[發(fā)明專利]帶有超高壓壓縮機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910197675.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110273755B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V.瓦納帕利;B.N.蒙達(dá)爾;R.M.萬(wàn)哈德;R.R.科拉姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02C3/04
• 分類(lèi)號(hào): F02C3/04;F02C7/06;F04D29/26;F04D29/02;F04D29/056
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權(quán);陳浩然

本發(fā)明涉及帶有超高壓壓縮機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)裝置。具體而言，本公開(kāi)針對(duì)一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：包括第一軸承組件的第一框架；包括第二軸承組件的第二框架；以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。第一級(jí)壓縮機(jī)翼型件限定在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的最上游級(jí)處。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子可通過(guò)第一軸承組件和第二軸承組件旋轉(zhuǎn)。第一級(jí)壓縮機(jī)翼型件設(shè)置在第一軸承組件與第二軸承組件之間。

技術(shù)領(lǐng)域

本主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。更具體而言，本主題針對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)大體上包括與壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段和渦輪區(qū)段成串流布置的風(fēng)扇或螺旋槳組件。壓縮機(jī)區(qū)段通常包括成串流布置的至少兩個(gè)壓縮機(jī)：低壓或中壓壓縮機(jī)，其生成比風(fēng)扇組件的后方的壓縮機(jī)入口壓力更高的第一壓力；以及高壓壓縮機(jī)，其在燃燒區(qū)段處生成比第一壓力更高的第二壓力。每個(gè)壓縮機(jī)大體上通過(guò)軸聯(lián)接到渦輪，一起限定轉(zhuǎn)軸。每個(gè)轉(zhuǎn)軸設(shè)置在兩個(gè)或更多個(gè)軸承組件上，諸如，至少在前端或上游端和后端或下游端處。每個(gè)轉(zhuǎn)軸大體上可機(jī)械地彼此獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間大體上帶有驅(qū)動(dòng)每個(gè)轉(zhuǎn)軸的空氣動(dòng)力學(xué)依賴性。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者和制造者大體上面臨著改進(jìn)壓縮機(jī)區(qū)段性能和可操作性的挑戰(zhàn)，諸如，通過(guò)壓縮機(jī)區(qū)段的增加的壓力比來(lái)向燃燒室處的燃燒提供更多能量。此外，它們還面臨著在相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型或發(fā)動(dòng)機(jī)安裝至的設(shè)備保持或減少壓縮機(jī)區(qū)段的軸向級(jí)數(shù)量的同時(shí)增加壓力比的挑戰(zhàn)。此外，設(shè)計(jì)者和制造者大體上面臨著減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的總體重量的挑戰(zhàn)，諸如，通過(guò)減少發(fā)動(dòng)機(jī)零件數(shù)量，減少發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸(例如，通過(guò)減少軸向級(jí))，或在發(fā)動(dòng)機(jī)各處結(jié)合某些材料。這樣的重量減少大體上改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，諸如，通過(guò)改進(jìn)高壓壓縮機(jī)性能(通過(guò)增加的末端速度和壓力比)。

然而，材料選擇由重量、強(qiáng)度和溫度能力所限制。例如，已知鈦基材料向低壓壓縮機(jī)和中壓壓縮機(jī)以及高壓壓縮機(jī)的前部或上游部分提供足夠強(qiáng)度、低重量和適當(dāng)溫度能力的大體上期望的組合。已知鎳基材料提供比鈦基材料更大的強(qiáng)度和溫度能力的大體上必要的組合。然而，相對(duì)于鈦基材料，鎳基材料大體上較致密或較重。因而，大體上在強(qiáng)度和溫度的組合是必要的情況下使用鎳基材料，諸如，在發(fā)動(dòng)機(jī)的較熱部分處(例如，高于530攝氏度)。發(fā)動(dòng)機(jī)的此較熱部分大體上包括高壓壓縮機(jī)的中端部分到后端部分、燃燒區(qū)段和渦輪區(qū)段。

因而，需要一種壓縮機(jī)區(qū)段，以便在保持或減少總體發(fā)動(dòng)機(jī)重量的同時(shí)提供更高的旋轉(zhuǎn)速度和壓力比。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中部分地闡述，或可從描述清楚，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施學(xué)到。

本公開(kāi)針對(duì)一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：包括第一軸承組件的第一框架；包括第二軸承組件的第二框架；以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。第一級(jí)壓縮機(jī)翼型件限定在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的最上游級(jí)處。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子可通過(guò)第一軸承組件和第二軸承組件旋轉(zhuǎn)。第一級(jí)壓縮機(jī)翼型件設(shè)置在第一軸承組件與第二軸承組件之間。

在各種實(shí)施例中，徑向平面限定為從壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向中心線延伸。第二軸承組件沿著徑向平面與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子共面設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，第二軸承組件設(shè)置在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的第一級(jí)壓縮機(jī)翼型件的后方。

在另一實(shí)施例中，第一框架限定與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成流體連通的上游的第一翼型件。

在各種實(shí)施例中，第二框架包括沿徑向延伸跨過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心流徑的結(jié)構(gòu)部件。在一個(gè)實(shí)施例中，第二框架還包括沿徑向延伸跨過(guò)核心流徑的第二翼型件。在其他各種實(shí)施例中，第二框架限定多個(gè)結(jié)構(gòu)部件。第二框架還限定設(shè)置在多個(gè)結(jié)構(gòu)部件之間的第二翼型件。在一個(gè)實(shí)施例中，第二翼型件限定可變導(dǎo)葉，該可變導(dǎo)葉可至少部分地圍繞第二翼型件的徑向軸線旋轉(zhuǎn)。

在各種實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)還包括燃燒器組件、第一渦輪轉(zhuǎn)子和第三軸承組件。第三軸承組件向壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和第一渦輪轉(zhuǎn)子提供可旋轉(zhuǎn)的支承。第三軸承組件在第二軸承組件的下游。在一個(gè)實(shí)施例中，第三軸承組件設(shè)置在燃燒器組件或第一渦輪轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)側(cè)。