用于飞行器的中央机翼油箱的冷却系统技术方案

本公开涉及一种用于飞行器的中央机翼油箱的冷却系统。该冷却系统包括温度传感器、冷却系统和控制模块。所述温度传感器检测所述燃料箱内的燃料温度。所述冷却系统维持所述燃料温度低于控制温度。所述相变冷却系统包括热交换器。冷却流体流过所述热交换器并且与所述燃料箱的表面热连通。所述控制模块与所述温度传感器和所述冷却系统信号通信。所述控制模块包括控制逻辑，用于监控所述温度传感器、确定所述燃料温度是否高于所述控制温度、并且产生激活信号。

【技术实现步骤摘要】

所公开的系统涉及一种用于控制飞行器的燃料温度的系统，并且更特别地涉及一种用于维持位于飞行器的燃料箱内的燃料温度低于控制温度且高于下限温度的冷却系统。
技术介绍
燃料箱可位于飞行器机翼的外侧部内，并且被称为机翼油箱。一些类型的飞行器可包括多个主箱和位于每个机翼内的备用箱。飞行器还可包括位于飞行器机身内的中央机翼油箱。中央机翼油箱还可包括位于一些飞行器上的机翼的内侧部。中央机翼油箱还可接近热源。接近中央机翼油箱的热源的一个示例为空气调节(AC)组件，作为飞行器的环境控制系统(ECS)的一部分。虽然飞行器消耗液体燃料，但是飞行器内的燃料箱在燃料的上表面上面都包含一些量的空气和燃料蒸气，这通常被称为空容积(ullage)。在相对较长的飞行期间，可消耗大量燃料，这又增加了飞行器的燃料箱中的空容积体积。空容积可包含活性成分，诸如氧气和燃料蒸气。另外，空容积还可包含来自大气的其它气体或蒸气，或者由飞行器产生并传送到燃料箱中的其它气体或蒸气。中央机翼油箱与热源(诸如AC组件)的接近可增加燃料以及包含在飞行器的中央机翼油箱内的活性成分的温度。目前可用的一些类型的飞行器可包括惰化系统，惰化系统向中央机翼油箱以及飞行器内的其它燃料箱提供惰化气体，从而改变空容积的气体组成。然而，在本领域中存在对其它类型的简单、成本有效的途径的持续需要，用于管理飞行器的空容积内的活性成分。
技术实现思路
在一个方面，一种用于飞行器的燃料箱的冷却系统包括温度传感器、冷却系统和控制模块。所述温度传感器检测所述燃料箱内的燃料温度。所述冷却系统维持所述燃料温度低于控制温度。所述冷却系统包括热交换器。冷却流体流过所述热交换器并且与所述燃料箱的表面热连通。所述控制模块与所述温度传感器和所述冷却系统信号通信。所述控制模块包括用于监控所述温度传感器控制逻辑，确定所述燃料温度是否高于所述控制温度，并且如果所述燃料温度高于所述控制温度则产生激活信号以激活所述冷却系统。在另一方面，公开了一种冷却飞行器的中央机翼油箱的方法。所述方法包括：由温度传感器检测所述中央机翼油箱内的燃料温度。所述方法还包括：由控制模块监控所述温度传感器。所述控制模块与所述温度传感器信号通信。所述方法进一步包括：由所述控制模块确定所述燃料温度是否高于控制温度。所述方法还包括：如果所述燃料温度高于所述控制温度，则由所述控制模块产生激活信号。所述方法包括：如果产生所述激活信号，则激活冷却系统。最后，所述方法包括：如果激活所述冷却系统，则使冷却流体流过热交换器。所述冷却流体与所述中央机翼油箱的表面热连通。根据以下描述、附图及所附权利要求书，所公开的方法和系统的其它目的和优点将是明显的。附图说明图1是包括中央机翼油箱的飞行器的图示；图2是图1所示的中央机翼油箱、空气调节(AC)组件和中央机翼油箱冷却系统的示意图；图3是图2所示的中央机翼油箱的最下表面的视图；图4是进一步包括热屏蔽件的图2所示的中央机翼油箱冷却系统的替代实施方式；以及图5是图4所示的中央机翼油箱冷却系统的又一实施方式，其中冷却空气可在热屏蔽件和AC组件之间流动。具体实施方式如图1所示，所公开的飞行器10可包括机身20和机翼22。飞行器10还可包括中央机翼油箱24，该中央机翼油箱24至少部分地定位在飞行器10的机身20中并且毗邻两个机翼22。参照图1和图2两者，中央机翼油箱24可定位成接近一个或多个空气调节(AC)组件30(在图2中示出)。本领域技术人员将容易理解的是，AC组件30是负责调节从飞行器10外侧吸取并供给到机舱34的空气的设备。AC组件30可以是飞行器10的环境控制系统(ECS)32的一部分。ECS32可用于控制位于飞行器10的机身20内的机舱34中的各种参数，诸如空气温度、压力和湿度。现在转向图2，中央机翼油箱24可用于包含或保持燃料40，该燃料40最终被飞行器10(图1)消耗。中央机翼油箱24还可包含位于燃料表面上方的气体体积，这被称为空容积42。例如，在如图2所示的实施方式中，包含在中央机翼油箱24内的大多数燃料40已被消耗，使得燃料40处于最低水平48。因此，空容积42处于其最大体积。中央机翼油箱24可被定位成接近AC组件30，使得AC组件30充当热源，以提高包含在中央机翼油箱24内的燃料40的温度。受热的燃料40可在中央机翼油箱24内产生燃料蒸气44，燃料蒸气44被蒸发到空容积42中。特别地，燃料40可沿着中央机翼油箱24的最下表面50沉淀。中央机翼油箱24的最下表面50可被定位成毗邻AC组件30中的一个或多个，使得AC组件30可加热，从而提高沿着中央机翼油箱24的最下表面50沉淀的燃料40的温度。虽然图示了AC组件30，但是应理解的是，中央机翼油箱24可暴露于飞行器10内的其它热源(图1)，而非例如来自机舱34(图1)、位于飞行器10内的其它燃料箱或液压热交换器的热。为了减少位于中央机翼油箱24内的燃料40的温度，中央机翼油箱冷却系统60可定位在中央机翼油箱24的最下表面50和AC组件30之间。本领域技术人员将容易理解的是，虽然描述了中央机翼油箱24，但是所公开的冷却系统可应用至也位于飞行器10(图1)内的其它类型的燃料箱，并且本公开不应该限制为仅冷却中央机翼油箱24。中央机翼油箱冷却系统60可用于维持燃料40的温度低于在下面更详细地解释的预定温度或控制温度。控制温度可以是低于燃料40的低可燃性限制(LFL)温度的预定量。控制温度可充当裕量或缓冲以确保维持燃料40低于LFL温度。LFL温度可以是燃料40的闪点和燃料箱空容积压力的函数。在中央机翼油箱24为敞口通风罐的实施方式中，燃料箱空容积压力约为高海拔的大气压力。由此，控制温度还基于燃料40的闪点和燃料箱空容积压力。例如，如果一种常用燃料类型的LFL温度在给定压力下约为38℃(100°F)，则控制温度的范围可从约10℃(80°F)到约32℃(88°F)。然而，应理解的是，预定裕量的这些范围自然仅仅是示例性的，并且可被修改。中央机翼油箱冷却系统60可包括冷却单元70和控制模块72。在如图所示的示例性实施方式中，冷却单元70可包括压缩器80、冷凝器82、膨胀阀84和热交换器86。本领域技术人员将认识到，压缩器80、冷凝器82、膨胀阀84和热交换器86创建了相变冷却系统92。相变冷却系统92利用诸如制冷剂94的冷却流体，冷却流体经历从液体到气体并再次返回到液体的相变，以便为中央机翼油箱24提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞行器的燃料箱的冷却系统(60)，该冷却系统(60)包括：温度传感器(140)，所述温度传感器(140)用于检测所述燃料箱(24)内的燃料温度，其中所述冷却系统维持所述燃料温度低于控制温度；冷却系统，所述冷却系统包括热交换器(86)，其中冷却流体流过所述热交换器(86)并且与所述燃料箱(24)的表面热连通；和控制模块(72)，所述控制模块(72)与所述温度传感器(140)和所述冷却系统信号通信，所述控制模块包括控制逻辑，该控制逻辑用于：监控所述温度传感器(140)；确定所述燃料温度是否高于所述控制温度；并且如果所述燃料温度高于所述控制温度，则产生激活信号以激活所述冷却系统(60)。

【技术特征摘要】
2014.12.02 US 14/557,9591.一种用于飞行器的燃料箱的冷却系统(60)，该冷却系统(60)包括：
温度传感器(140)，所述温度传感器(140)用于检测所述燃料箱(24)内的燃
料温度，其中所述冷却系统维持所述燃料温度低于控制温度；
冷却系统，所述冷却系统包括热交换器(86)，其中冷却流体流过所述热交换器
(86)并且与所述燃料箱(24)的表面热连通；和
控制模块(72)，所述控制模块(72)与所述温度传感器(140)和所述冷却系统
信号通信，所述控制模块包括控制逻辑，该控制逻辑用于：
监控所述温度传感器(140)；
确定所述燃料温度是否高于所述控制温度；并且
如果所述燃料温度高于所述控制温度，则产生激活信号以激活所述冷却系统
(60)。
2.根据权利要求1所述的冷却系统(60)，其中，所述控制温度基于燃料的闪点
和所述燃料箱的空容积压力。
3.根据权利要求1所述的冷却系统(60)，其中，所述热交换器(86)包括冷却
回路(74)，并且其中所述冷却流体流过所述冷却回路(74)。
4.根据权利要求3所述的冷却系统(60)，其中，所述冷却回路(74)接触所述
燃料箱的最下表面(50)。
5.根据权利要求3所述的冷却系统(60)，其中，所述冷却回路(74)被嵌入所
述燃料箱的最下表面(50)内。
6.根据权利要求3所述的冷却系统(60)，其中，所述冷却回路(74)沿着所述
燃料箱的最下表面(50)被布置成蜿蜒构造。
7.根据权利要求1所述的冷却系统(60)，其中，所述控制温度是低于燃料的低
可燃性限制温度的预定裕量。
8.根据权利要求1所述的冷却系统(60)，其中，所述控制温度的范围从约10℃
到约32℃。
9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·莫拉韦克，R·N·格雷姆，A·格里姆，P·J·马尔瓦尼，D·A·阿德金斯二世，E·C·奥尔森，I·约基奇，M·M·桑顿，JP·A·贝利尔斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US