CN116163838A - 气体供应系统 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种气体供应系统。气体供应系统包括燃料减氧单元，燃料减氧单元具有限定用于汽提气体流的气体流动路径的回路。储存器与燃料减氧单元选择性地流体连通，并且被构造为储存来自回路的一部分汽提气体。储存器还被构造为当安装在运载器中时与燃料系统部件选择性地流体连通，以响应于吹扫条件的检测而将储存的一部分汽提气体提供给燃料系统部件。

Description

气体供应系统
技术领域
本主题大体涉及用于发动机的气体供应系统及其操作方法。
背景技术
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，其中涡轮机以串行流动顺序包括压缩机区段、燃烧器或燃烧区段、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，排放到大气。
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，这至少部分地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。
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降低燃料焦化超过不可接受量的可能性。
附图说明
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可行的公开，包括其最佳模式，其中：
图1是根据本公开的各个方面的燃气涡轮发动机的示意横截面视图；
图2是根据本公开的各个方面的燃料减氧单元的示意图；和
图3是根据本公开的各个方面的用于操作具有燃料减氧单元的燃气涡轮发动机的燃料系统的方法的流程图。
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
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。
本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
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”及其派生词应与实施例如其在附图中被定向的相关。然而，应当理解，实施例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。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将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。
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。
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。
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。此外，实现相同功能的部件的任何布置都被有效地“相关联”，从而实现该功能。因此，本文中组合以实现特定功能的任何两个部件可以被视为彼此“相关联”，从而实现期望的功能，而与架构或中间部件无关。同样，如此相关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地联接”以实现期望的功能，并且能够如此相关联的任何两个部件也可以被视为彼此“可操作地联接”以实现期望的功能。可操作地联接的一些示例包括但不限于物理可配对、物理交互的部件，无线可交互、无线交互的部件，逻辑交互和/或逻辑可交互的部件。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
在例如“A、B和C中的至少一个”的上下文中的术语“至少一个”是指仅A、仅B、仅C，或A、B和C的任何组合。此外，当在两个或更多个项目的列表中使用时，术语“和/或”意味着可以单独采用所列项目中的任何一个，或者可以采用两个或更多个所列项目的任何组合。例如，如果组合物或组件被描述为包含部件A、B和/或C，则组合物或组件可以包含单独A；单独B；单独C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。
如本文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1％、2％、4％、10％、15％和/或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点、和/或端点之间的范围的裕度。
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。
术语“涡轮机”或“涡轮机械”是指包括一起生成扭矩输出的一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一个或多个涡轮的机器。
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。
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适当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。
当与压缩机、涡轮、轴或线轴部件等一起使用时，除非另有说明，否则术语“低”和“高”，或它们各自的比较级(例如，更“低”和更“高”，在适用的情况下)均指发动机内的相对速度。例如，“低涡轮”或“低速涡轮”限定被构造为以低于发动机处的“高涡轮”或“高速涡轮”的旋转速度(例如最大可允许旋转速度)操作的部件。
大体上，本公开涉及结合了燃料减氧单元和储存器的气体供应系统。燃料减氧单元可以包括接触器，接触器包括被构造为接收燃料流的燃料入口和被构造为接收汽提气体(stripping gas)流的汽提气体入口。接触器被构造为由燃料和汽提气体形成汽提气体/燃料混合物。
分离器被构造为接收来自混合物管线的汽提气体/燃料混合物，混合物管线将接触器流体地联接到分离器。在分离器内，可具有相对高氧含量的汽提气体可以与可具有相对低氧含量的燃料分离，返回到出口汽提气体和出口燃料的相应流中。
燃料减氧单元还可以包括限定从分离器到接触器的气体流动路径的回路。回路可包括分离器下游的压缩机、定位在压缩机下游的加热器和/或加热器下游的催化剂，催化剂被构造为降低汽提气体的氧含量。
在一些情况下，储存器可以在分离器下游和接触器上游的位置处与燃料减氧单元流体连通。储存器被构造为在其中储存一部分汽提气体。在一些情况下，汽提气体随后响应于吹扫(purge)条件的检测从储存器提供给燃料系统部件。例如，汽提气体可被引导至燃料歧管、燃烧器或涡轮的燃烧区段内的燃料喷嘴、燃料源、燃料源的缺量(ullage)或燃料系统的任何其他部件。此外，汽提气体可以附加地被引导至燃气涡轮发动机和/或飞行器内的任何其他部件。此外，吹扫条件可以是与燃料系统可操作地联接的涡轮的停机操作模式、燃料系统的部件超过预限定温度阈值、飞行条件的变化和/或任何其他条件。
通过使用储存在储存器中的汽提气体吹扫燃料系统部件，可以减少积炭量。此外，汽提气体还可以增加燃料系统部件和/或燃气涡轮发动机的其他部件可以被冷却的速率。通过增加燃料系统部件和/或燃气涡轮发动机的其他部件的冷却处理的速率(即，更快地冷却这种部件)，可以进一步减少积炭量。附加地或替代地，通过向燃料系统部件提供汽提气体，可以减少对燃气涡轮发动机的附加负面影响。此外，气体供应系统可以被构造为在通常高于可通过商业上可用的机载惰性气体生成系统(OBIGGS)系统获得的压力的压力下排出汽提气体。
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。
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中示出)。通常，涡轮风扇发动机100包括风扇区段102和设置在风扇区段102下游的涡轮机104。
所描绘的示例性涡轮机104通常包括限定环形入口108的基本上管状外壳106。外壳106以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压或低压(LP)压缩机110和高压(HP)压缩机112；燃烧器或燃烧区段114；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮116和低压(LP)涡轮118；以及喷射排气喷嘴区段120。压缩机区段、燃烧区段114和涡轮区段一起至少部分地限定从环形入口108延伸到喷射排气喷嘴区段120的核心空气流动路径121。涡轮风扇发动机100还包括一个或多个驱动轴。更具体地，涡轮风扇发动机100包括将HP涡轮116驱动地连接到HP压缩机112的高压(HP)轴或线轴122，以及将LP涡轮118驱动地连接到LP压缩机110的低压(LP)轴或线轴124。
对于所描绘的实施例，风扇区段102包括风扇126，风扇126具有以间隔开的方式联接到盘130的多个风扇叶片128。风扇叶片128和盘130可通过LP轴124一起绕纵向轴线101旋转。盘130被可旋转的前毂132覆盖，前毂132在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片128。此外，环形风扇壳体或外机舱134设置成周向围绕风扇126和/或涡轮机104的至少一部分。机舱134通过多个周向间隔开的出口导向轮叶136相对于涡轮机104被支撑。机舱134的下游区段138在涡轮机104的外部分上延伸，以便在其间限定旁通气流通道140。
仍然参考图1，涡轮风扇发动机100附加地包括：附件齿轮箱142；气体供应系统144，其包括燃料减氧单元146和/或储存器148；以及燃料系统150。尽管对于所示的实施例，附件齿轮箱142位于涡轮机104的外壳106内，但设想附件齿轮箱142可以位于涡轮机104的其他部分内。例如，附件齿轮箱142可以位于涡轮机104的风扇126的部分(例如风扇罩或风扇126的其他部分)内。在这样的构造中，附件齿轮箱142未安装在核心上，但仍可以由HP轴122驱动，并且可能不容易接近发动机引气。此外，应当理解，尽管图1中未示意性地描绘，但附件齿轮箱142可以机械地联接到涡轮机104的一个或多个轴或线轴，并且可与涡轮机104的一个或多个轴或线轴一起旋转。例如，在至少某些示例性实施例中，附件齿轮箱142可以机械地联接到HP轴122，并且可与HP轴122一起旋转。
此外，对于所示实施例，燃料减氧单元146联接到附件齿轮箱142，或以其他方式能够与附件齿轮箱142一起旋转，然而在其他实施例中，燃料减氧单元146可以使用其他或附加动力源，例如电动机。以这种方式，应当理解，示例性燃料减氧单元146由附件齿轮箱142驱动。值得注意的是，如本文所用，术语“燃料氧转化或减氧”通常是指能够降低燃料的氧含量的装置。
此外，燃料系统150通常包括燃料源152(例如燃料箱)和一个或多个燃料管线154。一个或多个燃料管线154通过燃料歧管156将通过燃料系统150的燃料流提供到涡轮风扇发动机100的涡轮机104的燃烧区段114。
在一些实施例中，气体供应系统144可以进一步包括被构造为在其中储存加压流体(例如，惰性汽提气体)的储存器148。在这样的实施例中，气体供应系统144可以响应于吹扫条件的检测(例如涡轮机104的停机操作模式的检测)排出加压流体。在若干情况下，燃料减氧单元146可以被构造为通过燃料歧管156(和/或涡轮机的另一个部件)排放加压流体，以吹扫燃料歧管156内的残余燃料并冷却燃料歧管156。停滞燃料的去除可以减少积炭，因为燃料在暴露于环境空气时会重新吸收氧。因此，气体供应系统144可以在停机时为涡轮机提供附加安全性。
然而，应当理解，图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机100仅作为示例提供。在其他示例性实施例中，任何其他合适的发动机可以与本公开的方面一起使用。例如，在其他实施例中，发动机可以是任何其他合适的燃气涡轮发动机，例如涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机等。以这种方式，将进一步理解的是，在其他实施例中，燃气涡轮发动机可以具有任何其他合适的构造，例如任何其他合适数量或布置的轴、压缩机、涡轮、风扇等。此外，尽管图1中描绘的示例性燃气涡轮发动机示意性地示出为直接驱动固定螺距涡轮风扇发动机100，但在其他实施例中，本公开的燃气涡轮发动机可以是齿轮式燃气涡轮发动机(即，包括风扇126和驱动风扇的轴(例如LP轴124)之间的齿轮箱)，可以是可变螺距燃气涡轮发动机(即，包括具有可围绕它们各自的螺距轴线旋转的多个风扇叶片128的风扇126)等。此外，尽管本文未描述，但在其他实施例中，燃气涡轮发动机可以是任何其他合适类型的燃气涡轮发动机，例如并入发电系统的工业燃气涡轮发动机、航海燃气涡轮发动机等。此外，仍然在替代实施例中，本公开的方面可以结合到任何其他类型的发动机(例如往复式发动机)中，或以其他方式与任何其他类型的发动机一起使用。
此外，应当理解，尽管对于所描绘的实施例，涡轮风扇发动机100包括气体供应系统144，气体供应系统144包括定位在涡轮机104内(即涡轮机104的外壳体106内)的燃料减氧单元146和储存器148，但在其他实施例中，燃料减氧单元146和/或储存器148可以定位在任何其他合适的位置。例如，在其他实施例中，燃料减氧单元146可以替代地定位成远离涡轮风扇发动机100，例如靠近燃料系统150的箱或在燃料系统150的箱内。附加地或替代地，在其他实施例中，燃料减氧单元146和/或储存器148可以由其他合适的动力源(例如，电动机、液压马达或HP或LP轴的独立机械联接器等)驱动。
现在参考图2，根据本公开的示例性实施例示出了用于燃气涡轮发动机的包括燃料减氧单元202和储存器204的气体供应系统200的示意图。在至少某些示例性实施例中，图2中描绘的气体供应系统200、燃料减氧单元202和储存器204可以结合到例如上文参考图1描述的示例性涡轮风扇发动机100中(例如，气体供应系统200可以是图1中描绘和上文描述的气体供应系统144，燃料减氧单元202可以是图1中描绘和上文描述的燃料减氧单元146，并且储存器204可以是图1中描绘和上文描述的储存器148)。
在一些实施例(例如图2所示的实施例)中，燃料减氧单元202通常可以包括接触器206、分离器208、压缩机210(或泵)、加热器212、催化剂214和气体源216。此外，燃料减氧单元202包括限定一个或多个流动路径的回路218。例如，回路218通常可以限定从分离器208到接触器206的循环气体流动路径220，对于图2中描绘的实施例，压缩机210、加热器212和催化剂214定位在循环气体流动路径220内或以其他方式流动连接到循环气体流动路径220。此外，回路218还可以限定被构造为接收催化剂214下游和压缩机210上游的气体的旁通气体流动路径222。
在一些示例中，气体供应系统200可以与燃料系统270(例如图1中描述的燃气涡轮发动机的燃料系统150)一起操作。燃料系统270通常可以包括入口燃料管线224和出口燃料管线226。入口燃料管线224流体连接到接触器206，用于向接触器206提供液体燃料228流或入口燃料流230(例如，从燃料源232，例如燃料箱234)。在一些情况下，燃料泵236可以与入口燃料管线224流体联接，并且被构造为将液体燃料228从燃料源232引导到接触器206。
出口燃料管线226流体连接到分离器208，用于接收脱氧液体燃料238流或出口燃料流。出口燃料管线226可以进一步与燃料歧管240和/或燃料喷嘴242可操作地联接，用于将出口燃料238输送到涡轮的燃烧区段，例如图1中描述的燃气涡轮发动机的燃烧区段114。
在示例性实施例中，接触器206可以以任何合适的方式构造，从而基本上混合接收的气体和液体流。例如，接触器206可以接收汽提气体244和液体燃料228。应当理解，术语“汽提气体”在本文中用作方便的术语，以指代通常能够进行本文所述功能的气体。流过本文所述的任何部件的汽提气体244可以是用于从接触器206内的液体燃料228汽提氧的实际汽提气体，或者可以是鼓泡通过液体燃料228以减少这种燃料的氧含量的喷射气体。例如，汽提气体244可以是惰性气体(例如氮气或二氧化碳(CO2))、由至少50％质量的惰性气体组成的气体混合物、或具有相对低氧含量的一些其他气体或气体混合物。
汽提气体244可以通过循环气体流动路径接收，并且液体燃料228可以从燃料系统270接收。接触器206可以被构造为形成汽提气体/燃料混合物246。在某些实施例中，接触器206可以是机械驱动接触器(例如，具有用于混合接收的流的桨叶)，或者可以是用于至少部分地使用接收的流的压力和/或流动速率来混合接收的流的无源接触器。例如，无源接触器可以包括一个或多个湍流器、文丘里混合器等。
在各种实施例中，分离器208在接触器206的下游，并且被构造为通过分离器入口248从接触器206接收汽提气体/燃料混合物246。在分离器208内，可具有相对高氧含量的汽提气体244可以与可具有相对低氧含量的液体燃料228分离，返回到出口汽提气体244和出口燃料238的相应流中。进而，汽提气体244可通过汽提气体出口250从分离器208排出，并且出口燃料238可通过燃料出口252从分离器208排出。此外，分离器208还可以增加分离的出口燃料238的压力。
在一些实施例中，分离器208可以是双分离器泵。例如，分离器208限定中心轴线、径向方向和绕中心轴线延伸的周向方向。此外，分离器208可以被构造为机械驱动双分离器泵，例如旋转/离心双分离器泵。因此，分离器208可包括输入轴254和单级分离器/泵组件。输入轴254可以机械地联接到单级分离器/泵组件，并且这两个部件可绕中心轴线一起旋转。此外，输入轴254可以机械地联接到例如附件齿轮箱(AGB)260(例如图1的示例性附件齿轮箱142)并由其驱动。然而，在其他实施例中，输入轴254可以机械地联接到任何其他合适的动力源，例如电动机、永磁交流发电机(PMA)或其他动力源。
另外，在一些示例中，单级分离器/泵组件可包括沿中心轴线布置的内气体过滤器和沿径向方向定位在内气体过滤器外侧的多个桨叶。在操作期间，单级分离器/泵组件绕中心轴线的旋转，并且更具体地，多个桨叶绕中心轴线(即，在周向方向上)的旋转，通常可以迫使较重的液体燃料228沿径向方向向外，并且迫使较轻的汽提气体244沿径向方向向内通过内气体过滤器。以这种方式，出口燃料238可以通过分离器208的燃料出口252离开，并且出口汽提气体244可以通过分离器208的汽提气体出口250离开。
如图所示，在一些示例中，接触器206通过混合物管线256与分离器208流体联接。在一些情况下，回路218还可以包括多个汽提气体管线258，多个汽提气体管线258一起至少部分地限定从分离器208延伸到接触器206的循环气体流动路径220。除了多个汽提气体管线258之外，循环气体流动路径220可以由一个或多个导管、管、管道等以及限定循环气体流动路径220的结构或部件的任何组合形成。
进一步参考图2，在各种实施例中，燃料减氧单元202还可以包括以串行流动布置在循环气体流动路径220内的压缩机210、加热器212和催化剂214。
在一些实施例中，压缩机210可以被构造为旋转气体泵，该旋转气体泵机械地联接到燃料气体分离器208并由其驱动。以这种方式，压缩机210可与燃料气体分离器208一起旋转。然而，在其他实施例中，压缩机210可以以任何其他合适的方式构造。例如，在其他实施例中，压缩机210可以与燃料气体分离器208机械地断开，并且可相对于燃料气体分离器208独立地旋转。例如，在某些实施例中，压缩机210和/或分离器208可以独立地联接到附件齿轮箱，或者可以是电联接到合适的电源的电动压缩机或泵，合适的电源例如也可以用于向全权限数字控制发动机控制器(FADEC)提供电力的永磁交流发电机(PMA)。在压缩机210联接到独立于分离器208的电源的若干实施例中，压缩机210可以以与燃料气体分离器208不同的转速旋转。
在使用PMA作为压缩机210和/或分离器208的电源的一些实施例中，FADEC可以由专用PMA供电，该专用PMA又由燃气涡轮发动机的附件齿轮箱旋转/驱动。因此，PMA的尺寸设计成能够在基本上所有操作条件(包括相对低速操作条件，例如启动和怠速)期间向FADEC提供足够的电力量。然而，随着发动机加速，PMA可以生成增加的电力量，而操作FADEC所需的电力量可以保持相对恒定。因此，当发动机加速时，PMA可以生成可通过电汇耗散的多余电力量。
在一些情况下，燃料减氧单元202的功耗使用可以补充PMA的发电。例如，燃料减氧单元202可以在燃气涡轮发动机的低转速期间(当PMA没有产生太多的多余电力时)使用相对低的电力量，并且在燃气涡轮发动机的高转速期间(当PMA产生多余电力时)使用相对高的电力量。因此，通过使用PMA为燃料减氧单元202供电，可以更有效地利用由PMA生成的电力。
然而，应当理解，这种构造仅作为示例，并且在其他实施例中，FADEC可以是任何其他合适的发动机控制器，PMA可以是任何其他合适的电机等。因此，在某些实施例中，为具有发动机和发动机控制器的飞行器提供发动机系统。发动机系统包括：电机，其被构造为与发动机控制器电连通以向发动机控制器供电；以及燃料减氧单元202，其限定液体燃料流动路径和汽提气体流动路径，并且被构造为将通过液体燃料流动路径的燃料流的氧含量转移到通过汽提气体流动路径的汽提气体流，燃料减氧单元202还与电机电连通，使得电机至少部分地为燃料减氧单元202供电。
在操作期间，汽提气体244流通过回路218的循环气体流动路径220从分离器208的汽提气体出口250流到接触器206。更具体地，在操作期间，汽提气体244从分离器208的汽提气体出口250流过压缩机210，在压缩机210处汽提气体244的压力增加以提供通过循环气体流动路径220的汽提气体244流。从压缩机210，汽提气体244流通过加热器212，加热器212被构造为向流过其中的气体添加热能。接下来，汽提气体244流通过催化剂214，在催化剂214处汽提气体244的氧含量被降低。然后将汽提气体244提供给接触器206，其中汽提气体244与来自入口燃料管线224的入口液体燃料228流混合，以生成汽提气体/燃料混合物246。在接触器206内生成的汽提气体/燃料混合物246被提供给分离器208的分离器入口248。
通常，应当理解，在燃料减氧单元202的操作期间，通过入口燃料管线224提供到接触器206的入口液体燃料228可以具有相对高的氧含量。提供给接触器206的汽提气体244可以具有相对低的氧含量或其他特定的化学结构。在接触器206内，入口液体燃料228与汽提气体244混合，产生汽提气体/燃料混合物246。作为这种混合的结果，可能发生物理交换，由此入口液体燃料228内的至少一部分氧被转移到汽提气体244，使得汽提气体/燃料混合物246的燃料系统组分具有相对低的氧含量(与通过入口燃料管线224提供的入口液体燃料228相比)，并且汽提气体/燃料混合物246的汽提气体组分具有相对高的氧含量(与通过循环气体流动路径220提供到接触器206的入口汽提气体244相比)。
在分离器208内，相对高氧含量汽提气体244然后与相对低氧含量液体燃料228分离，回到出口汽提气体244和出口燃料238的相应流中。
此外，应当理解，通过这种构造，通过燃料出口252离开分离器208的出口燃料238的压力可以高于通过入口燃料管线224提供的入口液体燃料228，并且进一步高于通过分离器入口248提供的汽提气体/燃料混合物246。这可以至少部分地归因于施加在这种液体燃料228上的离心力和多个桨叶的旋转。此外，应当理解，对于一些实施例，燃料出口252沿径向方向定位在分离器入口248的外侧。这也可以有助于增加通过分离器208的燃料出口252提供的出口燃料238的压力。
在各种实施例中，燃料减氧单元202的分离器208可以在操作期间在燃料流中产生压力升高。在至少某些示例性实施例中，液体燃料228的压力升高可以是至少约六十(60)磅每平方英寸(“psi”)，例如至少约九十(90)psi，例如至少约一百(100)psi，例如高达约七百五十(750)psi。利用这种构造，应当理解，在本公开的至少某些示例性实施例中，液体燃料出口压力在操作期间可以是至少约七十(70)psi。例如，在至少某些示例性实施例中，液体燃料出口压力在操作期间可以是至少约一百(100)psi，例如在操作期间可以是至少约一百二十五(125)psi，例如在操作期间可以是高达约八百(800)psi。
此外，应当理解，提供给燃料出口252的已经与汽提气体244相互作用的出口燃料238可具有相对低的氧含量，使得可以向其添加相对高的热量，并且燃料焦化(即化学反应以形成可能堵塞或以其他方式损坏燃料流动路径内的部件的固体颗粒)的风险降低。例如，在至少某些示例性方面，提供给燃料出口252的出口燃料238的氧含量可以小于约百万分之五(5)(“五(5)ppm”)，例如小于约三(3)ppm，例如小于约二(2)ppm，例如小于约一(1)ppm，例如小于约0.5ppm。
此外，燃料减氧单元202可以再循环和再利用至少一些或全部汽提气体244。然而，离开分离器208的已经与液体燃料228相互作用的汽提气体244具有相对高的氧含量。因此，为了再利用汽提气体244，可以减少来自分离器208的汽提气体出口250的汽提气体244的氧含量。因此，汽提气体244流过加热器212并流过催化剂214，在催化剂214处汽提气体244的氧含量被降低。例如，在催化剂214内，相对富氧的汽提气体244发生反应以降低其氧含量。应当理解，催化剂214可以以任何合适的方式构造来进行这些功能。例如，在某些实施例中，催化剂214可以被构造为燃烧相对富氧的汽提气体244以降低其氧含量。然而，在其他实施例中，催化剂214可以附加地或替代地包括催化组分的几何结构，相对富氧的汽提气体244流过催化组分的几何结构以降低其氧含量。在这些构造中的一个或多个中，可以产生副产物，例如水。水(如果产生的话)可以是蒸气形式并且继续作为汽提气体244的一部分。或者，水或其他副产物(如果产生的话)可以从催化剂214输送出去(图2的实施例中未描绘管道)。在这些实施例中的一个或多个中，催化剂214可以被构造为将汽提气体244的氧含量降低至按质量计小于约百分之五(5％)的氧(O2)，例如按质量计小于约百分之二(2％)的氧(O2)，例如按质量计小于约百分之一(1％)的氧(O2)。
然后，所得的相对低氧含量的气体被提供通过循环气体流动路径220的其余部分并返回到接触器206，从而可以重复循环。以这种方式，将理解，汽提气体244可以是能够经历上述化学转变的任何合适气体。
进一步参考图2，还将理解，所描绘的燃料减氧单元202包括流体地连接到循环气体流动路径220的补充或气体源216。在一些实施例中，气体源216可以来自AGB 260，并且汽提气体244可以来自附件齿轮箱空气。补充或气体源216与循环气体流动路径220选择性地流体连通，用于将汽提气体244从气体源216选择性地引入循环气体流动路径220。例如，汽提气体244可以进入分离器208下游和接触器206上游的循环气体流动路径220。设想附件齿轮箱空气可以包括附件齿轮箱排气。
对于所描绘的实施例，气体源216通过可变流量阀262与循环气体流动路径220气流连通，可变流量阀262可被致动以根据需要向循环气体流动路径220供应附加气体。参考图2，可变流量阀262在气体源216的下游和接触器206的上游。在一些情况下，燃料减氧单元202可以包括一个或多个传感器264，用于确定通过循环气体流动路径220的气流体积/流率，从而确定需要的补充气体量(如果有的话)。通过利用包括来自AGB 260的附件齿轮箱空气的补充或气体源216，系统可以消除附加部件的重量和布线，同时还在燃料减氧单元202附近提供补充气体源。补充或气体源216可以包括基于特定应用的压力量的不同构造。
在一些情况下，压缩机266或泵可以定位在气体源216的下游和可变流量阀262的上游。在这种情况下，压缩机266可用于增加流向循环气体流动路径220的汽提气体244的压力，这可以有助于低压应用，例如商业应用。在这样的应用中，压缩机266可以将流向循环气体流动路径220的汽提气体244的压力增加到足以进入系统。在示例性实施例中，压缩机266可以是旋转螺杆式压缩机、往复式压缩机、轴向式压缩机、离心式压缩机和/或任何其他可行类型的压缩机。在利用泵代替压缩机的示例性实施例中，泵可以是隔膜、活塞、涡旋(scroll)、或可以是齿轮、凸轮或电驱动的其他泵送机构。附加地或替代地，喷射器可以在气体源216的下游和可变流量阀262的上游。在这种情况下，喷射器可用于将汽提气体244引导至循环气体流动路径220，并且可用于中压应用和/或任何其他应用。附加地或替代地，孔口可用于纯压力驱动系统。这种构造可以用于更高压力应用。例如，如果气体源压力大于低侧气体增压压力(例如具有足够高的附件齿轮箱压力)，则系统是被动的，并且汽提气体244被该高压驱动到循环气体流动路径220。在这样的实施例中，可能不需要压缩机来增加流向循环气体流动路径220的汽提气体244的压力。
仍然参考图2，在一些实施例中，控制阀268可以定位在回路218内，用于控制汽提气体244流通过循环气体流动路径220到接触器206、旁通气体流动路径222、和/或储存器气体流动路径272。在各种实施例中，控制阀268可以被构造为一个或多个截止阀、换向阀和/或任何其他实用类型的阀。还应当理解，术语“换向阀”仅指能够将至少一部分流体流从第一流体路径重定向到第二流体路径和/或第三流体流动路径的一个阀或多个阀。因此，本文所述的任何换向阀可以被构造为可变三通流体阀、二通截止阀(位于接合部的下游)、一对截止阀等。
在图2所示的实施例中，在第一位置，控制阀268可以沿接触器206上游的循环气体流动路径220引导至少一部分汽提气体244。在第二位置，控制阀268可以将至少一部分汽提气体244引导到旁通气体流动路径222中。旁通气体流动路径222被构造为将接触器206上游的汽提气体244引导到分离器208下游的循环气体流动路径220的位置。因此，当控制阀268处于第二位置时，至少一部分汽提气体244绕过接触器206和分离器208。在第三位置，控制阀268可以将至少一部分汽提气体244引导到储存器气体流动路径272中。储存器气体流动路径272可以与储存器204流体联接。应当理解，当放置在限定位置时，控制阀268可以将所有汽提气体244引向本文所述的任何流动路径。附加地或替代地，当放置在限定位置时，控制阀268可将汽提气体244的第一部分引向本文所述的任何流动路径，并且将汽提气体244的第二部分引向本文所述的任何其余流动路径。在各种实施例中，第一部分可以小于通过控制阀268的汽提气体244的百分之一百(100％)、百分之九十(90％)、百分之八十(80％)、百分之七十(70％)、百分之六十(60％)、百分之五十(50％)、百分之四十(40％)、百分之三十(30％)、百分之二十(20％)或百分之十(10％)。同样，第二部分可以小于通过控制阀268的汽提气体244的百分之一百(100％)、百分之九十(90％)、百分之八十(80％)、百分之七十(70％)、百分之六十(60％)、百分之五十(50％)、百分之四十(40％)、百分之三十(30％)、百分之二十(20％)或百分之十(10％)。
旁通阀274可以与旁通气体流动路径222和循环气体流动路径220流体联接。在一些情况下，旁通阀274可以被构造为一个或多个截止阀、换向阀和/或任何其他可行类型的阀。在各种实施例中，旁通阀274可以放置在第一位置，在该第一位置，汽提气体244从分离器208流过旁通阀274，并流到接触器206上。此外，在若干实施例中，旁通阀274可以放置在第二位置，在该第二位置，旁通气体流动路径222内的汽提气体244被引导到循环气体流动路径220中。
进一步参考图2，在若干实施例中，止回阀276可以定位在储存器气体流动路径272内。止回阀276被构造为打开以允许在下游方向上从控制阀268流动，以及被构造为关闭以防止上游流到控制阀268。应当理解，止回阀276可以是允许在第一方向上流动并限制在第二相对方向上流动的任何类型的阀。
储存器204在止回阀276的下游，并且被构造为将汽提气体244保持在其中。如上所述，储存器204内保留的汽提气体244可以是用于从接触器206内的液体燃料228汽提氧的实际汽提气体，或者可以是鼓泡通过液体燃料228以减少这种燃料的氧含量的喷射气体。例如，汽提气体244可以是惰性气体(例如氮气或二氧化碳(CO2))、由至少50％质量的惰性气体组成的气体混合物、或具有相对低氧含量的一些其他气体或气体混合物。
在各种实施例中，储存器204可以将汽提气体244保持在大于环境压力的压力下。例如，汽提气体244可以以至少两倍环境压力的压力或大于两倍环境压力(例如三倍环境压力)的任何压力保持在储存器204内。此外，汽提气体244可以在各种压力下从储存器204中排出。例如，汽提气体244可以在至少五十(50)磅每平方英寸(psi)、六十(60)psi、七十(70)psi、八十(80)psi、九十(90)psi、一百(100)psi和/或大于一百(100)psi的压力下从储存器204中排出。
在一些示例中，储存器传感器278可以与储存器204可操作地联接。储存器传感器278可以是被构造为检测储存器204内的汽提气体244的体积和/或压力中的至少一个的任何实用传感器。在这种情况下，基于从储存器传感器278提供的数据和/或任何其他信息，控制阀268可以将汽提气体244引导到储存器204中。
在若干实施例中，储存器供应阀280可以与储存器204下游的储存器气体流动路径272可操作地联接。在一些情况下，储存器204可以被构造为响应于吹扫条件的检测而将来自储存器204的汽提气体244选择性地提供给燃料系统270内的燃料系统部件282。例如，燃料系统270可以是燃料歧管240、涡轮的燃烧区段内的燃料喷嘴242、燃料源232、燃料源232的缺量284、燃料系统270的任何其他部件，和/或与燃气涡轮发动机和/或飞行器可操作地联接的任何其他部件。此外，吹扫条件可以是停机操作模式、燃料系统270的部件超过预限定温度阈值、飞行条件的变化和/或任何其他条件。
在汽提气体244可以基于停机操作模式的检测被引导到涡轮的燃烧区段内的燃料歧管240和/或燃料喷嘴242的实施例中，汽提气体244可以被构造为从其中吹扫停滞减氧出口燃料238。通过从燃料歧管240和/或燃料喷嘴242吹扫出口燃料238，可以减少积炭量。此外，汽提气体244还可以增加燃料歧管240、涡轮的燃烧区段和/或涡轮的其他部件可以被冷却的冷却速率(即，部件的冷却更快)。通过提高涡轮的冷却处理速率，可以进一步减少积炭量。附加地或替代地，通过响应于停机操作模式的检测向燃料歧管240提供汽提气体244，可以减少对涡轮的负面影响。应当理解，提供汽提气体244意味着提供至少一部分汽提气体244。
仍然参考图2，在一些实施例中，燃料源232被构造为燃料箱234。在燃料箱234内，燃料源232包括一定量的液体燃料228和一定量的蒸汽/空气/气体。包含蒸汽/空气/气体的燃料箱234内(例如，燃料箱234内和液体燃料228上方)的空间通常可以称为缺量284。在操作期间，储存器204可将汽提气体244提供给燃料源232的缺量284以降低液体燃料228的氧含量，从而向接触器206提供相对低氧含量的液体燃料228流。通过减少缺量284中的蒸气/空气/气体的氧含量，可以减少在火花的情况下燃料箱234内着火或起火的风险。此外，通过降低提供给接触器206的液体燃料228的氧含量，可以向其添加增加的热量，并且焦化的风险降低(允许提高燃烧处理的效率并提供有效的散热器)。
此外，在各种实施例中，支持具有本文所述的燃料减氧单元202的涡轮的飞行器可以改变一个或多个飞行条件。例如，飞行条件可以包括高度的变化。在一些情况下，高度的变化可以改变燃料源232的压力或其他条件。作为响应，储存器204可以向缺量284提供附加汽提气体244。
附加地或替代地，飞行条件可以包括操作条件的变化。例如，涡轮可以被构造为混合推进系统，其中涡轮的各种部件在第一周期期间通过燃烧提供动力，并且在第二周期期间通过电气系统提供动力。在这种情况下，飞行条件的变化可以是从第一周期到第二周期的变化。例如，涡轮可以在起飞操作期间由燃烧提供动力，并且在稳态操作期间由电力提供动力。因此，在涡轮转换为电力时，储存器204可从燃料歧管240吹扫出口燃料238。
更进一步，在一些情况下，一个或多个温度传感器286可以与燃料系统270的各种部件可操作地联接。可以为各种部件中的每一个限定阈值操作温度。在各种部件中的任何超过其相应温度阈值的情况下，储存器204内的汽提气体244可以被引导至该部件，从而冷却该部件。
在各种实施例中，供应阀280可以是允许在各种位置流动的多向阀。例如，在第一位置，供应阀280可以防止汽提气体244在供应阀280下游的流动。在第二位置，供应阀280可以将至少一部分汽提气体244引导至燃料歧管240。在第三位置，控制阀268可以将至少一部分汽提气体244引导到燃料源232中。因此，当控制阀268处于不同于第一位置的位置时，至少一部分汽提气体244可以被提供给涡轮、飞行器的部件，和/或以其他方式从储存器204排出。应当理解，当放置在限定位置时，供应阀280可以将所有汽提气体244引向第一部件。附加地或替代地，当放置在限定位置时，供应阀280可以将汽提气体244的第一部分引向第一部件，并且将汽提气体244的第二部分引向第二部件。在各种实施例中，第一部分可以小于通过控制阀268的汽提气体244的百分之一百(100％)、百分之九十(90％)、百分之八十(80％)、百分之七十(70％)、百分之六十(60％)、百分之五十(50％)、百分之四十(40％)、百分之三十(30％)、百分之二十(20％)或百分之十(10％)。同样，第二部分可以小于通过供应阀280的汽提气体244的百分之一百(100％)、百分之九十(90％)、百分之八十(80％)、百分之七十(70％)、百分之六十(60％)、百分之五十(50％)、百分之四十(40％)、百分之三十(30％)、百分之二十(20％)或百分之十(10％)。
在各种实施例中，控制阀268、旁通阀274、供应阀280和/或可变流量阀262中的任何可以被构造为通常能够使汽提气体膨胀的节流装置。在控制阀268、旁通阀274、供应阀280和/或可变流量阀262中的任何被构造为节流装置的实施例中，节流装置通常可以使汽提气体膨胀，降低其压力和温度。在一些示例性实施例中，控制阀268、旁通阀274、供应阀280和/或可变流量阀262可以是焦耳-汤姆逊膨胀阀，也称为“J-T阀”。附加地或替代地，控制阀268、旁通阀274、供应阀280和/或可变流量阀262可以是喷射器。在其他示例性实施例中，毛细管、固定孔口或其他合适设备可用作控制阀268、旁通阀274、供应阀280和/或可变流量阀262或与其结合使用。
此外，燃料减氧单元202可与控制系统一起操作。控制系统通常包括：传感器288，传感器288被构造为感测指示燃料气体分离器208的输入轴254、燃料气体分离器208的分离组件或两者的转速的数据；以及计算系统290。附加地或替代地，控制系统可以与安装有它的发动机的一个或多个传感器一起操作。例如，控制系统可以被构造为接收指示驱动附件齿轮箱的线轴(例如HP线轴)的转速的数据，该附件齿轮箱又驱动燃料气体分离器208。线轴的这种转速可用于确定燃料气体分离器208的转速。
所描绘的计算系统290包括一个或多个处理器292和一个或多个存储器装置294。一个或多个处理器292可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或另一个合适的处理装置。一个或多个存储器装置294可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其他存储器装置。
一个或多个存储器装置294可以存储可由一个或多个处理器292访问的信息，包括可由一个或多个处理器292执行的计算机可读指令296。指令296可以是在由一个或多个处理器292执行时，使一个或多个处理器292进行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令296可以由一个或多个处理器292执行，以使一个或多个处理器292进行操作，例如控制系统和/或计算系统290被构造用于的任何操作和功能、如本文所述的用于操作燃料减氧单元202的操作(例如方法400)、和/或任何其他操作或功能。指令296可以是用任何合适的编程语言编写的软件或者可以用硬件实施。附加地和/或替代地，指令296可以在一个或多个处理器292上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。一个或多个存储器装置294可以进一步存储可由一个或多个处理器292访问的数据(例如来自传感器264、278、286、288的数据)。
所描绘的示例性计算系统290还包括网络接口298，网络接口298用于例如与包括燃料减氧单元202(例如，经由网络，或者更确切地，对于所示实施例，经由无线通信网络300)和/或储存器204的气体供应系统200的部件通信。网络接口298可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其他合适的部件。
然而，基于计算机的系统和控制器的固有灵活性允许在部件之间和部件之中对任务和功能进行多种可能的构造、组合和划分。例如，本文讨论的处理可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施。数据库、存储器、指令和应用可以在单个系统上实施，也可以分布在多个系统上。分布式部件可以按顺序或并行操作。
仍然参考图2中描绘的实施例，将进一步理解，对于所示实施例，传感器264、278、288，控制阀268，旁通阀274，供应阀280和/或可变流量阀262各自通过无线通信网络300与计算系统290可操作地连接或可操作地通信。然而，在其他实施例中，可以提供任何其他合适的通信网络，例如有线或组合的有线和无线通信网络。
以这种方式，将进一步理解，控制阀268、旁通阀274和/或供应阀280可以被构造为电致动流体阀。因此，计算系统290可以被构造为在某些操作期间(例如，当燃料气体分离器208的分离组件低于最低有效转速旋转时，在故障场景期间等)完全关闭通过循环气体流动路径244的汽提气体244流。应当理解，当控制阀268、旁通阀274和供应阀280被关闭时，基本上没有汽提气体244可以流过燃料气体分离器208的分离器入口248，使得基本上只有液体燃料228流过燃料气体分离器208。例如，在启动操作条件期间，这可能是有益的，以启动(prime)燃料气体分离器208并允许它有时间加速。此外，这在其中转速正在降低的发动机的停机操作条件期间可能是有帮助的。
值得注意的是，在各个方面中，当燃气涡轮发动机和燃料减氧单元202进入关闭或停机操作模式时，控制阀268和旁通阀274可以关闭。以这种方式，可以停止来自循环气体流动路径220的汽提气体244流，并且可以将循环气体流动路径220内的相对低氧含量的气体截留并储存在循环气体流动路径220内。此外，供应阀280可以打开以允许汽提气体244从储存器204排出到燃料系统部件282。
现在参考图3，用于操作燃气涡轮发动机的燃料系统的方法400的流程图。方法400通常可以与以上参考图1和图2描述的涡轮风扇发动机100中的一个或多个一起操作。然而，本领域普通技术人员将理解，所公开的方法400通常可以与任何合适的发动机一起使用，和/或燃料减氧单元可以与具有任何其他合适的系统构造的系统结合使用。此外，虽然图3为了说明和讨论的目的而描绘了以特定顺序进行的步骤，但本文所讨论的方法不限于任何特定顺序或布置。使用本文提供的公开内容的本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式省略、重新布置、组合和/或调整本文公开的方法的各个步骤。
如所描绘的，方法400包括在(402)处在燃料减氧单元中接收燃料流，以在接触器内使用通过汽提气体流动路径的汽提气体流来减少燃料中的氧量。通常，接触器可以以任何合适的方式构造，从而基本上混合接收的气体和液体流。例如，接触器可以接收汽提气体和燃料。汽提气体/燃料混合物从接触器被引导至分离器。在分离器内，可具有相对高氧含量的汽提气体可以与可具有相对低氧含量的燃料分离，返回到出口汽提气体和出口燃料的相应流中。
图3中描绘的示例性方法400包括在(404)处将从分离器排出的汽提气体引导通过限定从分离器到接触器的气体流动路径的回路。燃料减氧单元与回路流体联接。在各种实施例中，燃料减氧单元可以包括压缩机、加热器、催化剂和储存器。
图3中描绘的示例性方法400进一步包括在(406)处在汽提气体流动路径内，将一部分汽提气体从接触器的上游和催化剂的下游的汽提气体流动路径选择性地引导至储存器。在各种实施例中，储存器可以将汽提气体保持在大于环境压力的压力下。
方法400进一步包括在(408)处检测吹扫条件。响应于吹扫条件的检测，方法400在(410)处包括响应于吹扫条件的检测而将汽提气体从储存器排出到燃料系统部件。在一些情况下，储存器可以被构造为响应于吹扫条件的检测而将汽提气体从储存器选择性地提供给燃料系统部件。例如，汽提气体可以被引导至燃料歧管、涡轮的燃烧区段内的燃料喷嘴、燃料源、燃料源的缺量、燃料系统的任何其他部件、和/或燃气涡轮发动机和/或飞行器内的任何其他部件。此外，吹扫条件可以是与燃料系统可操作地联接的涡轮的停机操作模式、燃料系统的部件超过预限定温度阈值、飞行条件的变化和/或任何其他条件。
应当理解，本文公开的任何方法的步骤可以由计算系统在加载和执行有形地存储在有形计算机可读介质(例如磁介质(例如，计算机硬盘驱动器)、光学介质(例如光盘)、固态存储器(例如闪存)或本领域已知的其他存储介质)上的软件代码或指令时进行。因此，由本文描述的计算系统进行的任何功能(例如任何公开的方法)可以以有形地存储在有形计算机可读介质上的软件代码或指令来实施。计算系统经由与计算机可读介质的直接接口或经由有线和/或无线网络加载软件代码或指令。在控制器加载和执行此类软件代码或指令时，计算系统可以进行本文描述的计算系统的任何功能，包括所公开方法的任何步骤。
本文使用的术语“软件代码”或“代码”是指影响计算机或控制器的操作的任何指令或指令集。它们可以以计算机可执行形式(例如机器代码，其是由计算机的中央处理单元或控制器直接执行的指令和数据的集合)，人类可理解形式(例如源代码，其可以被编译以便由计算机的中央处理单元或控制器执行)，或中间形式(例如目标代码，其由编译器产生)存在。如本文所用，术语“软件代码”或“代码”还包括任何人类可理解的计算机指令或指令集，例如脚本，其可以在由计算机的中央处理单元或控制器执行的解释器的帮助下即时执行。
本公开的进一步方面由以下条项的主题提供：
一种用于具有燃料系统部件的燃气涡轮发动机的气体供应系统，所述气体供应系统包括：燃料减氧单元，所述燃料减氧单元具有限定用于汽提气体流的气体流动路径的回路；以及储存器，所述储存器与所述燃料减氧单元选择性地流体连通，并且被构造为储存来自所述回路的一部分汽提气体，所述储存器进一步被构造为当安装在运载器中时与所述燃料系统部件选择性地流体连通，以响应于吹扫条件的检测而将储存的所述一部分汽提气体提供到所述燃料系统部件。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述燃料减氧单元进一步包括：接触器，所述接触器包括被构造为接收燃料流的燃料入口和被构造为接收汽提气体流的汽提气体入口，所述接触器被构造为形成汽提气体/燃料混合物；以及分离器，所述分离器与所述接触器流体连通，并且被构造为接收来自所述接触器的所述汽提气体/燃料混合物。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述燃料系统部件是燃料歧管。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述燃料系统部件是燃烧器内的燃料喷嘴。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述燃料系统部件是燃料源的缺量，所述燃料源进一步储存所述燃料。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述汽提气体是惰性气体。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述吹扫条件是与所述燃料系统部件可操作地联接的所述燃气涡轮发动机的停机操作模式。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，响应于所述停机操作模式的检测，将所述汽提气体提供给燃料歧管，以吹扫所述燃料歧管内的残余燃料并冷却所述燃料歧管。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述吹扫条件是所述燃料系统部件超过预限定温度阈值。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述吹扫条件是飞行条件的变化。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述汽提气体在至少80磅每平方英寸(psi)的压力下从所述储存器中排出。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，进一步包括：催化剂下游和所述接触器上游的控制阀，所述控制阀被构造为在第一位置将至少一部分所述汽提气体选择性地引导至所述接触器并且在第二位置将至少一部分所述汽提气体选择性地引导至所述储存器。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，进一步包括：所述储存器下游和所述燃料系统部件上游的储存器供应阀，所述储存器供应阀被构造为将所述储存器内的至少一部分所述汽提气体选择性地引导至所述燃料系统部件。
一种用于操作燃气涡轮发动机的燃料系统的方法，所述方法包括：在所述燃料系统的燃料减氧单元中接收燃料流；在接触器内使用通过汽提气体流动路径的汽提气体流来减少燃料中的氧量；以及在所述接触器上游的位置处，将一部分所述汽提气体流从所述汽提气体流动路径选择性地引导至储存器。
根据这些条项中的一个或多个所述的方法，进一步包括：检测吹扫条件；以及响应于所述吹扫条件的检测，将所述汽提气体从所述储存器提供给燃料系统部件。
根据这些条项中的一个或多个所述的方法，其中，所述燃料系统部件是燃料歧管。
根据这些条项中的一个或多个所述的方法，其中，检测吹扫条件包括检测所述燃气涡轮发动机的停机操作模式。
一种气体供应系统，包括：燃料减氧单元，所述燃料减氧单元具有限定用于汽提气体流的气体流动路径的回路；以及储存器，所述储存器与所述回路流体联接并且被构造为储存一部分汽提气体，其中所述储存器被构造为远离燃料源储存汽提气体。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述汽提气体响应于吹扫条件的检测而从所述储存器提供给燃料系统部件。
根据这些条项中的一个或多个所述的气体供应系统，其中，所述燃料系统部件是燃料歧管，并且其中，所述吹扫条件是燃气涡轮发动机的停机操作模式。
该书面描述使用示例来描述本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何结合的方法。本公开的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
虽然本公开已经被描述为具有示例性设计，但本公开可在本公开的精神和范围内进一步修改。因此，本申请旨在涵盖使用其一般原理的本公开的任何变化、用途或改编。此外，本申请旨在涵盖属于本公开所属领域的已知或惯常实践并且落入所附权利要求的限制内的与本公开的这种偏离。

Claims (10)

1.一种用于具有燃料系统部件的燃气涡轮发动机的气体供应系统，其特征在于，所述气体供应系统包括：
燃料减氧单元，所述燃料减氧单元具有限定用于汽提气体流的气体流动路径的回路；以及
储存器，所述储存器与所述燃料减氧单元选择性地流体连通，并且被构造为储存来自所述回路的一部分汽提气体，所述储存器进一步被构造为当安装在运载器中时与所述燃料系统部件选择性地流体连通，以响应于吹扫条件的检测而将储存的所述一部分汽提气体提供到所述燃料系统部件。
2.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述燃料减氧单元进一步包括：
接触器，所述接触器包括被构造为接收燃料流的燃料入口和被构造为接收汽提气体流的汽提气体入口，所述接触器被构造为形成汽提气体/燃料混合物；以及
分离器，所述分离器与所述接触器流体连通，并且被构造为接收来自所述接触器的所述汽提气体/燃料混合物。
3.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述燃料系统部件是燃料歧管。
4.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述燃料系统部件是燃烧器内的燃料喷嘴。
5.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述燃料系统部件是燃料源的缺量，所述燃料源进一步储存所述燃料。
6.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述汽提气体是惰性气体。
7.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述吹扫条件是与所述燃料系统部件可操作地联接的所述燃气涡轮发动机的停机操作模式。
8.根据权利要求7所述的气体供应系统，其特征在于，其中，响应于所述停机操作模式的检测，将所述汽提气体提供给燃料歧管，以吹扫所述燃料歧管内的残余燃料并冷却所述燃料歧管。
9.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述吹扫条件是所述燃料系统部件超过预限定温度阈值。
10.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，其中，所述吹扫条件是飞行条件的变化。
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