[发明专利]包括双速分离式压缩机的燃气涡轮发动机

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，或可通过本发明的实施而得知。

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。