明人已經發現，這種系統可以包括多個單獨的部件，這增加了這種系統的成本和重量。另外，本公開的發明人已經發現，這種系統可能難以包括在利用低于環境壓力的燃料供應的航空發動機中，例如在直升機發動機中。

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，或者可以通過本發明的實施而學習。

在本公開的一個示例性實施例中，提供一種泵混合器分離器單元，其與提供入口汽提氣體流的汽提氣體管線和提供入口燃料流的燃料管線連通。泵混合器分離器單元包括：第一泵，第一泵與汽提氣體管線和燃料管線流體連通以形成燃料/氣體混合物流，并產生從入口燃料流到燃料/氣體混合物流的第一壓力上升；第二泵，第二泵與第一泵流體連通，其中第二泵從第一泵接收燃料/氣體混合物流，其中第二泵將燃料/氣體混合物流分離成出口汽提氣體流和出口燃料流，并產生從燃料/氣體混合物流到出口燃料流的第二壓力上升，其中第一泵包括輔助泵特征，用于在操作期間通過燃料管線吸入入口燃料流。

在某些示例性實施例中，第一泵包括第一泵氣體入口，第一泵燃料入口和第一泵出口；其中第一泵氣體入口與汽提氣體管線流體連通；其中第一泵燃料入口與燃料管線流體連通。

在某些示例性實施例中，第二泵包括第二泵入口，第二泵燃料出口和第二泵氣體出口；其中第二泵入口與第一泵出口流體連通；其中出口燃料流在第二泵燃料出口處離開泵混合器分離器單元；其中出口汽提氣體流在第二泵氣體出口處離開泵混合器分離器單元；其中第二泵入口從第一泵出口接收燃料/氣體混合物流。

在某些示例性實施例中，泵混合器分離器單元還包括位于第一泵出口和第二泵入口之間的熱交換器。

在某些示例性實施例中，輔助泵特征是射流噴射器，并且其中，射流噴射器從流體地聯接至第一泵出口的燃料/氣體混合物管線延伸到第一泵燃料入口的上游位置處的燃料管線。