[发明专利]燃气涡轮发动机双密封圆柱形可变放泄阀

说明书

本发明公开一种燃气涡轮发动机可变放泄装置(48)，其包括：轴向相邻的环形增压器放泄后和前增压室(45、60)和在其间从过渡管道(29)大体径向向外延伸的环形公共壁(65)，布置在所述过渡管道(29)中的放泄入口(47)中的包括可变放泄阀门(50)的可变放泄阀(49)，所述可变放泄阀门(50)是围绕旋转轴线(160)可枢转或可旋转的可旋转阀体(51)的一部分或附连到所述可旋转阀体(51)，所述可变放泄阀门(50)可操作以打开和关闭通向所述后增压室(45)的所述放泄入口(47)，所述后增压室(45)位于并且从所述过渡管道(29)和所述放泄入口(47)径向向外延伸。

技术领域

本发明涉及增压器和核心发动机压缩机之间的燃气涡轮发动机可变放泄阀，并且更特别地，涉及用于防止喘振并且帮助提供热管理的这样的阀。

背景技术

在燃气涡轮发动机领域中公知的是在发动机周围提供可变放泄阀(VBV)，典型地是门，其打开以提供放泄流动路径以放出燃气涡轮发动机的增压器和核心发动机压缩机之间的压缩空气。空气通常从增压器和核心发动机压缩机之间的所谓的鹅颈管流动路径放泄。飞行器风扇喷气式燃气涡轮发动机和这样的发动机的海洋和工业衍生物已采用各种形式的弯曲流动路径和VBV放泄门，其缩回到流动路径壳体中从而形成通向放泄增压器或低压压缩机放泄空气流的放泄管道的入口，以避免发动机喘振并且改善发动机的可操作性。

涡轮风扇喷气式发动机(例如General Electric CF6和GE90系列发动机)具有成串行关系的风扇、增压器和核心发动机压缩机，由此通过风扇的空气的一部分管通到增压器并且然后管通到核心发动机压缩机。为了使核心发动机压缩机的入口空气流与其飞行操作要求匹配并且防止增压器失速，以增压器放泄管道的形式提供增压器可变放泄阀(VBV)，所述增压器放泄管道具有在增压器和核心发动机压缩机之间的入口和通向风扇管道的出口。增压器放泄管道的打开和关闭通常由周向布置的多个枢转门提供，所述多个枢转门缩回到发动机结构或壳体中并且由通过一个或多个燃料动力致动器提供动力的单个协调环操作。与Monhardt专利中的滑动门或阀相比，在授予Shipley等人的名称为“旁通阀机构(Bypass Valve Mechanism)”的美国专利No.3,638,428中公开了使用缩回枢转门的这样的防失速系统的例子。VBV的操作由发动机控制器调度，可以使用机械或数字电子类型。

热管理系统可以与燃气涡轮发动机一起使用以管理各种飞行器和发动机热负荷以及用作冷却流体的冷空气、油和燃料。放泄空气也供应到飞行器并且通常被称为回引放泄空气(customer bleed air)。热管理系统中的热交换器可以由风扇空气、风扇旁通管道空气以及通过鹅颈管并且由围绕发动机的可变放泄阀(VBV)放出的空气冷却。这些阀打开以提供放泄流动路径，从而放出燃气涡轮发动机的增压器和核心发动机压缩机之间的压缩空气。

现代高旁通比发动机包括较高压力的核心压缩机和较低压力的增压器，并且因此产生增压器出口和风扇旁通管道之间的较小压力差。这增加了将足够量的空气从增压器下游放泄到风扇旁通管道以防止增压器失速的难度。通过打开VBV门以将一些增压器流量转移到机外，控制增压器失速裕度，从而将增压器操作线控制在其失速线下方的点。

因此，非常期望具有用于包括较高压力的核心压缩机和较低压力的增压器的高旁通比发动机的可变放泄阀和系统，其从增压器的下游放泄足够量的空气以防止增压器失速。也非常期望具有有效的冷却空气放泄系统以帮助将冷却空气提供给用于发动机和飞行器的热管理系统并且提供给飞行器作为通常所谓的回引放泄空气。

发明内容