[發明專利]發動機

有效

• 申請號: 201480060282.2
• 申請日: 2014-08-31
• 公開（公告）號: CN105705748B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: A·布蘭德斯泰因;A·蓬赫克
• 申請（專利權）人: 以色列宇航工業有限公司
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F01D15/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 姚開麗,遲姍

技術領域

目前披露的主題涉及航改燃氣渦輪發動機，特別是用于發電的航改燃氣渦輪發動機。

背景技術

用燃氣輪機發電已經進行了很多年。這種燃氣輪機，通常被稱為陸上燃氣輪機，可以分成兩個通用組:工業發動機和航改發動機。

工業發動機是為發電或其他陸上用途特制的，而航改發動機源自于航空燃氣渦輪發動機，其最初設計為用于航空應用，例如飛機的推進單元。雖然工業發動機趨向于在物理上大且重，但航改發動機通常緊湊得多。

基于之前用于航空應用的燃氣渦輪發動機提供了某些類型的航改發動機。在這種情況下，燃氣渦輪發動機被翻新，并被改造為用于發電。

用于改造渦輪噴射類型的燃氣輪機以提供航改燃氣輪機的常規方法是用空氣動力學地耦接的動力渦輪機替換排氣噴管，動力渦輪機產生軸功率，該軸功率又可以用于驅動發電機，例如交流發電機，以產生電力。

用于改造渦輪螺旋槳類型的燃氣輪機以提供用于發電的航改燃氣輪機的常規方法例如是從動力渦輪機去除螺旋槳和齒輪箱，并將渦輪螺旋槳的動力渦輪機機械地耦接到發電機。

用于改造渦扇類型的燃氣輪機以提供航改燃氣輪機的常規方法是通過用額外的低壓力比壓氣機替換風扇和旁路系統，和通過用空氣動力學地耦接的動力渦輪機(其產生了軸功率，該軸功率又可以用于驅動發電機)替換排氣噴管，將渦扇發動機改造為渦輪噴射發動機。

發明內容

根據目前披露的主題的一方面，提供了一種用于改造渦扇發動機的方法，包括；

(a)提供渦扇發動機，渦扇發動機包括:

-核心發動機，其包括至少一個高壓卷軸組件和燃燒室；

-未改型風扇，其配置成至少在一組發動機狀態至少提供繞過核心發動機的旁路流，風扇機械地耦接到低壓渦輪，低壓渦輪又由核心發動機驅動；

(b)通過改型或替換未改型風扇以提供改型風扇，基于渦扇發動機提供改造的渦扇發動機，改型風扇配置成：在改造的渦扇發動機的與步驟(a)的所述至少一組發動機狀態對應的操作期間，相對于所述風扇旁路流產生減小的旁路流，從而使所述低壓渦輪能產生過量軸功率，該過量軸功率高于在改造的渦扇發動機的操作期間驅動所述改型風扇所需的基線軸功率。

因此，在改造的渦扇發動機的操作中，所述低壓渦輪產生前述的過量軸功率，其中過量軸功率超過在改造的渦扇發動機的操作期間驅動所述改型風扇所需的基線軸功率。過量軸功率可以用于各種用途，例如發電。

例如，在步驟(b)中，通過減小所述未改型風扇的風扇葉片的外徑，所述改型風扇相對于未改型風扇被改型。另外或替代地，在步驟(b)中，通過去除所述未改型風扇的風扇葉片的至少外側徑向部分，所述改型風扇相對于未改型風扇被改型。另外或替代地，在步驟(b)中，通過去除所述未改型風扇的風扇葉片，所述改型風扇相對于未改型風扇被改型。

替代地，例如，在步驟(b)中，通過改型所述未改型風扇的風扇葉片的至少側外徑向部分的幾何形狀以使得風扇葉片的所述至少外側徑向部分產生與未改型風扇葉片相比減小的旁路流，所述改型風扇相對于未改型風扇被改型。可選地，通過相對于進入改造的渦扇發動機的氣流方向提供零或接近零的迎角，風扇葉片的所述至少外徑向部分被改型。

另外或替代地，在步驟(a)中，未改型風扇也配置為提供通過核心發動機的核心流。可選地，所述未改型風扇進一步配置為給流向核心發動機的核心流提供第一壓力比，并且其中所述改型或替換未改型風扇以提供改型風扇使得改為給流向核心發動機的核心流提供代替所述第一壓力比的第二壓力比，其中所述第一壓力比在量值上類似于所述第二壓力比。替代地，所述未改型風扇進一步配置為給流向核心發動機的核心流提供第一壓力比，并且其中所述改型或替換未改型風扇以提供改型風扇使得改為給流向核心發動機的核心流提供代替所述第一壓力比的第二壓力比，其中所述第一壓力比在量值上小于所述第二壓力比。替代地，所述未改型風扇進一步配置為給流向核心發動機的核心流提供第一壓力比，并且其中所述改型或替換未改型風扇以提供改型風扇使得改為給流向核心發動機的核心流提供代替所述第一壓力比的第二壓力比，其中所述第一壓力比在量上大于所述第二壓力比。替代地，所述未改型風扇進一步配置為給流向核心發動機的核心流提供第一壓力比，和其中所述改型或替換未改型風扇以提供改型風扇使得改為給流向核心發動機的核心流提供第二壓力比，其中所述第二壓力比為1.0。

另外或替代地，在步驟(b)中，所述改型風扇配置為：與未改型風扇產生的旁路推力相比，產生減小的旁路推力。

例如，另外或替代以上情況，所述改型風扇和所述低壓渦輪設置在低壓卷軸組件中。