入口预旋流燃气涡轮发动机制造技术

燃气涡轮发动机包括涡轮机和可由涡轮机旋转的风扇。风扇包括多个风扇轮叶，所述多个风扇轮叶中的每一个都限定沿着径向方向的风扇轮叶翼展。燃气涡轮发动机还包括外部机舱和多个部分翼展入口引导叶片，该外部机舱围绕多个风扇轮叶，多个部分翼展入口引导叶片沿着轴向方向在多个风扇轮叶前方的位置处附接到外部机舱。多个入口引导叶片中的每一个都沿着径向方向限定IGV翼展，所述IGV翼展为风扇轮叶翼展的至少大约百分之五并且最高达风扇轮叶翼展的大约百分之五十五。

Inlet Pre-swirl Gas Turbine Engine

Gas turbine engines include turbines and fans that can be rotated by turbines. The fan comprises a plurality of fan wheel blades, each of which is limited to the fan wheel blade wingspan along the radial direction. The gas turbine engine also includes an external cabin and a plurality of wing-span inlet guide vanes, which surround a plurality of fan blades, and a plurality of wing-span inlet guide vanes are attached to the external cabin along the axial direction at the position in front of a plurality of fan blades. Each of the multiple inlet guide blades defines the IGV wingspan along the radial direction. The IGV wingspan is at least about five percent of the fan blade wingspan and up to about fifty-five percent of the fan blade wingspan.

【技术实现步骤摘要】
入口预旋流燃气涡轮发动机
本专利技术涉及具有一个或多个特征的燃气涡轮发动机，所述一个或多个特征用于在操作期间预旋提供给燃气涡轮发动机的风扇的气流。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心通常包括呈串流顺序的压缩机部段、燃烧部段、涡轮部段和排气部段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机部段的入口，在所述压缩机部段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧部段为止。燃料利用燃烧部段内的一个或多个燃料喷嘴与压缩空气混合并燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧部段被传送到涡轮部段。燃烧气体流动通过涡轮部段对涡轮部段进行驱动且接着被传送通过排气部段例如排到大气。典型的燃气涡轮发动机包括涡轮部段内的驱动涡轮，其被构造为驱动例如压缩机部段的低压压缩机和风扇。为了更有效地操作燃气涡轮发动机，期望以相对高的旋转速度操作驱动涡轮。然而，风扇以相对较高的旋转速度旋转会导致效率低下，例如由风扇的风扇轮叶(fanblades)上的气流的冲击损失和流动分离而导致效率低下。因此，已经开发了具有减速齿轮箱的某些燃气涡轮发动机，其允许风扇旋转比驱动涡轮慢。然而，某些齿轮箱可能会增加燃气涡轮发动机的复杂性、重量和费用。因此，构造成允许驱动涡轮以相对较高且有效的旋转速度操作同时最小化风扇的相应低效率的燃气涡轮发动机将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本专利技术的实践而得知。在本公开的一个示例性实施例中，提供一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机限定轴向方向和径向方向。燃气涡轮发动机包括涡轮机和可由涡轮机旋转的风扇。风扇包括多个风扇轮叶，所述多个风扇轮叶中的每一个都限定沿着径向方向的风扇轮叶翼展。燃气涡轮发动机还包括外部机舱和多个部分翼展入口引导叶片(guidevanes)，该外部机舱围绕所述多个风扇轮叶，所述多个部分翼展入口引导叶片沿着轴向方向在所述多个风扇轮叶前方的位置处附接到外部机舱。所述多个入口引导叶片中的每一个都沿着径向方向限定IGV翼展，所述IGV翼展为风扇轮叶翼展的至少大约百分之五并且最高达风扇轮叶翼展的大约百分之五十五。在一些示例性方面中，所述IGV翼展在所述风扇轮叶翼展的大约百分之十五至所述风扇轮叶翼展的大约百分之四十五之间。在一些示例性方面中，所述IGV翼展在所述风扇轮叶翼展的大约百分之三十至所述风扇轮叶翼展的大约百分之四十之间。在一些示例性方面中，每个部分翼展入口引导叶片限定前缘、后缘和最大旋流角度，并且其中每个部分翼展入口引导叶片在所述后缘处的最大旋流角度在五度至三十五度之间。在一些示例性方面中，每个部分翼展入口引导叶片限定前缘、后缘和最大旋流角度，并且其中每个部分翼展入口引导叶片在所述后缘处的最大旋流角度在十二度至二十五度之间。在一些示例性方面中，每个部分翼展入口引导叶片限定前缘、后缘和沿着径向方向的外端，其中每个部分翼展入口引导叶片限定在靠近所述内端的所述后缘处的第一旋流角度和在靠近所述外端的所述后缘处的第二旋流角度，并且其中所述第二旋流角度大于所述第一旋流角度。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片限定大约0.5至大约1.5之间的实度(solidity)。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片限定大约0.9至1.0之间的实度。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片中的每一个都被构造成可变部分翼展入口引导叶片。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片包括在二十个部分翼展入口引导叶片至五十个部分翼展入口引导叶片之间。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片包括在三十个部分翼展入口引导叶片至四十五个部分翼展入口引导叶片之间。在一些示例性方面中，所述多个入口引导叶片中的每一个的内端能够大致沿着所述径向方向在延伸位置和缩回位置之间移动。在一些示例性方面中，所述燃气涡轮发动机还限定圆周方向，并且其中所述多个部分翼展入口引导叶片沿着所述圆周方向非均匀地间隔开。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片每个都限定纵向轴线，其中所述燃气涡轮发动机还限定圆周方向，其中所述径向方向和圆周方向一起限定参考平面，并且其中每个部分翼展入口引导叶片的纵向轴线与所述参考平面相交并且相对于所述参考平面限定在大约十度至大约三十度之间的扫掠角度。在一些示例性方面中，所述多个部分翼展入口引导叶片每个都限定后缘，其中每个部分翼展入口引导叶片的后缘限定非线性雕刻形状。在一些示例性方面中，燃气涡轮发动机还包括补偿空气供应组件，所述补偿空气供应组件与高压空气源气流连通以接收补偿气流，其中所述多个部分翼展入口引导叶片每个都限定后缘和后缘开口，其中所述后缘开口与所述补偿空气供应组件气流连通以接收所述补偿气流并且使这样的补偿气流在所述燃气涡轮发动机的操作期间穿过所述后缘开口。在本公开的另一个示例性实施例中，提供一种限定轴向方向和径向方向的涡扇发动机。涡扇发动机包括涡轮机和风扇，所述涡轮机包括涡轮部段，所述涡轮部段具有驱动涡轮，所述风扇能够通过所述涡轮机的驱动涡轮进行旋转，使得所述风扇能够通过所述驱动涡轮以与所述驱动涡轮相同的旋转速度旋转。风扇包括多个风扇轮叶，所述多个风扇轮叶中的每一个都限定沿着径向方向的风扇轮叶翼展。涡扇发动机还包括外部机舱和多个部分翼展入口引导叶片，该外部机舱围绕所述多个风扇轮叶，所述多个部分翼展入口引导叶片沿着轴向方向在所述多个风扇轮叶前方的位置处从外部机舱悬置。所述多个入口引导叶片中的每一个都沿着径向方向限定IGV翼展，所述IGV翼展为风扇轮叶翼展的至少大约百分之五并且最高达风扇轮叶翼展的大约百分之五十五。在一些示例性实施例中，所述IGV翼展在所述风扇轮叶翼展的大约百分之十五至所述风扇轮叶翼展的大约百分之四十五之间。在一些示例性实施例中，所述IGV翼展在所述风扇轮叶翼展的大约百分之三十至所述风扇轮叶翼展的大约百分之四十之间。在一些示例性实施例中，每个部分翼展入口引导叶片限定前缘、后缘和最大旋流角度，并且其中每个部分翼展入口引导叶片在所述后缘处的最大旋流角度在五度至三十五度之间。参考以下描述和所附权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例，且连同所述描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明本说明书中针对所属领域的技术人员来阐述本专利技术的完整且启发性公开内容，包括其最佳模式，本说明书参考了附图，其中：图1是根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面图。图2是图1的示例性燃气涡轮发动机的前端的近视示意性横截面图。图3是沿着图1的燃气涡轮发动机的轴向方向的图1的示例性燃气涡轮发动机的入口的示意图。图4是根据本公开的另一个示例性实施例的燃气涡轮发动机的入口的示意图；图5是图1的示例性燃气涡轮发动机的部分翼展入口引导叶片的横截面图，其沿着部分翼展入口引导叶片的翼展处于第一位置。图6是图1的示例性燃气涡轮发动机的部分翼展入口引导叶片的横截面图，其沿着部分翼展入口引导叶片的翼展处于第二位置处。图7是根据本公开的另一示例性实施例的燃气涡轮发动机的前端的近视示意性横截面图。图8是根据本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种限定轴向方向和径向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：涡轮机；风扇，所述风扇能够通过所述涡轮机进行旋转，所述风扇包括多个风扇轮叶，所述多个风扇轮叶中的每一个都限定沿着所述径向方向的风扇轮叶翼展；外部机舱，所述外部机舱围绕所述多个风扇轮叶；以及多个部分翼展入口引导叶片，所述多个部分翼展入口引导叶片沿着所述轴向方向在所述多个风扇轮叶前方的位置处附接到所述外部机舱，所述多个入口引导叶片中的每一个都沿着所述径向方向限定IGV翼展，所述IGV翼展为所述风扇轮叶翼展的至少大约百分之五并且最高达所述风扇轮叶翼展的大约百分之五十五。

【技术特征摘要】
2017.06.16 US 15/6252121.一种限定轴向方向和径向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：涡轮机；风扇，所述风扇能够通过所述涡轮机进行旋转，所述风扇包括多个风扇轮叶，所述多个风扇轮叶中的每一个都限定沿着所述径向方向的风扇轮叶翼展；外部机舱，所述外部机舱围绕所述多个风扇轮叶；以及多个部分翼展入口引导叶片，所述多个部分翼展入口引导叶片沿着所述轴向方向在所述多个风扇轮叶前方的位置处附接到所述外部机舱，所述多个入口引导叶片中的每一个都沿着所述径向方向限定IGV翼展，所述IGV翼展为所述风扇轮叶翼展的至少大约百分之五并且最高达所述风扇轮叶翼展的大约百分之五十五。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述IGV翼展在所述风扇轮叶翼展的大约百分之十五至所述风扇轮叶翼展的大约百分之四十五之间。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述IGV翼展在所述风扇轮叶翼展的大约百分之三十至所述风扇轮叶翼展的大约百分之四十之间。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中每个部分翼展入口引导叶片限定前缘、后缘和最大旋流角度，并且其中每个部分翼展入口引导叶片在所述后缘处的最大旋流角度在五度至三十五度之间。5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中每个部分翼展入口引导叶片限定前缘、后缘和最大旋流角度，并且其中每个部分翼展入口引导叶片在所述后缘处的最大旋流角度在十二度至二十五度之间。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ克罗格尔，BW米勒，TW格里，DW克拉尔，T纳卡诺，JD克莱门茨，BN蒙达尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US