用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)大塊冰吸入的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)(2)大塊冰吸入的裝置(1)，包括：-主油箱(10)，其形成燃料的腔室和通過(guò)管道(3)連接發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的進(jìn)口，-噴射系統(tǒng)(40)，包括布置在管道(3)中的噴射構(gòu)件(42)，-副油箱(20)，其形成燃料的腔室，該油箱通過(guò)選擇器構(gòu)件(36)連接噴射系統(tǒng)(40)，和-貯存器(30)，其通過(guò)選擇器構(gòu)件(36)，首先連接備用水箱(32)，其次連接噴射系統(tǒng)(40)，該裝置中選擇器構(gòu)件(36)設(shè)計(jì)為選擇性地放置噴射系統(tǒng)(40)連通副油箱(20)或貯存器(30)，以將確定量的水噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
【專利說(shuō)明】用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)大塊冰吸入的裝置
[0001]本發(fā)明通常涉及在發(fā)動(dòng)機(jī)供給中，特別地在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)上大塊冰類型的現(xiàn)象的模擬。
[0002]燃料系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分，包括在燃料的循環(huán)方向上的低壓泵，該低壓泵通過(guò)增壓泵的中間媒介接收來(lái)自于油箱的燃料。在低壓泵的出口，燃料通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)熱交換器和主過(guò)濾器，然后穿入到高壓泵中，該高壓泵設(shè)計(jì)為通過(guò)適合的噴射器的中間媒介將燃料噴射到燃燒室中以及在引起其燃燒的條件下蒸發(fā)它。
[0003]在大多數(shù)國(guó)家，該系統(tǒng)是高度可調(diào)節(jié)的，特別地在其機(jī)械阻力的水平方面。
[0004]特別地，目前的標(biāo)準(zhǔn)在面對(duì)凍結(jié)和大塊冰形成的現(xiàn)象時(shí)，非常需要涉及燃料系統(tǒng)的堅(jiān)固性，以試圖防止燃料系統(tǒng)的一些部分，諸如熱交換器被冰阻塞。
[0005]使用將水噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的裝置，已經(jīng)進(jìn)行了結(jié)冰試驗(yàn)，包括適于在油箱中進(jìn)行水和燃料預(yù)混合的設(shè)備，噴嘴和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)噴射和預(yù)混合步驟。為了形成冰漿(其是含水液體和冰的兩相混合物，包括流體和冰晶體形式的燃料和水)，噴嘴包括湍流器，該湍流器設(shè)計(jì)為在通過(guò)噴嘴噴射到燃料系統(tǒng)之前，增加水的湍流。
[0006]然而，在這些試驗(yàn)期間，特定的濃度不能超過(guò)300ppm(每百萬(wàn)份，按照體積計(jì))以提供水和燃料的均質(zhì)混合物，并且對(duì)應(yīng)于燃料中自然存在的水的濃度。因此，這不足以模擬燃料系統(tǒng)中可能的大塊冰的脫落。而且，該噴射裝置非常適于幾十分鐘的噴射次數(shù)，因?yàn)檎{(diào)節(jié)系統(tǒng)需要幾秒，以起動(dòng)噴射，并且水以非常小的量被噴射幾次。然而，為了特別地模擬穿入到燃料系統(tǒng)中大塊冰的脫落，尋求模擬在幾秒數(shù)量級(jí)的非常短的時(shí)間期間模擬整個(gè)體積水的噴射，這不可能使用這種水噴射裝置獲得。此外，在試驗(yàn)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間，燃料流中流量上下波動(dòng)，因?yàn)樵趪娮斐隹诘牧魉僭谒畤娚鋾r(shí)實(shí)際上是減小的。最后，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，圍繞噴嘴所產(chǎn)生的這些循環(huán)區(qū)域和由這些再循環(huán)區(qū)域捕獲的所噴射的小尺寸的水滴有利于噴嘴的噴頭上冰沉積的積累，一方面，這根據(jù)水和燃料的流速以及溫度，有阻塞噴嘴的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面以不確定的方式減少了最終可以穿入到發(fā)動(dòng)機(jī)中的水的量。
[0007]因此，本發(fā)明的目的是提出一種裝置，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的供應(yīng)中可以產(chǎn)生大塊冰類型的擾動(dòng)，該裝置能夠在精確確定的條件下將水噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料系統(tǒng)中。特別地，本發(fā)明的目的是提出一種裝置，其能夠在非常短的噴射時(shí)間中將非常精確體積的水噴射到燃料流中，該燃料流具有很好被確定和穩(wěn)定的流速和溫度。
[0008]而且，本發(fā)明目的也有提出一種用于估測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)大塊冰阻力的裝置，其能夠在具有確定結(jié)構(gòu)特征的燃料流中形成冰漿，諸如特別地小尺寸的冰晶體，更優(yōu)選地小于2_，并且晶體結(jié)構(gòu)有50%水和50%燃料組成。
[0009]為此，本發(fā)明提出了一種用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)大塊冰吸入的裝置，包括:
[0010]-主油箱，其形成燃料的腔室和通過(guò)管道連接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口，
[0011]-噴射系統(tǒng)，包括布置在管道中的噴射器，
[0012]-副油箱，其形成燃料的腔室，通過(guò)選擇器連接噴射系統(tǒng)，和
[0013]-貯存器，其通過(guò)選擇器的中間媒介，一方面連接備用水箱，另一方面連接噴射系統(tǒng)，
[0014]其中選擇器設(shè)計(jì)為選擇性地放置噴射系統(tǒng)連通副油箱或貯存器，以將確定量的水噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0015]-副油箱連接增壓構(gòu)件，
[0016]-該裝置還包括用于調(diào)節(jié)副油箱和選擇器之間燃料流速的系統(tǒng)，
[0017]-選擇器包括具有三個(gè)孔的三通閥，第一孔連接噴射系統(tǒng)，第二孔連接副油箱，以及第三孔連接貯存器，
[0018]-備用水箱，其受到確定的壓力，以及還包括填充構(gòu)件，該填充構(gòu)件設(shè)計(jì)為將貯存器連接到所述確定壓力的源，
[0019]-填充構(gòu)件還連通副油箱，并且適于選擇性地放置貯存器連通預(yù)確定的壓力的源或副油箱，
[0020]-填充構(gòu)件包括有三個(gè)孔的三通閥，第一孔連接預(yù)確定壓力的源，第二孔連接副油箱，以及第三孔連接貯存器，
[0021]-該裝置還包括布置在貯存器和備用水箱之間的閥，適于允許或禁止備用水箱和貯存器之間水的循環(huán)，
[0022]-該裝置還包括用于估測(cè)噴射到管道和到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口的水的系統(tǒng)，
[0023]-估測(cè)系統(tǒng)包括布置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口上的過(guò)濾器，該過(guò)濾器設(shè)計(jì)為回收噴射到管道中的水，
[0024]-該裝置還包括用于回收流體的容器，
[0025]-噴射系統(tǒng)包括噴嘴，該噴嘴包括具有錐形形狀的噴頭以及在其中心具有噴孔和湍流器，
[0026]-其中放置湍流器鄰靠噴頭內(nèi)空間的壁，并且通過(guò)噴射通道與噴射孔分離，以及
[0027]-其中內(nèi)空間的壁具有錐形形狀。
[0028]根據(jù)第二方面，本發(fā)明也提出了一種噴嘴，其包括平頭錐形形狀的噴頭和在其中心具有噴射孔和湍流器。
[0029]噴嘴的其它可選和非限制性特征如下:
[0030]-放置湍流器鄰靠噴頭內(nèi)空間的壁，通過(guò)這種方式以通過(guò)噴射通道與噴孔分離，和
[0031]-內(nèi)空間的壁具有錐形形狀。
[0032]當(dāng)閱讀通過(guò)非限制性實(shí)施例所提供的參考附圖所進(jìn)行的下面詳細(xì)的描述后，將更好地呈現(xiàn)本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)，并且其中:
[0033]圖1a到Ic表示根據(jù)本發(fā)明用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)大塊冰吸入的裝置的液壓回路的實(shí)施方式的三種構(gòu)造；和
[0034]圖2表示特別地在根據(jù)本發(fā)明的裝置中可以使用的噴嘴的實(shí)施方式。
[0035]用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)大塊冰吸入的裝置I包括主油箱10，設(shè)計(jì)為接收燃料，諸如煤油，發(fā)動(dòng)機(jī)2和連接主油箱10與發(fā)動(dòng)機(jī)2 (泵)進(jìn)口的管路。
[0036]主油箱10包括冷卻裝置12，設(shè)計(jì)為將它裝有的燃料冷卻到確定的溫度，例如，-45°C和_5°C之間。例如，冷卻裝置12可以使用壓力下的氮作為冷卻劑。主油箱10還連接壓力源，設(shè)計(jì)為以確定的流速，例如1000和3500kg/h之間，以主燃料流形式將來(lái)自于主油箱10的燃料發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口。然而，噴射到管路中的流速取決于所試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)類型和所模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如，航空器的起飛速度對(duì)巡航速度)。
[0037]例如，通過(guò)壓力源可以調(diào)整從主油箱10噴射到電動(dòng)機(jī)2中燃料的流速，并且通過(guò)流速計(jì)16可以測(cè)量流速。這里，這是質(zhì)量流速計(jì)。做為可替代的方案，它也可以是體積流速計(jì)。
[0038]主油箱10連接至少一個(gè)過(guò)濾器14，該過(guò)濾器14設(shè)計(jì)為過(guò)濾水，該水可以存在于主油箱10中所裝有的燃料中。
[0039]然后，冷卻的燃料通過(guò)插入到管路中的管道3中間媒介噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)2中，該管道3將主油箱10連接到過(guò)濾器14下游的發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口。而且，管路可以成角度，特別地在管道3進(jìn)口之前，以更好地模擬電動(dòng)機(jī)化設(shè)備的管道。
[0040]裝置I在主油箱10和發(fā)動(dòng)機(jī)2之間還包括:
[0041]-噴射系統(tǒng)40，其包括布置在管道3中的噴射器42，
[0042]-副油箱20，其形成與主油箱的燃料相同的燃料的腔室，以及通過(guò)選擇器36連接噴射系統(tǒng)40，和
[0043]-油箱10，一方面連接去礦化水備用水箱32，以及另一方面通過(guò)選擇器36中介媒介連接噴射系統(tǒng)40。
[0044]副油箱20提供有增壓構(gòu)件22，其設(shè)計(jì)為在從O到約7巴數(shù)量級(jí)的預(yù)確定壓力P下放置副油箱20中所裝有的燃料。而且，它通過(guò)用于調(diào)節(jié)燃料流速的系統(tǒng)24的中間媒介連接到噴射系統(tǒng)40。調(diào)節(jié)系統(tǒng)24特別地可以包括流量調(diào)節(jié)器24a以及流速計(jì)24b，這里是質(zhì)量流速計(jì)，適于調(diào)節(jié)和測(cè)量來(lái)自于副油箱的燃料流速在12和30kg/h之間。
[0045]通過(guò)打開(kāi)旋塞19類型的閥門，可以使用主油箱10的燃料填充副油箱20，或者通過(guò)分開(kāi)的燃料源填充副油箱20。副油箱20中燃料是處于環(huán)境溫度下，并且它的體積適于允許在試驗(yàn)期間給噴射系統(tǒng)40供應(yīng)燃料。例如，油箱可以包含40L和60L的燃料。
[0046]貯存器30設(shè)計(jì)為接收確定體積的流體，該流體特別地包含確定體積的水，該水用于通過(guò)噴射系統(tǒng)40的中間媒介被噴射到主燃料流中。
[0047]這里，可以通過(guò)連通隔室的系統(tǒng)填充貯存器30。為此，貯存器通過(guò)旋塞31類型閥的中間媒介連接處于給定壓力PO的備用水箱32。貯存器30 —方面還連接填充構(gòu)件34，以及另一方面連接選擇器36，該填充構(gòu)件34設(shè)計(jì)為選擇性地放置貯存器30連通給定壓力的源PO或副油箱20，該選擇器36設(shè)計(jì)為選擇性地放置噴射系統(tǒng)40連通貯存器30或副油箱
20 ο
[0048]給定的壓力PO可以是例如環(huán)境壓力。
[0049]噴射系統(tǒng)40包括噴管41，其通過(guò)管路的中間媒介，第一端連接選擇器36，和第二端連接在噴嘴42上。噴管41開(kāi)口到管道3中，這樣噴嘴42位于主燃料流中。
[0050]噴嘴42具有將所噴射的水噴射到主燃料流中的功能。
[0051]根據(jù)副油箱20的增壓可以改變噴嘴42的直徑，特別地以能夠增加噴射到主燃料流中的流速。
[0052]而且，噴射系統(tǒng)40可以提供有加熱構(gòu)件49，其例如，布置在噴嘴42和選擇器36之間。在試驗(yàn)期間，加熱構(gòu)件49關(guān)閉和不加熱噴射系統(tǒng)40。在另一方面，當(dāng)冰阻塞噴管41或噴嘴42時(shí)，加熱構(gòu)件49可以通過(guò)傳導(dǎo)加熱噴管41，以融化所禁錮的冰和清除通道。來(lái)自于主油箱10的燃料的流速然后優(yōu)選地被切斷。
[0053]例如，填充構(gòu)件34可以包括三通閥，稱為填充閥，布置貯存器30的上部。填充閥34包括三個(gè)孔，第一孔34a連接環(huán)境壓力的源PO，第二孔34b連接副油箱20的調(diào)節(jié)系統(tǒng)24的出口，以及第三孔34c連接在貯存器30的上部區(qū)域。在該實(shí)施方式中，由此，填充閥34可以具有兩種構(gòu)造。在第一種構(gòu)造中，第一孔34a和第三孔34c連接，同時(shí)第二孔34b關(guān)閉，這樣貯存器30連通環(huán)境壓力的源PO。在第二種構(gòu)造中，第二孔34b和第三孔34c連接，同時(shí)第一孔34a關(guān)閉，這樣貯存器30連通副油箱20。
[0054]例如，選擇器36可以包括三通閥，稱為選擇閥，布置在貯存器30的下部。選擇閥36包括三個(gè)孔，第一孔36a連接噴射系統(tǒng)40，第二孔36b連接副油箱20的調(diào)節(jié)系統(tǒng)24的出口，以及第三孔36c連接在貯存器30的下部區(qū)域。在該實(shí)施方式中，選擇閥36由此也可以具有兩種構(gòu)造。在第一種構(gòu)造中，第一孔36a和第二孔36b連接，同時(shí)第三孔36c關(guān)閉，這樣副油箱20連通噴射系統(tǒng)40。在第二種構(gòu)造中，第一孔36和第三孔36c連接，同時(shí)第二孔36b關(guān)閉，這樣貯存器30連通噴射系統(tǒng)40。
[0055]因此，填充閥34和選擇閥36的構(gòu)造可以用水或者用油填充貯存器30，以及通過(guò)噴射系統(tǒng)40選擇噴射到主燃料流中的流體。
[0056]實(shí)際上，當(dāng)閥31打開(kāi)時(shí)，備用水箱32和貯存器30是流體的連通。
[0057]如果填充閥34和選擇閥是在第一構(gòu)造中(圖1a)，其中第二孔34b和第三孔36c關(guān)閉，貯存器30連通環(huán)境壓力源PO和不能通過(guò)選擇閥36被排空。因此，備用水箱32和貯存器30兩者是流體流通和受到相同的壓力PO，這樣根據(jù)連通隔室的原理，貯存器30可以用水填充，直到它的水平等于備用水箱的水平32。當(dāng)貯存器30中確定體積的水達(dá)到時(shí)，閥31然后可以關(guān)閉。
[0058]因此，貯存器30中水的水平可以精確地限定，這樣根據(jù)已經(jīng)被噴射到主燃料流的管道3中水的量，以獲得確定體積的水。例如，所確定的水體積可以在30毫升和400毫升之間，通常地80暈升和90 _升之間。
[0059]然而，已經(jīng)被噴射到主燃料流中的水體積取決于試驗(yàn)期間所試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)類型和發(fā)動(dòng)機(jī)必須接收的水的量，但是必須也要考慮任何損失。例如，必需考慮管路，其中一部分體積被存儲(chǔ)，必然噴射存貯器30中所存儲(chǔ)的水體積。
[0060]如隨后我們將更詳細(xì)地看到的，裝置I中損失非常低和主要由于燃料中一部分水的溶解引起的。因此，必須噴射到主燃料流中水的體積稍微大于在發(fā)動(dòng)機(jī)2進(jìn)口處期望的水的體積。例如，對(duì)于84毫升的發(fā)動(dòng)機(jī)2進(jìn)口處期望的水的體積，貯存器30中水的體積必須具有90毫升到92毫升的數(shù)量級(jí)。
[0061]此外，當(dāng)選擇閥36是在其第一構(gòu)造中，其中第三孔36c關(guān)閉，副油箱20流體連通噴射系統(tǒng)40。因此，在貯存器30的填充期間，不僅主油箱將主燃料流形式的燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口中，而且噴射系統(tǒng)40也噴射來(lái)自于副油箱20的燃料到該主閥中。
[0062]在試驗(yàn)期間，來(lái)自于主油箱10的燃料被冷卻和噴射到管道3中，以形成主燃料流。平行于該冷卻或者后來(lái)，選擇閥36放置在其第一構(gòu)造中，以放置連通副油箱20和噴射系統(tǒng)，以及關(guān)閉第三孔36c，同時(shí)填充閥能夠在其第一構(gòu)造中或在其第二構(gòu)造中。因此，來(lái)自于副油箱20的燃料通過(guò)噴射系統(tǒng)40噴射到主燃料流中。
[0063]優(yōu)選地維持選擇閥36在其第二構(gòu)造足夠的時(shí)間使來(lái)自于主油箱10的燃料的溫度達(dá)到期望的溫度，例如_45°C和-5°C之間，這樣在將水噴射到主燃料流中的時(shí)刻達(dá)到試驗(yàn)條件。通過(guò)這種方式，在該第一步驟期間，裝置I在將水噴射到主燃料流中之前有時(shí)間穩(wěn)定溫度、壓力和流速。
[0064]如果貯存器30還沒(méi)有裝有確定體積的水，然后，通過(guò)放置填充閥34在其第一構(gòu)造和通過(guò)打開(kāi)閥31填充水的貯存，如這之前所述。
[0065]一旦裝置I是穩(wěn)定的，在第二步驟期間，然后將填充閥放置在其第二構(gòu)造中，以這種方式以致于第一孔34a關(guān)閉和第二孔34b打開(kāi)，同時(shí)選擇閥36保持在其第一構(gòu)造中(圖1b)。因此，切斷貯存器30與環(huán)境壓力PO，并且貯存器30連接副油箱20，該副油箱20受到壓力P。然而，因?yàn)楦庇拖?0與噴射系統(tǒng)40流體地連通，并且第三孔36c關(guān)閉，所以沒(méi)有燃料填充貯存器30，并且噴射系統(tǒng)40繼續(xù)噴射來(lái)自于副油箱20的燃料到主流中。
[0066]由于增壓構(gòu)件22和由于用于調(diào)節(jié)副油箱20流速的系統(tǒng)24，通過(guò)改變副油箱20的壓力P，可以調(diào)節(jié)噴射系統(tǒng)40所噴射的燃料的流速。在下文中我們將看到第一噴射階段期間燃料流速將可以調(diào)整水噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)2中的噴射時(shí)間。
[0067]然后，在第三步驟期間，當(dāng)期望將來(lái)自于貯存器30的水噴射到主燃料流中時(shí)，選擇閥36放置在其第二構(gòu)造中，其中第二孔36b關(guān)閉，同時(shí)填充閥34保持在其第二構(gòu)造中(圖1c)。因此，貯存器30與副油箱20和噴射系統(tǒng)40流體連通。因?yàn)楦庇拖?0在(O到7巴數(shù)量級(jí)，例如約6巴的)壓力下，來(lái)自于油箱的燃料推動(dòng)貯存器30中的水通過(guò)選擇閥36到達(dá)噴射系統(tǒng)40。然后，水噴射到主燃料閥中。
[0068]在該水噴射階段，通過(guò)來(lái)自于副油箱20的燃料推動(dòng)貯存器30的水到達(dá)選擇閥36和噴射系統(tǒng)40。因此，在水噴射階段結(jié)束時(shí)，貯存器30填充有燃料，以這種方式以致于噴射系統(tǒng)40經(jīng)由貯存器30噴射到來(lái)自于副油箱20的主流燃料中。由于流速計(jì)24，其可以證實(shí)流速繼續(xù)被噴射到主燃料流中，因此，該系統(tǒng)可以保證貯存器30 (和管路)中所裝有的所有水通過(guò)噴射系統(tǒng)40被噴射到主燃料流中。因?yàn)楹芎玫卮_定了貯存器的水的體積，所以控制了由噴射系統(tǒng)所噴射的水的體積。
[0069]而且注意到在構(gòu)造改變期間，向主燃料流中的噴射沒(méi)有被中斷，因?yàn)檫x擇閥36的轉(zhuǎn)換非?？?。而且，鑒于噴嘴42的小直徑，沒(méi)有注意到由于水噴射引起的密度改變。
[0070]然后，選擇閥36可以放回到其第一構(gòu)造中，其中第三孔36c關(guān)閉，為了切換到在副油箱20的回路上的噴射(圖1b)。然后，貯存器30完全地填充滿燃料(并且不再經(jīng)由選擇閥36被排空)，而噴射系統(tǒng)40噴射來(lái)自于副油箱20的燃料到主燃料流中。
[0071]然后，可以填充貯存器30，為了將水另一次噴射到燃料流中的目的。為此，如這之前已經(jīng)表示的，填充閥34和選擇閥36放回到它們的第一構(gòu)造(圖1a)，并且閥31打開(kāi)。因?yàn)樗热剂暇哂懈叩拿芏?，?lái)自于備用水箱32的水推動(dòng)燃料回到環(huán)境壓力源PO，朝向排空它，以及根據(jù)連通隔室的原理填充貯存器30。
[0072]因此，裝置I再次準(zhǔn)備用于將水噴射到主燃料流中。
[0073]可選地，當(dāng)完成試驗(yàn)時(shí)，由于截止閥，可以停止燃料或水的噴射，該截止閥可以例如布置在噴射系統(tǒng)40和選擇閥36之間，并且可以關(guān)閉它以防止副油箱20排空到管道3中。
[0074]如這之前所已經(jīng)顯示的，考慮水的密度，在用于調(diào)節(jié)副油箱20的流速20的系統(tǒng)的出口，調(diào)整副油箱20的壓力和燃料的流速，以這種方式以致于備用水箱30水的噴射時(shí)間非常短。所有的水的體積可以同樣地在確定的有限時(shí)間中被噴射，優(yōu)選地13和21秒之間。
[0075]實(shí)際上，在噴射系統(tǒng)40的方向上，水由貯存器30中燃料推動(dòng)，以這種方式以致于在噴嘴42出口處它的流速取決于副油箱20的燃料的流速。然而，在冷卻主油箱燃料的第一步驟期間，由于用于調(diào)節(jié)流速的系統(tǒng)24，通過(guò)調(diào)節(jié)副油箱20的壓力和流速，可以調(diào)整副油箱20的燃料的流速。同樣地，對(duì)于6巴數(shù)量級(jí)的副油箱20的壓力，12到30kg/h數(shù)量級(jí)的流速，貯存器30中90毫升數(shù)量級(jí)水的體積，和0.7毫米數(shù)量級(jí)的噴嘴42的直徑，噴嘴42的水噴射的時(shí)間小于21秒。
[0076]為了調(diào)整試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)類型的試驗(yàn)的各種參數(shù)(副油箱20的壓力、副油箱20出口處燃料的流速、主油箱10的燃料的溫度、所噴射的水的體積、水的噴射時(shí)間、冰漿的質(zhì)量(組成、晶體大小)等)，不破壞發(fā)動(dòng)機(jī)2，裝置I還可以包括用于在水噴射期間估測(cè)管道3中所形成冰漿的系統(tǒng)50。該估測(cè)系統(tǒng)50必須具有估測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)有效地接收的水的質(zhì)量以及所形成的冰漿的質(zhì)量的功能，以能夠調(diào)整待要噴射的水的數(shù)量和其流速。
[0077]為此，例如，估測(cè)系統(tǒng)50可以布置在主燃料流流動(dòng)方向上噴嘴42的下游，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口上的管道3中，并且包括至少一個(gè)過(guò)濾器52，設(shè)計(jì)為過(guò)濾冰漿和允許剩余的燃料通到發(fā)動(dòng)機(jī)2，和用于收集的容器54，設(shè)計(jì)為通過(guò)過(guò)濾器回收從剩余燃料分離的冰漿。以這種方式，在調(diào)整參數(shù)的步驟期間，通過(guò)燃料中冰漿重復(fù)的存在，不破壞發(fā)動(dòng)機(jī)2。而且，系統(tǒng)可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)2將要接收的水的數(shù)量，和它的噴射時(shí)間。
[0078]在裝置I的過(guò)濾器52中累積的冰漿包括約50%的水和50%的燃料，并且通過(guò)噴射系統(tǒng)40將水噴射到主燃料流中而產(chǎn)生。實(shí)際上，噴射期間水的體積部分具有10，OOOppm的數(shù)量級(jí)，但是冰的顆粒具有50%的孔隙率，這增加了固相的有效體積。
[0079]由于主油箱10的過(guò)濾器14，收集容器54中所回收的水實(shí)質(zhì)上只包括來(lái)自于貯存器30的水，這使得可以確定試驗(yàn)期間，特別地燃料中經(jīng)由稀釋，“損失”的水的數(shù)量。
[0080]過(guò)濾器52可以是從3微米到25微米的過(guò)濾器，這不重要。 申請(qǐng)人:實(shí)際上注意到在試驗(yàn)期間這些過(guò)濾器能夠回收相同數(shù)量的冰漿。
[0081]用于回收流體的容器54可以是圓柱體，其可以刻有刻度，以簡(jiǎn)化所回收的水的體積的測(cè)量。圓柱體54還可以具有通常錐形形狀，以保證裝置I的過(guò)濾器52所回收的所有冰漿的回收。而且，選擇圓柱體的體積，以這種方式以致于能夠接收所有冰漿，其比所噴射的水體積具有8到10倍大的體積。
[0082]然后在圓柱體54中加熱冰漿，以液化其固相(晶體)和確定所回收的水的體積。為此，圓柱體54可以放置在環(huán)境溫度中或被加熱。
[0083]一旦已經(jīng)調(diào)整了所有參數(shù)，然后，可以移除估測(cè)系統(tǒng)50和通過(guò)將冰漿直接地噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)2中，可以重復(fù)試驗(yàn)。
[0084]為了將水噴射到主燃料流中，可以使用常規(guī)噴嘴42，其包括通常平頭形狀的噴頭44和在其中心具有噴孔43 ;和湍流器46，其安裝在孔43附近的噴頭44中。湍流器46具有增加水流動(dòng)的湍流以及在通過(guò)噴嘴40將水噴射到燃料流中之前增加熱交換的有效性的功能，以在發(fā)動(dòng)機(jī)2進(jìn)口上獲得良好質(zhì)量的冰漿，S卩，由50%的水和50%的燃料組成，并且它的晶體具有小直徑，即，小于約2毫米。然而，通過(guò)湍流器46在燃料流中所產(chǎn)生的再循環(huán)區(qū)域和小尺寸的水滴有利于噴嘴42的噴頭44上冰的沉積。這種現(xiàn)象有減少在發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口處所有效地接收的水的數(shù)量的結(jié)果，并且根據(jù)水和燃料的流速和溫度，可以導(dǎo)致噴嘴42的噴孔43的阻塞。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口處所有效地接收的水的數(shù)量非常難以定量，這使得試驗(yàn)難以進(jìn)行。
[0085]為了減少噴嘴42的噴頭44上所形成的冰的數(shù)量，可以使用不包括湍流器46的噴嘴42。然而，冰漿中顆粒的尺寸更大，以這種方式以致于所獲得的冰漿質(zhì)量不能令人滿意。
[0086]因此，提出了噴嘴的新實(shí)施方式，這可以減少噴嘴的噴頭上冰的形成，同時(shí)還能夠噴射足夠的水到主燃料流中，以獲得良好質(zhì)量的冰漿。為此，提出保留湍流器46和修改噴嘴42的噴頭44的形狀，以這種方式以限制幾何學(xué)破裂，使得可以減少，甚至防止后者上冰的形成，不管燃料流中的湍流。為此，噴嘴42可以例如具有錐形形狀的噴頭44。
[0087]例如，在噴頭44的圓錐形的頂部的角度可以在30°和60°之間，例如45°的數(shù)量級(jí)。
[0088]而且，湍流器46的出口必須更優(yōu)選地以距離噴孔43至少I毫米放置，以能夠?qū)⑺鶉娚涞乃畤娚涞街魅剂狭髦小?br> [0089]為此，湍流器46例如，可以放置在鄰靠噴嘴的噴頭44的內(nèi)空間上的壁47，以這種方式以致于通過(guò)具有確定長(zhǎng)度，例如大約I毫米的噴射通道48與噴孔43分開(kāi)，通過(guò)噴孔它將水發(fā)送到燃料流中。例如，內(nèi)空間的壁47可以具有通常錐形形狀，其頂部開(kāi)口到噴射通道48上。而且，在內(nèi)空間的錐形壁47的頂部的角度優(yōu)選地小于在噴嘴的噴頭44的圓錐的頂部的角度。
[0090]試驗(yàn)已經(jīng)表明噴嘴42具有錐形形狀的噴頭44和距離噴孔43至少I毫米定位的湍流器，以獲得具有精細(xì)顆粒的冰漿和以減少、甚或取消試驗(yàn)期間冰附著在噴嘴42的噴頭44上。因此，現(xiàn)在可以精確地定量待要噴射到燃料流中水的體積，以在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口處獲得確定體積的水，因?yàn)橛蓢娮?2所噴射的水不再附著在噴頭44的壁上，與水和燃料的流速和溫度無(wú)關(guān)。
[0091]該裝置同樣地可以在_5°C和_45°C之間溫度，形成主燃料流，該主燃料流在發(fā)動(dòng)機(jī)2的進(jìn)口處打開(kāi)的管路中具有1000和3500kg/h之間的流速，以及可以在有限的噴射時(shí)間期間，例如13和21秒之間，在其中噴射確定體積的水，在30毫升和400毫升之間，沒(méi)有噴射流速的上下波動(dòng)。而且，在具有錐形噴頭44的噴嘴42和距離噴孔43至少I毫米定位的湍流器46的噴射系統(tǒng)中實(shí)施可以產(chǎn)生非常細(xì)的水滴和獲得良好質(zhì)量的冰漿，其晶體具有小直徑，即，小于2毫米的直徑。
【權(quán)利要求】
1.一種用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)(2)大塊冰吸入的裝置(I)，包括: -主油箱(10)，其形成燃料的腔室和通過(guò)管道(3)連接發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的進(jìn)口， -噴射系統(tǒng)(40)，包括布置在管道(3)中的噴射器(42)， -副油箱(20)，其形成燃料的腔室，通過(guò)選擇器(36)連接噴射系統(tǒng)(40)，和 -貯存器(30)，其通過(guò)選擇器(36)的中間媒介，一方面連接備用水箱(32)，另一方面連接噴射系統(tǒng)(40)，其中選擇器(36)設(shè)計(jì)為選擇性地放置噴射系統(tǒng)(40)連通副油箱(20)或貯存器(30)，以將確定量的水噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置(I)，其中副油箱(20)連接增壓構(gòu)件(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一權(quán)利要求所述的裝置(I)，還包括用于調(diào)節(jié)副油箱(20)和選擇器(36)之間燃料的流速的系統(tǒng)(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，其中選擇器(36)包括具有三個(gè)孔(36a、36b、36c)的三通閥，第一孔(36a)連接噴射系統(tǒng)(40)，第二孔(36b)連接副油箱(20)，以及第三孔(36c)連接貯存器(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，其中備用水箱(32)，其受到確定的壓力(PO)，以及還包括填充構(gòu)件(34)，該填充構(gòu)件(34)設(shè)計(jì)為將貯存器(30)連接到所述確定壓力的源(PO)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置(I)，其中填充構(gòu)件(34)還連通副油箱(20)，并且設(shè)計(jì)為選擇性地放置貯存器(30)連通確定的壓力的源(PO)或副油箱(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，其中填充構(gòu)件(34)包括有三個(gè)孔(34a、34b、34c)的三通閥，第一孔(34a)連接確定壓力的源(PO)，第二孔(34b)連接副油箱(20)，以及第三孔(34c)連接貯存器(30) ο
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，還包括布置在貯存器(30)和備用水箱(32)之間的閥(31)，適于允許或禁止備用水箱(32)和貯存器(30)之間水的循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，還包括用于估測(cè)噴射到管道(3)中和到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)⑵進(jìn)口的水的系統(tǒng)(50)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置(1)，其中估測(cè)系統(tǒng)(50)包括布置在發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的進(jìn)口上的過(guò)濾器(52)，該過(guò)濾器(52)設(shè)計(jì)為回收噴射到管道(3)中的水。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，還包括用于回收流體的容器(54)ο
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中一個(gè)權(quán)利要求所述的裝置(I)，其中噴射系統(tǒng)(40)包括噴嘴(42)，該噴嘴(42)包括平頭錐形形狀的噴頭(44)和在它中心具有噴孔(43)，以及湍流器(46)ο
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中湍流器(44)被放置鄰靠噴頭(44)的內(nèi)空間的壁(47)，并且通過(guò)噴射通道(48)與噴孔(43)分開(kāi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置(I)，其中內(nèi)空間的壁(47)具有錐形形狀。
【文檔編號(hào)】F01D21/00GK104487677SQ201380036016
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】伊文·馬里夏, 讓-伊夫斯·佩蘭 申請(qǐng)人:斯奈克瑪