GE叉指式涡轮发动机空气轴承冷却结构和热管理方

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近日,凭据GE获得过程的专利US10605168B2,GE所立异的系统设计能够答应在相对于雷同功率输出的其他燃气涡轮策动机,相对于现有的燃气涡轮策动机装备(例如涡轮电扇)增加高的旁通比和总压力比。GE所立异的系统经由改善旁通比和总压力比,从而增加总的燃气涡轮策动机效率。

高压涡轮机包孕在燃烧部门和高压涡轮机转子之间的喷嘴导向叶片,喷嘴导向叶片用于加快脱离燃烧部门的燃烧气体的流动,以沿着切线或圆周目的更慎密地匹配或高出高压涡轮转子速度。

常规的燃气涡轮动员机涡轮部门凡是离别包罗继续的固定和扭转翼型或叶片和叶片。该常规组织凡是限制进入和脱离叶片和叶片的每一级的燃烧气体的流动。然而,常规涡轮机部门,尤其是固定翼型件(即,叶片和喷嘴指导叶片)需要大量和大量的冷却空气,以避免因为热燃烧气体引起的损坏风险。

每每,喷嘴导向叶片被设计成承受沿着环空的最高燃烧气体温度(即热点),该最高燃烧气体温度或许显著大于沿着环空的平均燃烧气体温度。从而,传统的动员机被设计成使用来自压缩机部门的大量的冷却空气以减轻喷嘴导向叶片的构造损坏,磨损,劣化以及最终的维护和补缀的可能性。然而,这种冷却空气晦气地影响了整体动员机效率,机能,燃料损耗和可操作性,而这些能量原本可用于燃烧中以驱动涡轮,压缩机和电扇。

当确定燃气涡轮动员机需要进入维护和补缀距离时,喷嘴导向叶片平日是限制部件,从而限制了整体策动机机能和效率。

提高涡轮机区段效率的已知解决方案是使涡轮机区段的转子互相交叉的方案。例如,沿从纵向的上游端到下流端以串联流的体例摆设涡轮段,该涡轮段具有喷嘴指导叶片,高压涡轮转子,另一个涡轮叶片级(即固定翼型),以及与低压涡轮机交织的中压涡轮机。另一个已知的解决方案是以串联流动的体例设置涡轮机部门,该涡轮机部门具有喷嘴导向叶片,高压涡轮机转子以及此后的各类水平的叉指式转子,包罗低压,中压或高压涡轮机转子。

尽管有各类已知的解决方案,然则仍然需要设计可以使涡轮机部门朝向燃烧部门进一步互相交叉的构造。这就需要安置和操作涡轮截面轴承从而有效地使用压缩空气来进行轴承操作和动员机冷却。

GE所立异的系统设计消弭了对第一涡轮叶片或喷嘴指导叶片的需要,燃烧气体可能仅临时地承受燃烧热点的晦气影响,而不是根基上持续地或恒定地表露于燃烧气体中的较高温度。

因为削减了燃烧热点对涡轮机部门的晦气影响,GE的设计可以进一步改善燃烧不乱性,削减排放物,削减稀薄井喷(LBO)。


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