[发明专利]飞行器和管理蒸发的低温燃料的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张在2012年12月28日提交的美国临时专利申请No. 61/746,953的权益，将其全部合并入本文。

技术领域

在本文中描述的技术大体涉及飞行器系统，并且更具体地涉及在航空燃气涡轮发动机中使用双燃料的飞行器系统和操作其的方法。

背景技术

某些低温燃料(例如，液化天然气(LNG))可比常规的喷射燃料更廉价。在常规燃气涡轮应用中冷却的现有方法为使用压缩空气或常规液体燃料。用于冷却的压缩机空气的使用可降低发动机系统的效率。

由此，将期望具有在航空燃气涡轮发动机中使用双燃料的飞行器系统。将期望具有可由如下的航空燃气涡轮发动机推动的飞行器系统：其可使用常规喷射燃料和/或更廉价的低温燃料(例如，液化天然气(LNG))操作。将期望具有在航空燃气涡轮部件和系统中的更有效的冷却。将期望具有改善的效率和在发动机中的更低的比燃料消耗来降低操作成本。期望具有使用双燃料的航空燃气涡轮发动机，该燃料可降低环境影响，带有更低的温室气体(CO2)、氮氧化物-NOx、一氧化碳-CO、未燃烧的碳氢化合物和烟雾。

发明内容

在一方面中，本发明的实施例涉及一种飞行器，具有：至少一个涡轮发动机，其为飞行器提供推进力；和低温燃料系统，其包括：定位在飞行器内的被动冷却低温燃料贮存箱；压力出口，其流体地联接至低温燃料贮存箱并且排气来自低温燃料的蒸发气体，来限定天然气出口流；以及催化转化器，其流体地联接至压力出口并且接收天然气出口流，并将天然气出口流转化成包括氧化产物的第二气体流。

在另一方面中，本发明的实施例涉及一种管理在飞行器的低温燃料系统的贮存箱中的蒸发的低温燃料的方法，其包括：将处于蒸发的低温燃料的形式的排出气体从贮存箱排出来维持在贮存箱中的内压；将排出的气体与空气混合来形成排出的气体和空气混合物，来形成第一气体流；使第一气体流行进穿过加热的催化转化器，以产生氧化产物的第二气体流。

附图说明

可通过参照结合附图做出的下列描述而最好地理解在本文中描述的技术，其中：

图1是具有双燃料推进系统的示例性飞行器系统的等距视图；

图2是示例性燃料输送/分配系统；

图2a是在示例性低温燃料的示意压焓图中的示例性操作路径；

图3是显示燃料箱的示例性布置和示例性汽化使用的示意图；

图4是具有燃料输送和控制系统的示例性双燃料飞行器燃气涡轮发动机的示意截面图；

图5是显示示意换热器的示例性双燃料飞行器燃气涡轮发动机的一部分的示意截面图；

图6a是示例性直接换热器的示意图；

图6b是示例性间接换热器的示意图；

图6c是另一示例性间接换热器的示意图；

图7是用于飞行器系统的示例性飞行任务剖面的示意图；以及

图8示出了示例性催化氧化剂系统的实施例。

具体实施方式

参考本文中的附图，遍及各种视图相同的标号代表相同的元件。

图1显示了根据本发明的示例性实施例的飞行器系统5。示例性飞行器系统5具有机身6和附接至机身6的机翼7。飞行器系统5具有推进系统100，其在飞行中产生推动飞行器系统5所需要的推进推力。尽管在图1中推进系统100显示为附接至机翼7，但是在其它实施例中，其可联接至飞行器系统5的其它部分，例如，尾部部分16。

示例性飞行器系统5具有燃料贮存系统10，其用于贮存在推进系统100中使用的一种或更多种类型的燃料。如在下面本文中进一步所说明，在图1中显示的示例性飞行器系统5使用两种类型的燃料。由此，示例性飞行器系统5包括能够贮存第一燃料11的第一燃料箱21，和能够贮存第二燃料12的第二燃料箱22。在图1中显示的示例性飞行器系统5中，第一燃料箱21的至少一部分定位在飞行器系统5的机翼7中。在图1中显示的一个示例性实施例中，第二燃料箱22定位在机翼7联接至机身6的位置附近的飞行器系统5的机身6中。在备选实施例中，第二燃料箱22可定位在机身6或机翼7中的其它适当的位置处。在其它实施例中，飞行器系统5可包括能够贮存第二燃料12的可选的第三燃料箱123。可选的第三燃料箱123可例如在图1中示意地所显示，定位在飞行器系统5的机身6的后部部分中。