[发明专利]使用电动泵的燃料预热

说明书

技术领域

本公开内容大体上涉及辅助动力单元，并且更具体地涉及用于在辅助动力单元启动期间提供燃料的燃料系统。

背景技术

辅助动力单元(APU)用在飞行器上用于主发动机启动，以提供飞行中的发动机重启协助，且针对地面和飞行中操作供应电力和压缩空气。APU通常为燃气涡轮发动机，其包括压缩区段、燃烧区段和涡轮区段。压缩区段吸入和压缩环境空气。压缩空气在燃烧区段中与燃料混合且点燃来产生高能燃烧空气。燃烧空气在涡轮区段中膨胀，涡轮区段旋转来驱动压缩区段且经由输出轴来提供附加功率。

通常，齿轮箱安装到APU的输出轴上以用于驱动附件发电机和各种泵。燃料通过一个或多个燃料泵发送至APU的燃烧区段。常用的燃料泵为高压、固定容积、齿轮传动类型的泵，其需要发动机的机械旋转来产生燃料流。在APU的启动操作期间，齿轮传动泵以远低于正常操作速度的速度旋转。在启动速度下，尤其是在高空的冷状态中，齿轮传动泵不可在提供燃料的最佳点燃和燃烧的压力和流率下输送燃料。

发明内容

一种用于辅助动力单元的燃料系统包括机械燃料泵、电动燃料泵和控制器。机械燃料泵提供燃料流至辅助动力单元，且具有取决于辅助动力单元的操作速度的输出。电动燃料泵定位成与机械燃料泵流动串联。控制器引起电动燃料泵进行循环，且因此在辅助动力单元启动之前加热燃料。

一种用于辅助动力单元的燃料系统包括燃料供应导管、燃料计量单元、机械齿轮传动泵、机械增压泵、电动泵和控制器。燃料供应导管使燃料储存器流体地连接到燃烧器上。燃料计量单元位于燃烧器上游的燃料供应导管上。机械齿轮传动泵位于燃料计量单元上游的燃料供应导管上。机械增压泵位于机械齿轮传动泵上游的燃料供应导管上。电动泵位于机械齿轮传动泵上游的燃料供应导管上。在辅助动力单元启动期间，控制器命令电动泵来使燃料经由机械齿轮传动泵流至燃料计量单元。

一种用于将加热燃料提供至辅助动力单元的方法，该方法包括：命令阀关闭且防止燃料流至辅助动力单元，将电力提供至电动泵来循环，且从而在辅助动力单元启动之前加热燃料，且命令阀开启以允许燃料流入辅助动力单元。

附图说明

图1为根据现有技术的燃料系统的示意图。

图2为根据本公开内容的具有电动泵的燃料系统的第一实施例的示意图。

图3为根据本公开内容的具有电动泵的燃料系统的第二实施例的示意图。

图4为示出根据本公开内容的用于燃料系统的机械传动件和电源的示意图。

图5为示出根据本公开内容的用于燃料系统的关闭阀和减压燃料导管的示意图。

图6为示出燃料供应系统的第二实施例的示意图，其中示出了根据本公开内容的燃料系统的关闭阀和减压燃料导管。

具体实施方式

图1为根据现有技术的用于辅助动力单元(APU)的燃料系统10的示意图。燃料系统10包括燃料供应导管12、燃料供应源14、机械齿轮传动泵16、燃料计量单元18、发动机20、控制器22和燃料再循环导管24。燃料系统10将燃料从燃料供应源14提供至发动机20，以用于燃烧。

燃料供应导管12将燃料供应源14流体地连接到发动机20中的燃烧器上。更具体而言，燃料供应导管12使燃料供应源14、机械齿轮传动燃料泵16、燃料计量单元18和发动机20流动串联地连接。燃料计量单元18位于发动机28的上游，机械齿轮传动燃料泵16位于燃料计量单元18的上游，且燃料供应源14沿燃料供应导管12位于机械齿轮传动燃料泵16的上游。控制器22电连接到燃料计量单元18上。燃料再循环导管24将燃料计量单元18流体地连接到机械齿轮传动燃料泵16附近的燃料供应导管12上。更具体而言，燃料再循环导管24的入口连接到燃料计量单元18上，且燃料再循环导管24的出口在燃料供应源14下游的位置和机械齿轮传动燃料泵16上游的位置处连接到燃料供应导管12上。