低温罐组件的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]已经证明了低温流体可机载在飞行器上用作燃料源。例如，一些飞行器发动机，诸如由图波列夫制造的TU-155，构造成使用天然气作为燃料。天然气可作为液体天然气(LNG)机载地存储在飞行器上，液体天然气(LNG)是低温流体。LNG可机载地在飞行器上存储在低温罐内，低温罐保持一定量的LNG。泵典型地从低温罐的内部容积分配LNG，并且经由管道系统将LNG作为天然气供应到飞行器发动机。但是，在低温罐的内部容积内的LNG水平降低时，施加在LNG的表面上的表面压力可降低。低温罐的内部容积内的压力的此类降低可导致在飞行器发动机的运行期间，泵下游的压力改变。换句话说，供应到飞行器发动机的天然气的压力可随着时间的推移而改变，这可降低飞行器发动机的性能，并且/或者中断飞行器发动机的运行。此外，降低低温罐的内部容积内的压力可导致泵空化。例如，降低压力可减少LNG在泵入口处的过冷。除了降低泵的可靠性和/或提高运行泵的成本之外或者作为其备选方案，泵空化可降低泵的性能，并且/或者中断泵的运行。
【发明内容】
[0002]在一个实施例中，低温罐组件包括低温罐，该低温罐具有内部容积。低温罐构造成在内部容积内容纳液体天然气(LNG)。低温罐包括流体地连接于内部容积的入口和流体地连接于内部容积的出口。低温罐组件包括再循环管道，该再循环管道联接成在低温罐的入口和出口之间流体连通，使得再循环管道将入口流体地连接于出口。再循环管道沿着入口和出口之间的在低温罐的内部容积外的路径延伸，使得再循环管道的路径构造成暴露于低温罐的周围环境。再循环管道构造成:通过出口接收来自内部容积的LNG流；使热从周围环境传递到LNG流，以使LNG流变成天然气流；以及通过入口将天然气流喷射到低温罐的内部容积中。
[0003]在另一个实施例中，飞行器包括机身和机载在机身上的低温罐组件。低温罐组件包括低温罐，该低温罐具有内部容积。低温罐构造成在内部容积内容纳液化天然气(LNG)。低温罐包括流体地连接于内部容积的入口。低温罐组件包括压力调整系统，该压力调整系统包括LNG源。压力调整系统还包括管道，该管道联接成在LNG源和低温罐的入口之间流体连通，使得管道将LNG源流体地连接于入口。管道沿着LNG源和入口之间的暴露于低温罐的周围环境的路径延伸。压力调整系统构造成:将来自LNG源的LNG流接收到管道中；使热从周围环境传递到LNG流，以使LNG流变成天然气流；以及通过入口将天然气流喷射到低温罐的内部容积中。
[0004]在另一个实施例中，提供一种用于调整低温罐内的压力的方法，该低温罐具有容纳液化天然气(LNG)的内部容积。该方法包括将来自低温罐的内部容积的LNG流接收到再循环管道中，该再循环管道联接成与低温罐的出口流体连通，通过使热从低温罐的周围环境传递到再循环管道内的LNG流，来使再循环管道内的LNG流变成天然气流，以及通过低温罐的入口将天然气流喷射到低温罐的内部容积中，以调整内部容积内的压力的量。
【附图说明】
[0005]图1是输送系统的示意图。
[0006]图2是图1中显示的输送系统的低温罐组件的示例性实施例的示意图。
[0007]图3是图2中显示的低温罐组件的再循环管道的示例性实施例的透视图。
[0008]图4是低温罐组件的另一个示例性实施例的示意图。
[0009]图5是低温罐组件的另一个示例性实施例的示意图。
[0010]图6是低温罐组件的另一个示例性实施例的示意图。
[0011]图7是低温罐组件的另一个示例性实施例的示意图。
[0012]图8是飞行器的实施例的示意图。
[0013]图9是流程图，其示出用于调整低温罐内的压力的方法的示例性实施例，该低温罐具有容纳LNG的内部容积。
【具体实施方式】
[0014]当结合附图来阅读时将更好地理解各种实施例。就附图示出各种实施例的功能块的图来说，功能块未必表明硬件回路之间有分离。因而，例如，功能块中的一个或更多个(例如，处理器、控制器、存储器和/或诸如此类)可在单件硬件(例如，通用信号处理器、随机存取存储器、硬盘和/或诸如此类)或多件硬件中实施。类似地，任何程序可为独立的程序，可作为子例程并入在操作系统中，可在安装好的软件包中起作用，以及/或者诸如此类。应当理解，各种实施例不限于图中显示的布置和工具。
[0015]如本文中使用的，用语“系统”可包括运行来执行一个或更多个功能的硬件和/或软件系统。例如，系统可包括计算机、处理器、控制器和/或其它基于逻辑的装置，该其它基于逻辑的装置基于存储在有形且非暂时性计算机可读存储介质(例如计算机存储器)上的指令来执行运行。备选地，系统可包括基于装置的硬连线逻辑来执行运行的硬连线装置。附图中显示的系统、计算机和控制器可表示基于软件或硬连线指令来运行的硬件、指引硬件执行运行的软件，或它们的组合。如本文中使用的，以单数叙述或以词语“一”或“一个”开头的元件或步骤应当理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非明确地陈述了此类排除。此外，对“一个实施例”的引用不意于解释为排除还并入了所叙述的特征的额外的实施例的存在。此外，除非明确说明了相反的情况，否则“包括”或“具有”具有特定属性的元件或多个元件的实施例可包括不具有该属性的额外的此类元件。
[0016]各种实施例提供用于调整低温罐的内部容积内的压力的量的方法和系统。例如，实施例描述了接收来自低温罐的内部容积和/或另一个LNG源的液化天然气(LNG)流，通过使热从低温罐的周围环境传递到LNG流来使LNG流变成天然气流，以及将天然气喷射到内部容积中以调整内部容积内的压力的量。各种实施例的至少一个技术效果是将压力量较均匀(即，可较少变化)的天然气和/或LNG输送到使用LNG和/或天然气的装置。例如，各种实施例的至少一个技术效果减小进入装置的天然气的压力的振荡幅度。将量较均匀的压力输送到装置可提高装置的性能。各种实施例的至少一个其它技术效果防止或减少泵的空化。例如，各种实施例的至少一个技术效果提高泵的净吸压头。减少泵空化可提高泵的可靠性和/或性能，并且/或者可降低泵的成本。各种实施例的至少一个技术效果为提高可靠性，以及/或者降低将LNG和/或天然气从低温罐输送到装置的输送系统(例如，下面描述的输送回路和低温罐组件)的成本。各种实施例的至少一个其它技术效果为使得能够使用例如在泵空转期间没有排出蒸发气体的相对轻质和/或相对低压的低温罐(诸如(但不限于)隔膜型罐和/或诸如此类)。
[0017]图1是输送系统10的示意图。输送系统10包括低温罐组件12和输送回路14，输送回路14用于LNG从低温罐组件12到使用(例如消耗和/或存储)天然气和/或LNG的装置16。如本文中使用的，输送回路14指的是用于将LNG从罐12传递到装置16的输送机构。低温罐组件12包括低温罐18和压力调整系统20，将关于图2-9在本文中更详细地描述它们。
[0018]低温罐18包括内部容积22，并且构造成在内部容积22内容纳LNG，LNG是低温流体。低温罐18包括用于将LNG从低温罐18的内部容积22分配的一个或更多个出口 24。出口 24可包括用于控制来自内部容积22的LNG的分配的一个或更多个各种流控制构件，诸如(但不限于)阀、喷嘴、限流器、文丘里管、止回阀、传感器、手动关闭装置、自动关闭装置和/或诸如此类。在一些实施例中，低温罐18是用于装置16的燃料罐，装置16使用LNG和/或天然气作为燃料。例如，低温罐18可为飞行器(例如，图8中显示的飞行器500)机载的燃料罐，其用于容纳由飞行器的发动机(例如，图8中显示的发动机502)用作燃料(无论是用作LNG还是用作天然气)的LNG。但是，低温罐18不限于为燃料罐。相反地，低温罐18可具有任何其它应用。
[0019]输送回路14构造成将容纳在低温罐18中的LNG输送到装置16。特别地，输送回路14联接成在低温罐18的出口 24和装置16之间流体连通。输送回路14和出口 24之间的流体连通使得输送回路14能够接收来自低温罐18的内部容积22的LNG流。输送回路14可将接收自低温罐18的LNG流作为LNG和/或天然气输送到装置16。特别地，在一些实施例中，输送回路14使接收自低温罐18的LNG流变成天然气，并且将天然气输送到装置16。在其它实施例中，输送回路14不使接收自低温罐18的LNG流变成天然气，而是将LNG流供应到装置16。在另外的其它实施例中，输送回路14仅使接收自低温罐18的LNG流中的一些变成天然气，并且将未改变的LNG和天然气两者供应到装置16。在其中输送回路14将天然气输送到装置16的实施例中，天然气可选地是压缩天然气(CNG)。
[0020]输送回路14可包括用于将接收自低温罐18的LNG流输送到装置16(无论是否作为LNG和/或天然气)的一个或更多个各种流控制构件，诸如(但不限于)泵、管道、管子、软管、喷嘴、阀、限流器、调节器(例如，冷凝器、蒸发器、聚积器、气室、文丘里管和/或诸如此类)、送风器、止回阀、传感器、手动关闭装置、自动关闭装置和/或诸如此类。虽然显示了在低温罐18和装置16之间仅具有单个路径，但输送回路14在低温罐18和装置16之间可包括任何数量的路径。
[0021]输送系统10包括用于使LNG从低温罐18的内部容积22移动到输送回路14中，以及用于使LNG和/或天然气通过输送回路14移动到装置16的一个或更多个泵26。在输送回路14的示例性实施例中，输送回路14包括蒸发器28和积聚器30。虽然显示了位于低温罐18的内部容积22内，但泵26在输送系统10内(例如，在输送回路14内)可具有使得泵能够使LNG从低温罐18移动到输送回路14中且穿过输送回路14的任何其它位置。在一个示例中，泵26位于装置16附近。此外，输送系统10可包括具有与在低温罐18的内部容积22内相同和/或不同的位置的一个或更多个其它泵26。
[0022]在输送系统10的示例性实施例的运行中，泵26使LNG从低温罐18的内部容积22移动到输送回路14中。接收自低温罐18的LNG流通过输送回路14流到蒸发器28中，其中，LNG流通过热交换器(未显示)吸收热，并且从而变成天然气流。天然气在输送回路14内从蒸发器28流到积聚器30，其中，天然气流的振荡减小。从积聚器30，天然气流输送到装置16用于由其使用。输送系统10可包括用于控制LNG从低温罐18到装置16的输送(无论是否作为LNG和/或作为天然气输送到装置16)的一个或更多个控制器(未显示)。例如，控制器可操作性地连接于输送系统10的各种构件中的一个或更多个(例如，泵26、系统10的任何流控制构件和/或诸如此类)，用于控制输送的各种参数，诸如(但不限于)输送开始、输送终止、输送回路14内的LNG和/或天然气的流率、输送到装置16的LNG和/或天然气的量、输送到装置的LNG和/或天然气的压力、LNG和/或天然气输送到装置16的持续时间和/或诸如此类。
[0023]装置16可为使用LNG和/或天然气(包括CNG)的任何类型的装置。使用LNG和/或天然气的装置16的示例包括将LNG和/或天然气作为燃料消耗的装置，诸如(但不限于)发