具有由汽化气体提供的辅助动力的低温燃料系统 |
|||||||
| 申请号 | CN201380073738.4 | 申请日 | 2013-12-03 | 公开(公告)号 | CN105026267B | 公开(公告)日 | 2017-04-19 |
| 申请人 | 通用电气公司; | 发明人 | W.D.格尔斯特勒; L.M.赫迪; C.卡尔拉; | ||||
| 摘要 | 在一个 实施例 中，系统包括检测单元(116)、 汽化 辅助动 力 单元(140)和 控制器 (190)。检测单元构造成检测来自构造成容纳 低温 流体 的低温罐(110)的汽化气流(123)的特征。汽化辅助动力单元(140)构造成接收汽化气流(123)并且使用该汽化气流来提供辅助动力至交通工具系统。控制器(190)构造成从检测单元(116)获得对应于上述特征的信息；使用从检测单元获得的信息来确定可从汽化辅助动力单元获得的可用汽化辅助 能量 ；确定交通工具系统的操作模式；确定交通工具系统的所需辅助能量；以及基于可用的汽化辅助能量、操作模式和所需的辅助能量来操作辅助动力单元。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种交通工具系统，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 具有由汽化气体提供的辅助动力的低温燃料系统背景技术[0001] 低温流体可机载地用于飞行器、火车、船舶、机动车辆，或者用在对于使用低温流体的系统的尺寸或重量进行限制的其它应用。例如，一些飞行器发动机构造成使用天然气作为燃料。天然气可机载在飞行器上储存作为液化天然气(LNG)，其为低温流体。低温流体可机载在飞行器上储存在容纳一定量的低温流体的低温罐内。在低温罐充满LNG之后，罐可经历较高温度(例如，高于LNG的沸点的温度)。随着环境温度升高，罐内的增大量的LNG可蒸发为汽化气体，同时在低温罐内产生增大的压力。因此，为了解决低温罐内的增大的压力，汽化气体可例如经由阀从罐释放。在一些实施例中，汽化气体可直接地排至大气。然而，将汽化气体排至大气具有缺陷和不希望的影响。发明内容 [0002] 在一个实施例中，提供了一种系统，其包括检测单元、汽化辅助动力单元以及控制器。检测单元构造成检测来自构造成容纳低温流体的低温罐的汽化气流的特征。汽化辅助动力单元构造成接收汽化气流并且使用汽化气流来提供辅助动力至交通工具系统。控制器构造成从检测单元获得对应于上述特征的信息；使用从检测单元获得的信息来确定可从汽化辅助动力单元获得的可用汽化辅助能量；确定交通工具系统的操作模式；确定交通工具系统的辅助能量水平；以及基于可用的汽化辅助能量、操作模式以及所需的辅助能量来操作辅助动力单元。 [0003] 在另一个实施例中，提供了一种用于提供辅助动力(例如，用于交通工具系统如飞行器的辅助动力)的方法。该方法包括确定交通工具系统操作所处的操作模式、确定辅助能量水平，以及确定可用汽化辅助能量水平，其中，可用汽化辅助能量水平可从来自构造成容纳低温流体的低温罐的汽化气流获得。该方法还包括基于操作模式、辅助能量水平和可用的汽化辅助能量水平来操作汽化辅助能量模块。汽化辅助能量模块构造成使用汽化气流来提供能量至交通工具系统的一个或多个辅助构件。 [0004] 在另一个实施例中，提供了一种包括一个或多个计算机软件模块的有形且非暂时性的计算机可读介质。该一个或多个计算机软件模块构造成指示至少一个处理器以确定交通工具系统操作所处的操作模式、确定辅助能量水平，以及确定可用汽化辅助能量水平，其中，可用汽化辅助能量水平可从来自构造成容纳低温流体的低温罐的汽化气流获得。该一个或多个计算机软件模块还构造成指示至少一个处理器以基于操作模式、辅助能量水平和可用的汽化辅助能量水平来操作汽化辅助能量模块。汽化辅助能量模块构造成使用汽化气流来提供能量至交通工具系统的一个或多个辅助构件。附图说明 [0005] 图1为根据各种实施例的用于使用汽化气体来提供辅助动力的系统的简图。 [0006] 图2为根据各种实施例的从汽化气体输出的电力的图表。 [0007] 图3为根据各种附加实施例的用于使用汽化气体来提供辅助动力的系统的简图。 [0008] 图4为根据各种实施例的用于使用来自低温罐的汽化气体来提供辅助动力的方法的流程图。 [0009] 图5为根据各种实施例的用于使用来自低温罐的汽化气体来提供辅助动力的方法的流程图。 [0010] 图6为根据各种实施例的设置在飞行器内的用于提供辅助动力的系统的实施例的简图。 具体实施方式[0011] 在结合附图阅读时，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表而言，功能块并不必然地表示硬件和/或电路之间的划分。因此，例如，功能块中的一个或多个可在单件硬件或多件硬件中实施。类似地，任何程序可为独立程序，可作为操作系统中的子程序并入，可为已安装的软件包中的功能等。应当理解的是，各种实施例不限于附图中所示的布置和手段。 [0012] 如文中所用，用语"系统"、"单元"或"模块"可包括操作成执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块、单元或系统可包括计算机处理器、控制器或其它基于逻辑的装置，该装置基于储存在有形且非暂时性的计算机可读储存介质如计算机存储器上的指令来执行操作。作为备选，模块、单元或系统可包括硬接线装置，其基于装置的硬接线逻辑来执行操作。附图中所示的模块或单元可代表基于软件或硬接线指令进行操作的硬件、指示硬件执行操作的软件，或它们的组合。如文中所用，以单数叙述且冠有词语"一个"或"一种"的元件或步骤应当理解为并未排除多个所述元件或步骤，除非明确地指出此种排除。此外，对于"一个实施例"的提及并非意图解释为排除也并入了所述特征的附加实施例的存在。此外，除非明确地相反声明，实施例"包括"或"具有"带特定性质的元件或多个元件可包括不具有该性质的附加的此类元件。 [0013] 大体上，各种实施例提供了对于可燃气体和/或其它可能有害的排放物的减少的排放，同时提供了相对紧凑、轻质的低温罐和辅助动力系统，该辅助动力系统构造成相对于低温罐提供来自低温流体的汽化气流的辅助动力。因此，各种实施例还提供了燃料节省和/或使用廉价燃料来提供辅助动力。用于系统的辅助动力可理解为系统的一个或多个方面或子系统的动力，其用于支持系统的操作，但不必用于系统的主要目的。例如，飞行器系统可理解为具有提供用于推进的原动力的主要目的(例如，通过天空或穿过跑道)。飞行器系统中的辅助动力可理解为用于除产生原动力之外的动力，例如，照亮飞行器的各种部分、启动发动机、提供加热、冷却等，操作各种门、舱口或其它机构，提供动力至一个或多个控制系统，等等。 [0014] 各种实施例使用来自低温罐的汽化气体来提供辅助动力而不是除去汽化气体。在一些实施例中，使用汽化气体的辅助动力模块可有选择地操作，例如，以在供应的汽化气体处于较高水平时和/或在对辅助动力的需求为较高水平时提供辅助动力。例如，在一些实施例中，使用汽化气体的辅助动力模块可设在飞行器上。在正常的飞行操作中，辅助动力可通常由飞行器的推进单元提供。然而，对辅助动力的需求可在飞行器着陆时处于较高水平，其中推进发动机以较低水平操作或甚至关闭。此外，汽化气体的供应可在飞行器着陆时处于较高水平，例如，在开始行程或任务之前，因为低温罐可能大体上在此时是满的和/或经历比飞行期间更高的环境温度。因此，在一些实施例中，使用汽化气体的辅助动力模块可在飞行器着陆时使用。在各种实施例中，使用汽化气体(例如，来自LNG低温罐的汽化气体)的辅助动力模块可有助于保存喷射燃料，喷射燃料可能比LNG更昂贵。 [0015] 在各种实施例中，辅助动力模块可基于交通工具系统的操作模式来有选择地操作。在一些实施例中，飞行器可采用多种模式操作。飞行器可在非飞行模式(例如，推进发动机关闭、启动、怠速、沿着跑道或其它表面滑行等)和飞行模式(起飞、巡航、爬升、加速、紧急情况等)中操作。在实施例中，使用汽化气体的辅助动力单元可操作成在飞行器的推进发动机关闭或以大体上较低水平(例如，非飞行模式，如推进发动机关闭或怠速)操作时提供辅助动力。当推进发动机以大体上较高水平操作时，辅助动力可由推进发动机提供，以便使用汽化气体的辅助动力单元当推进发动机正以大体上较高水平(例如，起飞、爬升等)操作时可不操作成提供辅助动力。在一些实施例中，使用汽化气体的辅助动力模块可用于当飞行器正以紧急模式操作时提供辅助动力，允许来自推进发动机的动力集中用于推动，同时仍允许使用至少一些辅助单元。 [0016] 各种实施例提供成用于使用储存在(例如机载在飞行器上的)低温罐中的低温流体(例如，LNG)的汽化气体来对辅助动力模块供能。各种实施例的至少一个技术效果在于用于处理汽化气体的相对轻质的系统。各种实施例的至少一个技术效果提供了由一个或多个辅助动力模块使用的动力。各种实施例的至少一个技术效果在于减少或消除来自汽化气体的有害或其它非期望的排放。各种实施例的至少一个技术效果包括节省燃料(例如，喷射燃料)。各种实施例的至少一个技术效果在于减小低温罐内的压力和/或提供较轻低温罐的使用。 [0017] 图1为根据一个实施例形成的系统100的简图。系统100(连同本文所述的系统和方法的其它实施例)在下文中结合将液化天然气(LNG)用作动力源(例如，用于飞行器的推进)来讨论。系统100可构造成具有大体上较低重量，或在适当的情况下使用轻质的材料，以减轻例如飞行器机载承受所要求的系统100的重量。在各种实施例中，可使用其它燃料和/或可对备选应用供能。所示的系统100包括低温罐110、控制阀120、分流阀122、汽化处理模块124、压缩机130、汽化辅助动力单元140、辅助功能模块150，以及控制器190。 [0018] 大体上，来自低温罐110的汽化气体(或使用汽化气体所形成的气体或其它产物)沿下游方向102传送穿过系统100的方面。(上游方向104可理解为与下游方向的相反方向。)当汽化气体(或使用汽化气体所形成的气体或其它产物)传送穿过系统的各种方面，汽化气体用于提供能量至系统（例如，诸如飞行器的交通工具系统）的一个或多个辅助动力单元。 [0019] 如图1中所示，系统100限定下游方向102和上游方向104。当处理或加工汽化气体(或汽化气体的产物)时，下游方向102可理解为汽化气体(或汽化气体的产物)所沿的方向或路径。在所示的实施例中，汽化气体从低温罐110经由控制阀120流动作为汽化气流123。汽化气流123沿下游方向102流至分流阀122。在分流阀122处，所有或部分汽化气流123可经引导作为动力流125和/或处理流127。在所示的实施例中，处理流127引导至汽化处理模块 124来用于进一步处理(例如，减少危险的、有害的或其它排放，以再冷凝处理流127以便回到低温罐110，等等)。 [0020] 动力流125沿下游方向102朝汽化辅助动力单元140引导。在到达汽化辅助动力单元140之前，图1中所绘实施例的动力流125首先传送穿过压缩机130来增大动力流125的压力，以提供加压流135至汽化辅助模块140。在汽化辅助模块140处，加压流135用于产生能量(举例来说，通过使用例如具有叶片的涡轮所产生的电能，其中加压流135或加压流135的燃烧产物传送越过叶片或穿过叶片)。排气(未示出)可排出或进一步处理，同时动力输出145通向辅助功能模块150。控制器190构造成接收关于穿过系统100的一股或多股流或流动的信息，并且控制穿过系统100的各种流动或流(例如，通过控制一个或多个阀、泵等上的设置)。控制器190还可获得或确定来自汽化辅助动力单元140的可用动力水平和/或对于要求辅助动力的装置或构件的所需动力水平，并且相应地操作系统100。 [0021] 所示实施例中的低温罐110用于容纳低温流体。在各种实施例中，由至少一个低温罐110容纳的低温流体可为任何类型的低温流体(其可呈液体和/或气态形式容纳在低温罐110内)，例如但不限于LNG、CNG等。在一些实施例中，低温罐110为飞行器机载（或飞行器上）的燃料罐，以容纳LNG或用作对于飞行器的发动机的燃料的另一低温流体。低温罐110(和/或系统100的其它方面)可在一些实施例中构造为飞行器的相对持久的特征结构或建造在飞行器中，而在其它实施例中，低温罐110和系统100的其它方面可构造为大体上独立的单元，其可容易地装载或从飞行器卸载。 [0022] 在一些实施例中，低温罐110包括壳和内部增强框架(未示出)。壳可限定由壳的外侧界定的内部容积，并且可构造成将第一低温流体容纳在内部容积内。低温罐110因此可限定构造成将第一低温流体容纳在其中的闭合容器。低温罐110可限定压力器皿，该压力器皿构造成在不同于环境(例如，大气)压力的压力下将第一低温流体容纳在其中。 [0023] 例如，随着环境温度升高和/或由于不完全的隔绝和经历高于饱和或沸点的温度，低温罐110内的LNG将蒸发，产生汽化气体。随着汽化气体的量增加，低温罐110内的压力将增大。在某一点，压力可能对于低温罐110变得过大。在所示的实施例中，系统100包括罐传感器112。罐传感器112构造成直接地或间接地感测或检测低温罐110内的压力何时超过期望或可接受的水平(例如，选自低于低温罐110设计成耐受的最大压力或低温罐110额定的最大压力的范围的水平)。例如，罐传感器112可包括构造成测量或检测低温罐110内的压力的压力传感器。 [0024] 控制阀120构造成控制离开低温罐110的汽化气体沿下游方向102至分流阀122的流动。(从分流阀122，汽化气流的流动可引导至汽化辅助动力单元140和/或汽化处理模块124。)在所示的实施例中，控制阀120介于低温罐110与汽化辅助动力单元140之间，并且设置在低温罐110的下游和汽化辅助动力单元140的上游。在一些实施例中，控制阀120可安装在低温罐110内、安装到低温罐110或以其它方式与低温罐110关联。在所示的实施例中，当罐传感器112检测到超过阈值的压力时，控制阀120打开以允许汽化气体沿下游方向102传送作为汽化气流123，从而有助于减小低温罐110中的压力。在各种实施例中，汽化气体可从低温罐110在略高于环境压力的压力下和在天然气的饱和温度(其可低于环境温度)下传送。在一些实施例中，如果低温罐110中的压力降低到阈值以下，则控制阀120可闭合。 [0025] 当汽化气流123沿下游方向传送时，汽化气流123传送穿过检测单元116、经过检测单元116，或以其它方式邻近检测单元116。检测单元116包括一个或多个检测器或传感器，其构造成检测、感测、测量或确定汽化气流123的一个或多个特征。例如，检测单元116可检测、感测、测量或确定汽化气流123的质量和/或体积流量、压力、温度等中的一个或多个。检测单元116还可构造成提供信息至控制器190，该信息可由控制器190使用以操作系统100的一个或多个方面。例如，检测单元116可提供压力信息至控制器190。在一些实施例中，控制器190然后可使用压力信息来确定加至汽化气流123的压力大小(例如，经由压缩机130)，以用于汽化辅助动力单元140的正确操作。 [0026] 作为另一个实例，检测单元116可提供对应于汽化气流123的流动的流动信息。使用流动信息，控制器190然后可确定可用数量的能量，其可在提供有对于汽化气流123的检测或确定的流动时由辅助动力模块140提供。控制器190然后可使用确定的可用能量来操作系统100(例如，分流阀122)。例如，如果可用能量大于可由一个或多个辅助装置有利地使用的能量数量，则分流阀122可操作成将汽化气流123的一部分(例如，可用于提供可由一个或多个辅助装置使用的能量数量的量)引导至辅助动力单元140，并且将汽化气流的其余部分引导至汽化处理模块124。作为另一个实例，如果所有汽化气流123可使用(例如，需要、期望、预计使用等的能量水平可满足或超过使用汽化气流123可获得的能量)，则分流阀122可设置成将所有汽化气流123引导至汽化辅助动力单元140。在所示的实施例中，罐传感器112和检测模块116绘制为单独的元件。在各种实施例中，所有或部分罐传感器和检测模块116可整体结合或并入到单个单元中。 [0027] 分流阀122构造成接收汽化气流123并且将接收的汽化气体作为动力流125或处理流127中的一者或两者进行引导。在各种实施例中，控制器190构造成操作分流阀122的一个或多个设置，以基于汽化辅助动力单元140的操作来引导汽化气流123的流动。在一个示例性方案中，在汽化辅助动力单元140并未操作成提供辅助动力时(例如，在诸如当辅助动力由一个或多个推进发动机提供时的巡航或爬升的操作模式期间)，汽化气流123可经由分流阀引导作为处理流127以便由汽化处理模块124处理。在另一个示例性方案中，在汽化辅助动力单元140操作成提供辅助动力时(例如，在诸如推进发动机关闭、怠速、滑行、启动、紧急情况等的操作模式期间)，分流阀122可操作成将汽化气流123引导至汽化辅助动力单元140来作为动力流125。在又一个示例性方案中，在汽化辅助动力单元140操作成提供辅助动力的情况下，但在汽化气流123超过汽化辅助动力单元140的进气容量的情况下和/或在汽化辅助动力单元140需要或具有少于整个汽化气流123的使用的情况下，汽化气流123的一部分可经由分流阀122来作为动力流125引导至汽化辅助动力单元140，并且汽化气流123的其余部分可经由分流阀122作为处理流127引导。 [0028] 如上文所述，未由汽化辅助动力单元140使用的汽化气流123的所有或一部分可作为处理流127引导至汽化处理模块124。汽化处理模块124构造成从系统100除去汽化气体(例如，用以减小低温罐110中的压力，减少有害或其它非期望的排放，和/或再循环汽化气体和使冷凝液体回到低温罐110)。在所示的实施例中，汽化处理模块124绘制为单个块。在各种实施例中，可使用一个以上的处理模块124。汽化处理模块124可包括以下中的一个或多个：构造成氧化汽化气体以消除或减少有害或其它非期望的排放的氧化模块、构造成冷凝汽化气体并且使冷凝的汽化气体回到低温罐110来作为液体(例如，LNG)的再冷凝模块、构造成将汽化气体排至大气以减小低温罐110内的压力的紧急出口，等等。 [0029] 在所示的实施例中，动力流125(例如，朝汽化辅助动力单元140引导的汽化气流123的部分)传送穿过压缩机130。压缩机130为构造成增大流的压力的加压模块的实例。例如，汽化气流123或动力流125可处于大气压力或在大气压力附近。然而，汽化辅助动力单元 140可要求在进口处增大的压力或在进口处以增大的压力更有效地操作以便正确操作。压缩机130可构造成在期望的水平下或在期望的范围内提供加压流135以便由汽化辅助动力单元140使用。在一些实施例中，例如在汽化辅助动力单元140构造为可不需要对动力流125加压的往复式发动机的情况下，可不使用压缩机130(或其它加压模块)。 [0030] 在所示实施例中，加压流135接下来由汽化辅助动力单元140接收。汽化辅助动力单元140可构造成提供动力至交通工具系统的辅助系统(例如，照明、空调等)。例如，汽化辅助动力单元140可接收加压流135，燃烧加压流135中的所有或部分汽化气体，以及将电能提供为沿着路径145输出。在一些实施例中，汽化辅助动力单元140可构造为涡轮(且可需要汽化气体的加压进气流)。汽化辅助动力单元140可包括发电机，其构造成使用由涡轮或其它发动机促动的机械输入(例如，轴的旋转)来产生电能。在一些实施例中，汽化辅助动力单元140可构造为往复式发动机(且可不需要汽化气流传送穿过加压模块)。大体上，使用涡轮可提供对于汽化辅助动力单元140的重量减轻，而使用往复式发动机可提高汽化辅助动力单元140的效率。在又一些实施例中，汽化辅助动力单元140可构造为燃料电池。更进一步，在各种实施例中，可使用一个以上的汽化辅助动力单元140。例如，一个或多个汽化辅助动力单元可专用于一个或多个辅助构件。在一些实施例中，汽化辅助动力单元可定位成邻近构造成从汽化辅助动力单元接收能量的辅助构件。例如，汽化辅助动力单元可构造成提供能量至用于推进发动机的起动器模块，并且可定位成邻近起动器模块。在所示实施例中，在加压流135由汽化辅助动力单元140消耗来产生能量之后，排气流147(例如，包含来自燃烧加压流135的燃烧产物)从汽化辅助动力单元140排出以便进一步处理和/或排放至大气。 [0031] 在各种实施例中，汽化辅助动力单元140可操作成在一些时间提供动力(例如，所有或部分汽化气流123可被引导至汽化辅助动力单元140)，以及操作成在其它时间不提供动力(例如，汽化气流123并未朝汽化辅助动力单元140引导)。例如，汽化辅助动力单元140可在对辅助动力的需求大体上较高时、当来自不同来源(例如，推进发动机)的辅助动力供应大体上较低时、当汽化气体可容易获得时等操作成提供能量，以及在对辅助动力的需求大体上较低时、当来自不同来源(例如，推进发动机)的辅助动力的供应大体上较高时、当汽化气体不能获得提供阈值或期望的能量水平的量时等操作成不提供能量。在一些实施例中，汽化辅助动力单元140可在交通工具系统(例如，飞行器)在以第一模式操作(例如，诸如怠速的非飞行模式)时操作成提供能量以及在交通工具系统(例如，飞行器)处于第二操作模式(例如，诸如巡航的飞行模式)时并未操作成提供能量。作为备选或此外，辅助动力单元140可在不需要从推进发动机转移能量的模式中使用，例如在一个或多个推进发动机可被关闭或未适当地操作的紧急模式中。 [0032] 在一些实施例中，汽化辅助动力单元140可为构造成使用两种或多种不同类型的燃料有选择地操作的双燃料模块。例如，汽化辅助动力单元140可设置在飞行器上，且构造成使用来自储存在低温罐中的第一燃料(例如，LNG)的汽化气体操作，以及使用第二燃料(例如，诸如JP-8的喷射燃料)操作。控制器190可构造成确定哪种燃料将提供至汽化辅助动力单元140。例如，控制器可将从汽化辅助动力单元140(例如，基于流入汽化辅助动力单元140中的汽化气体量、汽化气体的化学组成，以及汽化辅助动力单元140的效率)能获得的能量数量与对于一个或多个辅助装置的能量水平需求相比较。如果从汽化气体能获得的能量足以满足该需求，则控制器190可使用汽化气体来操作汽化辅助动力单元140。然而，如果从汽化气体能获得的能量不足以满足该需求，则控制器190可使用第二燃料(例如，喷射燃料)来操作汽化辅助动力单元140。 [0033] 在一些实施例中，提供至汽化辅助动力单元的燃料量可补充以允许相比于可使用在标准操作下能获得的汽化气体产生的能量提高能量生产。例如，在所示的实施例中，系统包括构造成加热低温罐110内的液体(例如，LNG)的加热模块114。例如，加热模块114可包括由电池组(未示出)供能的电热器。在各种实施例中，备选的电源可提供动力至电热器。在一个示例性方案中，当汽化辅助动力单元140未接收到足够的汽化气体来向辅助模块或装置提供期望的能量水平时，控制器190可操作加热模块114来增加由低温罐110产生的汽化气体量，从而增加可由从低温罐110接收汽化气体的汽化辅助动力单元140所产生的能量数量。在另一个示例性方案中，附加的导管或路径(例如，与将汽化气体提供至辅助动力模块140的导管或路径分开)可经由蒸发器将LNG从低温罐110提供至汽化辅助动力单元140，以将增加量的气态燃料(例如，天然气)提供至汽化辅助动力单元140。在又一个示例性方案中，从汽化辅助动力单元140能获得的动力可通过以不同燃料(例如，喷射燃料)操作的附加辅助动力单元140的操作予以补充。 [0034] 辅助功能模块150沿着路径145从汽化辅助动力单元140接收能量(例如，电能)。辅助功能模块150可理解为构造成执行用于支持较大系统的操作的一个或多个任务的模块，但不必是用于较大系统的主要目的。例如，飞行器系统可理解为具有提供用于推进(例如，通过天空或穿过跑道)的原动力的主要目的。飞行器系统中的辅助功能模块可理解为构造成执行除提供原动力之外的任务的模块，例如，照亮飞行器的各种部分、启动发动机、提供加热、冷却等，操作各种门、舱口或其它机构、操作一个或多个控制系统，等等。在所示实施例中，绘出了一个辅助功能模块150；然而，附加的辅助功能模块150可在各种实施例中使用。在一些实施例中，汽化辅助动力单元可构造成提供可用于交通工具系统的所有辅助装置的能量，例如，通过提供动力至总线等。在一些实施例中，汽化辅助动力单元可由单个辅助装置或一组辅助装置专用，而并未构造成提供动力至其它辅助装置。 [0035] 此外如上文所述，控制器190可操作地连接到系统100的各种构件和构造成控制系统100的各种构件的操作。例如，控制器190可获得对应于汽化气流的信息(例如，汽化气流的流量、温度或压力中的一个或多个)、确定可使用汽化气体所产生的可用辅助能量，以及对应地控制系统100的各种构件，例如，用以经由汽化辅助动力单元140产生能量并且将所产生的能量分配至辅助系统或模块，用以处理对于辅助系统的能量生产中未使用的汽化气体，用以操作加热器来提供附加的汽化气体来补充能量生产，用以提供附加燃料(例如，除汽化气体之外)来补充能量生产，用以操作附加的辅助动力单元，该附加的辅助动力单元使用不同类型的燃料来提供未由汽化辅助动力单元140提供的能量，等等。控制器190可构造为计算机处理器或其它基于逻辑的装置，该装置基于一组或多组指令(例如，软件)来执行操作。控制器190所操作的指令可储存在有形且非暂时性的(例如，不是暂时信号)计算机可读储存介质例如存储器196上。存储器196可包括一个或多个计算机硬盘驱动器、闪盘驱动器、RAM、ROM、EEPROM等。作为备选，指示控制器190的操作的一组或多组指令可硬接线到控制器190的逻辑中，例如，通过作为形成在控制器190的硬件中的硬接线逻辑。 [0036] 使用对应于可从汽化气流产生的可用能量数量、交通工具系统的操作模式(例如，推进发动机关闭、怠速、启动、起飞、巡航、爬升、紧急情况、飞行、未飞行等)，以及辅助能量水平(例如，对于交通工具系统的辅助系统的所有或一部分提供足够动力的估计能量水平、对应于提供足够动力的估计能量水平的阈值水平、估计能量水平的一部分，或修改为提供安全系数的估计能量水平、辅助动力单元的操作实际或期望所处的能量最低或阈值水平，等等)的一个或多个信息(例如，汽化气流的量、汽化气流中的气体类型、汽化辅助动力单元的效率等)，控制器190确定一个或多个辅助动力单元何时操作以提供能量，一个或多个辅助动力单元操作所达到的程度(例如，全容量、全容量的百分比等)、产生的能量引导至何处、未用于产生能量的汽化气体引导至何处等。控制器190可构造成通过控制阀、辅助动力单元(例如，诸如发动机操作所处的每分钟转数(rpm)等的设置)等的设置来操作系统。控制器190可从传感器接收信息(例如，检测系统100中的各种部位（或点）处的流量、温度、压力等的传感器；检测由系统100所产生的能量数量的传感器；检测与系统100相关联的交通工具的一个或多个操作模式的传感器；检测关于可用于或期望用于交通工具的辅助系统的辅助能量大小的参数的传感器；等等)。 [0037] 在一个示例性方案中，控制器190可确定交通工具系统如飞行器的操作模式。一些操作模式可确定为适于使用由汽化辅助动力单元140提供的能量，而其它操作模式则可能不适合。该模式可例如使用从与外部系统相关联的传感器、控制器等获得的信息来确定。例如，指示飞行器在怠速或推进发动机关闭的、来自飞行器的推进系统的信息可由控制器190获得。控制器190然后可确定从汽化气流能获得的动力。例如，控制器190可确定由汽化气流提供的天然气的数量或速率，并且使用该数量连同汽化辅助动力单元140的效率额定值一起来确定可提供的能量数量。控制器190还可确定辅助能量水平。在一些实施例中，辅助能量水平可对应于由飞行器的全部或一组辅助模块所需的能量数量。在一些实施例中，辅助能量水平可对应于汽化辅助动力单元140的操作实际或期望所处的最低水平(例如，如果仅汽化气体的名义数量可用，则动力单元的操作可能是不值得的)。在一些实施例中，辅助能量水平可对应于对于辅助动力单元专用于的辅助模块可能需要、期望或使用的能量。 [0038] 在示例性方案中，如果飞行器以认为适于使用汽化辅助动力单元的模式操作，并且如果可从汽化气流获得的确定能量满足对应于所确定的辅助能量水平的阈值，则控制器190可作用为操作系统100以从汽化气流提供辅助能量(例如，通过设置分流阀122来将可用汽化气体的全部或一部分引导至辅助动力单元140，经由辅助动力单元140从汽化气体产生能量、将产生的能量引导至一个或多个辅助功能模块，等等)。控制器190还可监测操作来确定汽化辅助单元140用以产生能量的操作是否应保持。例如，如果操作模式变为辅助能量更期望由推进发动机提供的模式(例如，巡航)，如果来自汽化气流的可用能量降低到阈值以下等，则控制器190可调整系统100的操作，以便能量不由汽化辅助动力单元140产生(例如，通过将汽化气体引导至汽化处理模块124)。 [0039] 此外，在一些实施例中，控制器190可作用为确定提供至汽化辅助动力单元140的燃料类型。例如，汽化辅助动力单元140可构造为双燃料单元，其可使用汽化气体以及第二燃料如喷射燃料。在一个示例性方案中，控制器190可确定可用的汽化气体量不足以提供期望的能量水平。在此方案中，控制器190可作用为将汽化气流从汽化辅助动力单元转移并且将喷射燃料流(例如，从与喷射发动机(图1中未示出)的推进发动机相关联的燃料箱)引导至汽化辅助动力单元140。在一些实施例中，在使用两个或多个辅助动力单元的情况下，控制器190可选择哪个辅助动力单元在任何给定时间操作来产生能量，或可在多个辅助动力单元之间分配能量水平(例如，第一辅助动力单元如汽化气体辅助动力单元，其操作成提供将由辅助模块使用的能量水平的第一百分比，以及第二辅助动力单元如使用喷射燃料的辅助动力单元，其操作成提供将由辅助模块使用的能量的其余部分)。因此，在一些实施例中，可提供辅助能量的充分供应，同时仍节省喷射燃料(其可比LNG更昂贵)。此外或作为备选，控制器190可选择或分配使用基于燃料的相对可获量来使用不同燃料的辅助动力单元(例如，如果第一燃料的相对较低量保存在飞行器机载的第一储存系统中而第二燃料的相对较高量保存在第二储存系统中，则控制器190可优先使用第二燃料来供应汽化辅助动力单元140)。 [0040] 更进一步，在一些实施例中，如果可用的汽化辅助能量低于阈值，则控制器190可构造成指示系统100提供补充能量。例如，如果不足量的汽化气体可用于提供期望的能量数量，则控制器190可操作系统100来从附加动力单元产生附加能量和/或提供附加燃料至汽化辅助动力单元140。控制器190可控制系统通过将汽化速率增大高于自然汽化速率(例如，在没有由控制器190的介入或作用的情况下将发生的汽化速率)来增大汽化速率。在所示的实施例中，系统100包括与低温罐110相关联的加热器114。如果不足量的汽化气体从低温罐110可用来提供期望的辅助能量水平，则控制器190可指示加热器114提供热至低温罐110，以增大汽化气体从低温罐110的流动。由加热提供的附加汽化气体可由汽化辅助动力单元 140用作附加燃料来补充可另外产生(在不加热的情况下)的能量数量。在其它实施例中，当从汽化气流可用的能量低于阈值时，从低温罐110的单独的导管或路径可提供补充燃料至汽化辅助动力单元140。例如，来自低温罐的LNG可传送穿过蒸发器来将附加的天然气(例如，除通过控制阀和/或分流阀可用的汽化气体之外)提供至汽化辅助动力单元140。甚至更进一步，在一些实施例中，附加辅助动力单元(例如，以不同类型的燃料操作的辅助动力单元)可操作成提供补充能量。 [0041] 所示的实施例的控制器190包括检测模块192、控制模块194和与其相关联的存储器模块196。检测模块192构造成从与系统100相关联或以其它方式可接近控制器190的传感器或检测器接收信息。检测模块192还可处理所接收的信息来确定系统100的一个或多个操作参数(例如，系统100的一个或多个构件的一个或多个设置)。控制模块194构造成从检测模块192接收信息并且响应于所接收的信息来控制系统100的操作。例如，控制模块194可构造成开启、关闭或调整一个或多个阀设置等。举例来说，在所示实施例中的控制模块194可响应于从传感器或检测器接收的信息来控制分流阀122的设置(例如，改变汽化气流相对于辅助动力单元或汽化处理模块中的一个或多个的比例)、控制对于控制阀120的设置(例如，用以响应于低温罐110的确定压力允许或阻止汽化气体从低温罐110的流动)，等等。作为另一个实例，控制模块194可构造成控制辅助动力单元(例如，使用汽化气体的发动机的节流设置)的操作水平、由辅助动力单元生成的动力分配，等等。 [0042] 因此，在各种实施例中，可提供较紧凑且重量轻的系统，其安全且有效地使用汽化气体来提供能量至交通工具的一个或多个辅助系统或模块，从而节省否则将由辅助动力单元使用的喷射燃料和/或减少有害的或其它不期望的排放。应当注意的是，所示实施例的特定构件布置(例如，数目、类型、放置等)可在各种备选实施例中改变。在各种实施例中，可使用不同数目的给定模块或单元，可使用一个或多个不同类型的给定模块或单元，可添加给定模块或单元，或可省略给定模块或单元。 [0043] 如上文所述，控制器可确定可由设有给定汽化气流的给定辅助动力单元产生的可用能量。例如，通过使用可用的汽化气体的类型(例如，对应于由燃烧或以其它方式转换特定类型的气体可获得的能量数量的固有性质、测得的性质例如温度或压力，等等)，可用的汽化气体量(例如，质量流量、体积流量等)以及辅助动力单元的效率，可确定可用的能量数量。图2示出了根据各种实施例的图表200，其绘出了基于各种汽化气体流速从辅助动力单元可获得的能量数量。图2包括对应于以千瓦(kW)表示的来自辅助动力单元的电输出的第一轴线202，以及对应于从LNG的初始体积的LNG损失(或汽化)的速率的第二轴线204。在图2中，可用能量曲线206在从大约0.001(或大约0.1%)至大约0.01(或大约1%)的大致LNG速率损失范围内绘出。 [0044] 在形成图2中采用了大量的值和/或假定。例如，图2中绘出的实施例对应于大约11,000加仑的LNG的初始体积。11,000加仑可容纳在单个罐中。作为备选，11,000加仑可容纳在可操作地连接到一个或多个辅助动力单元上的一组罐中。例如，具有大约4,000到5, 000加仑或更少的储存体积的一个或多个罐可在各种实施例中使用。在一些实施例中，一组罐可共用公共的汽化辅助动力单元，而在其它实施例中，各个罐可与专用汽化辅助动力单元相关联且只使用该专用汽化辅助动力单元。 [0045] 此外，对于图2，绘出了对于24小时周期的大约0.1%到大约1.0%(或大约0.001到大约0.01)的汽化速率范围。对于图2的目的，汽化速率在24小时周期内假定为恒定的，以便对于24小时的周期而言汽化速率设置汽化流速以及作为通向辅助动力单元的汽化气体的可用天然气总质量。例如，汽化气体的较低热值(LHV)假定为每磅质量大约19,000英国热单位(BTU/lbm)。燃料能量然后使用以上假定来计算。辅助动力单元的输出然后使用所计算的燃料能量乘以20%的假定效率来确定。如图2中所示，可用能量(或辅助动力单元输出)范围从大约0.1%汽化率下大约1.8kW到大约1.0%汽化率下大约1.8kW，如由可用能量曲线206所示。在一些实施例中，例如，可期望大约90kW的辅助能量来操作辅助系统(例如，飞行器的辅助系统)。因此，附加能量可通过增大汽化率(例如，通过加热容纳低温流体的来源罐)提供，通向辅助动力单元的燃料可经由单独的导管(例如，将LNG从罐经过蒸发器传送的导管，从而避免对罐的加热)，此外或作为备选地使用构造成使用不同类型的燃料的附加辅助动力单元来增大，等等。例如，对于在期望大约90kW的情况下产生大约18kW的能量的1.0%的汽化率而言，使用喷射燃料的附加辅助动力单元可操作成针对辅助系统提供大约72kW。 [0046] 在其它实施例中，可使用其它流速。例如，较低流速可由较低环境温度、较高可接受罐压力、改善的罐隔离等来提供。例如，较高流速可由通过加热补充来提供。较大(或较小)量的汽化气体可由较大(或较小)的初始体积来提供。在各种实施例中，可使用其它的操作时间周期。此外，可在各种实施例中基于在使用的特定辅助动力单元来使用其它效率。例如，较高效率可在一些实施例中使用往复式发动机替代涡轮来实现。 [0047] 图3为根据实施例形成的系统300的示意图。系统300可类似于文中讨论的系统100。图3中绘出的系统300包括两个辅助动力模块(构造成以来自低温罐的汽化气体运行的辅助动力模块，以及构造成以喷射燃料运行的辅助动力模块)。系统300还使用来自低温罐的单独的导管来提供补充燃料和能量而替代如图1中绘出的加热器。另外，图3中的系统300绘出了从一个或多个辅助动力单元接收能量的多个辅助功能模块。 [0048] 系统300(连同本文所述的系统和方法的其它实施例)在下文中结合将LNG用作动力源(例如，用于推进飞行器)来论述。在其它实施例中，可使用其它燃料和/或可对备选应用供能。所示的系统300包括低温罐310、控制阀320、蒸发器330、汽化辅助动力单元340、第二辅助动力单元350、辅助功能模块360,362,364,366，以及控制器390。 [0049] 如图3中所示，系统300限定下游方向302和上游方向304。下游方向302可理解为当处理或加工汽化气体(或汽化气体的产物)时汽化气体(或汽化气体的产物)所沿的方向或路径。在所示的实施例中，汽化气体从低温罐310经由控制阀320流动来作为汽化气流325。汽化气流325沿下游方向302流动至汽化辅助动力单元340。第一回路307包括控制阀320和相关联的管路、软管等，并且限定了对于汽化气体从低温罐310行进至汽化辅助动力单元 340的路径。第一回路307可理解为汽化气体回路。 [0050] 系统300还包括第二回路309。第二回路309限定对于补充燃料从低温罐310行进至汽化辅助动力单元340的路径。例如，如果可从汽化气流325获得的能量数量不足以提供期望数量的能量或在其它方面不满足阈值，则附加量的燃料可提供至汽化辅助动力单元来提供补充能量(例如，除了可从汽化流325获得的能量之外的能量)。在所示实施例中，第二回路309(其可理解为补充回路)包括蒸发器330。例如，汽化辅助动力单元340可构造成接收气态进入燃料。在所示实施例中，液流331(例如，LNG)从低温罐310沿着第二回路309引导。例如，如果使用来自汽化检测单元316(其可类似于汽化检测单元116)的信息，控制器390确定来自汽化流325的可用能量不满足阈值，则控制器390可操作阀328来将期望的补充量的燃料沿着第二回路309引导至汽化辅助单元340。 [0051] 蒸发器330构造成接收液流331并且蒸发液流331的至少一部分以将气态流333(例如，呈气相或气态的天然气)输出至汽化辅助动力单元340。气态流333可补充汽化气流325，或如果不能从低温罐310获得汽化气体则可提供单独的燃料源。 [0052] 所示实施例中的低温罐310用于容纳低温流体，并且可类似于本文所述的低温罐110。例如，当环境温度升高时，低温罐310内的LNG可蒸发，产生汽化气体。当汽化气体量增加时，低温罐310内的压力将升高。在一些点处，压力可对于低温罐310变得太大，并且如果低温罐310破裂则可导致潜在灾难性的破坏。在所示的实施例中，系统300包括罐传感器 312。罐传感器312构造成直接地或间接地感测或检测低温罐310内的压力何时超过期望或可接受的水平(例如，选自对于低温罐310设计成耐受的的最大压力或对于低温罐310额定的最大压力下的范围的水平)。控制阀320构造成控制离开低温罐310的汽化气体沿下游方向302通向汽化辅助动力单元340的流动。在所示的实施例中，控制阀320介于低温罐310与汽化辅助动力单元340之间，并且设置在低温罐310的下游和汽化辅助动力单元340的上游。 在一些实施例中，控制阀320可安装在低温罐310内、安装到低温罐310上或以其它方式与低温罐310相关联。在所示的实施例中，当罐传感器312检测到超过阈值的压力时，控制阀320打开以允许汽化气体沿下游方向302作为汽化气流325传送，从而有助于减小低温罐310中的压力。 [0053] 在汽化气流325沿下游方向传送时，汽化气流325穿过检测单元316、经过检测单元316，或以其它方式邻近检测单元316传送。检测单元316包括一个或多个检测器或传感器，其构造成检测、感测、测量或确定汽化气流325的一个或多个特征。检测单元316还可构造成提供信息至控制器390，该信息可由控制器390使用来操作系统300的一个或多个方面。 [0054] 例如，检测单元316可提供描述汽化气流325的流动的流动信息。使用流动信息，控制器390然后可确定可用数量的能量，其可在提供有对应于针对汽化气流325检测或确定的流动的流时由汽化辅助动力单元340提供。控制器390然后可使用确定的可用能量来操作系统300。例如，如果可用能量小于阈值(例如，针对一个或多个辅助功能模块的操作所需或期望的能量水平)，则控制器390可控制阀328的一个或多个设置来提供补充燃料至汽化辅助动力单元340。在所示的实施例中，罐传感器312和检测模块316描绘为单独的元件。在各种实施例中，所有或部分罐传感器和检测模块316可整体结合或并入到单个单元中。 [0055] 在所示的实施例中，汽化流325接下来由汽化辅助动力单元340接收。此外或作为备选，汽化辅助动力单元340可经由气态流333接收燃料。汽化辅助动力单元340可构造成提供动力至交通工具系统的辅助系统(例如，照明、空调等)。在所示的实施例中，汽化辅助动力单元340构造为往复式发动机，其不需要压缩机或其它加压模块来增大汽化流325的压力。在一些实施例中，一个或多个汽化辅助动力单元可专用于一个或多个辅助构件。例如，汽化辅助动力单元可定位成邻近构造成从汽化辅助动力单元接收能量的辅助构件。 [0056] 系统还包括第二辅助动力单元350。在所示的实施例中，第二辅助动力单元350构造为燃气轮机，其使用来自与推进发动机(图3中未示出)相关联的罐(图3中未示出)的喷射燃料(例如，JP-8)。因此，系统300包括使用不同燃料(例如，一个使用天然气而一个使用喷射燃料)的不同类型的辅助动力单元(例如，一个往复式发动机和一个涡轮)。控制器390可构造成在操作汽化辅助动力单元340和第二辅助动力单元350之间选择。在一些实施例中，控制器390可构造成在汽化辅助动力单元340与第二辅助动力单元350之间分配期望的能量水平。例如，选择或分配可基于对应于相应动力单位的能量和/或燃料的可用量。在一些实施例中，汽化辅助动力单元340可专用于一个或多个特定的辅助装置或模块，而第二辅助动力单元350可专用于一个或多个其它特定辅助装置或模块。选择或分配可作为备选或另外地基于操作模式来确定。 [0057] 辅助功能模块360,362,364,366沿着路径345和/或路径347分别从汽化辅助动力单元340和第二辅助动力单元350接收能量(例如，电能)。在一些实施例中，各种辅助功能模块可从专用动力单元接收能量。在所示的实施例中，控制器390构造成基于来自动力单元的可用能量和对于辅助功能模块所期望或需要的一个或多个能量水平从动力单元分派能量。在一个示例性方案中，功能模块360可具有对于与从汽化辅助动力单元340可获得的能量数量相对应的能量数量的用途。因此，汽化辅助动力单元340可操作成提供能量至辅助功能模块360，而第二辅助动力模块350操作成提供能量至辅助功能模块362,364,366。 [0058] 此外如上文所述，控制器390可操作地连接到系统300的各种构件且构造成控制系统300的各种构件的操作。控制器390可类似于本文所述的控制器190。控制器390可获得对应于汽化气流的信息(例如，汽化气流的流量、温度或压力中的一个或多个)，确定可使用汽化气体产生的可用辅助能量，以及相应地控制系统300的各种构件，例如，用以通过汽化辅助动力单元340和/或第二辅助动力单元350产生能量并且将产生的能量分配至辅助系统或模块。控制器390可构造成有选择地操作汽化辅助动力单元340和第二辅助动力单元350，或在相应的动力单元之间分派各种辅助功能模块的能量需求。控制器390还可构造成补充另外可从汽化辅助动力单元340获得的能量(例如，通过经由第二导管提供附加的天然气或其它燃料，液态低温流体经由该第二导管穿过蒸发器传送)。控制器390可构造为计算机处理器或其它基于逻辑的装置，该装置基于一组或多组指令(例如，软件)来执行操作。控制器390所操作的指令可储存在有形且非暂时性的(例如，不是暂时信号)计算机可读储存介质上，例如存储器396。存储器396可包括一个或多个计算机硬盘驱动器、闪盘驱动器、RAM、ROM、EEPROM等。作为备选，指示控制器390操作的一组或多组指令可硬接线到控制器190的逻辑中，例如通过作为形成在控制器390的硬件中的硬接线逻辑。 [0059] 所示的实施例的控制器390包括检测模块392、控制模块394以及与其相关联的存储器模块396。检测模块392构造成从与系统300相关联或以其它方式可接近控制器390的传感器或检测器接收信息。检测模块392还可处理所接收的信息来确定系统300的一个或多个操作参数。控制模块394构造成从检测模块392接收信息并且响应于所接收的信息来控制系统300的操作。例如，控制模块394可构造成开启、关闭或调整一个或多个阀设置等。 [0060] 应当注意的是，所示实施例的特定构件布置(例如，数目、类型、放置等)可在各种备选实施例中改变。在各种实施例中，可使用不同数目的给定模块或单元，可使用一个或多个不同类型的给定模块或单元，可添加给定模块或单元，或可省略给定模块或单元。例如，在各种备选实施例中，系统300可包括加热器来提供补充的汽化气体量，可包括如本文所述的一个或多个处理模块，可作为备选或另外地包括不同类型的汽化辅助动力单元(例如，燃料电池、涡轮(具有压缩机)等)，等等。 [0061] 图4为根据实施例的用于从汽化气流提供辅助动力的方法400的流程图。方法400可例如使用本文所述的各种实施例的结构或方面(例如，系统和/或方法)。在各种实施例中，可省略或添加某些步骤，可组合某些步骤，可同时执行某些步骤、可并行地执行某些步骤、可将某些步骤分成多个步骤、可采用不同顺序执行某些步骤，或可采用迭代方式再执行某些步骤或一系列步骤。 [0062] 在402处，确定系统如交通工具系统(例如，飞行器)的操作模式。对于飞行器，操作模式例如可为非飞行模式(推进发动机关闭、推进发动机启动、怠速、在跑道或其它表面上滑行等)。模式可为飞行模式，如起飞、巡航、爬升、紧急情况等。不太期望或很少获得来自推进发动机的能量和/或更加期望或获得更多来自汽化气体的能量的某些模式可对于使用汽化气体来提供能量至辅助模式(例如，启动、怠速、紧急情况等)是优选的，而其它模式可对于未使用汽化气体来提供能量至辅助模块(例如，巡航等)是优选的。操作模式的识别可由从机载设置在飞行器上的一个或多个操作系统和/或检测器接收信息的控制器来确定或获得。 [0063] 在404处，确定从来自低温罐(例如，机载设置在飞行器上的LNG罐)的汽化气体提供的能量的可获量（或可用性）。汽化气流可从经历因汽化气体的生成引起的超过阈值的压力的低温罐提供。在一些实施例中，能量的可获量可由控制器使用来自一个或多个检测器的对应于汽化气流的一个或多个特征的检测器信息(例如，质量流量或体积流量、温度、压力、速度等)、对应于汽化气体的性质的汽化气体信息、对应于提供有汽化气流的一个或多个辅助动力单元的效率的效率信息等来确定。 [0064] 在406处，确定辅助能量水平。辅助能量水平例如可对应于辅助动力单元的操作实际、可行或期望所处的最低能量水平。辅助能量水平可对应于估计或以其它方式确定为由一个或多个辅助功能模块(例如，发动机起动器、照明系统、控制系统或子系统、HVAC系统等)所需要或期望的能量大小。作为另一个实例，辅助能量水平可对应于估计由一个或多个辅助功能模块所需要或期望的能量水平的比例或百分比(例如，大约10%、大约20%、大约50%等)。辅助能量水平可对应于系统(例如，飞行器)的所有辅助功能的能量，或可对应于特定辅助动力单元专用于其或以其它方式与其相关联的特定辅助模块或系统(或一组此类模块或系统)。 [0065] 基于操作模式、从汽化气流确定的可用能量或辅助能量水平中的一个或多个，汽化气流接下来沿着一个或多个路径引导。例如，如果操作模式为汽化气体辅助动力单元可用于提供动力至一个或多个辅助模块或系统的模式，并且如果可用能量满足阈值辅助能量水平，则汽化气流(或其一部分)可引导至构造成使用汽化气流产生能量(例如，电能)的汽化气体辅助动力单元。在各种实施例中，如果可用能量水平不满足阈值，则备选的辅助动力单元(例如，以不同的燃料操作的辅助动力单元)可选择成代替汽化辅助动力单元来提供能量，补充燃料可提供至汽化辅助动力单元，等等。 [0066] 在图4中所绘的实施例中，在408处，确定辅助动力单元是否使用汽化气流来提供能量(例如，基于操作模式、从汽化气流可获得的能量以及阈值辅助能量水平)。如果否，则在410处，引导汽化气流远离辅助动力单元(例如，由调整一个或多个阀设置的控制器)。例如，汽化气流可引导至一个或多个处理模块以便再冷凝或回到低温罐，氧化或其它减排处理，和/或排放到大气。 [0067] 在412处，如果在408处确定使用汽化气流来提供能量，则引导汽化气流(例如，由调整一个或多个阀设置的控制器)至汽化辅助动力单元或模块。在414处，汽化辅助动力单元或模块操作成使用汽化气流来产生能量以提供至一个或多个辅助构件(例如，发动机起动器、照明、HVAC等)。汽化辅助动力单元例如可包括构造成通过相关联的发电机产生电能的涡轮或往复式发动机。作为另一个实例，汽化辅助动力单元可构造为燃料电池。 [0068] 在416处，来自汽化辅助动力单元的能量(例如，电能)提供至一个或多个辅助功能模块(例如，飞行器的辅助模块或系统)。在一些实施例中，来自汽化辅助动力单元的电能可提供至汽化辅助动力单元所专用的一个或多个功能模块。在一些实施例中，来自汽化辅助动力单元的电能可基于从汽化辅助动力单元可获得的能量和来自各种辅助功能模块的需求而提供至一个或多个辅助功能模块。在一些实施例中，来自汽化辅助动力单元的能量可提供至动力总线，该动力总线构造成提供能量至(例如，飞行器的)辅助系统或模块。动力总线还可从附加来源接收能量，例如附加的辅助动力单元、推进发动机等。 [0069] 图5为根据实施例的用于从汽化气流提供辅助动力的方法500的流程图。方法500例如可使用本文所述的各种实施例的结构或方面(例如，系统和/或方法)。在各自实施例中，可省略或添加某些步骤，可组合某些步骤，可同时执行某些步骤、可并行地执行某些步骤、可将某些步骤分成多个步骤、可采用不同顺序执行某些步骤，或可采用迭代方式再执行某些步骤或一系列步骤。 [0070] 在502处，确定操作模式是否适用于汽化辅助动力单元。一个或多个模式可识别为适合或期望提供来自汽化气体的辅助能量的模式，而一个或多个其它模式可识别为不需要或不期望从汽化气流提供辅助能量的模式。例如，当飞行器飞行时，推进发动机可在辅助能量可用的较高水平下操作，并且该能量可在相比于可由辅助动力单元实现的更高效率下产生。因此，来自主推进发动机的能量可用于一个或多个飞行模式以对辅助模块或系统供能。然而，当飞行器未飞行时，推进发动机可在较低水平下操作(或完全不操作)，在该较低水平，从推进发动机提供动力至辅助模块可能不实际、不可行或在其它方面不符合需要。此外，汽化气体的产生可在飞行器未飞行时增大(例如，由于较高环境温度，在作为行程或任务的一部分而消耗之前罐中的较大量的低温流体，等等)，以便使用汽化气体来提供能量可在一个或多个非飞行模式中特别有利。然而，应当注意的是，在一些实施例中，汽化气体可在一个或多个飞行模式中使用(例如，来自推进发动机的能量可能不期望地用于除推进之外的其它目的的紧急模式)，以及来自推进发动机的能量可在非飞行模式中用于辅助动力。 更进一步，操作模式可包括低燃料模式(例如，来自汽化气体的辅助动力可在用于推进发动机的燃料(例如，JP-8或其它喷射燃料)低于一个或多个储存罐中的阈值水平时是优选的)。 [0071] 在504处，如果操作模式确定为对于从汽化辅助动力单元提供动力不适合，则从备选来源提供辅助动力。例如，备选的能量来源可为一个或多个推进发动机(例如，在巡航或正常飞行操作期间)。 [0072] 在506处，如果操作模式已确定为适合的，则确定汽化气体是否可获得。例如，如果低温罐中具有较低量的流体，则可不产生汽化气体，或可能未以足量产生来提供至汽化辅助动力单元。 [0073] 如果不能得到汽化气体，则在508处提供来自另一来源的辅助动力。例如，备选来源可为以不同燃料(例如，喷射燃料)操作的单独的辅助动力单元，其选择成代替汽化辅助动力单元来提供能量。作为另一个实例，备选能量来源可为一个或多个推进发动机(例如，在巡航或正常飞行操作期间)。作为又一个实例，备选来源可为提供至汽化辅助动力单元的不同燃料类型。在一些实施例中，汽化辅助动力单元可为双燃料动力单元，其构造成使用汽化气体(例如，从LNG罐蒸发的天然气)或不同燃料(例如，喷射燃料)。当汽化气体不能得到 (或不能足量地得到)时，双燃料汽化气体辅助动力单元可提供有例如喷射燃料来替代汽化气体。 [0074] 在510处，如果汽化气体能获得，则确定能获得的汽化气体是否足以满足阈值(例如，可使用汽化气体所产生的能量的阈值水平)。例如，在一些实施例中，确定可用能量，该可用能量对应于可由给定辅助动力单元(例如，具有特定效率额定值的动力单元)使用汽化气流产生的能量。所确定的可用能量然后可与对应于全部或部分辅助能量水平的阈值相比较，该辅助能量水平对应于向一个或多个辅助功能模块供能所期望或需要的能量大小。如果来自汽化气流的可用能量足够，则方法500可进行至520。 [0075] 如果从汽化气流得到的能量不足以满足阈值，则可由汽化辅助动力单元使用可用汽化气流提供的能量可在512处补充。能量补充的各种模式或技术可在各种实施例中相对于彼此作为备选或另外地使用。在备选实施例中，如果来自汽化气流的能量不充足，则汽化辅助动力单元可不使用，而代替的是控制器可有选择地使用采用不同燃料的辅助动力单元。 [0076] 在514处，可由汽化辅助动力单元使用可用的汽化气流提供的能量可通过使用一个或多个附加的辅助动力单元来补充。附加动力单元可构造成采用不同类型的燃料如喷射燃料运行(例如，可从与一个或多个推进发动机相关联的一个或多个燃料罐获得的喷射燃料)。来自各种辅助功能单元的能量需求可在汽化气体辅助动力单元与附加的辅助动力单元之间分派。在一个示例性方案中，各个动力单元提供动力至可由各种辅助功能模块可接近的动力总线，其中汽化气体辅助动力单元操作成产生尽可能多的能量(例如，以使所有的汽化气体引导至汽化辅助动力单元)。在另一示例性方案中，辅助动力单元可专用于提供能量至特定辅助模块或一组辅助模块。 [0077] 作为另一个实例，在516处，可由汽化辅助动力单元使用可用汽化气流提供的能量可通过增加汽化气体至汽化辅助动力单元的供应来补充。例如，控制器可作用为操作加热器来提供热至汽化气流从其中引出的低温罐。加热器构造成提供热来增加低温罐中流体沸腾或蒸发的量，以增大汽化气流中的汽化气体的量。在增加或补充汽化气体供应的情况下，汽化气体辅助动力单元可产生更多能量。作为备选或此外，汽化气体的供应可通过降低阈值罐压力来增加，在该阈值罐压力下汽化气体从罐中提供。 [0078] 作为又一个实例，在518处，可由汽化辅助动力单元使用可用汽化气流提供的能量可通过将蒸发的LNG的附加或补充的单独供应提供至汽化辅助动力单元来补充。例如，汽化气体可沿着第一回路提供。第二回路可从由其中产生汽化气体的罐接收LNG(或其它液体燃料)，传送所接收的液体穿过蒸发器或构造成将液体(例如，LNG)的状态转变为气相的其它装置，以及将气态燃料输送至汽化辅助动力单元。 [0079] 在520处，汽化辅助动力单元操作成产生能量。例如，辅助动力单元可为涡轮、往复式发动机等，其构造成燃烧汽化气体并且产生用于经由发电机生成电能的机械能量输出(例如，轴的旋转)。作为另一个实例，辅助动力单元可为生成电力的燃料电池。所生成的电能然后可分配至一个或多个辅助功能模块。 [0080] 如上文所述，低温罐可机载地位于飞行器上以便容纳燃料来用于飞行器的发动机。例如，图6为飞行器600的示例性实施例的简图，该飞行器600包括使用低温流体作为燃料的一个或多个发动机602。在飞行器600的示例性实施例中，用作用于发动机602的燃料且由飞行器600机载的低温罐610容纳的低温流体为LNG。在各种实施例中，由低温罐610容纳来用作飞行器发动机602的燃料的低温流体可为任何类型的低温流体(其可呈液体和/或气态形式容纳在低温罐610内)，该低温流体适于用作飞行器发动机602的燃料。绘出的飞行器600构造为双燃料飞行器，并且构造成使得发动机602可使用来自低温罐610的LNG或储存在喷射燃料罐611中的喷射燃料(例如，JP-8)。例如，在各种实施例中，可使用其它低温燃料如氢(H2)。各种燃料可提供不同的优点和/或缺陷。例如，到本公开内容的提交时间为止，JP-8可提供更多可用动力至发动机602，而LNG在费用上可更为接受。因此，JP-8可由发动机602在需要更多动力(例如，起飞、紧急情况等)的事件期间由发动机602消耗，而LNG可在需要较少动力的事件(例如，巡航等)期间使用。在飞行器600的示例性实施例中，飞行器600为固定翼飞机。 [0081] 飞行器600包括机身604和发动机系统606，该发动机系统606包括发动机602和低温罐610。包括低温罐610和喷射燃料罐611的发动机系统606机载地位于机身604上。具体而言，发动机602、低温罐610、喷射燃料罐611以及发动机系统606的各种其它构件定位在机身604上和/或机身604内的各种位置处，使得发动机602、低温罐610、喷射燃料罐611和发动机 606的各种其它构件在飞行器600的飞行期间由机身604承载。可注意的是，发动机系统的各种构件(例如，发动机602和低温罐610)并不必然地安装在一起。实际上，发动机系统606的一些构件例如低温罐610可构造成从飞行器600除去和替换。 [0082] 所示实施例的发动机602在操作上成流体连通地连接以从低温罐610接收低温流体，例如，经由燃料导管608。发动机602使用低温流体作为燃料来生成推力以便产生和控制飞行器600的飞行。低温流体可储存作为低温罐610中的液体，但可呈气态提供至发动机602。发动机系统606可包括一个或多个燃料泵(未示出)。各个燃料泵在操作上与低温罐610以及与一个或多个对应的发动机602成流体连通地连接以便将低温流体从低温罐610泵送至发动机（或多个发动机）602。燃料泵可设置在沿着机身604的各种位置，例如但不限于低温罐610的内部容积内、安装到对应的发动机602上，定位成邻近对应的发动机602，等等。类似地，发动机602在操作上成流体连通地连接以从喷射燃料罐611接收喷射燃料(例如，JP- 8)，例如，通过燃料导管609。发动机系统606还可包括与喷射燃料罐611相关联的一个或多个燃料泵(未示出)。 [0083] 在图6中绘出的飞行器600的示例性实施例中，发动机602构造成使用两种不同的燃料，包括至少天然气作为燃料。在一些其它实施例中，发动机602构造成使用至少另一低温流体作为燃料。在各种实施例中，从低温罐610泵送至发动机602的低温流体可呈气态形式和/或作为液体供应至发动机602，而不管低温流体容纳在低温罐610中的状态（或多个状态）。例如，在飞行器600的示例性实施例中，发动机602使用呈气态作为燃料的天然气。发动机系统606可包括一个或多个加热系统，其加热由低温罐610所储存的LNG以将由低温罐610储存的LNG转变为气态来供应至发动机602作为燃料。在所示实施例中，发动机系统606还可包括沿着燃料导管608设置且介入低温罐610与发动机602之间的一个或多个蒸发器（未示出），其中蒸发器构造成将由低温罐610所提供的LNG转变为呈气态或气相的天然气来供应至发动机602。 [0084] 各个发动机602均可为任何类型的发动机，例如但不限于涡轮发动机，驱动螺旋桨或其它转子的发动机、径向发动机、活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡扇发动机，等等。尽管所示实施例中示出了两个发动机，但飞行器600可包括任何数目的发动机602。尽管在图6中示为位于机身604的翼613上，但在各种实施例中，可采用沿着机身604对于各个发动机602的不同安装位置。例如，飞行器600可包括位于尾部612处和/或沿着机身604的机体614的另一位置处的发动机。 [0085] 低温罐610支承在飞行器600的一个或多个支承表面652上。在飞行器600的示例性实施例中，低温罐610支承在两个垫板（pallet）654上，该两个垫板654机载地装载在飞行器600上并且包括支承表面652。在其它实施例中，低温罐610可支承在单个垫板上。低温罐610可使用任何适合的附接部件来紧固到垫板654上，例如但不限于带、线缆、链、夹具、螺纹紧固件等。在一些实施例中，用于将低温罐610紧固到垫板654上的附接部件（或多个附接部件）选择成使得低温罐610构造成耐受达到或大于大约九倍重力加速度的加速度而不会从垫板654移除。在一些实施例中，低温罐610经由支承底脚等直接地连接到机体614上。在各种实施例中，低温罐610可构造为飞行器的一体的或以其它方式固定的部分，并且可设置在可储存燃料罐的飞行器的任何适合部分中。 [0086] 汽化辅助动力系统670也安装到飞行器600上并且在操作上连接至低温罐610。汽化辅助动力系统670可相对于本文论述的实施例类似地构造，例如系统100或系统300。在所示的实施例中，汽化辅助动力系统670可经由汽化气体导管672连接到低温罐610上。汽化气体导管672例如可包括连同适合的连接部件一起的一段管路和/或软管。用于控制汽化气体从低温罐610到汽化辅助动力系统670的流动的控制阀可沿着汽化气体导管672定位或以其它方式与该汽化气体导管672相关联。汽化气体辅助动力系统670可包括如文中结合例如图1和图3中所绘实施例讨论的一个或多个阀、加压模块、检测器、辅助动力单元、控制单元、汽化处理模块等。 [0087] 在所示的实施例中，汽化气体辅助动力系统670安装在可移除地安装到飞行器600上的垫板680上。因此，汽化气体辅助动力系统670可容易地装载到飞行器600上或从飞行器600卸载。垫板680可采用大体上与上文结合垫板654所述相似的方式构造和安装。在各种实施例中，汽化气体辅助动力系统670可安装在与低温罐610相同的一个或多个垫板上并且构造成与其一起作为单个有效单元来装载或卸载。在一些实施例中，汽化气体辅助动力系统 670可为能单独装载的单元，其安装在一个或多个专用垫板(例如，垫板680)上并且在装载之后可操作地连接到低温罐610上。在一些实施例中，汽化气体辅助动力系统670可包括专用控制器，而在其它实施例中，与飞行器600的附加操作相关联的控制模块可用于控制汽化气体辅助动力系统670的操作。 [0088] 在所示的实施例中，汽化气体辅助动力系统670构造成分别从低温罐610经由汽化气体导管672接收汽化气体，使用所接收的汽化气体产生能量，以及沿着动力导管674,675将电能提供至一个或多个辅助功能模块676,677。动力导管674,675可包括一条或多条导线或线缆。在所示的实施例中，辅助功能模块676示意性地绘制为定位成邻近发动机602的发动机起动器模块。在一些实施例中，汽化气体辅助动力系统670(或其方面)可专用于特定辅助功能模块和/或定位成邻近特定辅助功能模块，例如发动机起动器模块。例如，汽化气体辅助动力系统可包括专用辅助动力单元，其尺寸和/或位置确定为用于特定用途(例如，提供能量用于一个或多个发动机起动器、提供能量用于照明，例如照亮飞行器600的特定部分，等等)。在所示的实施例中，汽化气体辅助动力系统670设置成邻近飞行器600的尾部612，并且由辅助功能模块共用。所示系统中的辅助功能模块677构造为加热、通风和空调(HVAC)系统，其经由动力导管675从汽化气体辅助动力系统670接收电能。通向辅助功能模块676,677的附加动力导管(未示出)可从一个或多个发动机602和/或一个或多个附加辅助动力系统提供。 [0089] 作为仅一个示例性方案，电能可在飞行器600处于第一操作模式(例如，怠速、紧急情况等)并且来自汽化气体辅助动力系统670的可用能量满足阈值(例如，对一个或多个辅助功能系统供能所期望或需要的能量水平)时从汽化气体辅助动力系统670提供至一个或多个功能系统；电能可在飞行器600处于第一模式(例如，怠速、紧急情况等)并且来自汽化气体辅助动力系统670的可用能量不满足阈值(例如，对一个或多个辅助功能系统供能所期望或需要的能量水平)时从不同的辅助动力系统提供至一个或多个功能系统；以及当飞行器600处于第二操作模式(例如，巡航等)时，电能可从一个或多个发动机602提供至少一个或多个功能系统。在备选实施例中，辅助功能模块或系统的各种不同类型可作为备选或另外地从汽化气体辅助动力系统670接收电能。更进一步，能量可取决于操作模式来在辅助功能模块676,677间分配。例如，能量可仅在对应的发动机关闭或正启动的模式期间引导至发动机起动器模块。 [0090] 低温罐610和/或汽化气体辅助动力系统670可位于机身604上和/或机身604内的任何适合的位置处。在飞行器600的示例性实施例中，垫板654和支承在其上的低温罐610以及垫板680和支承在其上的汽化气体辅助动力系统670位于机身604的机体614的货舱内。在所示实施例中，低温罐610和汽化气体辅助动力系统670并未整体地形成到飞行器600的机身604上。代替的是，低温罐610和汽化气体辅助动力系统670支承在垫板上，该垫板构造成机载地装载在机身604上而非整体地形成到机身604。在备选实施例中，低温罐610和/或汽化气体辅助动力系统670的一个或多个方面可永久性地安装或整体地形成到机身604上。 [0091] 因此，各种实施例提供了对于可燃气体和/或其它可能有害的排放物的减少的排放，同时提供了相对紧凑、轻质的低温罐以及构造成使用汽化气体来提供辅助动力的辅助动力系统。各种实施例还可提供改善对于燃料(例如，LNG、喷射燃料等)的节省。 [0092] 系统和方法的各种实施例在文中相对于结合在飞行器上机载的燃料罐使用来描述和示出，该燃料罐用于容纳用作飞行器的发动机的燃料的LNG。然而，某些实施例不限于结合飞行器使用，并且不限于容纳LNG。例如，各种实施例可位于任何其它的静止和/或移动平台上，例如但不限于火车、汽车、船舶(例如，船、舟、海洋船只等)，等等。 [0093] 应当注意的是，各种实施例可采用硬件、软件或其组合来实施。各种实施例和/或构件，例如模块或其中的构件和控制器，也可实施为一个或多个计算机或处理器的部分。计算机或处理器可包括计算装置、输入装置、显示单元和例如用于访问因特网的接口。计算机或处理器可包括微处理器。微处理器可连接到通信总线上。计算机或处理器还可包括存储器。存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或处理器还可包括储存装置，其可为硬盘驱动器或可移除的储存驱动器，例如固态驱动器、光学驱动器等。储存装置还可为用于将计算机程序或其它指令载入计算机或处理器中的其它类似器件。 [0094] 如文中所用，用语"计算机"、"控制器"和"模块"可分别包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，其包括使用微控制器、简化指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路、GPU、FPGA以及能够执行本文所述功能的任何其它电路或处理器。以上实例仅为示例性的，且因此并非意图以任何方式限制用语"模块"或"计算机"的定义和/或含义。 [0095] 计算机、模块或处理器执行储存在一个或多个储存元件中的指令集，以便处理输入数据。储存元件还可按期望或需要储存数据或其它信息。储存元件可为处理机器内的信息源或物理存储器元件的形式。 [0096] 指令集可包括各种命令，其指示计算机、模块或处理器作为处理机器来执行特定操作，例如本文所述和/或所示的各种实施例的方法和过程。指令集可为软件程序的形式。软件可为各种形式，例如系统软件或应用软件，且其可体现为有形和非暂时性的计算机可读介质。此外，软件可为一组单独的程序或模块、较大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。软件还可包括面向对象编程形式的模块化程序设计。由处理机器对输入数据的处理可响应于操作者命令，或响应于在前处理的结果，或响应于由另一处理机器作出的请求。 [0097] 如文中所用，用语"软件"和"固件"是可互换的，并且包括储存在存储器中以便由计算机执行的任何计算机程序，包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。以上存储器类型仅为示例性的，并且因此并非对于可用于储存计算机程序的存储器类型的限制。各种实施例的独立构件可由云型计算环境来虚拟化和主持，例如用以允许计算机能力的动态分配，而不需要使用者关注计算机系统的位置、配置和/或特定硬件。 [0098] 将理解的是，以上描述旨在为示范性的，而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此结合使用。此外，可作出许多修改来使特定情形或材料适于本发明的教导内容而不脱离其范围。本文所述的大小、材料类型、各种构件的定向以及各种构件的数目和位置旨在限定某些实施例的参数，而绝非限制性的并且仅为示例性实施例。在权利要求的精神和范围内的许多其它实施例和改型对于本领域的技术人员在研读以上描述时将变得清楚。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求连同此类权利要求所赋予的等同方案的全部范围来确定。在所附权利要求中，用语"包括(including)"和"其中(in which)"用作相对用语"包括(comprising)"和"其中(wherein)"的普通英语的同义词。此外，在随后的权利要求中，用语"第一"、"第二"和"第三"等仅用作标记，而非意图对其对象施加数目要求。此外，对于随后的权利要求的限定未以装置加功能的格式撰写且并非意图基于35 U.S.C.§112的第六段来解释，除非和直到此类权利要求限定明确使用短语"用于……的装置"，其中“……”表示功能声明而没有进一步的结构。 [0099] 本书面描述使用了实例来公开各种实施例，并且还使本领域的普通技术人员能够实施各种实施例，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。各种实施例的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果实例具有与权利要求的书面语言并无不同的结构元件，或如果实例包括与权利要求的书面语言并无实质差别的同等结构元件，则认为此类些其它实例在权利要求的范围内。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈