[發明專利]入口預旋流燃氣渦輪發動機

有效

• 申請號: 201810621353.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN109139257B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: C.J.克羅格爾;B.W.米勒;T.W.格里;D.W.克拉爾;T.納卡諾;J.D.克萊門茨;B.N.蒙達爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;F02K3/06;F02C3/34;F01D9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;譚祐祥

本申請提供了一種燃氣渦輪發動機，其包括渦輪機和可由渦輪機旋轉的風扇。風扇包括多個風扇輪葉。燃氣渦輪發動機還包括外部機艙和多個部分翼展入口引導葉片，該外部機艙圍繞所述多個風扇輪葉，所述多個部分翼展入口引導葉片沿著軸向方向在所述多個風扇輪葉前方的位置處從外部機艙懸置。所述多個入口引導葉片中的每一個限定沿著所述徑向方向的內端，并且在內端處不與相鄰的部分翼展入口引導葉片連接。

技術領域

本申請總體上涉及具有一個或多個特征的燃氣渦輪發動機，所述一個或多個特征用于在操作期間預旋流提供給燃氣渦輪發動機的風扇的氣流。

背景技術

燃氣渦輪發動機大體上包括布置成彼此流體連通的風扇和核心。另外，燃氣渦輪發動機的核心大體上包括呈串流次序的壓縮機部段、燃燒部段、渦輪部段和排氣部段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機部段的入口，在所述壓縮機部段，一個或多個軸向壓縮機漸進地壓縮空氣，直到空氣到達燃燒部段為止。燃料利用燃燒部段內的一個或多個燃料噴嘴與壓縮空氣混合并燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒部段被傳送到渦輪部段。燃燒氣體流動通過渦輪部段對渦輪部段進行驅動且接著被傳送通過排氣部段例如到大氣。

典型的燃氣渦輪發動機包括渦輪部段內的驅動渦輪，其被構造為驅動例如壓縮機部段的低壓壓縮機和風扇。為了更有效地操作燃氣渦輪發動機，期望以相對高的旋轉速度操作驅動渦輪。然而，風扇以相對較高的旋轉速度旋轉會導致效率低下，例如由風扇的風扇輪葉上的氣流的沖擊損失和流動分離導致的效率低下。

因此，已經開發了具有減速齒輪箱的某些燃氣渦輪發動機，其允許風扇旋轉比驅動渦輪慢。然而，某些齒輪箱可能會增加燃氣渦輪發動機的復雜性、重量和費用。因此，構造成允許驅動渦輪以相對較高且有效的旋轉速度操作同時最小化風扇的相應低效率的燃氣渦輪發動機將是有用的。

發明內容

本發明的各方面和優勢將部分地在以下描述中闡述，或可從所述描述顯而易見，或可通過本發明的實踐而得知。

在本申請的一個示例性實施例中，提供一種燃氣渦輪發動機。所述燃氣渦輪發動機限定軸向方向和徑向方向。燃氣渦輪發動機包括渦輪機和可由渦輪機旋轉的風扇。風扇包括多個風扇輪葉。燃氣渦輪發動機還包括外部機艙和多個部分翼展入口引導葉片，該外部機艙圍繞所述多個風扇輪葉，所述多個部分翼展入口引導葉片沿著軸向方向在所述多個風扇輪葉前方的位置處從外部機艙懸置。所述多個入口引導葉片中的每一個限定沿著所述徑向方向的內端，并且在內端處不與相鄰的部分翼展入口引導葉片連接。

在一些示例性實施例中，所述多個部分翼展入口引導葉片各自限定沿著所述徑向方向的外端，并且其中所述多個部分翼展入口引導葉片中的每一個在所述外端處連接到所述外部機艙。

在一些示例性實施例中，每個部分翼展入口引導葉片在相應的外端處完全由所述外部機艙支撐。

在一些示例性實施例中，所述多個部分翼展入口引導葉片限定大約0.5至大約1.5之間的硬度。

在一些示例性實施例中，所述多個部分翼展入口引導葉片限定大約0.9至1.0之間的硬度。

在一些示例性實施例中，所述多個部分翼展入口引導葉片中的每一個被構造成可變部分翼展入口引導葉片。

在一些示例性實施例中，所述多個部分翼展入口引導葉片包括在二十個部分翼展入口引導葉片至五十個部分翼展入口引導葉片之間。

在一些示例性實施例中，所述多個部分翼展入口引導葉片包括在三十個部分翼展入口引導葉片至四十五個部分翼展入口引導葉片之間。

在一些示例性實施例中，每個部分翼展入口引導葉片限定前緣、后緣和最大旋流角度，并且其中每個部分翼展入口引導葉片在所述后緣處的最大旋流角度在五度至三十五度之間。