用于向涡轮发动机的燃烧室供应低温燃料的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于向飞行器的涡轮发动机(1)的燃烧室(16)供应低温燃料的装置(2)。该装置的特征在于，该装置包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于向涡轮发动机的燃烧室供应低温燃料的装置


[0001]本专利技术的领域为飞行器涡轮发动机的领域。
[0002]更确切地说，本专利技术涉及一种用于向飞行器的涡轮发动机的燃烧室和飞行器的涡轮发动机供应低温燃料的装置，该涡轮发动机包括主流道，该主流道依次设置有至少一个空气压缩机、被供以低温燃料的燃烧室和至少一个涡轮，该涡轮发动机配备有所述用于供应低温燃料的装置。

技术介绍

[0003]低温燃料通常用于空间推进，因为低温燃料能产生更好的热力学产出。然而，低温燃料向航空领域的转变和大规模使用的工业化需要解决一定量的技术问题。
[0004]因此，已经提出使用液态氢，因为液态氢将能够使CO2排放减少到零。
[0005]另一种可使用的低温燃料是液化天然气(已知其缩写为LNG)，与液态氢相比，液化天然气具有的额外优势是能够在高得多的温度下使用，因为液化天然气在1巴(105帕)下的液化温度为
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161℃，而液态氢则是
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252℃，这使得液化天然气的使用简单化。
[0006]还可能希望在燃烧室中使用低温燃料，不再处于气态而是处于超临界流体状态，这在引用的现有技术中没有提出。值得提醒的是，想起来了当燃料处于大于其临界温度的温度下并处于大于其临界压力的压力时，燃料达到超临界流体状态。
[0007]然而，在上述两种情况下，这些低温燃料仍然需要以液体形式运输，以便在飞行器中运载的低温燃料的体积是可接受的，然后低温燃料蒸发和/或加热，以便能够在燃烧室中使用。
专利
技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于向飞行器的涡轮发动机的燃烧室供应低温燃料的装置，该装置能以生态上和能量上有利的方式蒸发这种液态低温燃料或使这种液态低温燃料达到超临界状态。
[0009]为此，本专利技术涉及一种用于向飞行器的涡轮发动机的燃烧室供应低温燃料的装置。
[0010]根据本专利技术，该系统包括：
[0011]‑
罐，用于处于液态的低温燃料，
[0012]‑
混合室，接收处于超临界状态或气态的低温燃料的不同的流，该混合室连接到所述燃烧室以向所述燃烧室供应处于超临界状态或气态的低温燃料，
[0013]‑
低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的至少一个热交换器，至少一个热交换器安装在将所述低温燃料罐连接到所述混合室的线路中，在至少一个热交换器中发生热交换，以便冷却飞行器的空气调节回路的空气并提高来自所述罐的低温燃料的温度。
[0014]通过本专利技术的这些特征，能够回收来自涡轮发动机中存在的设备的热量，以加热低温燃料并使低温燃料进入气态或超临界相。
[0015]更确切地说，具有低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器，使得能够加热该燃料，同时减小空气调节回路中使用的交换器的尺寸和/或降低系统的复杂性。
[0016]根据本专利技术的单独地或组合地采用的、其它有利且非限制性的特征：
[0017]‑
该装置包括低温燃料和在涡轮发动机的空气压缩机中流通的空气之间的至少一个热交换器，至少一个热交换器安装在将所述低温燃料罐连接到所述混合室的线路中，在至少一个热交换器中发生热交换，以便加热低温燃料并冷却在涡轮发动机的空气压缩机中流通的空气，
[0018]‑
该装置包括至少一个低温燃料/润滑油热交换器，至少一个低温燃料/润滑油热交换器安装在将所述低温燃料罐连接到所述混合室的线路中，在至少一个低温燃料/润滑油热交换器中发生热交换，以便加热低温燃料并冷却润滑油，
[0019]‑
该装置包括低温燃料和涡轮发动机的涡轮叶片的冷却空气之间的至少一个热交换器，至少一个热交换器安装在将低温燃料罐连接到所述混合室的线路中，与低温燃料/润滑油热交换器串联并位于低温燃料/润滑油热交换器的下游，在至少一个热交换器中发生热交换，以便加热来自低温燃料/润滑油热交换器的低温燃料并冷却涡轮发动机的涡轮叶片的冷却空气，
[0020]‑
低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器、低温燃料和在涡轮发动机的空气压缩机中流通的空气之间的热交换器、低温燃料/润滑油热交换器以及低温燃料和涡轮发动机的涡轮叶片的冷却空气之间的热交换器中的至少一个热交换器是超临界交换器，超临界交换器能够使低温燃料达到高于其临界温度的温度。
[0021]‑
低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器、低温燃料和在涡轮发动机的空气压缩机中流通的空气之间的热交换器、低温燃料/润滑油热交换器以及低温燃料和涡轮发动机的涡轮叶片的冷却空气之间的热交换器中的至少一个热交换器是如下热交换器：该热交换器能够使低温燃料进入气态。
[0022]‑
低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器是汽化的低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器，该热交换器执行飞行器的空气调节回路的空气和在所述低温燃料罐内汽化的低温燃料之间的热交换。
[0023]‑
低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器是低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器，该热交换器执行飞行器的空气调节回路的空气和所述低温燃料罐中储存的低温燃料之间的热交换。
[0024]‑
该装置包括气态的低温燃料的高压压缩机和用于储存汽化的低温燃料的缓冲罐，高压压缩机对在所述低温燃料罐内汽化的低温燃料进行压缩，缓冲罐用于储存处于气态的低温燃料，高压压缩机和缓冲罐串联安装在将低温燃料罐的上部连接到所述混合室的线路中，缓冲罐安装在所述汽化的低温燃料的高压压缩机的下游。
[0025]‑
汽化的低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器安装在将低温燃料罐的上部连接到所述混合室的线路中，且位于汽化的低温燃料的高压压缩机和用于储存处于气态的低温燃料的缓冲罐之间。
[0026]‑
该装置包括：低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的第一热交换器，以及低温燃料和飞行器的空气调节回路的空气之间的第二热交换器，第一热交换器和第二热
交换器串联安装在低温燃料罐和所述混合室之间。
[0027]‑
该装置包括第一高压泵，第一高压泵设置在混合室和燃烧室之间，且第一高压泵使来自该混合室的低温燃料在被引入到所述燃烧室中之前达到高压。
[0028]‑
低温燃料和在涡轮发动机的空气压缩机中流通的空气之间的热交换器和低温燃料/润滑油热交换器并联安装在低温燃料罐和混合室之间。
[0029]‑
该系统包括第二高压泵，第二高压泵设置在低温燃料罐的下游、低温燃料和在涡轮发动机的空气压缩机中流通的空气之间的热交换器的上游、以及低温燃料/润滑油热交换器的上游。
[0030]‑
所述第二高压泵能够使低温燃料达到大于其临界压力的压力。
[0031]‑
该装置在每个热交换器的上游包括至少一个阀，且这些不同的阀的打开和关闭由中央控制单元控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向飞行器的涡轮发动机(1)的燃烧室(16)供应低温燃料的装置(2)，其特征在于，所述装置包括：
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罐(20)，用于处于液态的低温燃料，
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混合室(21)，接收处于超临界状态或气态的低温燃料的不同的流，所述混合室(21)连接到所述燃烧室(16)以向所述燃烧室供应处于超临界状态或气态的低温燃料，
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低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的至少一个热交换器(27，27A，27B)，所述至少一个热交换器安装在将所述低温燃料罐(20)连接到所述混合室(21)的线路(203，204，205，206，207)中，在所述至少一个热交换器中发生热交换，以便冷却所述飞行器的空气调节回路(4，4'，4”，4”')的空气并提高来自所述罐(20)的低温燃料的温度。2.根据权利要求1所述的装置(2)，其特征在于，所述装置包括低温燃料和在所述涡轮发动机的空气压缩机(14，15)中流通的空气(F1)之间的至少一个热交换器(23)，所述至少一个热交换器安装在将所述低温燃料罐(20)连接到所述混合室(21)的线路(201)中，在所述至少一个热交换器中发生热交换，以便加热低温燃料并冷却在所述涡轮发动机的空气压缩机(14，15)中流通的空气(F1)。3.根据权利要求1或2所述的装置(2)，其特征在于，所述装置包括至少一个低温燃料/润滑油热交换器(25)，所述至少一个低温燃料/润滑油热交换器安装在将所述低温燃料罐(20)连接到所述混合室(21)的线路(202)中，在所述至少一个低温燃料/润滑油热交换器中发生热交换，以便加热低温燃料并冷却润滑油(F2)。4.根据权利要求3所述的装置(2)，其特征在于，所述装置包括低温燃料和所述涡轮发动机(1)的涡轮叶片(17，18)的冷却空气(F3)之间的至少一个热交换器(26)，所述至少一个热交换器安装在将所述低温燃料罐(20)连接到所述混合室(21)的所述线路(202)中，与所述低温燃料/润滑油热交换器(25)串联并位于所述低温燃料/润滑油热交换器的下游，在所述至少一个热交换器中发生热交换，以便加热来自所述低温燃料/润滑油热交换器(25)的低温燃料并冷却所述涡轮发动机(1)的涡轮叶片(17，18)的冷却空气(F3)。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(2)，其特征在于，低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的所述热交换器(27A，27B)、低温燃料和在所述涡轮发动机的空气压缩机(14，15)中流通的空气(F1)之间的所述热交换器(23)、所述低温燃料/润滑油热交换器(25)以及低温燃料和所述涡轮发动机(1)的涡轮叶片(17，18)的冷却空气之间的热交换器(26)中的至少一个热交换器是超临界交换器，所述超临界交换器能够使低温燃料达到高于其临界温度的温度。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(2)，其特征在于，低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的所述热交换器(27，27A，27B)、低温燃料和在所述涡轮发动机的空气压缩机(14，15)中流通的空气(F1)之间的所述热交换器(23)、所述低温燃料/润滑油热交换器(25)以及低温燃料和所述涡轮发动机(1)的涡轮叶片(17，18)的冷却空气之间的所述热交换器(26)中的至少一个热交换器是如下热交换器：该热交换器能够使低温燃料进入气态。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(2)，其特征在于，低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的所述热交换器是汽化的低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器(27)，其执行所述飞行器(1)的空气调节回路(4，4'，4”，4”')的空
气和在所述低温燃料罐(20)内汽化的低温燃料之间的热交换。8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(2)，其特征在于，低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的所述热交换器是低温燃料和所述飞行器的空气调节回路的空气之间的热交换器(27A，27B)，其执行所述飞行器(1)的空气调节回路(4，4'，4”，4”')的空气和所述低温燃料罐(20)中储存的低温燃料之间的热交换。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(2)，其特征在于，所述装置包括汽化的低温燃料的高压压缩机(28)和缓冲罐(29)，所述高压压缩机对在所述低温燃料罐(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂埃里，
申请(专利权)人：赛峰集团，
类型：发明
国别省市：