[發明專利]用于防止燃氣渦輪中的潤滑油泄漏的方法和系統

有效

• 申請號: 201480020516.0
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN105143610B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: S.貝;D.馬庫奇;M.霍夫曼;M.拉澤里
• 申請（專利權）人: 諾沃皮尼奧內股份有限公司
• 主分類號: F01D11/06
• 分類號: F01D11/06;F01D25/18;F01D25/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉林華,肖日松

技術領域

本文中所公開的主題大體涉及燃氣渦輪發動機，并且更具體地涉及用于燃氣渦輪發動機的油底殼加壓系統。

背景技術

出于潤滑和冷卻的目的，連續地給諸如球軸承或輥軸承的軸承供油。軸承組件容納在油底殼內，該油底殼與供給導管和在壓力下將潤滑油供給至軸承組件的供油泵結合。還設置有從油底殼移除潤滑油的掃氣泵。掃氣泵在將油返回至罐或貯液器之前使回油經過熱交換器。軸承組件油底殼還包括促進使沿著轉子軸從油底殼泄漏的油泄漏最小化的密封組件。

美國專利6,470,666公開了用于防止來自燃氣渦輪發動機中的軸承組件的潤滑油泄漏的方法和系統。其中公開的系統包括：油底殼油腔，其包裝軸承組件，并與用于將加壓油輸送至軸承組件的潤滑油供給器流體連通；以及掃氣泵，其用于從該油底殼油腔移除油。油底殼油腔包括用于密封軸通路的密封部件，其防止油從油底殼油腔的內部朝向外部沿著旋轉軸泄漏。油底殼油腔被包裝于油底殼加壓腔中，該油底殼加壓腔包圍油底殼油腔，并設置有防止空氣進入油底殼加壓腔的另外的密封布置。油底殼加壓腔與壓縮空氣源流體連通，布置成機載于燃氣渦輪發動機。油底殼加壓腔內側的壓力防止油從油底殼油腔朝向外油底殼加壓腔泄漏。油底殼加壓腔中的空氣壓力還防止熱的外部空氣滲透于油底殼油腔中。油底殼加壓腔中的空氣壓力由燃氣渦輪發動機驅動的構件維持。

典型地，由燃氣渦輪本身的氣體發生器的空氣壓縮機輸送壓縮空氣。在發動機低功率和空轉期間，油底殼加壓腔中的壓力可能導致不足以防止油從油底殼油腔泄漏。當燃氣渦輪運行狀況如此，使得油底殼加壓腔中的壓力不能維持在足夠的水平時，使用連接至用于從油底殼油腔移除空氣的吸入管線的排氣系統來將油底殼油腔中的運行壓力與油底殼加壓腔的運行壓力相比而降低。這防止油穿過油底殼油腔的密封布置而朝向油底殼加壓室泄漏。

通過降低油底殼油腔中的運行壓力，從而高效地防止油泄漏。然而，存在于包圍軸承組件的燃氣渦輪發動機區中的熱空氣可能滲透穿過油底殼加壓腔并從油底殼加壓腔滲透于油底殼油腔中，導致由于這樣的空氣的高溫而造成的潤滑油蒸煮。

因此，需要改進包括油底殼布置的軸承系統，具體地，旨在加強其在安裝于諸如燃氣渦輪的旋轉機的熱區中時的運行狀況。

發明內容

根據本文中公開的主題，提供使燃氣渦輪發動機運行的方法，其中激活外部(即外接于燃氣渦輪發動機)壓縮空氣源，以將足夠的壓縮空氣提供給包裝將渦輪軸承容納的油底殼油腔的油底殼加壓腔。如果在燃氣渦輪發動機的某些運行狀況下從發動機上的壓縮空氣源供給的壓力不足，則外部壓縮空氣源足夠地供給壓縮空氣。例如，當燃氣渦輪發動機在低功率運行狀況或空閑下運轉時，激活外部，即外接壓縮空氣源。

更具體地，根據一些實施例，提供用于使燃氣渦輪發動機運行以促進減少潤滑油泄漏和油蒸煮的方法，該方法用于在燃氣渦輪發動機中使用，該燃氣渦輪發動機包括布置在油底殼油腔中的至少一個軸承組件和至少部分地包裝油底殼油腔并與油底殼油腔流體連通的油底殼加壓腔。該方法包括如下步驟：

將油底殼加壓空氣從燃氣渦輪發動機，例如從燃氣渦輪的壓縮機中的一個或從另一機載加壓空氣源供給至油底殼加壓腔，以在前述油底殼加壓腔中維持運行壓力高于前述油底殼油腔中的壓力且高于油底殼加壓腔周圍的壓力；以及

當來自燃氣渦輪發動機(即來自機載加壓空氣源)的空氣壓力不足以在油底殼加壓腔中維持前述運行壓力時，將補充油底殼加壓空氣從至少一個輔助加壓空氣源，即外接源供給至前述油底殼加壓腔。

一般而言，機載或發動機上的加壓空氣源能夠是可取決于燃氣渦輪發動機的運行狀況而輸送空氣壓力的任何壓縮空氣源。因此，在燃氣渦輪發動機的一些運行狀況下，由發動機上的源輸送的空氣的壓力可能不足以使油底殼加壓腔適當地加壓。可例如通過壓力換能器系統檢測該狀況。由壓力換能器系統提供的信號可用于觸發來自外接源的加壓空氣的輸送。概括地說，外接源可提供獨立于或部分地獨立于燃氣渦輪發動機的運行狀況的輸送壓力。發動機外的或外接加壓空氣源可包括例如正排量式鼓風機的鼓風機。在其他實施例中，可設置壓縮空氣管線。在一些實施例中，鼓風機和加壓空氣管線兩者都可組合設置。如果存在空氣鼓風機，則其可由電動機驅動。根據有利的實施例，電動機和鼓風機的轉速能夠是可控制的，以在油底殼加壓腔中提供正確的空氣壓力。

在所附權利要求中闡明根據本文中公開的主題的方法的更多的特征和實施例。