涡轮发动机密封和方法技术

本公开的方面大体上涉及涡轮发动机和操作方法，其中可在涡轮发动机内的外壳体和转子之间的腔内确定密封状态的变化。本公开的方面进一步涉及对涡轮发动机内的腔的空气供应。进一步涉及对涡轮发动机内的腔的空气供应。进一步涉及对涡轮发动机内的腔的空气供应。

【技术实现步骤摘要】
涡轮发动机密封和方法
[0001]关于联邦资助研发的声明产生该申请的项目已按照资助协议No. CS2
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LPA
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GAM
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2018/2019
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01获得欧盟的地平线2020研究和创新计划下的清洁天空2联合项目的资助。


[0002]本公开涉及操作涡轮发动机的方法，包括确定发动机内的密封状态。

技术介绍

[0003]涡轮发动机(并且特别地燃气或燃烧涡轮发动机)是旋转发动机，其从穿过发动机到多个旋转涡轮叶片上的燃烧气体的流提取能量。
[0004]涡轮发动机可包括(呈串行流布置)：前风扇组件，后风扇组件，用于压缩流过发动机的空气的至少一个压缩机，用于将燃料与压缩空气混合使得混合物可被点燃的燃烧器，以及至少一个涡轮。至少一个压缩机、燃烧器和至少一个涡轮有时被共同地称为核心发动机。在操作中，核心发动机生成燃烧气体，燃烧气体向下游排放到涡轮区段，涡轮区段从其提取能量以用于向前风扇组件和后风扇组件提供动力。涡轮发动机还可包括增压腔，增压腔被供以冷却空气，并自发动机内的燃烧气流密封。
[0005]涡轮发动机的压缩机区段和涡轮区段典型地包括多个串行布置的级，其中每个级包括配合的成组周向翼型件，其中一组与另一组轴向地间隔开。在其中转子被定子包围的涡轮发动机中，第一组翼型件包括围绕发动机中心线旋转的一组叶片，并且第二组翼型件包括一组固定静叶。在反向旋转涡轮发动机中，两组翼型件可呈成组叶片的形式，其中每个组在相反的方向上旋转。在这种情况下，反向旋转涡轮可包括具有可旋转地联接到前风扇组件的第一组翼型件的外转子，以及具有可旋转地联接到后风扇组件的第二组翼型件的内转子。外转子可与发动机的外壳体间隔开，并且可在它们之间提供冷却。

技术实现思路

[0006]在一个方面，本公开涉及一种操作涡轮发动机的方法。该方法包括：确定至少部分地限定在涡轮发动机内的外壳体和转子之间的腔内的密封状态的变化；以及基于确定的密封状态的变化增加到腔的冷却空气的供应。
[0007]在另一个方面，本公开涉及一种操作涡轮发动机的方法。该方法包括：感测涡轮发动机中的腔内的第一环境参数，至少基于第一环境参数确定腔中密封状态的变化，基于密封状态的变化确定到腔的冷却空气的所需供应，以及操作流体地联接到腔的阀以提供冷却空气的所需供应。
[0008]在又一个方面，本公开涉及一种涡轮发动机，包括：外壳体，其具有界定内部的壳体表面；第一转子，其位于外壳体内并具有与壳体表面间隔开的转子表面；至少一个密封件，其在壳体表面和转子表面之间延伸；腔，其至少部分地限定在转子表面、壳体表面和至少一个密封件之间；入口通道，其流体地联接到腔；可控阀，其位于入口通道内；至少一个传
感器，其位于腔内并被配置成提供指示环境参数的信号；以及控制器，其被配置成接收信号、确定至少一个密封件的密封状态的变化以及基于密封状态的变化来操作可控阀。
附图说明
[0009]在附图中：图1是根据本文描述的各个方面的涡轮发动机的示意性剖视图，该涡轮发动机包括反向旋转涡轮区段。
[0010]图2是图1的反向旋转涡轮区段的一部分的示意图。
[0011]图3是根据本文描述的各个方面的图2的反向旋转涡轮区段的部分的放大视图，示出了气流。
[0012]图4是示出根据本文描述的各个方面操作图1的涡轮发动机的方法的流程图。
[0013]图5是示出根据本文描述的各个方面操作图1的涡轮发动机的另一种方法的流程图。
具体实施方式
[0014]本文描述的公开的方面针对用于确定发动机内的密封状态或失效的设备和方法。出于说明的目的，将以涡轮发动机的形式描述一种示例性环境，在该示例性环境中可利用本公开的方面。在非限制性示例中，这种涡轮发动机可呈燃气涡轮发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机或涡轮风扇发动机的形式。然而，将理解的是，本文描述的公开的方面不限于此，并且可在其他环境内具有普遍适用性。例如，本公开可在其他发动机或载具中具有适用性，并且可用来在工业、商业和住宅应用中提供益处。
[0015]涡轮发动机可具有冷却腔，该腔自穿过发动机的热气体路径流体分离或密封。在非限制性示例中，冷却空气可流到腔中以用于各种目，包括保护腔中的仪器免受高温环境的影响或者向发动机的其他区域供应冷却空气。在密封状态、性能、功能等变化的情况下，发动机核心内的热气体可被摄入这些腔中。在这种变化的情况下的发动机处理传统上通过发动机控制器关闭发动机直到可进行进一步检查来解决。例如，响应于密封状态的确定变化，可在发动机内执行计划的构件释放。
[0016]本公开的方面提供了一种用于解决发动机腔内的密封状态、性能或功能的这种变化的设备和方法。这种变化可例如通过传感器或控制器来检测或确定，并且可响应于这种检测或确定的密封性能的变化来改变到腔的冷却空气供应，以便防止热气体摄入腔中。
[0017]如本文所使用，用语“上游”是指与流体流动方向相反的方向，并且用语“下游”是指与流体流在相同方向上的方向。用语“前”或“向前”是指构件前面的方向或位置，并且“后”或“向后”是指构件后面的方向或位置。例如，当在流体流方面使用时，前/向前可意指上游，并且后/向后可意指下游。
[0018]另外，如本文所使用，用语“径向”或“径向地”是指远离公共中心的方向。例如，在涡轮发动机的整体上下文中，径向是指沿着在发动机的中心纵向轴线和外发动机圆周之间延伸的射线的方向。此外，如本文所使用，用语“成组”或“一组”元件可为任意数量的元件，包括仅一个。
[0019]所有方向参考(例如，径向、轴向、近侧、远侧、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、
前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、向前、向后等)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不应该被理解为限制实施例(特别是关于位置、定向或本文所述的公开的方面的用途)。连接参考(例如，附接、联接、固定、连接、接合等)应被宽泛地解释，并且可包括一系列元件之间的中间部件和元件之间的相对运动，除非另外指示。因而，连接参考不一定意味着两个元件直接连接并且彼此是固定关系。单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数参考，除非上下文另外明确规定。
[0020]另外，如本文所使用，“控制器”或“控制器模块”可包括配置成或适于为可操作构件提供指令、控制、操作或任何形式的通信以实现其操作的构件。控制器模块可包括任何已知的处理器、微控制器或逻辑装置，包括但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、全权限数字发动机控制(FADEC)、比例控制器(P)、比例积分控制器(PI)、比例微分控制器(PD)、比例积分微分控制器(PID控制器)、硬件加速逻辑控制器(例如用于编码、解码、代码转换等)等、或者它们的组合。控制器模块的非限制性示例可配置成或适于运行、操作或以其他方式执行程序代码以实现操作或功能结果，包括执行各种方法、功能、处理任务、计算、比较、值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种操作涡轮发动机的方法，所述方法包括：确定至少部分地限定在所述涡轮发动机内的外壳体和转子之间的腔内的密封状态的变化；和基于密封状态的确定的变化，增加到所述腔的冷却空气的供应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括形成经由流体地联接到所述腔的吹扫路径离开所述腔的吹扫流。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括经由第一传感器向控制器传送指示所述腔内的第一环境参数的第一信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括经由所述控制器将所述第一信号与指示标称密封状态的阈值进行比较。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括经由所述控制器操作流体地联接到所述腔的阀以基于所述比较来控制所述冷却空气的供应。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括经由第二传感器向所述控制器传送第二信...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：通用电气阿维奥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：