[发明专利]用于操作具有弯曲转子状态的发动机的方法及结构

说明书

一种燃气涡轮发动机包括润滑剂系统，其限定润滑剂回路，润滑剂通过该润滑剂回路流动而与发动机的轴承组件流体连通。润滑剂系统至少基于润滑剂回路内的润滑剂的温度选择性地绕过润滑剂和热沉的热连通。

技术领域

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机。更具体而言，本主题涉及用于减缓燃气涡轮发动机处的弯曲转子状态的方法及结构。

背景技术

在燃气涡轮发动机的操作期间，热累积在转子组件处。在发动机停机之后，在转子组件处累积的热非对称地或非均匀地释放，以便限定热梯度，这引起转子组件的扭曲或弯曲。称为热弯曲或限定发动机中的弯曲转子状态的此类弯曲产生转子组件相对于轴向中心线轴线和包绕壳的偏心度。热弯曲还导致转子组件处的增大的失衡。此类失衡和偏心度导致转子组件在包绕壳处的非期望接触，导致对包绕壳、转子组件或轴承组件的损坏。此类损坏可导致发动机故障或需要发动机的维护或大修，导致增加的发动机操作成本。

用于减缓弯曲转子状态的已知解决方案包括使转子组件干式机动(motoring)(即，在没有燃料的情况下使发动机旋转)以减小热梯度，由此减小转子组件相对于包绕壳的偏心度。然而，此类解决方案可包括使用已知的起动器/马达系统来使转子组件干式机动。然而，已知干式机动系统和方法包括相对长的干式机动时段，其不利地影响停机之后起动或重新起动发动机的时间的量。此类相对长的时段不利地影响商业发动机运营商(例如，航空公司)加载飞行器和开始滑行和起飞的能力，以便增加操作成本。

就此而言，存在对用于更适宜地减缓燃气涡轮发动机的转子组件中的热弯曲的方法及结构的需要。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

本公开的方面涉及一种燃气涡轮发动机和操作方法，其包括限定润滑剂回路的润滑剂系统，润滑剂通过该润滑剂回路流动而与发动机的轴承组件流体连通。润滑剂系统至少基于润滑剂回路内的润滑剂的温度来选择性绕过润滑剂和热沉的热连通。

在一个实施例中，选择性地绕过润滑剂与热沉的热连通进一步基于燃气涡轮发动机的转子组件的振动响应。在另一个实施例中，选择性地绕过润滑剂与热沉的热连通包括调制一个或多个阀来调整润滑剂回路内的换热器处的热沉流体的流、压力或温度中的一个或多个。在又一个实施例中，选择性地绕过热连通包括调制一个或多个阀来调整与热沉流体热连通的换热器内流动的润滑剂的量。在又一个实施例中，选择性地绕过热连通包括经由使润滑剂的旁通流与同热沉流体热连通的润滑剂流混合来调整流动至轴承组件的润滑剂的温度。在另一个实施例中，使润滑剂流动而与轴承组件流体连通还包括使润滑剂以串流布置通过润滑剂回路从润滑剂储存器流动至换热器至发动机的轴承组件。

在各种实施例中，发动机确定至少部分地绕过润滑剂与热沉流体的热连通的时间段。在一个实施例中，确定至少部分地绕过润滑剂与热沉的热连通的时间段进一步基于环境条件。

在各种实施例中，润滑剂系统包括至少部分地包绕润滑剂储存器、换热器或润滑剂回路中的一个或多个的绝热材料。在一个实施例中，润滑剂系统还包括从润滑剂储存器联接于发动机的轴承组件的供应线。换热器沿供应线设置在润滑剂储存器与轴承组件之间。

在另一个实施例中，润滑剂系统还包括限定在至换热器的润滑剂入口线与从换热器的润滑剂出口线之间的润滑剂旁通线。润滑剂旁通线还包括润滑剂旁通阀，其构造成使润滑剂的至少一部分从润滑剂入口线选择性流动至润滑剂出口线，绕过换热器。

在又一个实施例中，发动机还包括热沉流体流动穿过其的热沉流体回路。热沉流体回路包括限定在至换热器的热沉流体入口线与从换热器的热沉流体出口线之间的热沉流体旁通线，其中热沉流体旁通线还包括热沉流体旁通阀，其构造成使热沉流体的至少一部分从热沉流体入口线选择性地流动至热沉流体出口，热沉流体的至少一部分与润滑剂热连通。