具有同流热交换器的燃料氧减少单元制造技术

提供了一种燃料氧减少单元，其包括：入口燃料管线和出口燃料管线；氧转移组件，氧转移组件与入口燃料管线、出口燃料管线和汽提气体流动路径流体连通，用于使用通过汽提气体流动路径的汽提气体流来减少通过入口燃料管线的入口燃料流中的氧量；催化剂，催化剂在氧转移组件下游的位置处与汽提气体流动路径连通，催化剂被构造为减少通过汽提气体流动路径的汽提气体流的氧含量；以及同流热交换器，同流热交换器在催化剂下游和催化剂上游的位置处与汽提气体流动路径气流连通，用于从催化剂流出的汽提气体流在催化剂上游的位置处与流过同流热交换器的汽提气体流交换热量。流热交换器的汽提气体流交换热量。流热交换器的汽提气体流交换热量。

【技术实现步骤摘要】
具有同流热交换器的燃料氧减少单元


[0001]本主题大体涉及用于发动机的燃料氧减少单元及其操作方法。

技术介绍

[0002]典型的飞行器推进系统包括一个或多个燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机通常包括涡轮机，涡轮机以串行流动顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气被提供到压缩机区段的入口，在压缩机区段中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到它到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段导向到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，并且然后被导向通过排气区段，例如，进入大气。
[0003]燃气涡轮发动机和飞行器的某些操作和系统可能生成相对大量的热量。燃料已被确定为有效散热器，以在操作期间接收至少一些这样的热量，这至少部分是由于其热容量和燃烧操作中可能由燃烧更高温度的燃料导致的效率增加。
[0004]然而，在没有适当调节燃料的情况下加热燃料可能会导致燃料“焦化”，或形成可能堵塞燃料系统的某些部件(例如燃料喷嘴)的固体颗粒。减少燃料中的氧量可以有效地减少燃料焦化超过不可接受量的可能性。
附图说明
[0005]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且使能的公开，包括其最佳模式，其中：
[0006]图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意横截面视图。
[0007]图2是根据本公开的示例性实施例的燃料氧减少单元的示意图。
[0008]图3是根据本公开的示例性实施例的燃料氧减少单元的示意图。
[0009]图4是根据本公开的用于操作燃料输送系统的方法的流程图。
[0010]对应的附图标记在多个视图中指示对应的部分。本文列出的示例示出了本公开的示例性实施例，并且这些示例不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0011]现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指代本公开的相似或类似部分。
[0012]提供以下描述以使本领域技术人员能够制造和使用预期用于执行本公开的所述实施例。然而，对于本领域技术人员来说，各种修改、等同物、变化和替代物将仍然是显而易见的。任何和所有这样的修改、变化、等同物和替代物都旨在落入本公开的范围内。
[0013]为了下文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“侧向”、“纵向”及其派生词应与本公开相关，因为其在附图中被定向。然而，应当理解，
本公开可以假定各种替代变型，除非明确指明相反。还应理解，附图中示出的以及在以下说明书中描述的具体装置仅是本公开的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
[0014]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以使一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0015]术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
[0016]除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。
[0017]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。
[0018]如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在10％的裕度内。
[0019]在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被识别并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
[0020]术语“涡轮机”或“涡轮机械”是指包括一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一起生成扭矩输出的一个或多个涡轮的机器。
[0021]术语“燃气涡轮发动机”是指具有涡轮机作为其动力源的全部或一部分的发动机。示例燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等，以及这些发动机中的一个或多个的混合电动版本。
[0022]术语“燃烧区段”是指用于涡轮机的任何热添加系统。例如，术语燃烧区段可以指包括爆燃燃烧组件、旋转爆震燃烧组件、脉冲爆震燃烧组件或其他合适的热添加组件中的一个或多个的区段。在某些示例性实施例中，燃烧区段可以包括环形燃烧器、罐形燃烧器、管状燃烧器、驻涡燃烧器(TVC)或其他合适的燃烧系统，或其组合。
[0023]在本公开的燃料氧减少单元中，氧转移组件使用通过汽提气体流动路径的汽提气体流来减少通过入口燃料管线的入口燃料流中的氧量。在某些实施例中，预热器可以在氧转移组件下游的位置处与汽提气体流动路径热连通。预热器被构造为接收热能并将热能添加到来自氧转移组件的汽提气体流。催化剂在氧转移组件和预热器(如果包括的话)下游的位置处与汽提气体流动路径气流连通。催化剂被构造为减少通过汽提气体流动路径的汽提气体流的氧含量。来自催化剂的汽提气体流可以被称为汽提气流。同流热交换器在催化剂下游和催化剂上游的位置处与汽提气体流动路径气流连通。热交换器被构造为从来自催化剂的汽提气流中获取一部分热量，用于来自催化剂的汽提气体流在催化剂上游的位置处与汽提气体流交换热量。
[0024]例如，汽提气体流可以被构造为从氧转移组件行进通过汽提气体流动路径，通过作为散热器的同流热交换器，通过催化剂，通过作为热源的同流热交换器，并返回到氧转移组件。应当理解，这种流动布置不排除其他中间部件，例如预热器(如果提供的话)。
[0025]有利地，从热交换器流到氧转移组件的汽提气流具有较低的温度，因为热交换器从汽提气流中获取一部分热量。此外，本公开的热交换器确保需要来自预热器的较少量的能量来加热从热交换器流到预热器并随后流到催化剂的汽提气体流。
[0026]现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中指示相同的元件，图1提供了根据本公开的示例性实施例的发动机的示意横截面视图。发动机可以结合到运载器中。例如，发动机可以是结合到飞行器中的航空发动机。然而，替代地，发动机可以是用于任何其他合适飞行器的任何其他合适类型的发动机。
[0027]对于所描绘的实施例，发动机被构造为高旁通涡轮风扇发动机100。如图1所示，涡轮风扇发动机100限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线或轴线101延伸)、径向方向R和周向方向(围绕轴向方向A延伸；未在图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料氧减少单元，其特征在于，所述燃料氧减少单元限定汽提气体流动路径，所述汽提气体流动路径在所述燃料氧减少单元的操作期间具有通过其中提供的汽提气体流，所述燃料氧减少单元包括：入口燃料管线和出口燃料管线；氧转移组件，所述氧转移组件与所述入口燃料管线、所述出口燃料管线和所述汽提气体流动路径流体连通，用于使用通过所述汽提气体流动路径的所述汽提气体流来减少通过所述入口燃料管线的入口燃料流中的氧量；催化剂，所述催化剂在所述氧转移组件下游的位置处与所述汽提气体流动路径气流连通，所述催化剂被构造为减少通过所述汽提气体流动路径的所述汽提气体流的氧含量；以及同流热交换器，所述同流热交换器在所述催化剂下游和所述催化剂上游的位置处与所述汽提气体流动路径气流连通，用于从所述催化剂流出的所述汽提气体流在所述催化剂上游的所述位置处与流过所述同流热交换器的所述汽提气体流交换热量。2.根据权利要求1所述的燃料氧减少单元，其特征在于，其中，所述汽提气体流被构造为从所述氧转移组件行进通过所述汽提气体流动路径，通过作为散热器的所述同流热交换器，通过所述催化剂，通过作为热源的所述同流热交换器返回，并返回到所述氧转移组件。3.根据权利要求1所述的燃料氧减少单元，其特征在于，其中，所述燃料氧减少单元进一步包括预热器，所述预热器与所述催化剂上游的所述汽提气体流动路径热连通，用于加热提供给所述催化剂的所述汽提气体流。4.根据权利要求3所述的燃料氧减少单元，其特征在于，其中，所述同流热交换器的位置在所述预热器的上游。5.根据权利要求3所述的燃料氧减少单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：