用于氢燃料系统的吹扫系统技术方案

一种氢燃料系统，包括燃料输送组件、吹扫气体源和排放口。燃料输送组件配置成从氢燃料源接收氢燃料并且将来自氢燃料源的氢燃料提供给发电机。吹扫气体源流体地联接到燃料输送组件并且配置成向燃料输送组件提供吹扫气体。排放口流体地联接到燃料输送组件并且配置成当吹扫气体被提供到燃料输送组件时排放来自燃料输送组件的氢燃料。燃料输送组件的氢燃料。燃料输送组件的氢燃料。

【技术实现步骤摘要】
用于氢燃料系统的吹扫系统


[0001]本公开涉及燃料系统，并且具体地涉及用于飞行器的燃料系统，该燃料系统是氢燃料系统。

技术介绍

[0002]用于商用飞行器的推进系统通常包括一个或多个飞行器发动机，例如涡轮风扇喷气发动机。这些发动机可以由航空涡轮燃料提供动力，航空涡轮燃料通常是具有所需碳数和碳氢比的可燃碳氢液体燃料，例如煤油型燃料。这种燃料在燃烧时产生二氧化碳，并且需要改进以减少或消除商用飞行器中的这种二氧化碳排放。
附图说明
[0003]通过以下各种示例性实施例的描述，本公开的特征和优点将显而易见，如附图中所示，其中相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。
[0004]图1是根据本公开的实施例的具有氢燃料系统的飞行器的示意性立体图。
[0005]图2是图1中所示飞行器的燃气涡轮发动机的沿图1中线2
‑
2截取的示意性横截面视图。
[0006]图3是根据本公开的实施例的包括氢燃料吹扫系统的燃料系统的示意图。
[0007]图4是具有汽化器替代布置的燃料系统的示意图。
[0008]图5A、5B和5C是燃料系统的示意图，每一个燃料系统都具有进一步的汽化器布置。
[0009]图6是具有多个排放连接件和吹扫源的燃料系统的示意图。
[0010]图7是可用作燃料系统的一部分的双壁管的示意性横截面视图。
[0011]图8是可用作燃料系统的一部分的三壁管的示意性横截面视图。
具体实施方式
[0012]通过考虑以下详细描述、附图和权利要求书，本公开的特征、优点和实施例被阐述或显而易见。此外，应当理解，以下详细描述是示例性的并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本公开的范围。
[0013]下面详细讨论各种实施例。虽然讨论了具体实施例，但这只是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以使用其他部件和配置。
[0014]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0015]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0016]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。
[0017]术语“直接上游”或“直接下游”在用于描述部件在流体路径中的相对位置时是指在流体路径中彼此相邻放置的部件，它们之间没有任何中间部件，除了适当的流体联接，例如管、管道、阀等，来流体地联接部件。这些部件可以通过不在流体路径中的中间部件彼此间隔开。
[0018]术语“联接”、“固定”、“附接”、“连接”等指直接联接、固定、附接或连接以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定、附接或连接，除非本文另有说明。
[0019]单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。
[0020]如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的，近似语言被应用于修饰任何可以允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”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该值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在单个值、值的范围和/或定义值的范围的端点中处于百分之一、二、四、十、十五或二十的裕度内。
[0021]此处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均包括端点，并且端点可彼此独立组合。
[0022]为了减少商用飞行器的二氧化碳排放，可以使用氢燃料。然而，与可燃碳氢液体燃料相比，氢燃料提出了许多挑战。例如，氢燃料的沸点相对较低，并且在其气态形式中，氢燃料的功率密度要低得多。氢燃料，当处于气态形式时，也倾向于渗透通过材料以及部件之间的附接点而不留下残留物。氢燃料无色无味。氢燃料还具有高反应性(相对于其他燃料，例如Jet
‑
A燃料)，具有广泛的可燃性极限。
[0023]本公开内容讨论了改进氢燃料系统(特别是飞行器中使用的这种燃料系统)的使用的方法。如本文所述和图中所示的各种实施例描述了一种氢燃料吹扫系统，该系统可用于在泄漏的情况下主动吹扫燃料管线、配件、阀、传感器和接收氢的部件。吹扫可被立即带走并从外部排出。
[0024]本文讨论的氢燃料系统包括特别适合在飞行器上使用的氢燃料吹扫系统。图1是可以实施各种优选实施例的飞行器10的立体图。飞行器10包括机身12、附接到机身12的一对机翼14，和尾翼16。飞行器10还包括推进系统，该推进系统产生在飞行中、滑行操作期间等推进飞行器10所需的推进推力。图1中所示的飞行器10的推进系统包括一对发动机100。在该实施例中，每个发动机100通过挂架18以翼下配置附接到其中一个机翼14。尽管发动机100在图1中示出为以翼下配置附接到机翼14，但在其他实施例中，发动机100可具有替代配置并联接到飞行器10的其他部分。例如，发动机100可附加地或替代地包括联接到飞行器10的其他部分(诸如，例如，尾翼16和机身12)的一个或多个方面。
[0025]如下面将参考图2进一步描述的，图1中所示的发动机100是燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机均能够选择性地为飞行器10产生推进推力。推进推力的量可以至少部分地基于经由燃料系统200(见图3)提供给燃气涡轮发动机100的燃料体积来控制。在本文讨论的实施例中，燃料是储存在燃料系统200的燃料箱210中的氢燃料。如图1所示，燃料箱210的至少一部分位于机身12中，并且在该实施例中，完全位于机身12内。然而，燃料箱210可以位于
机身12或机翼14中的其他合适位置，例如燃料箱210的一部分位于机身12中并且燃料箱210的一部分位于机翼14中。替代地，燃料箱210也可完全位于机翼14内。在图1所示的实施例中，使用单个燃料箱210，并且燃料箱210位于机身内，使得相对于向前方向和向后方向，燃料箱210位于机翼升力中心。然而，可使用任何合适数量的燃料箱210，包括多个燃料箱210。多个燃料箱210可包括例如前燃料箱和后燃料箱。前燃料箱和后燃料箱可以位于机身12中并且关于机翼升力中心平衡以促进飞行器10在飞行期间的稳定性。在另一个示例中，多个燃料箱210可包括两个单独的箱，每个箱位于对应的机翼14内。
[0026]尽管图1中所示的飞行器10是飞机，但本文描述的实施例也可适用于其他飞行器10，包括例如直升机和无人驾驶飞行器(UAV)。本文讨论的飞行器是固定翼飞行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种为发电机提供氢的氢燃料系统，其特征在于，所述氢燃料系统包括：燃料输送组件，所述燃料输送组件配置成从氢燃料源接收氢燃料并且将来自所述氢燃料源的所述氢燃料提供到所述发电机；吹扫气体源，所述吹扫气体源流体地联接到所述燃料输送组件并且配置成向所述燃料输送组件提供吹扫气体；和排放口，所述排放口流体地联接到所述燃料输送组件并且配置成当所述吹扫气体被提供到所述燃料输送组件时排放来自所述燃料输送组件的氢燃料。2.根据权利要求1所述的氢燃料系统，其特征在于，其中所述吹扫气体是惰性气体、氮气、二氧化碳、一氧化碳或灭火剂中的一种。3.根据权利要求1所述的氢燃料系统，其特征在于，其中所述燃料输送组件包括具有内壁和外壁的双壁管，所述内壁限定氢燃料流动路径，所述外壁包围所述内壁并且在所述内壁和所述外壁之间限定外流动路径，所述外流动路径流体地联接到所述吹扫气体源以接收所述吹扫气体并且配置成引导所述吹扫气体流过其中。4.根据权利要求3所述的氢燃料系统，其特征在于，其中所述外流动路径流体地联接到所述排放口以排放流过所述外流动路径的所述吹扫气体。5.根据权利要求1所述的氢燃料系统，其特征在于，其中所述燃料输送组件包括具有内壁、外壁和中间壁的三壁管，所述内壁限定氢燃料流动路径，所述中间壁...

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