CN107531332A - 航空器燃料泵 - Google Patents

Abstract

一种航空器燃料泵组件(30)包括泵(40)、被布置成包围泵并将泵安装在航空器燃料箱(20，22，24)内的容器(42)。该组件还包括被构造成远离泵(40)地安装的分立的电子单元(60)。该泵组件(30)可以设置在航空器(1)的航空器燃料***(10)内。

Description

航空器燃料泵

技术领域

本发明涉及航空器燃料泵组件。本发明还可涉及航空器以及航空器燃料***。

背景技术

燃料泵是航空器燃料***的基本部分并通常可设置在航空器燃料箱内。例如一个或多个泵可以被用作“增压泵”以提供或保持在压力下的燃料流动至发动机，和/或一个或多个燃料泵可被用作“输送泵”以在分隔的燃料箱之间输送燃料(如用于平衡目的)。已知的是提供安装在“容器”内的燃料泵，该容器被构造成在使用中安装在燃料箱内。该容器方便地提供安装便利性且允许泵的移除(为了维护或检查)或更换，而不需要排空燃料箱。

与燃料泵相关联的电子装置通常与燃料泵成一体并安装在容器内，该电子装置包括例如电源(通常包括逆变器)和控制电路。可以理解，现代的燃料泵可能具有越来越复杂的电子装置。此外，现代的航空器可能会增加采用“变频”发电***，因此，单个电动航空器部件如燃油泵组件可能需要更复杂的相关电子装置。重要的是使航空器燃料泵具有相对较高的可靠性，并且应当理解，电子装置复杂性的增大可能对这种燃料泵的平均故障间隔时间(MTBF)产生不利影响。

发明内容

因此，一方面，本发明提供一种航空器燃料泵组件，其包括：泵、被布置成包围泵并将泵安装在航空器燃料箱内的容器以及被构造成远离泵地安装的分立的电子单元。

由于电子装置被设置在隔开的不同单元中，故本发明实施例中的容器只需被设定尺寸为容纳泵。此外，避免容器内的电子装置的冷却问题。

电子单元可包括驱动泵所需的必要的控制件、电力电子装置和电路。电子单元可被构造为从各种电输入源驱动泵。例如电输入源可以包括在高、低或变化的电压下的可变频率和电压的交流电或直流电。电子单元可包括逆变器。电子单元可包括控制电路。具体地说，电子单元可例如包括以下中的至少一个：变压器整流单元(TRU)、平滑滤波器或电动机控制器。

有利地，通过将电子装置与泵分离布置，电子装置的布局(或“形状因子”)可以被优化(而不是被容器内的可用空间限制)。例如电子装置可被优化以提供改进的冷却或者允许更好地接近对各部件(例如以便修理或更换)。应当理解，电子装置的布局可能直接影响可靠性(增加或减少MTBF)。

本发明的实施例可以允许优化电子装置的冷却。例如电子单元可以是空气冷却式的。

根据本发明的另一个方面，提供一种航空器燃料***，其包括至少一个燃料箱和根据实施例的至少一个燃料泵组件。因此，在一个实施例中，燃料***可包括具有相关联的电子单元的至少一个燃料泵，其中泵和电子单元在航空器燃料***内被设置在间隔开的位置上。

燃料箱可以包括开口且电子单元可以安装到该开口的盖上。方便地，电子单元可以安装到现有结构开口或入口面板的盖上。例如，燃料箱可以包括检修孔(其可以是基本上常规的结构形式)并且电子单元可以安装到检修孔盖。或者，燃料***可以设置在包括位于燃料箱外部的开口(例如检修孔)的航空器上，并且电子单元可以安装在开口的盖上。

燃料箱通常由燃料箱边界限定。电子单元可以安装在该边界外。电子单元与泵之间的连接线可以绕该燃料箱的边界布置。

燃料泵组件还可以包括用于冷却电子单元的冷却装置。例如电子单元可以是液体冷却式的，且可以从本地泵提供远端进料以提供冷却。

或者，可以提供局部冷却装置(使得在一些实施例中可以维护或修理电子单元，而不需要排空泵)。冷却装置可以包括空气入口。例如，靠近冷却装置的外表面可以设置有入口(例如NACA管道)，以提供冷却电子单元用的环境外部空气。该入口可以例如形成在电子单元自内部安装到其上的盖(例如检修孔盖)的外表面上。

或者或另外，冷却装置可以包括换热器，其被布置成在电子单元和航空器的外部空气(例如使用中的气流)之间传递热。换热器可以延伸穿过航空器外表面(例如穿过安装有电子单元的盖)。换热器可以包括至少一个冷却片。该冷却片可以布置成从航空器外表面向外突出。因此，在飞行期间，冷却片可能处于气流中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于航空器的检修孔盖，该检修孔包括用于电子单元的一体式支架。检修孔盖还可以包括用于在使用中冷却电子单元的冷却装置。

本发明还涉及到包括根据实施例的燃料泵组件或燃料***的航空器。

虽然上面已经描述了本发明，但是它涉及到上面陈述过的或者下面描述或附图中的特征的任何创造性组合。

附图说明

本发明可以以各种方式实现，现在将仅通过举例的方式描述本发明的实施例，参考附图，其中：

图1是具有根据本发明实施例的包括至少一个燃料泵的燃料***的航空器的示意图；

图2A是示出根据本发明第一实施例的燃料泵组件的布置的示意图；

图2B是示出根据本发明第二实施例的燃料泵组件的布置的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了航空器1，这将被认为可以代表典型的双发动机民用客机(尽管本发明不限于任何特定类型的航空器)。航空器1包括用于向包括多个燃料箱20、22、22′、24、24′的发动机3、3′供应燃料的燃料***10。如本领域众所周知，燃料箱一体形成在航空器结构内(例如被限定在间隔的肋拱之间的隔间中并由前后翼梁和上下蒙皮板包围)。因此应当理解，每个燃料箱由燃料箱边界限定，该燃料箱边界由航空器结构限定/限定在航空器结构内。在所示例子中，燃料***包括中央燃料箱20，且每个翼2、2′包括内侧燃料箱22、22′和外侧燃料箱24、24′。

在每个燃料箱20、22、22′、24、24′中设置有至少一个泵40。航空器的翼2、2′还设置有许多检修孔50、52，它们允许进入翼内部(例如用于维护)。检修孔可以设置在燃料箱中，例如在内侧燃料箱22、22′中的检修孔50、50′，和/或检修孔可以设置在燃料箱外，例如在燃料箱边界外的干燥隔间中的检修孔52、52′。

图2示出了根据本发明实施例的燃料泵组件30。该泵组件包括设置在容器42内的泵40，该容器在燃料箱20、2224内支撑并包围该泵。容器可以是适于将泵40安装和支撑在燃料箱20、22、24内的任何方便的构造，并且这样的布置对于本领域技术人员来说是已知的(因而本文未详述该容器)。

根据本发明的实施例，泵组件30的电子单元60被设置成与泵40分离和分立布置。这与泵40和电子装置一体形成的常规布置形成对比。电子单元60被构造成远离泵40定位(因而不需要将其容纳在容器42内)。布线68设置在电子单元60和泵40之间(且可包括电力连接机构和控制/监视连接机构)。

电子单元60通常可以包括逆变器、TRU、平滑滤波器和/或电动机控制器。由于电子单元60不在容器42内，所以布局没有受到限制，并且可以优化形状因子以使可靠性(增加MTBF)最大化和/或降低复杂性，以降低制造成本。

方便地，电子单元60可以被安装在检修孔50、52上。电子单元60可被安装成使其可移除地与检修孔50、52分离(即先移除检修孔，然后使电子单元保持安装在航空器内)，或者使得当检修孔被打开时与检修孔50、52一起被移除。同样，在一些实施例中，电子单元60可以随着原位保留的检修孔50被移除。通常将提供合适的密封装置，使电子单元60处于由检修孔盖50、52适当密封的环境中。

应当注意，在一些实施例中，如图2A所示，电子单元60可位于燃料箱24的边界25之外(即，在与燃料箱24相邻的干燥舱室中)。在这种布置中，电子单元60和泵40之间的连接机构68穿过燃料箱25的边界(例如延伸穿过航空器结构的肋)布置。或者如图2B所示，电子单元60可布置在燃料箱22内。在这种布置中，电子单元60和泵之间的连接机构68′可通过合适的方式布置(且可在与电子单元相邻的燃料箱边界23处穿出并重新进入泵40附近)。所选择的特定布置可以取决于航空器的类型和目的。例如在民用航空器应用中，泵40可以典型地安装在容器42中，且电连接机构将位于容器外。相比之下，军用航空器应用可以利用嵌入式泵。

电子单元60可以是液体冷却式的且可从局部泵提供远端进料以提供冷却。或者(或另外)，如图3A所示，可通过提供冷却片70来提供被动冷却装置，冷却片70延伸到电子单元60与其相关联的检修孔50、52的盖的外表面。冷却片70在飞行期间伸到环境外部气流中并且将提供用于散发在使用期间在电子单元60中产生的热的换热装置。或者(或另外)，NACA斗状入口80可以设置在检修孔50、52外(或甚至接近检修孔的航空器外表面)上，以提供电子单元60的空气冷却。应当理解，冷却装置可根据诸如所需的冷却水平和航空器的可接受的阻力水平等因素来选择。

应当理解，本发明的实施例可有利地允许电子单元被更容易简单地维护和修理。特别是在利用空气冷却或被动冷却的实施例中，电子单元可以被布置成是可换的，而不需要执行任何泵排空操作。这可能是特别有利的，因为可以期望燃料泵(其将保持安装在常规容器中)相对于电子单元是更可靠的。此外，由于电子单元形状因子将不会由于燃料泵和容器的限制而受限，因此预期实施例中的电子单元的MTBF可相比于常规布置得到改进。

本领域技术人员将理解，在本发明的实施例中，泵组件被分成两个不同的线路可更换单元(LRU)(即泵和电子单元)。这与其泵和相关联的泵电子装置形成单个LRU的常规布置形成鲜明对比。航空器可设置有合适的诊断装置，其被构造成测定关于泵或电子单元中是否发生故障，因此在维护或修理期间可以仅修理或替换单个LRU。特别是电子单元可以设有内置诊断装置以帮助识别/区分电子装置和泵故障。

虽然上面已经参考优选实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明范围的情况下可以进行各种改变或修改。

Claims (14)

1.一种航空器燃料泵组件，包括：

泵；

被布置成包围所述泵并将所述泵安装在航空器燃料箱内的容器；和

被构造成远离所述泵地安装的分立的电子单元。

2.根据权利要求1所述的泵组件，其中，所述电子单元包括从电源驱动所述泵所需的控制电子装置、电力电子装置和电路。

3.根据权利要求1或2所述的泵组件，其中，所述电子单元被空气冷却。

4.一种航空器燃料***，包括至少一个燃料箱和至少一个根据权利要求1至3中任一项所述的燃料泵组件。

5.根据权利要求4所述的航空器燃料***，其中，所述燃料箱包括开口，并且所述电子单元被安装到所述开口的盖上。

6.根据权利要求5所述的航空器燃料***，其中，所述开口是检修孔。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的航空器燃料***，其中，所述燃料箱限定出燃料箱边界，并且所述电子单元被安装在所述边界之外。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的航空器燃料***，还包括用于冷却所述电子单元的冷却装置。

9.根据权利要求8所述的航空器燃料***，其中，所述冷却装置包括空气入口。

10.根据权利要求8所述的航空器燃料***，其中，所述冷却装置包括至少一个冷却片，所述冷却片被布置成在使用期间从所述航空器的外表面向外突出到气流中。

11.一种航空器，其包括根据前述权利要求中任一项所述的燃料泵组件或燃料***。

12.一种基本上如本文参考附图所述的航空器燃料泵组件或航空器燃料***。

13.一种用于航空器的检修孔盖，该检修孔包括用于电子单元的一体式支架。

14.根据权利要求13所述的检修孔盖，其中，所述检修孔还包括用于在使用中冷却所述电子单元的冷却装置。