[发明专利]除冰系统和方法

说明书

一种用于最小化燃气涡轮发动机的燃料系统管道中的冰晶形成的系统。该系统包括位于燃料系统中的燃料经过的管壁内的超声波发射器。该系统还包括控制器，该控制器使得所述超声波发射器在燃料的温度足够低以致燃料中的任何水冻结时产生超声波，该超声波足以破坏通过管道的燃料中包含的冰粒。还公开了一种使燃气涡轮发动机的燃料系统管道中的冰晶形成最小化的方法。

相关申请的交叉引用

本说明书基于并要求2017年12月５日提交的英国专利申请第GB 1720247.4号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种除冰系统和方法，更具体地涉及一种用于防止或至少最小化燃气涡轮发动机(例如民用航空燃气涡轮发动机)的燃料系统管道中的冰晶形成的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮发动机在使用期间暴露于潮湿和低温，特别是在高海拔地区，但有时也在起飞前。这可能导致在发动机的某些部分上或内部形成冰。

燃气涡轮发动机的燃料系统的结冰会对发动机的运转能力产生严重影响，通常表现为发动机无法加速并可能导致发动机熄火(即发动机在在燃烧室中火焰熄灭时发生熄火)和/或飞机可控性问题。

用于使冰的形成最小化的常用系统被配置成从诸如燃料滤杯的上游部件释放作为射流或羽流的储存水。燃料滤杯通常被配置为随着通过燃料系统的燃料流增加从它的存储位置移开。燃料系统(尤其是包括燃料：油热交换器的燃料系统)的燃料：油热交换特性通常使得燃料的温度在初始瞬态例如加速期间下降，该温度下降可导致来自上述水的射流或者羽流的水在下游行进时冻结，并与燃料系统中的较冷燃料混合。冰粒的存在可能干扰下游的燃料系统部件的平稳运行，并且在某些情况下存在损坏或至少加速某些部件的磨损的风险。在极端情况下，航空燃料中存在的冰粒会导致发动机故障。

操作期间燃料流量的增加可以以冰的“雪球”的形式触发燃料系统内的冰的突然积聚和释放。这种雪球会拖着额外的冰并从上游管道系统的壁上滑下，从而加剧了上述问题。当燃料系统包括内部回旋的低压进料管道时，雪球的形成尤其成问题。

民用航空燃气涡轮发动机通常证明符合结冰能力的操作，而不是携带破坏燃料系统中的燃料中包含的任何冰粒的系统。本公开的系统主动地防止或至少最小化燃料系统内的燃料中的冰粒的形成，而不需要对燃料系统进行实质性的重新设计和/或增加许多部件和/或增加燃气涡轮发动机的显著重量。

美国专利US 5029440公开了一种用于从燃气涡轮发动机中的引气中除冰的声学防冰系统。然而，没有提及这种系统防止或最小化这种发动机的燃料系统内的燃料中的冰粒的形成。

美国专利申请US 2007/199881 A1公开了一种具有防冻装置的燃料过滤器，用于防止或延迟诸如石蜡的蜡质材料的聚集。该燃料过滤器包括用于在过滤器的壳体内产生压力波的装置，该压力波传播通过包含在过滤器内部的燃料。

英国专利申请 GB1531492A公开了一种污染控制方法，其包括产生超声波哨子以辅助发动机进气通道中的燃料雾化的装置。

本公开提供了一种用于使燃气涡轮发动机的燃料系统管道中的冰晶形成最小化的系统和方法，其克服了用于防止或最小化这种管道中冰粒形成的已知系统或方法的缺点，或至少为这种系统或方法提供了有用的替代方案。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种用于最小化燃气涡轮发动机的燃料系统管道中的冰晶形成的系统，该系统包括：

(a) 超声波发射器，其位于燃料系统的燃料经过的管道壁内；和

(b) 控制器，当燃料的温度足够低以致燃料中的任何水冻结时，其使所述超声波发射器产生超声波，所述超声波足以破坏通过管道的燃料中含有的冰粒。

现在将阐述本公开的系统的可选特征。这些可单独应用或与本发明的任何方面任意组合应用。