[發明專利]具有氣流管理組件的渦輪機

有效

• 申請號: 202010101104.7
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111594275B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 艾倫·羅伊·斯圖亞特;托馬斯·奧里·莫尼斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D11/02;F01D5/06;F02C3/113
• 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

1.一種燃氣渦輪發動機，所述燃氣渦輪發動機限定軸向方向、徑向方向和周向方向，其特征在于，所述燃氣渦輪發動機包括：

壓縮機和渦輪；

多個轉子葉片，所述多個轉子葉片定位在所述壓縮機或所述渦輪中，并且沿著所述軸向方向被布置成多級；

外鼓，所述外鼓至少部分地定位在所述多個轉子葉片的徑向外側，并且能夠與所述多個轉子葉片一起旋轉；和

殼體，所述殼體在所述外鼓上延伸，并且與所述外鼓一起限定多個氣腔，所述多個氣腔沿著所述軸向方向串聯氣流連通地布置，其中所述壓縮機和所述渦輪一起至少部分地限定核心氣流路徑，并且其中所述多個氣腔中的每個氣腔通過所述外鼓與所述核心氣流路徑氣流連通，其中所述多個氣腔中的每個氣腔限定在所述燃氣渦輪發動機在操作條件下的操作期間的腔壓力，并且其中所述多個氣腔中的每個氣腔在限定所述燃氣渦輪發動機在所述操作條件下的操作期間的流動路徑壓力的位置處與所述核心氣流路徑氣流連通，所述流動路徑壓力小于相應的所述氣腔的最大腔壓力。

2.根據權利要求1所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中每個氣腔限定在所述燃氣渦輪發動機的操作期間比緊接上游氣腔的壓力小的壓力。

3.根據權利要求1所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述壓縮機和所述渦輪一起至少部分地限定核心氣流路徑，并且其中所述多個氣腔中的一個或多個氣腔通過所述外鼓與所述核心氣流路徑氣流連通。

4.根據權利要求1所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述外鼓和所述殼體一起形成多個氣流密封件，其中所述多個氣流密封件中的每個氣流密封件定位在所述多個氣腔中的相鄰氣腔之間。

5.根據權利要求4所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中每個氣流密封件包括多個迷宮式密封件和對應的密封帶，所述多個迷宮式密封件聯接至所述外鼓或與所述外鼓一起形成，所述對應的密封帶聯接至所述殼體或與所述殼體一起形成。

6.根據權利要求4所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述多個氣流密封件中的每個氣流密封件限定大于1:1且小于4:1的壓力比。

7.根據權利要求6所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述多個轉子葉片定位在所述壓縮機內，并且其中所述壓縮機限定至少2:1且不超過20:1的壓縮機壓力比。

8.根據權利要求4所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述壓縮機和所述渦輪一起至少部分地限定核心氣流路徑，其中所述多個氣腔中的每個氣腔通過所述外鼓與所述核心氣流路徑氣流連通，其中每個氣腔限定從所述氣腔通過所述多個氣流密封件中的氣流密封件的第一氣流泄漏，其中每個氣腔限定從所述氣腔通過所述外鼓到所述核心氣流路徑的第二氣流泄漏，其中每個腔限定在所述燃氣渦輪發動機的操作期間，所述第一氣流泄漏與所述第二氣流泄漏的比率在10:90與90:10之間。

9.根據權利要求1所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述多個轉子葉片定位在所述壓縮機內，其中所述多個氣腔包括最上游氣腔，并且其中所述最上游氣腔與所述壓縮機氣流連通，用于接收壓縮機排出壓力氣流。

10.根據權利要求9所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，進一步包括：

熱交換器，所述熱交換器與所述最上游氣腔、所述壓縮機排出壓力氣流或兩者熱連通，用于降低所述最上游氣腔內或至所述最上游氣腔的氣流的溫度。

11.根據權利要求1所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，其中所述多個轉子葉片沿著所述軸向方向被布置成至少兩級轉子葉片，并且其中所述多個氣腔包括至少兩個氣腔。

12.根據權利要求1所述的燃氣渦輪發動機，其特征在于，進一步包括：

放氣組件，所述放氣組件與所述多個氣腔中的氣腔氣流連通，用于接收來自所述氣腔的放氣氣流。