泵混合器分离器单元制造技术

提供一种泵混合器分离器单元，其与提供入口汽提气体流的汽提气体管线和提供入口燃料流的燃料管线连通。泵混合器分离器单元包括：第一泵，第一泵与汽提气体管线和燃料管线流体连通以形成燃料/气体混合物流，并产生从入口燃料流到燃料/气体混合物流的第一压力上升；第二泵，第二泵与第一泵流体连通，其中第二泵从第一泵接收燃料/气体混合物流，其中第二泵将燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并产生从燃料/气体混合物流到出口燃料流的第二压力上升，其中第一泵包括辅助泵特征，用于在操作期间通过燃料管线吸入入口燃料流。

【技术实现步骤摘要】
泵混合器分离器单元联邦政府资助的研究本专利技术是在由美国军队授予的合同号为W911W6-17-2-000的政府支持下完成的。美国政府可拥有本专利技术的某些权利。
本主题大体涉及用于发动机的泵混合器分离器单元及其操作方法。
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。燃气涡轮发动机通常包括涡轮机，该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，将空气提供到压缩机区段的入口，在压缩机区段中，一台或多台轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。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至涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后被导向通过排气区段，例如，进入大气。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量。至少部分地由于其热容以及燃烧更高温燃料可导致的燃烧操作中的效率提高，燃料已经被确定为一种有效的散热器，以在操作期间接收至少一些这种热量。然而，在没有适当地调节燃料的情况下加热燃料可能导致燃料“炭化”，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。减少燃料中的氧气量可以有效地降低燃料炭化超过不可接受的量的可能性。为此提出了燃料氧转化系统。然而，本公开的专利技术人已经发现，这种系统可以包括多个单独的部件，这增加了这种系统的成本和重量。另外，本公开的专利技术人已经发现，这种系统可能难以包括在利用低于环境压力的燃料供应的航空发动机中，例如在直升机发动机中。>
技术实现思路
本专利技术的各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从该描述中显而易见，或者可以通过本专利技术的实施而学习。在本公开的一个示例性实施例中，提供一种泵混合器分离器单元，其与提供入口汽提气体流的汽提气体管线和提供入口燃料流的燃料管线连通。泵混合器分离器单元包括：第一泵，第一泵与汽提气体管线和燃料管线流体连通以形成燃料/气体混合物流，并产生从入口燃料流到燃料/气体混合物流的第一压力上升；第二泵，第二泵与第一泵流体连通，其中第二泵从第一泵接收燃料/气体混合物流，其中第二泵将燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并产生从燃料/气体混合物流到出口燃料流的第二压力上升，其中第一泵包括辅助泵特征，用于在操作期间通过燃料管线吸入入口燃料流。在某些示例性实施例中，第一泵包括第一泵气体入口，第一泵燃料入口和第一泵出口；其中第一泵气体入口与汽提气体管线流体连通；其中第一泵燃料入口与燃料管线流体连通。在某些示例性实施例中，第二泵包括第二泵入口，第二泵燃料出口和第二泵气体出口；其中第二泵入口与第一泵出口流体连通；其中出口燃料流在第二泵燃料出口处离开泵混合器分离器单元；其中出口汽提气体流在第二泵气体出口处离开泵混合器分离器单元；其中第二泵入口从第一泵出口接收燃料/气体混合物流。在某些示例性实施例中，泵混合器分离器单元还包括位于第一泵出口和第二泵入口之间的热交换器。在某些示例性实施例中，辅助泵特征是射流喷射器，并且其中，射流喷射器从流体地联接至第一泵出口的燃料/气体混合物管线延伸到第一泵燃料入口的上游位置处的燃料管线。在某些示例性实施例中，第一泵包括叶轮，其中叶轮将入口燃料流与入口汽提气体流混合以形成燃料/气体混合物流。在某些示例性实施例中，第二泵包括径向叶轮，径向叶轮将燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并产生第二压力上升。在某些示例性实施例中，辅助泵特征是射流喷射器，射流喷射器包括射流喷射器供应回路，射流喷射器供应回路将第一泵的一部分下游的入口燃料流的一部分再循环回到第一泵的上游位置处的燃料管线。在某些示例性实施例中，第一泵和第二泵形成为集成至泵混合器分离器单元。在某些示例性实施例中，出口燃料流具有比入口燃料流更低的氧含量，出口燃料流具有比入口燃料流更高的压力，并且出口汽提气体流具有比入口汽提气体流更高的氧含量。在某些示例性实施例中，第一泵和第二泵由机械源驱动。在某些示例性实施例中，第一泵和第二泵由电源驱动。在某些示例性实施例中，第一泵从低于环境压力的燃料供应吸入入口燃料流，并且其中，泵混合器分离器单元用于直升机发动机。在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种用于航空发动机的燃料输送系统。燃料输送系统包括供应部分和泵混合器分离器单元。供应部分包括汽提气体管线和燃料管线，汽提气体管线提供入口汽提气体流，燃料管线在低于环境压力下提供入口燃料流。泵混合器分离器单元包括：第一泵，第一泵与汽提气体管线和燃料管线流体连通以形成燃料/气体混合物流，并产生从入口燃料流到燃料/气体混合物流的第一压力上升；第二泵，第二泵与第一泵流体连通，其中第二泵从第一泵接收燃料/气体混合物流，其中第二泵将燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并产生从燃料/气体混合物流到出口燃料流的第二压力上升，其中第一泵包括辅助泵特征，用于在操作期间通过燃料管线吸入入口燃料流。在某些示例性实施例中，第一泵包括第一泵气体入口，第一泵燃料入口和第一泵出口；其中第一泵气体入口与汽提气体管线流体连通；其中第一泵燃料入口与燃料管线流体连通；其中第二泵包括第二泵入口，第二泵燃料出口和第二泵气体出口；其中第二泵入口与第一泵出口流体连通；其中出口燃料流在第二泵燃料出口处离开泵混合器分离器单元，其中出口汽提气体流在第二泵气体出口处离开泵混合器分离器单元；其中第二泵入口从第一泵出口接收燃料/气体混合物流。在某些示例性实施例中，辅助泵特征是射流喷射器，并且第一泵包括叶轮，其中叶轮将入口燃料流与入口汽提气体流混合以形成燃料/气体混合物流。在某些示例性实施例中，第二泵包括径向叶轮，径向叶轮将燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并产生第二压力上升。在某些示例性实施例中，航空发动机是直升机发动机。在本公开的示例性方面，提供了一种用于减少到航空发动机的燃料流的氧含量的方法。该方法包括：通过入口燃料管线向第一泵提供入口燃料流；通过汽提气体管线向第一泵提供汽提气体流；将入口燃料流与汽提气体流混合以产生通过第一泵的出口的燃料/气体混合物流，通过第一泵的出口的燃料/气体混合物流限定比通过入口燃料管线的入口燃料流更高的压力；将来自第一泵的出口的燃料/气体混合物流分离成出口燃料流和出口汽提气体流，其中通过入口燃料管线向第一泵提供入口燃料流包括利用第一泵将入口燃料流通过入口燃料管线吸入并进入第一泵。在某些示例性方面，利用第一泵将入口燃料流通过入口燃料管线吸入并进入第一泵包括利用第一泵将入口燃料流从低于环境压力的燃料供应通过入口燃料管线吸入并进入第一泵。参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征，方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵混合器分离器单元，所述泵混合器分离器单元与提供入口汽提气体流的汽提气体管线和提供入口燃料流的燃料管线连通，其特征在于，所述泵混合器分离器单元包括：/n第一泵，所述第一泵与所述汽提气体管线和所述燃料管线流体连通以形成燃料/气体混合物流，并产生从所述入口燃料流到所述燃料/气体混合物流的第一压力上升；和/n第二泵，所述第二泵与所述第一泵流体连通，其中所述第二泵从所述第一泵接收所述燃料/气体混合物流，其中所述第二泵将所述燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并且产生从所述燃料/气体混合物流到所述出口燃料流的第二压力上升，/n其中，所述第一泵包括辅助泵特征，用于在操作期间通过所述燃料管线吸入入口燃料流。/n

【技术特征摘要】
20190405 US 16/376,1841.一种泵混合器分离器单元，所述泵混合器分离器单元与提供入口汽提气体流的汽提气体管线和提供入口燃料流的燃料管线连通，其特征在于，所述泵混合器分离器单元包括：
第一泵，所述第一泵与所述汽提气体管线和所述燃料管线流体连通以形成燃料/气体混合物流，并产生从所述入口燃料流到所述燃料/气体混合物流的第一压力上升；和
第二泵，所述第二泵与所述第一泵流体连通，其中所述第二泵从所述第一泵接收所述燃料/气体混合物流，其中所述第二泵将所述燃料/气体混合物流分离成出口汽提气体流和出口燃料流，并且产生从所述燃料/气体混合物流到所述出口燃料流的第二压力上升，
其中，所述第一泵包括辅助泵特征，用于在操作期间通过所述燃料管线吸入入口燃料流。


2.根据权利要求1所述的泵混合器分离器单元，其特征在于，其中所述第一泵包括第一泵气体入口、第一泵燃料入口和第一泵出口，
其中所述第一泵气体入口与所述汽提气体管线流体连通，并且
其中所述第一泵燃料入口与所述燃料管线流体连通。


3.根据权利要求2所述的泵混合器分离器单元，其特征在于，其中所述第二泵包括第二泵入口、第二泵燃料出口和第二泵气体出口，
其中所述第二泵入口与所述第一泵出口流体连通，
其中所述出口燃料流在所述第二泵燃料出口处离开所述泵混合器分离器单元，
其中所述出口汽提气体流在所述第二泵气体出口处离开所述泵混合器分离器单元，并且
其中所述第二泵入口从所述第一泵出口接收所述燃料/气体混合物流。

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·詹姆斯·麦尔兰德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US