4可包括感測(cè)導(dǎo)管。溫度傳感器554可浸入混合流中，或者可按允許與混合流進(jìn)行良好熱連通的方式附連到蒸發(fā)器離開(kāi)管546上。毛細(xì)管556還可包括中TEV 540中，并且可將溫度傳感器554連接到TEV 540的隔膜腔體558。
[0076]圖11示出TEV 540的示例性部分，其包括溫度傳感器554，其呈熱感測(cè)導(dǎo)管560、毛細(xì)管556和膨脹波紋管或隔膜562的形式。如示出的那樣，毛細(xì)管556可以可操作地將呈熱感測(cè)導(dǎo)管560的形式的第一腔體564聯(lián)接到第二腔體或膨脹腔室566 (其一側(cè)是可移動(dòng)隔膜562)。毛細(xì)管556確保感測(cè)導(dǎo)管壓力Pla和隔膜腔體壓力Plb始終相等。
[0077]熱感測(cè)導(dǎo)管560、毛細(xì)管556和膨脹腔室566可由流體填充，針對(duì)流體的在期望的閥控制溫度附近的蒸氣飽和(沸騰)壓力-溫度關(guān)系來(lái)選擇流體。流體可為任何適當(dāng)?shù)牧黧w，包括(以非限制性示例的方式)甲烷或制冷劑R12、R124或其它類似流體?？舍槍?duì)期望控制溫度(例如100 T )或期望過(guò)熱(例如在多個(gè)運(yùn)行壓力下高于蒸氣飽和溫度20 T )來(lái)設(shè)計(jì)蒸發(fā)器530和TEV 540。
[0078]如圖12中更清楚地示出的那樣，TEV 540還可包括包圍TEV 540的一部分的本體567，本體567包括隔膜562，其促動(dòng)銷或推桿569、閥桿或閥針568、閥座570和過(guò)熱彈簧572。隔膜562可以可操作地聯(lián)接到彈簧加載式閥座570上。在運(yùn)行期間，當(dāng)蒸氣溫度過(guò)低時(shí)，或者當(dāng)LNG蒸發(fā)器530不運(yùn)行時(shí)，熱感測(cè)導(dǎo)管560中的流體全部或大部分是液體，并且對(duì)隔膜562施加較小的壓力。在隔膜562上缺少壓力P2以及過(guò)熱彈簧572的壓縮力使閥座570上的閥針568和閥流域保持關(guān)閉。
[0079]當(dāng)蒸發(fā)器530運(yùn)行，以及出口溫度等于或大于期望的最高溫度時(shí)，熱感測(cè)導(dǎo)管560中的流體的一部分轉(zhuǎn)換成蒸氣，蒸氣占用較大體積，并且產(chǎn)生升高的壓力Pla。毛細(xì)管556允許熱感測(cè)導(dǎo)管560中的較大的壓力與隔膜562連通，并且實(shí)現(xiàn)壓力均衡。較大的壓力Plb會(huì)使隔膜562移動(dòng)，而且產(chǎn)生較大的力FI。Fl是用來(lái)打開(kāi)閥的熱靜力元件的隔膜力(對(duì)導(dǎo)管溫度的反應(yīng))。隔膜562對(duì)閥針568施加打開(kāi)力Fl，并且流域打開(kāi)。
[0080]當(dāng)蒸發(fā)器530運(yùn)行且出口溫度低于期望溫度時(shí)，熱感測(cè)導(dǎo)管560中的流體的一部分轉(zhuǎn)換回液體(其占用較少空間)，并且產(chǎn)生降低的壓力Pla。毛細(xì)管556允許熱感測(cè)導(dǎo)管560中的降低的壓力與隔膜562連通，并且實(shí)現(xiàn)壓力均衡。降低的壓力Plb會(huì)使隔膜562移動(dòng)，并且產(chǎn)生較小的力F1。隔膜562允許閥流域部分地關(guān)閉。
[0081]控制TEV的運(yùn)行的三個(gè)力是:a)已經(jīng)描述過(guò)的Fl ;b) F2，它是在隔膜562下方沿關(guān)閉方向起作用的蒸發(fā)器出口壓力；以及c)F3，它是也在隔膜562下面以關(guān)閉力應(yīng)用的過(guò)熱彈簧力。在任何恒定運(yùn)行狀況下，這些力根據(jù)以下等式而平衡:
Fl=F2+F3o (I)
如果發(fā)動(dòng)機(jī)狀況或LNG流改變，可存在蒸發(fā)器出口溫度變化，導(dǎo)管溫度也相似地改變。如果出口溫度過(guò)高，則溫度會(huì)使熱感測(cè)導(dǎo)管560內(nèi)的壓力增大，這會(huì)提高壓力Pl。蒸發(fā)器中的壓力P2和TEV 540中的彈簧壓力P3保持恒定。隨著壓力Pl增大，隔膜562膨脹，以迫使閥打開(kāi)得更大。因此，允許更多LNG繞過(guò)蒸發(fā)器530，與蒸發(fā)器出口氣體混合，并且降低供應(yīng)到燃燒室508的混合物的溫度。LNG旁通流率提高會(huì)冷卻混合物，降低熱感測(cè)導(dǎo)管560中的溫度，并且壓力使Fl減小，F(xiàn)l減小會(huì)略微關(guān)閉閥面積，這再一次建立平衡控制。當(dāng)混合物溫度過(guò)冷時(shí)，發(fā)生相反的循環(huán)。
[0082]將理解的是，TEV 540可按任何適當(dāng)?shù)姆绞叫纬桑鐖D13示出TEV640，其類似于前面描述的TEV 540，并且因此，將用增加100的相同標(biāo)號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)相同部件，要理解的是，對(duì)TEV 540的相同部件的描述適用于TEV640，除非另有說(shuō)明。一個(gè)區(qū)別在于，TEV640包括波紋管662而非隔膜。波紋管662在平移閥機(jī)構(gòu)或閥座670上提供相同的合壓力。以非限制性示例的方式，如果期望平移和閥打開(kāi)的量較大，則可使用具有波紋管662的TEV640。此外，TEV 640還包括調(diào)節(jié)螺釘680，以增大或減小由彈簧672產(chǎn)生的彈簧預(yù)負(fù)載，并且從而提高或降低閥打開(kāi)壓力。雖然未示出，但毛細(xì)管可以可操作地將熱感測(cè)導(dǎo)管聯(lián)接到由波紋管662形成的腔室上，以確保感測(cè)導(dǎo)管壓力Pla和腔室壓力Plb始終相等。
[0083]圖14示出另一個(gè)TEV 740，它類似于前面描述的TEV 640，并且因此，相同部件由增加了 100的相同標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)，要理解的是，對(duì)TEV 640的相同部件的描述適用于TEV 740，除非另有說(shuō)明。一個(gè)區(qū)別在于，TEV 740結(jié)合第二波紋管782和同等的毛細(xì)管784，毛細(xì)管784將第二波紋管腔室786在遠(yuǎn)處的熱感測(cè)導(dǎo)管788下游連接到混合通道上。這使第二波紋管腔室786中的腔體壓力與感測(cè)熱導(dǎo)管788處的靜壓相等。這可允許TEV 740控制到恒定過(guò)熱而非恒定溫度。
[0084]將理解的是，可在用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重燃料航空器系統(tǒng)中利用任何以上實(shí)施例，雙重燃料航空器系統(tǒng)包括用于控制從第一燃料箱到渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的第一燃料流的第一燃料系統(tǒng)和用于控制通往渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的液化天然氣流的第二燃料系統(tǒng)。
[0085]上面描述的實(shí)施例提供多個(gè)好處，包括可感測(cè)蒸發(fā)LNG混合物溫度，而且可控制蒸發(fā)LNG混合物溫度。更特別地，可基于感測(cè)溫度來(lái)促動(dòng)蒸發(fā)LNG溫度控制閥，并且可控制繞過(guò)蒸發(fā)器的LNG流的量。上面描述的實(shí)施例還允許有用于感測(cè)蒸發(fā)LNG混合物溫度、控制蒸發(fā)LNG混合物溫度、促動(dòng)蒸發(fā)LNG溫度控制閥的設(shè)備、用于控制繞過(guò)蒸發(fā)器的LNG流的量的閥。這可允許將蒸發(fā)LNG混合物溫度自動(dòng)控制到恒定的設(shè)定-溫度，諸如恒定的過(guò)熱溫度。這還可允許針對(duì)蒸發(fā)器流和壓降補(bǔ)償任何LNG蒸氣混合物溫度控制。
[0086]在未描述的方面，各種實(shí)施例的不同特征和結(jié)構(gòu)可如期望的那樣彼此結(jié)合起來(lái)使用。在所有實(shí)施例中可能未示出一個(gè)特征不意于理解為不可在實(shí)施例中，這么做是為了使描述簡(jiǎn)潔。因而，不同實(shí)施例的各種特征可如期望的那樣混合和搭配，以形成新實(shí)施例，不管是否清楚地描述了新實(shí)施例。本公開(kāi)覆蓋了本文描述的特征的所有組合或排列。
[0087]本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，包括: 渦輪核心，其包括: 壓縮機(jī)區(qū)段； 燃燒區(qū)段； 渦輪區(qū)段；以及 沿軸向?qū)R的噴嘴區(qū)段；以及 液化天然氣(LNG)燃料系統(tǒng)，其包括: LNG儲(chǔ)存器； 位于所述渦輪核心內(nèi)的蒸發(fā)器熱交換器； 第一液體供應(yīng)管線，其可操作地將所述LNG儲(chǔ)存器聯(lián)接到所述蒸發(fā)器熱交換器的輸入上;氣體供應(yīng)管線，其可操作地將所述蒸發(fā)器熱交換器的輸出聯(lián)接到所述燃燒區(qū)段上；第二液體供應(yīng)管線，其可操作地將所述LNG儲(chǔ)存器聯(lián)接到所述氣體供應(yīng)管線上；以及恒溫膨脹閥(TEV)，其控制從所述第二液體供應(yīng)管線到所述氣體供應(yīng)管線的LNG流，并且具有可操作地在所述TEV下游聯(lián)接到所述氣體供應(yīng)管線上的溫度傳感器，其中，所述TEV基于所述氣體供應(yīng)管線內(nèi)的流體的溫度來(lái)控制通過(guò)所述第二液體供應(yīng)管線的LNG的流率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述第二液體供應(yīng)管線從所述第一液體供應(yīng)管線分支。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述分支發(fā)生在所述TEV的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述蒸發(fā)器熱交換器浸入排氣流中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述蒸發(fā)器熱交換器安裝在所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道的壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件進(jìn)一步包括控制通過(guò)所述氣體供應(yīng)管線的流體流的流控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述流控制閥在所述TEV的下游。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述TEV可在完全打開(kāi)位置和完全關(guān)閉位置之間移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，所述TEV進(jìn)一步包括在流體方面與所述第二液體供應(yīng)管線聯(lián)接的入口和選擇性地在流體方面聯(lián)接到所述氣體供應(yīng)管線上的出口，從而在所述TEV處于部分地打開(kāi)位置或所述完全打開(kāi)位置時(shí)，允許LNG繞過(guò)所述蒸發(fā)器熱交換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，其特征在于，當(dāng)所述溫度過(guò)熱時(shí)，所述TEV構(gòu)造成朝所述完全打開(kāi)位置移動(dòng)，而當(dāng)所述溫度過(guò)冷時(shí)，所述TEV構(gòu)造成朝所述完全關(guān)閉位置移動(dòng)。
11.一種用于航空器的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重燃料航空器系統(tǒng)，包括: 用于控制從第一燃料箱到所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的第一燃料流的第一燃料系統(tǒng)；以及 用于控制通往所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的液化天然氣流的第二燃料系統(tǒng)，其包括: LNG儲(chǔ)存器； 安裝在所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上或其附近的蒸發(fā)器熱交換器； 第一液體供應(yīng)管線，其可操作地將所述LNG儲(chǔ)存器聯(lián)接到所述蒸發(fā)器熱交換器的輸入上;氣體供應(yīng)管線，其可操作地將所述蒸發(fā)器熱交換器的輸出聯(lián)接到所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上；第二液體供應(yīng)管線，其可操作地將所述LNG儲(chǔ)存器聯(lián)接到所述氣體供應(yīng)管線上；以及恒溫膨脹閥(TEV)，其控制從所述第二液體供應(yīng)管線到所述氣體供應(yīng)管線的LNG流，并且具有可操作地在所述TEV下游聯(lián)接到所述氣體供應(yīng)管線上的溫度傳感器，其中，所述TEV基于所述氣體供應(yīng)管線內(nèi)的流體的溫度來(lái)控制通過(guò)所述第二液體供應(yīng)管線的LNG的流率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙重燃料航空器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二燃料系統(tǒng)進(jìn)一步包括流控制閥，所述流控制閥控制通過(guò)所述氣體供應(yīng)管線到達(dá)所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流體流。
13.根據(jù)權(quán)利要求11至12中的任一項(xiàng)所述的雙重燃料航空器系統(tǒng)，其特征在于，所述TEV可在完全打開(kāi)位置和完全關(guān)閉位置之間移動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的雙重燃料航空器系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述溫度過(guò)熱時(shí)，所述TEV構(gòu)造成朝所述完全打開(kāi)位置移動(dòng)，而當(dāng)所述溫度過(guò)冷時(shí)，所述TEV構(gòu)造成朝所述完全關(guān)閉位置移動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的雙重燃料航空器系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器包括在流體方面與所述TEV的可移動(dòng)元件聯(lián)接的熱感測(cè)導(dǎo)管。
【專利摘要】渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件具有：渦輪核心，其具有壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和噴嘴區(qū)段；以及液化天然氣(LNG)燃料系統(tǒng)，其具有LNG儲(chǔ)存器、蒸發(fā)器熱交換器、可操作地將LNG儲(chǔ)存器聯(lián)接到蒸發(fā)器熱交換器的輸入上的第一液體供應(yīng)管線、可操作地將蒸發(fā)器熱交換器的輸出聯(lián)接到燃燒區(qū)段上的氣體供應(yīng)管線、可操作地將LNG儲(chǔ)存器聯(lián)接到氣體供應(yīng)管線上的第二液體供應(yīng)管線；以及恒溫膨脹閥(TEV)和雙重燃料航空器控制系統(tǒng)。
【IPC分類】F02C7-224, F23R3-36, F02C3-22, F02C9-40, F02C7-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104813004
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380062482
【發(fā)明人】G.C.沃倫韋伯
【申請(qǐng)人】通用電氣公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2013年11月26日
【公告號(hào)】CA2891549A1, EP2925981A2, WO2014130117A2, WO2014130117A3