包括双速分离式压缩机的燃气涡轮发动机制造技术

燃气涡轮发动机包括低压压缩机、高压压缩机、涡轮和齿轮箱。高压压缩机包括分成前部部分和后部部分的多个级。高压压缩机的前部部分和后部部分中的一个或两个由涡轮通过齿轮箱驱动，使得前部部分和后部部分可以以不同的速度旋转。

Gas Turbine Engine Including Two-Speed Separation Compressor

Gas turbine engine includes low pressure compressor, high pressure compressor, turbine and gear box. The high pressure compressor consists of several stages which are divided into the front part and the rear part. One or two of the front and rear parts of a high-pressure compressor are driven by a turbine through a gearbox, allowing the front and rear parts to rotate at different speeds.

【技术实现步骤摘要】
包括双速分离式压缩机的燃气涡轮发动机
本公开主题大体上涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本主题涉及燃气涡轮发动机，其包括用于调节分离式压缩机的所选级的速度的齿轮箱。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上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一般包括呈串流次序的压缩机部段、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区段的入口，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且接着被传送通过排气区段例如到大气。传统燃气涡轮发动机的压缩机区段和涡轮区段通过一个或多个轴或阀芯联接。更具体地，低压压缩机和低压涡轮可以通过低压阀芯联接，高压压缩机和高压涡轮可以通过高压阀芯联接。然而，值得注意的是，多级压缩机的后级的转速通常受到具有较大半径的前级的尖端速度约束的限制。通过简单地增加其半径可以提高后级的尖端速度，但是相对于尖端间隙，叶片高度可能变得不可接受地小，这增加了给定级的损失。因此，具有改进的压缩机区段的燃气涡轮发动机将是有用的。更具体地，具有对于减小的压缩机尺寸和改进的性能和效率以不同速度旋转的多级的双速分离式压缩机将是特别有益的。
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施而得知。在本公开的一个示例性实施例中，燃气涡轮发动机包括包含涡轮的涡轮区段和位于涡轮区段的上游的压缩机区段，压缩机区段包括压缩机，压缩机包括前部部分和后部部分。燃气涡轮发动机还包括齿轮箱，压缩机的前部部分和后部部分中的至少一个由涡轮通过齿轮箱驱动。在本公开的另一示例性实施例中，燃气涡轮发动机包括包含涡轮的涡轮区段和位于涡轮区段的上游并且包括低压压缩机和高压压缩机的压缩机区段，高压压缩机包括前部部分和后部部分。燃气涡轮发动机还包括齿轮箱，高压压缩机的前部部分和后部部分中的至少一个由涡轮通过齿轮箱驱动。技术方案1.一种燃气涡轮发动机，其包括：涡轮区段，所述涡轮区段包括涡轮；压缩机区段，所述压缩机区段定位于所述涡轮区段的上游并且包括压缩机，所述压缩机包括前部部分和后部部分；以及齿轮箱，所述压缩机的前部部分和后部部分中的至少一个由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。技术方案2.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分包括第一多级压缩机转子叶片，所述第一多级压缩机转子叶片限定第一平均轴向间距，以及其中，所述压缩机的后部部分包括第二多级压缩机转子叶片，所述第二多级压缩机转子叶片限定第二平均轴向间距，以及其中，所述第二平均轴向间距小于或等于所述第一平均轴向间距的两倍。技术方案3.根据技术方案2所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第二平均轴向间距小于或等于所述第一平均轴向间距。技术方案4.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动，使得所述压缩机的所述前部部分构造成比所述压缩机的所述后部部分更慢地旋转。技术方案5.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分和所述后部部分均由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。技术方案6.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机是高压压缩机，其中所述压缩机区段还包括低压压缩机。技术方案7.根据技术方案6所述的燃气涡轮发动机，其中，所述涡轮是高压涡轮，并且其中所述涡轮区段还包括低压涡轮。技术方案8.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述齿轮箱是行星齿轮箱。技术方案9.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机区段还包括压缩机排放喷嘴模块，其中，所述齿轮箱安装至所述压缩机排放喷嘴模块。技术方案10.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述齿轮箱位于所述压缩机区段的压缩机的前方。技术方案11.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述齿轮箱沿着所述燃气涡轮发动机的轴向与所述压缩机的前部部分或所述压缩机的后部部分对齐。技术方案12.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分构造成在所述燃气涡轮发动机的第一圆周方向上旋转，其中，所述压缩机的所述后部部分构造成在所述燃气涡轮发动机的第二圆周方向上旋转，以及其中，所述燃气涡轮发动机的第一圆周方向与所述燃气涡轮发动机的第二圆周方向相反。技术方案13.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分构造成在所述燃气涡轮发动机的第一圆周方向上旋转，以及其中，所述压缩机的所述后部部分也构造成在所述燃气涡轮发动机的第一圆周方向上旋转。技术方案14.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其还包括：燃烧区段，其中，所述压缩机区段、所述燃烧区段和所述涡轮区段按串流顺序布置。技术方案15.根据技术方案14所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机区段包括离心压缩机。技术方案16.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其还包括：风扇，其中，所述风扇至少部分地由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。技术方案17.根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机是高压压缩机，其中，所述压缩机区段还包括低压压缩机，以及其中，所述低压压缩机由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。技术方案18.一种燃气涡轮发动机，其包括：涡轮区段，所述涡轮区段包括涡轮；压缩机区段，所述压缩机区段定位于所述涡轮区段的上游，包括低压压缩机和高压压缩机，所述高压压缩机包括前部部分和后部部分；以及齿轮箱，所述高压压缩机的前部部分和后部部分中的至少一个由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。技术方案19.根据技术方案18所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动，使得所述压缩机的所述前部部分构造成比所述压缩机的所述后部部分更慢地旋转。技术方案20.根据技术方案18所述的燃气涡轮发动机，其还包括：风扇，其中，所述风扇至少部分地由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。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、方面和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。附图说明在参考附图的说明书中阐述本专利技术的完全和充分的公开，包括其对于本领域普通技术人员而言的最佳模式。图1提供根据本主题的多种示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。图2提供根据本主题的示例性实施例的包括一个或多个齿轮箱的图1的示例性燃气涡轮发动机的示意性视图。图3提供根据本主题的示例性实施例的具有与齿轮箱可操作地联接的后区段和轴流式压缩机的燃气涡轮发动机的分离式压缩机的示意性横截面图。图4提供根据本主题的示例性实施例的具有与齿轮箱可操作地联接的中间区段和轴流式压缩机的燃气涡轮发动机的分离式压缩机的示意性横截面图。图5提供根据本主题的示例性实施例的具有与齿轮箱可操作地联接的前区段和轴流压缩机的燃气涡轮发动机的分离式压缩机的示意性横截面图。图6提供根据本主题的示例性实施例的具有与齿轮箱可操作地联接的后离心区段以及轴向离心压缩机的燃气涡轮发动机的分离式压缩机的示意性横截面图。图7提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气涡轮发动机，其包括：涡轮区段，所述涡轮区段包括涡轮；压缩机区段，所述压缩机区段定位于所述涡轮区段的上游并且包括压缩机，所述压缩机包括前部部分和后部部分；以及齿轮箱，所述压缩机的前部部分和后部部分中的至少一个由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。

【技术特征摘要】
2017.10.27 US 15/795,3801.一种燃气涡轮发动机，其包括：涡轮区段，所述涡轮区段包括涡轮；压缩机区段，所述压缩机区段定位于所述涡轮区段的上游并且包括压缩机，所述压缩机包括前部部分和后部部分；以及齿轮箱，所述压缩机的前部部分和后部部分中的至少一个由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分包括第一多级压缩机转子叶片，所述第一多级压缩机转子叶片限定第一平均轴向间距，以及其中，所述压缩机的后部部分包括第二多级压缩机转子叶片，所述第二多级压缩机转子叶片限定第二平均轴向间距，以及其中，所述第二平均轴向间距小于或等于所述第一平均轴向间距的两倍。3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第二平均轴向间距小于或等于所述第一平均轴向间距。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述压缩机的所述前部部分由所述涡轮通过所述齿轮箱驱动，使得所述压缩机的所述前部部分构造成比所述压缩机的所述后部部分更慢地旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·史密斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US