專(zhuān)利名稱(chēng)：超低含硫燃料以及用于減少凝跡形成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及來(lái)自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣所形成的凝跡。來(lái)自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱排氣在已知溫度和濕度條件下導(dǎo)致冷凝水的可見(jiàn)痕跡，其被稱(chēng)為凝跡。例如，熱排氣與較冷、潮濕的周?chē)諝饣旌喜⑶覍?dǎo)致水冷凝/淀析為微小的水滴或冰晶。一種推測(cè)認(rèn)為，通過(guò)含有輸出的輻射(直接地或被所形成云的激勵(lì)而放大)，凝跡有助于改變地球氣候，類(lèi)似于溫室氣體。 另外，凝跡的形成對(duì)于希望最小化可見(jiàn)檢測(cè)(detection)的飛機(jī)操作員而言可能是一個(gè)問(wèn)題。
背景技術(shù)：
在一些例子中，飛機(jī)可通過(guò)避免飛行進(jìn)入凝跡形成條件而避免產(chǎn)生凝跡。然而，取決于飛機(jī)、飛行模式或其他狀況，并不總是可以避免凝跡形成條件。另外，這種避免凝跡的飛行模式可能更長(zhǎng)和/或要求總體燃燒的燃料更多，這將增大成本并且產(chǎn)生更多的0)2，而效果卻是增強(qiáng)而非減低全球變暖?？墒褂眉尤肴剂匣蛘吲艢庵械奶砑觿﹣?lái)降低凝跡的形成。例如，添加劑影響所冷凝的水滴或冰晶的尺寸。一定尺寸的水滴或冰晶可能是不可見(jiàn)的。然而，使用添加劑帶來(lái)的問(wèn)題包括添加劑的成本(有效地增加了燃料的成本，而燃料成本已經(jīng)是航空業(yè)的一個(gè)重要問(wèn)題)、與添加劑相關(guān)聯(lián)的重量、以及添加劑導(dǎo)致的對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)壽命或性能的任何降低。

發(fā)明內(nèi)容
管理燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的凝跡形成的一個(gè)示例方法包括向燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室輸送超低含硫燃料以限制燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中產(chǎn)生的含硫副產(chǎn)物的量。管理燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的凝跡形成的另一個(gè)示例方法包括建立燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中的含硫副產(chǎn)物的臨界閾值，使得低于臨界閾值時(shí)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在凝跡形成條件中飛行時(shí)，排氣實(shí)質(zhì)地降低凝跡的形成。一種示例的超低含硫航空燃料混合物(composition)包括低于百萬(wàn)分之一的硫磺濃度。


本領(lǐng)域技術(shù)人員從以下詳細(xì)描述將會(huì)明白所公開(kāi)示例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。可如下簡(jiǎn)要介紹該詳細(xì)描述的附圖。圖1示出了一種示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其采用超低含硫燃料而同時(shí)在凝跡形成條件中飛行。
具體實(shí)施例方式圖1示出了可在飛機(jī)中使用的示例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的一些選定部分。在該示例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20包括壓縮機(jī)部分22、用于從壓縮機(jī)部分22接收壓縮空氣的燃燒室24、以及用于從燃燒室M接收排氣觀的渦輪部分26。應(yīng)當(dāng)理解，存在多種類(lèi)型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中許多種可從所公開(kāi)的示例獲益，其不限于所公開(kāi)的設(shè)計(jì)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20采用超低含硫燃料30以管理來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20的凝跡形成，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20同時(shí)正在凝跡形成條件32中飛行。典型的航空燃料包括百萬(wàn)分之30-3000的硫磺。然而，所公開(kāi)示例的超低含硫燃料30包括的硫磺濃度低于約百萬(wàn)分之一，以限制排氣觀中產(chǎn)生的含硫副產(chǎn)物的量。在進(jìn)一步的示例中，超低含硫燃料30可具有低于十億分之300的硫磺濃度，或者可具有低于可檢測(cè)極限的濃度(即，名義上為零)。含硫副產(chǎn)物(例如，包括SO3)可具有顆粒、化合物、或者排氣觀中發(fā)出的其他排出物質(zhì)的形式。含硫副產(chǎn)物可充當(dāng)用于水在凝跡形成條件下的冷凝的成核位置。例如，含硫副產(chǎn)物與排氣中的碳或其他顆粒相比是高度吸濕的。含硫副產(chǎn)物(包括與所發(fā)出煤煙顆粒相關(guān)聯(lián)的任何含硫副產(chǎn)物)比排氣中其他類(lèi)型的顆粒更加易于吸引水蒸汽分子。含硫副產(chǎn)物可快速地積聚水并且形成導(dǎo)致凝跡的水滴。通過(guò)采用超低含硫燃料30來(lái)限制排氣觀中的含硫副產(chǎn)物的量。從而，超低含硫燃料30限制或消除了凝跡的形成，這是因?yàn)榕艢庥^中的用于支持成核及水滴形成的含硫副產(chǎn)物受到限制。使用超低含硫燃料30來(lái)減小或消除凝跡的形成所提供的益處在于減小了對(duì)航空導(dǎo)致氣候變化的擔(dān)憂(yōu)，沒(méi)有來(lái)自添加劑的實(shí)際燃料成本或飛機(jī)重量的增加，不對(duì)燃料消耗產(chǎn)生影響，并且減少了顆粒排放?？深A(yù)先確定用于降低或消除凝跡形成的超低含硫燃料30中的硫磺的期望濃度。 例如，排氣觀中的含硫副產(chǎn)物的臨界閾值可被建立為使得低于該臨界閾值時(shí)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20在凝跡形成條件32中飛行時(shí)，排氣觀實(shí)質(zhì)地降低凝跡的形成。在一個(gè)示例中，凝跡形成的降低可對(duì)應(yīng)于凝跡的可見(jiàn)度、水滴尺寸的平均值或者用于判斷凝跡形成的其他參數(shù)。可使用多種方法中的任一種來(lái)生產(chǎn)超低含硫燃料30。在一個(gè)示例中，超低含硫燃料30可以是費(fèi)希爾-特羅普希合成煤油燃料(paraffin fuel)，其在制造時(shí)沒(méi)有添加硫磺或含有硫磺的添加劑。為此，超低含硫燃料30可包括接近零的硫磺濃度或不可檢測(cè)的硫磺濃度。在另一個(gè)示例中，可通過(guò)從現(xiàn)有類(lèi)型的航空燃料中去除硫磺來(lái)生產(chǎn)超低含硫燃料 30?，F(xiàn)有燃料可以例如是合成燃料或石油基燃料。例如，可使用硫磺去除裝置從現(xiàn)有燃料去除硫磺。無(wú)論超低含硫燃料30的來(lái)源如何，使用超低含硫燃料30的一個(gè)問(wèn)題可能是來(lái)自現(xiàn)有燃料供應(yīng)鏈的硫磺污染。例如，航空燃料通常通過(guò)可能對(duì)多種不同類(lèi)型燃料進(jìn)行處理的供應(yīng)鏈來(lái)運(yùn)輸。一種類(lèi)型燃料的殘留量可保持在供應(yīng)鏈中并且與后續(xù)運(yùn)輸?shù)娜剂匣旌稀?通常，該混合不明顯，并且不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。然而，即使將很小量的含硫燃料與超低含硫燃料30混合也可使硫磺濃度增加到高于凝跡形成的期望/閾值濃度。類(lèi)似地，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20或飛機(jī)燃料系統(tǒng)可包括殘留的含硫燃料。因此，供應(yīng)鏈、飛機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)20可需要清潔以限制濃度。雖然在所示示例中示出了特征的組合，但并不是所有這些特征都需要組合起來(lái)以實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)各種實(shí)施例的益處。換句話(huà)說(shuō)，根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)的系統(tǒng)將不必包括任一幅附圖或者附圖中示意性示出的所有部分中所示出的所有特征。而且，一個(gè)示例實(shí)施例的選定特征可與其他示例實(shí)施例的選定特征進(jìn)行組合。前面的描述在本質(zhì)上是示例性的而非限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可明白所公開(kāi)示例的一些變形和修改，其不必偏離本公開(kāi)的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種管理燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的凝跡形成的方法，包括向燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室輸送超低含硫燃料以限制所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中產(chǎn)生的含硫副產(chǎn)物的量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在凝跡形成條件中飛行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述超低含硫燃料中的硫磺濃度低于百萬(wàn)分之一。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述超低含硫燃料中的硫磺濃度低于十億分之300。
5.一種超低含硫航空燃料混合物，包括 航空燃料，其具有低于百萬(wàn)分之一的硫磺濃度。
6.如權(quán)利要求5所述的超低含硫航空燃料，其中，所述硫磺濃度低于十億分之300。
7.如權(quán)利要求5所述的超低含硫航空燃料，其中，所述硫磺濃度名義上為零。
8.如權(quán)利要求5所述的超低含硫航空燃料，其中，所述航空燃料是合成煤油燃料。
9.如權(quán)利要求5所述的超低含硫航空燃料，其中，所述航空燃料是石油基燃料。
10.一種管理燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的凝跡形成的方法，包括建立燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中的含硫副產(chǎn)物的臨界閾值，使得低于所述臨界閾值時(shí)， 所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在凝跡形成條件中飛行時(shí)，所述排氣實(shí)質(zhì)地降低凝跡的形成。
全文摘要
一種管理燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的凝跡形成的方法包括向燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室輸送超低含硫燃料以限制所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中產(chǎn)生的含硫副產(chǎn)物的量。
文檔編號(hào)F02C3/20GK102216591SQ200980145352
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者A·愛(ài)波斯坦, R·C·米亞克－利 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司, 重航空器研究公司