[發明專利]燃氣渦輪發動機及組裝其的方法

有效

• 申請號: 201511035897.2
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105626309B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: K·D·默羅;A·布里澤-斯特林費羅;J·A·哈梅爾;T·納卡諾;R·M·馮德雷爾;D·T·扎托爾斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02K3/06
• 分類號: F02K3/06;F02C3/04;F02C7/32;F02C9/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;譚祐祥

提供了一種用于渦扇燃氣渦輪發動機系統(100)的方法和系統。燃氣渦輪發動機系統(100)包括聯接至第一可旋轉軸(118)的可變節距風扇(VPF)組件(102)和連接至第二可旋轉軸(120)的低壓壓縮機LPC(104)。LPC(104)包括與LPC(104)的轉子的多排葉片(132)相互交叉的多個可變節距定子輪葉(130)。燃氣渦輪發動機系統(100)還包括聯接至所述第一可旋轉軸(118)和所述第二可旋轉軸(120)的減速裝置(128)。燃氣渦輪發動機系統(100)進一步包括定位在所述LPC(104)的出口(136)和旁路導管(138)之間的調節釋壓閥(134)，和配置為響應于所述渦扇燃氣渦輪發動機系統(100)的操作狀態和與所述LPC(104)關聯的溫度而安排所述多個可變節距定子輪葉(130)和所述調節釋壓閥(134)的位置的控制器(202)。

相關申請的交叉引用

根據35U.S.C.§119(e)，本非臨時申請要求享有2014年11月21日提交的，名稱為“GAS TURBINE ENGINE AND METHOD OF ASSEMBING THE SAME(燃氣渦輪發動機及組裝其的方法)”的美國臨時專利申請第62/082892號的優先權的益處，其全部內容通過參考并入本文中。

技術領域

本公開的領域大體上涉及燃氣渦輪發動機，并且更具體地涉及具有可調整的流動路徑幾何形狀的燃氣渦輪發動機。

背景技術

眾所周知的燃氣渦輪發動機具有導管風扇和核心，它們以彼此流動連通來布置。風扇提供空氣至核心(“核心流”)以及至包圍核心的旁路導管(“旁路流”)。核心壓縮核心流并且隨后將它與燃料混合，以用于點燃混合物來生成燃燒氣體流穿過渦輪機。燃燒氣體驅動渦輪機，這繼而驅動風扇以生成核心流和旁路流。

隨著旁路流成為用于發動機的推力的來源，一些已知的風扇具有葉片，該葉片的節距能夠改變以有助于控制推力。在那方面，這些風扇可以配置使得葉片在一個節距角生成向后指向的旁路流，導致向前的推力；并且在另一個節距角形成向前指向的旁路流，導致反向的推力。然而，在這些已知的發動機中，旁路流的狀況常常在兩個方向都無法達到最理想的。因此，對于具有可變節距風扇的燃氣渦輪發動機，改進旁路流的狀況是有用的。

在建立商用飛機性能中的一個關鍵的度量標準是發動機的推進效率。推進效率是發動機提供給飛機的作為發動機給予經過它的空氣的動能的總量的一部分的測量。為了獲得高的推進效率，期望的是發動機在其作用的空氣的噴射速度給予僅僅微小的變化。因為這在每個單元氣流上僅僅產生少量的推力，所以發動機必須作用在成比例低較大量的空氣中以便制得足夠的推力。由于發動機(風扇)作用的空氣的量的增加，發動機的重量和阻力也增加。在某一時刻，更大直徑的風扇所帶來的額外的重量和阻力開始超過了改進推進效率的益處。

因此，期望的是實現修改發動機氣體流動路徑的幾何形狀以在較寬的操作范圍內改進發動機的推進效率，同時降低發動機構件的重量。

發明內容

在一個實施例中，一種渦扇燃氣渦輪發動機系統包括，聯接至第一可旋轉軸的可變節距風扇(VPF)，聯接至第二可旋轉軸的低壓壓縮機LPC，該LPC包括與LPC的轉子的多排葉片互相交叉的多個可變節距定子輪葉，以及以與VPF和LPC在串聯流動布置而配置的核心發動機。該渦輪燃氣發動機系統還包括聯接至第一可旋轉軸和第二可旋轉軸的減速裝置。減速裝置配置為以低于第二可旋轉軸的轉速的轉速驅動第一可旋轉軸。渦扇燃氣渦輪發動機系統還包括定位在LPC的出口和旁路導管之間的調節釋壓閥。渦輪燃氣發動機系統進一步包括控制器，其配置成響應于渦輪燃氣發動機系統的操作狀態和與LPC相關的溫度來安排多個可變節距定子輪葉和調節釋壓閥的位置。