[發明專利]起動燃氣渦輪發動機的方法

有效

• 申請號: 201811540320.0
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109931165B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: P·沙爾馬;S·高希;C·L·麥克馬航;N·帕約爾;T·R·史蒂恩
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/268
• 分類號: F02C7/268;F02C7/14;F02C7/06
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發明提供了一種起動燃氣渦輪發動機的方法。所述發動機包括轉子組件，轉子組件包括各自連接到軸的壓縮機轉子和渦輪轉子。轉子組件連接到殼體內的軸承組件，使得所述轉子組件能夠旋轉。所述方法包括：基于潤滑劑參數確定所述轉子組件的轉速保持在弓形轉子減緩速度范圍內的時間段；在所述弓形轉子減緩速度范圍內持續所述時間段旋轉所述轉子組件；以及將所述轉子組件加速到燃燒速度以點燃燃料?氧化劑混合物進行燃燒。

技術領域

本發明主題涉及關于弓形轉子狀態運行燃氣渦輪發動機的方法。

背景技術

例如為飛行器提供推進力的燃氣渦輪發動機在運行期間在轉子組件處生成熱。在發動機關機之后，轉子組件是靜止的(即，不旋轉)，這通常導致沿轉子組件周向和/或軸向的不對稱熱分布或熱梯度。這種熱梯度通常可能導致沿徑向、軸向和/或周向方向的熱弓曲或弓形轉子。弓形轉子導致相對于圍繞轉子組件的一個或多個殼體的相對較大偏心率。因而，當轉子組件恢復運行時，這種偏心率通常可能導致轉子組件以不希望的振動大小運行，例如會損壞周圍的殼體、軸承組件、負載結構等。此外，發動機的這種運行可能導致翼型葉片尖端摩擦到周圍的殼體中，導致葉片、殼體或兩者的損壞。

因此，需要一種用于操作燃氣渦輪發動機以減輕或消除轉子組件的弓形轉子狀態的方法。

發明內容

本發明的各方面和優點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。

本發明總體上提供起動燃氣渦輪發動機的方法。所述發動機包括轉子組件，所述轉子組件包括各自連接到軸的壓縮機轉子和渦輪轉子。所述轉子組件連接到殼體內的軸承組件，使得所述轉子組件能夠旋轉。所述方法包括：基于潤滑劑參數確定轉子組件的轉速保持在限定為小于燃燒速度的弓形轉子減緩速度范圍內的時間段；并在弓形轉子減緩速度范圍內持續所述時間段旋轉轉子組件；以及將轉子組件加速到燃燒速度以點燃燃料—氧化劑混合物進行燃燒。

在各種實施例中，潤滑劑參數是通過轉子組件所連接到的軸承組件的潤滑劑的物理性質中的至少一個。在一個實施例中，在以下一個或多個處限定潤滑劑參數：軸承組件的潤滑劑供應套管、阻尼器入口或清除套管，或其組合。在另一實施例中，潤滑劑參數是通過轉子組件所連接到的軸承組件的潤滑劑的溫度、壓力或流速中的至少一個。

在其它各種實施例中，所述方法還包括通過軸承組件處的一個或多個傳感器監測潤滑劑參數。在一個實施例中，監測潤滑劑參數包括通過一個或多個傳感器連續地獲取潤滑劑參數。在另一個實施例中，監測潤滑劑參數包括通過一個或多個傳感器間歇地獲取潤滑劑參數。在又一個實施例中，監測潤滑劑參數包括當轉子組件處于弓形轉子減緩速度范圍內時獲取潤滑劑參數。在又一個實施例中，監測潤滑劑參數包括在轉子組件加速到弓形轉子減緩速度范圍內之前或期間獲取潤滑劑參數。

在一個實施例中，確定轉子組件的轉速保持在弓形轉子減緩速度范圍內的時間段還至少基于燃氣渦輪發動機外部的環境空氣的溫度、壓力或密度中的一個或多個。

在其它各種實施例中，所述方法包括將轉子組件加速到弓形轉子減緩速度范圍內；至少基于潤滑劑參數范圍確定轉子狀態，其中轉子狀態確定是將轉子組件加速到燃燒速度還是將轉子組件保持在弓形轉子減緩速度范圍內；以及基于轉子狀態旋轉轉子組件。

在各種實施例中，潤滑劑參數范圍由下限和上限限定。在一個實施例中，當潤滑劑參數低于潤滑劑參數范圍的下限或高于潤滑劑參數范圍的上限時，轉子狀態確定為弓形轉子狀態。在另一實施例中，基于轉子狀態旋轉轉子組件包括在轉子狀態確定為弓形轉子狀態的情況下，將轉子組件保持在弓形轉子減緩速度范圍內。在其它各種實施例中，當潤滑劑參數至少基于振動響應在潤滑劑參數范圍內時，轉子狀態確定為可接受的轉子狀態。在一個實施例中，基于轉子狀態旋轉轉子組件包括在潤滑劑參數處于潤滑劑參數范圍內的情況下，將轉子組件加速到燃燒速度。