【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及用于飛行器燃料系統的雙壁管、包括這樣的雙壁管的飛行器燃料系統、以及包括這樣的飛行器燃料系統的飛行器。
技術介紹
1、飛行器燃料系統通常包括燃料源、比如燃料箱，以及用于將燃料從燃料源供應至飛行器的一個或更多個發動機的一個或更多個供應管線。燃料管線可以構造成將燃料輸送至飛行器中的不同位置。例如，燃料源可以位于飛行器的機身的后部部分中，而發動機或每個發動機可以位于飛行器的機翼上。
2、一些飛行器燃料系統構造成使用液氫燃料，液氫燃料可以在低溫條件和/或高壓下儲存在飛行器燃料系統中并通過飛行器燃料系統輸送。液氫燃料也可以在飽和狀態或接近飽和狀態下、比如在接近與液氫燃料相關的相應的飽和溫度及飽和壓力的溫度和壓力下儲存在燃料系統中并通過燃料系統輸送。
技術實現思路
1、本專利技術的第一方面提供了一種用于飛行器燃料系統的雙壁管，該雙壁管包括：內壁，該內壁限定第一敞開端部、第二敞開端部和內部區域，該內部區域將第一敞開端部連接至第二敞開端部并且在使用中燃料能夠經由內部區域流動通過雙壁管；外壁，該外壁至少部分地圍繞內壁設置以在內壁與外壁之間限定空隙，空隙與內部區域流體隔離；以及至少一個屏障，所述至少一個屏障能夠打開以形成將空隙流體連接至內部區域的通路；其中，至少一個屏障構造成在空隙中的壓力高于內部區域中的壓力時打開。
2、在空隙與內部區域之間提供至少一個屏障(至少一個屏障在本文中可以稱為“可打開的屏障”)可以通過打開至少一個屏障來允許空隙與內部區域之間的壓力差減少。
3、屏障可以構造成在空隙中的壓力小于內部區域中的壓力時保持關閉。特別地，屏障可以構造成僅在一個方向上打開。也就是說，屏障可以構造成打開以允許燃料僅在一個方向上從空隙通過通路流動至內部區域。這可以通過至少一個屏障的部件僅在部件的與空隙流體連通的一側的壓力大于部件的與內部區域流體連通的一側的壓力時可打開或可破裂來實現。例如，屏障可以包括僅在一個方向上打開的止回閥，以及/或者優選地僅在一個方向上能夠破裂的破裂盤。提供這樣的可單向打開的屏障可以允許在正常操作期間在內部區域中比在空隙中維持更高的壓力。
4、提供構造成在空隙中的壓力大于內部區域中的壓力時打開的屏障對于在飛行器氫燃料系統中使用可能是特別有利的。為了保持液相，液氫燃料可能需要保持在低溫條件下。暴露于較高的溫度可能會導致液氫燃料轉變為氣相并膨脹。這可能會導致氫燃料的壓力增加。
5、例如，這可能發生在允許燃料從內部區域進入到空隙中的內壁破裂的情況下。在這種情況下，逸出到空隙中的氫燃料可能接觸外壁，外壁相比于內壁可能與外壁周圍的大氣的隔熱性更差(例如，當圍繞外壁沒有另外的真空產生時，或者當外壁的外表面與環境空氣接觸時)。環境空氣可能比雙壁管中的保持在飽和條件下或接近飽和條件(例如，在低溫條件下)的氫燃料處于更高的溫度下。因此，氫燃料與外壁的接觸可能會導致空隙中的氫燃料的溫度升高，這可能使空隙中的氫燃料中的一些氫燃料或全部氫燃料蒸發。這又會使空隙中的壓力增加，特別是當內壁中的破裂小到足以限制氫氣從空隙流回到內部區域中時使空隙中的壓力增加。因此，在空隙中的壓力增加的情況下，比如由于空隙中的液氫的蒸發而增加的情況下，至少一個屏障可以是可打開的以更好地分配雙壁管中的壓力。以這種方式，外壁可以設置成沒有用于將空隙中的壓力釋放至雙壁管外部的大氣的通風裝置。這也可以避免對用于將蒸汽從外壁周圍的大氣排出、例如排出至燃料系統和/或飛行器外部的排氣端口的系統需要。這些因素又可以降低包括雙壁管的燃料系統的重量、成本和/或復雜性。
6、屏障是能夠打開的，以提供通過內壁的通路，這可以在雙壁管中提供緊湊的布置。
7、可選地，屏障構造成在空隙中的壓力比內部區域中的壓力高比閾值壓力差大的量時打開。這可以允許至少一個屏障能夠在空隙與內部區域之間的壓力差增加的情況下被動地打開。這可以提供一種簡單的、獨立的布置，其不需要任何外部輸入、比如來自控制電路的輸入來操作。這可以減少至少一個屏障的可能失效模式，并且/或者可以減少雙壁管的成本、重量和/或復雜性。
8、可選地，屏障構造成在內部區域中的壓力比空隙中的壓力高等于或大于閾值壓力差的量時保持關閉。
9、例如，內部區域可以攜帶飛行器燃料系統中的燃料、比如加壓氫燃料。在空隙中可以維持真空(或比內部區域中的壓力低的另一壓力)，比如以使內部區域中的燃料與外壁周圍的大氣熱絕緣，在使用中，外壁的溫度可能比穿過雙壁管的燃料的溫度高。在這種情況下，內部區域與空隙之間的壓力差的增加，比如由于內部區域中的壓力增加而不是空隙中的壓力增加而導致的壓力差的增加可能不會導致屏障打開。這又可以允許在空隙中維持真空。
10、因此，屏障可以僅在空隙相對于內部區域的壓力增加的情況下——這導致空隙與內部區域之間的壓力差超過閾值壓力差——打開或破裂。如上面所討論的，這可能是由于導致燃料進入到空隙中的內壁中的破壞或破裂而發生的。
11、因此，至少一個屏障可以是可打開的，以允許空隙中的燃料流回到內部區域中，從而降低空隙中的壓力。這可以減少作用在外壁上的壓力，減少作用在外壁上的壓力可以減少外壁的完整性損失的可能性。如上所述，這樣的布置可以允許在不需要通風系統將空隙中的燃料排放至雙壁管外部和/或燃料系統和/或飛行器外部的大氣中的情況下使空隙中的壓力減小。這可以提高雙壁管和/或包括雙壁管的燃料系統的安全性。這也可以降低雙壁管和/或包括雙壁管的這樣的燃料系統的成本、重量和/或復雜性。
12、可選地，閾值壓力差低于空隙與外壁周圍的外部區域之間的爆裂壓力差。可選地，爆裂壓力差是空隙與外部區域之間的將導致或將增加外壁的完整性的全部損失中的一部分的風險的壓力差。例如，爆裂壓力差可以是可能增加外壁破裂的風險的壓力差、比如空隙與外部區域之間的額定壓力差。
13、通過確保閾值壓力差低于爆裂壓力差，至少一個屏障可以在空隙中的壓力變大到足以對外壁造成損壞之前使空隙中的壓力降低。這可以有助于確保沒有燃料可以通過外壁逸出到外部區域中。這又可以提高雙壁管的安全性，特別是當燃料是液氫時可以提高雙壁管的安全性。
14、可選地，至少一個屏障包括可破裂的屏障。換句話說，至少一個屏障一旦打開就可能是不可重新密封的。這樣的可破裂的屏障可以不具有移動部件，或者比例如可打開和可關閉的閥具有更少的移動部件。更少的移動部件可以減少氣體通過至少一個屏障泄漏的可能性，并且/或者可以提高至少一個屏障的可靠性和/或壽命。這對于在飛行器氫燃料系統中的使用可能是特別有利的，因為氫顆粒比常規的燃料顆粒(例如煤油)小，并且因此與常規的燃料顆粒相比可以通過更小的間隙和空間進行泄漏。此外，提供具有更少的移動部件或沒有移動部件的可破裂的屏障還可以降低雙壁管和/或包括雙壁管的燃料系統的成本、重量和/或復雜性。...
【技術保護點】
1.一種用于飛行器燃料系統的雙壁管，所述雙壁管包括：
2.根據權利要求1所述的雙壁管，其中，所述屏障構造成在所述空隙中的壓力比所述內部區域中的壓力高比閾值壓力差大的量時打開。
3.根據權利要求2所述的雙壁管，其中，所述屏障構造成在所述內部區域中的壓力比所述空隙中的壓力高等于或大于所述閾值壓力差的量時保持關閉。
4.根據權利要求2或權利要求3所述的雙壁管，其中，所述閾值壓力差低于所述空隙與所述外壁周圍的外部區域之間的爆裂壓力差。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括可破裂的屏障。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括破裂盤。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的雙壁管，其中，在所述空隙中存在真空或部分真空。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括多個屏障，并且，所述多個屏障中的每個屏障能夠打開以產生將所述空隙流體連接至所述內部區域的相應通路。
9.根據權利要求1至8中的任一項所述的
10.根據權利要求9所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括至少一個第一空隙屏障，所述通路包括將所述第一空隙流體連接至所述內部區域的第一空隙通路，并且所述雙壁管包括至少一個第二空隙屏障，所述至少一個第二空隙屏障能夠打開以產生將所述第二空隙流體連接至所述內部區域的第二空隙通路。
11.根據權利要求9或權利要求10所述的雙壁管，其中，所述外壁在所述內壁與所述外壁之間限定了一個或更多個另外的空隙，其中，所述另外的空隙或每個另外的空隙與所述內部區域流體隔離。
12.一種飛行器燃料系統，包括：
13.根據權利要求12所述的飛行器燃料系統，包括至少一個泄壓閥，所述泄壓閥構造成將所述內部區域流體連接至所述雙壁管外部的大氣。
14.根據權利要求12或權利要求13所述的飛行器燃料系統，包括所述燃料箱中的液氫燃料。
15.一種飛行器，包括根據權利要求1至11中的任一項所述的雙壁管或根據權利要求12至14中的任一項所述的飛行器燃料系統。
...【技術特征摘要】
1.一種用于飛行器燃料系統的雙壁管，所述雙壁管包括：
2.根據權利要求1所述的雙壁管，其中，所述屏障構造成在所述空隙中的壓力比所述內部區域中的壓力高比閾值壓力差大的量時打開。
3.根據權利要求2所述的雙壁管，其中，所述屏障構造成在所述內部區域中的壓力比所述空隙中的壓力高等于或大于所述閾值壓力差的量時保持關閉。
4.根據權利要求2或權利要求3所述的雙壁管，其中，所述閾值壓力差低于所述空隙與所述外壁周圍的外部區域之間的爆裂壓力差。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括可破裂的屏障。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括破裂盤。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的雙壁管，其中，在所述空隙中存在真空或部分真空。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的雙壁管，其中，所述至少一個屏障包括多個屏障，并且，所述多個屏障中的每個屏障能夠打開以產生將所述空隙流體連接至所述內部區域的相應通路。
9.根據權利要求1至8中的任一項所述的雙壁管，其中，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：安東尼·布賴恩特，菲利普·科洛，杰羅姆·米利爾，
申請(專利權)人：空中客車營運有限公司，
類型：發明
國別省市：
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