[发明专利]燃气涡轮发动机压缩机装置

说明书

与申请相关的交叉引用

本申请要求享有2012年2月29日提交的美国临时申请61/604,646的优先权，并且是2011年12月27日提交的名为“燃气涡轮发动机压缩机装置”的美国专利申请No.13/337354的u部分连续申请，美国专利申请No.13/337354是2011年11月11日提交的名为“燃气涡轮压缩机箱体安装装置”的美国专利申请No.13/294492的部分连续申请，而美国专利申请No.13/294492是2007年9月21日提交的名为“燃气涡轮压缩机箱体安装装置”的美国专利申请No.11/858,988的连续申请。

技术领域

本发明总地涉及一种燃气涡轮发动机。

背景技术

燃气涡轮发动机是已知的，并且通常包括压缩机用于压缩空气并且将其向下游输送至燃烧区段中。风扇可以移动空气至压缩机。已压缩的空气与燃料混合并且在燃烧区段中燃烧。该燃烧的产物随后向下游输送到涡轮转子上，驱动涡轮转子旋转并且向发动机提供动力。

压缩机包括在压缩机箱体内运动以压缩空气的转子。在转子与压缩机箱体内部空间之间维持紧密公差有利于空气压缩。

燃气涡轮发动机可以包括用于将空气引导进入压缩机箱体的入口箱体。入口箱体安装为与风扇区段相邻。风扇区段的运动，诸如在飞行机动期间，可以移动入口箱体。一些现有的燃气涡轮发动机设计采用入口箱体支撑压缩机的前端部分，而中间箱体结构支撑压缩机的后端部分。在这样的装置中，风扇区段的运动可以至少导致压缩机的前端部分相对于压缩机的其他部分运动。

不利地，压缩机的多个部分之间的相对运动可以改变转子尖端和压缩机内其他间隙，这能降低压缩效率。此外，采用入口箱体支撑压缩机可以使接近入口箱体附近的一些管道连接变得复杂。

将值得要的是减小压缩机的部分之间的相对运动，以及简化接近燃气涡轮发动机中的管道连接。

传统上，以两种方式之一驱动风扇和低压压缩机。首先，一种已知燃气涡轮发动机类型采用三个涡轮区段，一个驱动高压压缩机，第二涡轮转子驱动低压压缩机，以及第三涡轮转子驱动风扇。另一典型装置采用低压涡轮区段以驱动低压压缩机和风扇两者。

近期已经提出了结合齿轮减速机区以驱动风扇使得低压涡轮可以驱动低压压缩机和风扇两者，但是以不同的速度。

发明内容

在特征实施例中，燃气涡轮发动机具有风扇区段，配置以驱动风扇区段的齿轮装置，以及包括低压压缩机区段和高压压缩机区段的压缩机区段。配置涡轮区段以驱动压缩机区段和齿轮装置。通过跨过低压压缩机区段的压力比与跨过高压压缩机区段的压力比的组合提供总压力比，并且总压力比大于约35。跨过低压压缩机区段的压力比在约3和约8之间。跨过高压压缩机区段的压力比在约7和约15之间。配置风扇以将一部分空气输送进入压缩机区段，以及将一部分空气输送进入旁路管道。

在根据之前实施例的另一实施例中，跨过低压压缩机区段的压力比在约4和约8之间。

在根据之前实施例的另一实施例中，跨过低压压缩机区段的压力比在约4和约6之间。

在根据之前实施例的另一实施例中，跨过高压压缩机区段的压力比在约8和约15之间。

在根据之前实施例的另一实施例中，跨过高压压缩机区段的压力比在约8和约10之间。

在根据之前实施例的另一实施例中，总压力比大于或等于约50。

在根据之前实施例的另一实施例中，旁路比定义为传至旁路管道的空气体积比进入压缩机区段的空气体积，并且该比大于或等于约8。

在根据之前实施例的另一实施例中，涡轮区段包括具有4或5级的低压涡轮，并且低压涡轮驱动了低压压缩机。

在根据之前实施例的另一实施例中，涡轮区段包括两级高压涡轮，并且高压涡轮驱动高压压缩机区段。

在根据之前实施例的另一实施例中，跨过风扇区段的压力比小于或等于约1.45。

在另一特征化实施例中，燃气涡轮发动机具有风扇区段，风扇区段具有中心轴线。包括用于容纳压缩机的压缩机箱体，其是用于导引空气至压缩机的入口箱体。压缩机箱体定位成比入口箱体在轴向上更远离风扇区段。支撑构件在风扇区段与压缩机箱体之间延伸，并且支撑构件限制了压缩机箱体相对于入口箱体的运动。压缩机箱体包括上游压缩机箱体部分和下游压缩机箱体部分。下游压缩机箱体部分比上游压缩机箱体部分在轴向上更远离入口箱体。支撑构件在风扇区段与上游压缩机箱体部分之间延伸，并且入口箱体能独立于压缩机箱体从风扇发动机移除。