一种燃料氧转换单元包括混合器，该混合器限定了液体燃料入口、汽提气体入口和燃料/气体混合物出口；以及燃料气体分离器，其限定与混合器的燃料/气体混合物出口流动连通的燃料/气体混合物入口和轴线。燃料气体分离器还包括固定壳；以及分离器组件，其包括芯和从芯延伸的多个桨叶，该分离器组件可在固定壳内绕轴线旋转，以将通过燃料/气体混合物入口接收的燃料/气体混合物分离成液体燃料流和汽提气体流。
【技术实现步骤摘要】
带有燃料气体分离器的燃料氧转换单元
本主题大体上涉及一种用于发动机的燃料氧转换单元，并且更具体地涉及一种具有燃料气体分离器的燃料氧转换单元。
技术介绍
典型的飞行器推进系统包括一个或多个燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机大体上包括涡轮机，该涡轮机按串流的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，空气提供给压缩机区段的入口，在其处一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且然后传送穿过排气区段，例如，至大气。燃气涡轮发动机和飞行器的某些操作和系统可能产生相对大量的热。燃料已被确定为一种有效的散热物(heatsink，有时也称为热沉)，至少部分地由于其热容量和燃烧高温燃料可能导致的燃烧操作效率的提高，在操作期间接收至少部分此类热量。然而，在没有适当地调节燃料的情况下加热燃料可能引起燃料“结焦”，或形成可能堵塞燃料系统的某些构件(如燃料喷嘴)的固体颗粒。减少燃料中的氧气量可有效地减少燃料将焦化超过不可接受的量的可能性。为此目的已经提出了燃料氧转换系统。某些燃料氧转换系统将燃料与相对较低氧气含量的汽提气体混合。然而，本公开的专利技术人已经发现，在混合之后必须从燃料中去除大量的汽提气体以限制不期望的结果，如燃烧动态。因此，具有能够去除期望量的汽提气体的具有燃料气体分离器的燃料氧转换单元将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本专利技术学习到。在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种燃料氧转换单元。燃料氧转换单元包括混合器(contactor，有时也称为接触器)，该混合器限定了液体燃料入口、汽提气体入口和燃料/气体混合物出口；以及燃料气体分离器，其限定与混合器的燃料/气体混合物出口流动连通的燃料/气体混合物入口，以及轴线。燃料气体分离器还包括固定壳；以及分离器组件，其包括芯和从芯延伸的多个桨叶，该分离器组件可在固定壳内绕轴线旋转以将通过燃料/气体混合物入口接收的燃料/气体混合物分离成液体燃料流和汽提气体流。在某些示例性实施例中，分离器组件的芯是大体上沿燃料气体分离器的轴线延伸的可透气芯。在某些示例性实施例中，分离器组件的芯包括可透气边界，其中可透气边界限定过滤器半径和沿轴线的过滤器长度，并且其中可透气边界的过滤器半径基本上沿过滤器长度基本恒定。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器大体上沿轴线在第一端和第二端之间延伸，其中燃料/气体混合物入口位于第一端附近，其中液体燃料出口位于第二端附近并且，其中固定壳限定内表面，该内表面从轴线朝向第二端发散。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器进一步限定相对于轴线的径向方向和液体燃料出口，其中燃料气体分离器的燃料/气体混合物入口沿径向方向相对于轴线限定入口半径，其中燃料气体分离器的液体燃料出口沿径向方向相对于轴线限定出口半径，并且其中出口半径大于入口半径。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器进一步限定了围绕轴线延伸的周向方向，并且其中分离器组件的多个桨叶从芯向外延伸并且沿周向方向间隔开。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器还限定相对于轴线的径向方向，其中多个桨叶各自限定沿轴线的长度以及与固定壳的间隙，并且其中多个桨叶中的每个的间隙沿其各自的长度基本恒定。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器进一步限定相对于轴线的径向方向，并且其中多个桨叶限定相对于径向方向的扫掠角大于0。例如，在某些示例性实施例中，扫掠角大于约10度且小于约45度。例如，在某些示例性实施例中，扫掠角大于约15度且小于约30度。例如，在某些示例性实施例中，分离器组件构造为在操作期间沿第一周向方向绕轴线旋转，并且其中多个桨叶中的每个均远离芯并且沿与第一周向方向相反的方向倾斜。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器限定汽提气体出口，并且大体上沿轴线在第一端和第二端之间延伸，其中燃料/气体混合物入口位于第一端附近，并且其中汽提气体出口也位于第一端附近。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器还限定了液体燃料出口、第一端和第二端，其中液体燃料出口位于第二端附近，并且其中固定壳限定朝轴线朝第二端会聚的内表面。例如，在某些示例性实施例中，固定壳的内表面是固定壳的内表面的第一区段，其定位在燃料气体分离器的第一端附近，其中固定壳还限定了固定壳的内表面的第二区段，其定位在燃料气体分离器的第二端附近，并且其中固定壳的内表面的第二区段朝第二端远离轴线发散。例如，在某些其它示例性实施例中，多个桨叶中的每个均构造为连续的单件式桨叶，其从固定壳的内表面的第一区段内的位置沿轴向方向延伸到固定壳的内表面的第二区段内的位置。例如，在某些其它示例性实施例中，燃料气体分离器进一步限定相对于轴线的径向方向，其中多个桨叶与固定壳的内表面的第一区段以及与固定壳的内表面的第二区段限定间隙，并且其中多个桨叶中的每个的间隙在第一区段内和第二区段内基本恒定。在某些示例性实施例中，燃料氧转换单元还包括气体氧减少单元，其中燃料氧转换单元限定从燃料气体分离器的汽提气体出口延伸至混合器的汽提气体入口的循环气体路径，并且其中气体氧减少单元定位成与循环气体路径流动连通。例如，在某些示例性实施例中，燃料氧转换单元还包括气体增压泵，该气体增压泵定位成与循环气体路径流动连通。在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括燃烧区段；以及燃料输送系统，用于将燃料流提供至燃烧区段，该燃料输送系统包括燃料氧转换单元。燃料氧转换单元包括混合器，该混合器限定了液体燃料入口、汽提气体入口和燃料/气体混合物出口；以及燃料气体分离器，其限定与混合器的燃料/气体混合物出口流动连通的燃料/气体混合物入口，以及轴线。燃料气体分离器包括固定壳；以及分离器组件，其包括芯和从芯延伸的多个桨，该分离器组件可在固定壳内绕轴线旋转以将通过燃料/气体混合物入口接收的燃料/气体混合物分离成液体燃料流和汽提气体流。在某些示例性实施例中，燃料气体分离器大体上沿轴线在第一端和第二端之间延伸，其中燃料/气体混合物入口位于第一端附近，其中液体燃料出口位于第二端附近，并且其中固定壳限定内表面，该内表面从轴线朝向第二端发散。本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，且连同描述用于阐释本专利技术的原理。技术方案1.一种燃料氧转换单元，包括：混合器，其限定了液体燃料入口、汽提气体入口和燃料/气体混合物出口；以及燃料气体分离器，其限定与所述混合器的燃料/气体混合物出口流动连通的燃料/气体混合物入口和轴线，所述燃料气体分离器包括固定壳；以及分离器组件，其包括芯和从所述芯延伸的多个桨叶，所述分离器组件在所述固定壳内绕所述轴线可旋转，以将通过所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 一种燃料氧转换单元，包括：/n混合器，其限定了液体燃料入口、汽提气体入口和燃料/气体混合物出口；以及/n燃料气体分离器，其限定与所述混合器的燃料/气体混合物出口流动连通的燃料/气体混合物入口和轴线，所述燃料气体分离器包括/n固定壳；以及/n分离器组件，其包括芯和从所述芯延伸的多个桨叶，所述分离器组件在所述固定壳内绕所述轴线可旋转，以将通过所述燃料/气体混合物入口接收的燃料/气体混合物分离成液体燃料流和汽提气体流。/n
【技术特征摘要】
20181102 US 16/1790401.一种燃料氧转换单元，包括：
混合器，其限定了液体燃料入口、汽提气体入口和燃料/气体混合物出口；以及
燃料气体分离器，其限定与所述混合器的燃料/气体混合物出口流动连通的燃料/气体混合物入口和轴线，所述燃料气体分离器包括
固定壳；以及
分离器组件，其包括芯和从所述芯延伸的多个桨叶，所述分离器组件在所述固定壳内绕所述轴线可旋转，以将通过所述燃料/气体混合物入口接收的燃料/气体混合物分离成液体燃料流和汽提气体流。
2.根据权利要求1所述的燃料氧转换单元，其中，所述分离器组件的芯是大体上沿所述燃料气体分离器的轴线延伸的可透气芯。
3.根据权利要求1所述的燃料氧转换单元，其中，所述分离器组件的芯包括可透气边界，其中所述可透气边界限定过滤器半径和沿所述轴线的过滤器长度，并且其中所述可透气边界的过滤器半径基本上沿所述过滤器长度基本恒定。
4.根据权利要求1所述的燃料氧转换单元，其中，所述燃料气体分离器大体上沿所述轴线在第一端和第二端之间延伸，其中所述燃料/气体混合物入口位于所述第一端附近，其中所述液体燃料出口位于所述第二端附近，并且其中所述固定壳限定内表面，所述内表面从所述轴线朝所述第二端发散。...
【专利技术属性】
技术研发人员：EP奥康诺尔，DA尼尔加思，BW米勒，RA维斯林，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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