85]使用双燃料燃气涡轮发动机101操作双燃料推进系统100的示例性方法包括以下步骤:通过在燃烧器90中焚烧第一燃料11来起动飞行器发动机101 (见图7中的A-B)，燃烧器90生成驱动发动机101中的燃气涡轮的热气体。第一燃料11可为已知类型的液体燃料，如，基于煤油的Jet燃料。在起动时，发动机101可产生足够的热气体，其可用于使第二燃料，如例如，低温燃料汽化。第二燃料12接着使用汽化器60中的热来汽化以形成气态燃料13。第二燃料可为低温液体燃料112，如例如LNG。先前在本文中描述了示例性汽化器60的操作。气态燃料13接着使用燃料喷嘴80引入到发动机101的燃烧器90中，并且气态燃料13在燃烧器90中焚烧，燃烧器90生成驱动发动机中的燃气涡轮的热气体。引入到燃烧器中的第二燃料的量可使用流动计量阀65控制。示例性方法还可包括在起动飞行器发动机之后停止第一燃料11的供应的步骤(如果期望)。
[0086]在操作双燃料飞行器燃气涡轮发动机101的示例性方法中，使第二燃料12汽化的步骤可使用来自从发动机101中的热源抽取的热气体的热来执行。如先前所述，在方法的一个实施例中，热气体可为来自发动机中的压缩机155的压缩空气(例如，如图5中所示)。在方法的另一个实施例中，热气体从发动机的排气喷嘴98或排气流99供应(例如，如图6a中所示)。
[0087]操作双燃料飞行器发动机101的示例性方法可以可选地包括在飞行曲线120的选择部分期间使用选择比例的第一燃料11和第二燃料12的步骤，如例如图7中所示，以生成驱动燃气涡轮发动机101的热气体。第二燃料12可为低温液体燃料112，如例如，液化天然气(LNG)。在以上方法中，在飞行曲线120的不同部分(见图7)期间改变第一燃料12和第二燃料13的比例的步骤可用于以经济且有效的方式操作飞行器系统的优点。例如，这在其中第二燃料12的成本低于第一燃料11的成本的情形中是可能的。例如，这在使用LNG作为第二燃料12并且使用基于煤油的液体燃料如Jet-A燃料作为第一燃料11时，可为该情况。在操作双燃料飞行器发动机101的示例性方法中，使用的第二燃料12的量与使用的第一燃料的量的比例(比)可取决于飞行任务的部分在大约0%到100%之间变化。例如，在一个示例性方法中，使用的较廉价第二燃料(如，LNG)与使用的基于煤油的燃料的比例在飞行曲线的巡航部分期间为大约100%，以便使燃料成本最小化。在另一种示例性操作方法中，第二燃料的比例在需要高得多的推力水平的飞行曲线的起飞部分期间为大约50%。
[0088]操作上文所述的双燃料飞行器发动机101的示例性方法还可包括使用控制系统130控制引入到燃烧器90中的第一燃料11和第二燃料12的量的步骤。图4中示意性地示出了示例性控制系统130。控制系统130将控制信号131 (S1)发送至控制阀135，以控制引入至燃烧器90的第一燃料11的量。控制系统130还将另一个控制信号132 (S2)发送至控制阀65以控制引入至燃烧器90的第二燃料12的量。使用的第一燃料11与第二燃料12的比例可通过控制器134在0%到100%之间变化，控制器134编程为在飞行曲线120的不同飞行节段期间按要求改变比例。控制系统130还可例如基于风扇速度或压缩机速度或其它适合的发动机操作参数接收反馈信号133。在一种示例性方法中，控制系统可为发动机控制系统的一部分，如例如，全权数字电子控制器(FADEC) 357。在另一种示例性方法中，机械或流体力学发动机控制系统可形成控制系统的一部分或全部。
[0089]控制系统130，357构架和策略适合地设计成实现飞行器系统5的经济操作。对增压栗52和(多个)高压栗58的控制系统反馈可经由发动机FADEC357或通过以单独的控制系统的分布式计算来实现，该单独的控制系统可以可选地与发动机FADEC通信，并且通过各种可用数据总线与飞行器系统5控制系统通信。
[0090]如例如图4中的项目130所示的控制系统可改变栗52，58的速度和输出，以保持横跨机翼7的指定压力用于安全目的(例如，在大约30-40psi下)，以及高压栗58下游的不同压力(例如，在大约100到1500psi下)，以保持系统压力高于LNG的临界点，并且避免两相流，并且通过在高压力和燃料密度下操作来减小LNG燃料输送系统的体积和重量。
[0091]在示例性控制系统130，357中，控制系统软件可包括以下逻辑中的任一个或所有:(A)控制系统策略，其使低温燃料(如例如，LNG)在起飞和/或处于高压缩机排放温度(T3)和/或涡轮入口温度(T41)的包络线中的其它点的使用最大化；(B)使低温燃料(如例如，LNG)在任务中的使用最大化以使燃料成本最小化的控制系统策略；(C)仅对于高度再点火来使第一燃料(如例如Jet-A)再点火的控制系统130，357 ; (D)将仅关于常规Jet_A的地面起动执行为默认设定的控制系统130，357 ; (E)仅在任何非典型操纵期间默认至Jet-A的控制系统130，357 ;(F)允许以任何比例的常规燃料(像Jet-A)或低温燃料(如例如LNG)的手动(飞行员命令)选择的控制系统130，357 ;(G)对于所有快速加速和减速利用100%常规燃料(像Jet-A)的控制系统130，357。
[0092]在还未描述的程度上，各种实施例的不同特征和结构可按期望与彼此组合来使用。可不在所有实施例中示出的一个特征并不意味着看成不可，而是为了简化描述而这样做。因此，不同实施例的各种特征可按期望混合和匹配来形成新的实施例，而不论是否明确描述新的实施例。本文中所述的特征的所有组合或置换由本公开覆盖。
[0093]该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种低温燃料成分，包括: 液化天然气(LNG);以及 以足以增大所述成分的润滑性同时能够溶于LNG中的量的对二甲苯。2.根据权利要求1所述的低温燃料成分，其特征在于，所述对二甲苯具有高于23ppm的所述低温燃料成分中的浓度。3.根据权利要求2所述的低温燃料成分，其特征在于，所述低温燃料成分还包括选自包括苯、甲苯和间二甲苯的组的至少一种添加剂。4.根据权利要求3所述的低温燃料成分，其特征在于，所述添加剂包括大部分对二甲苯和较低浓度的苯、甲苯和间二甲苯中的一种。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的低温燃料成分，其特征在于，所述添加剂具有达到120ppm的所述低温燃料成分中的浓度。6.—种低温燃料成分，包括: 主要量的LNG;以及 具有1到120ppm的所述低温燃料成分中的浓度的次要量的对二甲苯。7.根据权利要求6所述的低温燃料成分，其特征在于，所述低温燃料成分还包括低于所述对二甲苯的浓度的苯、甲苯和间二甲苯中的一种的浓度。8.一种具有至少一个涡轮发动机的用于飞行器的双燃料飞行器系统，包括: 用于将第一燃料从第一燃料箱提供至所述涡轮发动机的第一燃料系统；以及 第二燃料系统，其用于提供低温燃料成分，并且具有储存LNG且流体地联接于所述涡轮发动机的第二燃料箱、储存添加剂且流体地联接于所述涡轮发动机的添加剂箱，以及混合装置，所述混合装置构造成产生包括主要量的LNG和选自包括对二甲苯、苯、甲苯和间二甲苯的组的次要量的添加剂的所述低温燃料成分至所述涡轮发动机。9.根据权利要求8所述的双燃料飞行器系统，其特征在于，所述第一燃料为基于煤油的液体燃料。10.根据权利要求8所述的双燃料飞行器系统，其特征在于，所述次要量的添加剂超过23ppm。11.根据权利要求10所述的双燃料飞行器系统，其特征在于，所述次要量的添加剂具有达到120ppm的所述低温燃料成分中的浓度。12.根据权利要求8至权利要求11中任一项所述的双燃料飞行器系统，其特征在于，所述次要量的添加剂包括大部分对二甲苯和较低浓度的苯、甲苯和间二甲苯中的一种。13.根据权利要求8至权利要求11中任一项所述的双燃料飞行器系统，其特征在于，所述次要量的添加剂仅包括对二甲苯。
【专利摘要】低温燃料成分包括低温燃料和对二甲苯，并且用于飞行器的双燃料飞行器系统具有至少一个涡轮发动机，包括用于将第一燃料从第一燃料箱提供至涡轮发动机的第一燃料系统，以及第二燃料系统，其用于提供低温燃料成分，并且具有储存LNG且流体地联接于涡轮发动机的第二燃料箱、储存添加剂且流体地联接于涡轮发动机的添加剂箱，以及构造成产生低温燃料成分的混合装置。
【IPC分类】C10L1/16, C10L10/08, F02C7/22, C10L3/08, F02M25/00, C10L3/00
【公开号】CN105324469
【申请号】CN201380074101
【发明人】M·J·埃普施泰因, J·J·迪基
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2013年11月26日
【公告号】CA2896466A1, EP2938711A2, US20160195013, WO2014105332A2, WO2014105332A3