[发明专利]用于在飞机中传送燃料的低温燃料系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2012年12月28日提交的美国临时申请No.61/747,169的权益，其通过引用而完整地结合在本文中。

技术领域

这里所述的技术总地涉及飞机系统，更具体地说，涉及在航空燃气涡轮发动机中利用双燃料的飞机系统和运行它的方法。

背景技术

某些低温燃料例如液化天然气(LNG)可能比传统的喷气燃料更为便宜。目前在传统燃气涡轮应用中冷却的方法使用了压缩空气或传统的液体燃料。用于冷却的压缩机空气的使用可能降低了发动机系统的效率。

因此，需要具有在航空燃气涡轮发动机中利用双燃料的飞机系统。需要的是具有这样的飞机系统，其可被航空燃气涡轮发动机推进，航空燃气涡轮发动机可利用传统的喷气燃料和/或更便宜的低温燃料例如液化天然气(LNG)进行操作。需要的是在航空燃气涡轮构件和系统中具有更有效的冷却。需要的是改善效率和降低发动机中的比燃料消耗，从而降低操作费用。需要的是具有利用双燃料的航空燃气涡轮发动机，其可凭借较低的温室气体(CO₂)、氮氧化物-NO_X、一氧化碳-CO、未燃烧的碳氢化合物和烟尘而减少环境影响。

发明内容

一方面，本发明的一个实施例涉及一种用于飞机的低温燃料系统，飞机具有涡轮发动机，其具有压缩机部段和燃烧室，低温燃料系统包括用于储存低温燃料的箱、可操作地将箱联接到燃烧室上的供给线路以及泵，泵将箱联接到供给线路上，从而在高压下抽送低温燃料穿过供给线路，其中泵可操作地联接在压缩机上，使得涡轮发动机的运行驱动泵。

另一方面，本发明的一个实施例涉及一种用于将燃料系统中的燃料传送到具有燃烧部段和压缩机部段的涡轮发动机的方法，其包括利用涡轮泵对提供给涡轮发动机的燃烧部段的燃料进行加压，涡轮泵由来自涡轮发动机的压缩机排出压力进行驱动。

附图说明

通过参照结合附图所做的以下描述可最佳地理解这里所述的技术，其中：

图1是一种示例性的飞机系统的等距视图，其具有双燃料推进系统；

图2显示了一个示例性的加压系统实施例；

图3是一种示例性的燃料传送/分配系统；

图3a是一种示例性的低温燃料的示意性的压力-焓图中的示例性的操作路径；

图4是示意图，其显示了燃料箱的示例性布置和示例性的蒸发物用途；

图5是一种示例性的双燃料飞机燃汽涡轮发动机的示意性的横截面图，其具有燃料传送和控制系统；

图6是一种示例性的双燃料飞机燃气涡轮发动机的一部分的示意性的横截面图，其显示了示意性的热交换器；

图7a是一种示例性的直接热交换器的示意图；

图7b是一种示例性的间接热交换器的示意图；

图7c是另一示例性的间接热交换器的示意图；且

图8是用于该飞机系统的示例性飞行任务分布的示意图。

具体实施方式

参照这里的附图，相同的标号表示遍及不同视图的相同的元件。

图1显示了根据本发明的一个示例性实施例的飞机系统5。示例性的飞机系统5具有机身6和连接在机身上的机翼7。飞机系统5具有推进系统100，其产生了飞行中推进飞机系统所需要的推力。虽然在图1中显示推进系统100连接在机翼7上，但是在其它实施例中，其可联接在飞机系统5的其它部件，例如尾部部分16上。

示例性的飞机系统5具有燃料存储系统10，其用于储存用于推进系统100中的一种或多种类型的燃料。图1中所示的示例性的飞机系统5使用两种类型的燃料，其将在下面进行进一步地解释。因此，示例性的飞机系统5包括能够储存第一燃料11的第一燃料箱21和能够储存第二燃料12的第二燃料箱22。在图1所示的示例性的飞机系统5中，至少第一燃料箱21的一部分定位在飞机系统5的机翼7中。在图1所示的示例性的实施例中，第二燃料箱22定位在飞机系统的机身6中，靠近机翼联接机身的位置。在备选实施例中，第二燃料箱22可定位在机身6或机翼7中的其它合适的位置。在其它实施例中，飞机系统5可包括能够储存第二燃料12的可选的第三燃料箱123。可选的第三燃料箱123可定位在飞机系统的机身的后部部分中，例如图1中示意性地所示。