[发明专利]用于防止燃气涡轮中的润滑油泄漏的方法和系统

说明书

技术领域

本文中所公开的主题大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的油底壳加压系统。

背景技术

出于润滑和冷却的目的，连续地给诸如球轴承或辊轴承的轴承供油。轴承组件容纳在油底壳内，该油底壳与供给导管和在压力下将润滑油供给至轴承组件的供油泵结合。还设置有从油底壳移除润滑油的扫气泵。扫气泵在将油返回至罐或贮液器之前使回油经过热交换器。轴承组件油底壳还包括促进使沿着转子轴从油底壳泄漏的油泄漏最小化的密封组件。

美国专利6,470,666公开了用于防止来自燃气涡轮发动机中的轴承组件的润滑油泄漏的方法和系统。其中公开的系统包括：油底壳油腔，其包装轴承组件，并与用于将加压油输送至轴承组件的润滑油供给器流体连通；以及扫气泵，其用于从该油底壳油腔移除油。油底壳油腔包括用于密封轴通路的密封部件，其防止油从油底壳油腔的内部朝向外部沿着旋转轴泄漏。油底壳油腔被包装于油底壳加压腔中，该油底壳加压腔包围油底壳油腔，并设置有防止空气进入油底壳加压腔的另外的密封布置。油底壳加压腔与压缩空气源流体连通，布置成机载于燃气涡轮发动机。油底壳加压腔内侧的压力防止油从油底壳油腔朝向外油底壳加压腔泄漏。油底壳加压腔中的空气压力还防止热的外部空气渗透于油底壳油腔中。油底壳加压腔中的空气压力由燃气涡轮发动机驱动的构件维持。

典型地，由燃气涡轮本身的气体发生器的空气压缩机输送压缩空气。在发动机低功率和空转期间，油底壳加压腔中的压力可能导致不足以防止油从油底壳油腔泄漏。当燃气涡轮运行状况如此，使得油底壳加压腔中的压力不能维持在足够的水平时，使用连接至用于从油底壳油腔移除空气的吸入管线的排气系统来将油底壳油腔中的运行压力与油底壳加压腔的运行压力相比而降低。这防止油穿过油底壳油腔的密封布置而朝向油底壳加压室泄漏。

通过降低油底壳油腔中的运行压力，从而高效地防止油泄漏。然而，存在于包围轴承组件的燃气涡轮发动机区中的热空气可能渗透穿过油底壳加压腔并从油底壳加压腔渗透于油底壳油腔中，导致由于这样的空气的高温而造成的润滑油蒸煮。

因此，需要改进包括油底壳布置的轴承系统，具体地，旨在加强其在安装于诸如燃气涡轮的旋转机的热区中时的运行状况。

发明内容

根据本文中公开的主题，提供使燃气涡轮发动机运行的方法，其中激活外部(即外接于燃气涡轮发动机)压缩空气源，以将足够的压缩空气提供给包装将涡轮轴承容纳的油底壳油腔的油底壳加压腔。如果在燃气涡轮发动机的某些运行状况下从发动机上的压缩空气源供给的压力不足，则外部压缩空气源足够地供给压缩空气。例如，当燃气涡轮发动机在低功率运行状况或空闲下运转时，激活外部，即外接压缩空气源。

更具体地，根据一些实施例，提供用于使燃气涡轮发动机运行以促进减少润滑油泄漏和油蒸煮的方法，该方法用于在燃气涡轮发动机中使用，该燃气涡轮发动机包括布置在油底壳油腔中的至少一个轴承组件和至少部分地包装油底壳油腔并与油底壳油腔流体连通的油底壳加压腔。该方法包括如下步骤：

将油底壳加压空气从燃气涡轮发动机，例如从燃气涡轮的压缩机中的一个或从另一机载加压空气源供给至油底壳加压腔，以在前述油底壳加压腔中维持运行压力高于前述油底壳油腔中的压力且高于油底壳加压腔周围的压力；以及

当来自燃气涡轮发动机(即来自机载加压空气源)的空气压力不足以在油底壳加压腔中维持前述运行压力时，将补充油底壳加压空气从至少一个辅助加压空气源，即外接源供给至前述油底壳加压腔。

一般而言，机载或发动机上的加压空气源能够是可取决于燃气涡轮发动机的运行状况而输送空气压力的任何压缩空气源。因此，在燃气涡轮发动机的一些运行状况下，由发动机上的源输送的空气的压力可能不足以使油底壳加压腔适当地加压。可例如通过压力换能器系统检测该状况。由压力换能器系统提供的信号可用于触发来自外接源的加压空气的输送。概括地说，外接源可提供独立于或部分地独立于燃气涡轮发动机的运行状况的输送压力。发动机外的或外接加压空气源可包括例如正排量式鼓风机的鼓风机。在其他实施例中，可设置压缩空气管线。在一些实施例中，鼓风机和加压空气管线两者都可组合设置。如果存在空气鼓风机，则其可由电动机驱动。根据有利的实施例，电动机和鼓风机的转速能够是可控制的，以在油底壳加压腔中提供正确的空气压力。

在所附权利要求中阐明根据本文中公开的主题的方法的更多的特征和实施例。