[发明专利]利用可变排量叶轮泵的直接计量

说明书

相关文献的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(c)主张对具有美国专利申请序列号No. 61/946,048的题为“利用可变排量叶轮泵的直接计量”且提交日期为2014年2月28日的当前未决的临时申请的优先权和源自其的权益，该临时申请通过参照而全部并入本文中。

技术领域

本实施例大体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本实施例涉及但不限于用于燃气涡轮发动机的直接计量架构。

背景技术

典型的燃气涡轮发动机通常具有前端和后端，其中，其若干核心或推进构件轴向地定位在其间。空气入口或进口在燃气涡轮发动机的前端处。朝向后端移动，空气入口后依次跟随有压缩机、燃烧室和涡轮。本领域技术人员将容易理解，附加构件也可包括在燃气涡轮发动机中，例如低压和高压压缩机，和高压和低压涡轮。但是，这不是穷举的列表。燃气涡轮发动机还典型地具有内轴，该内轴沿着燃气涡轮发动机的中心纵向轴线轴向地布置。内轴连接至涡轮和空气压缩机二者，使得涡轮向空气压缩机提供旋转输入，以驱动压缩机叶片。

在操作中，空气在压缩机中加压并且在燃烧器中与燃料混合，以用于生成向下游流动穿过涡轮级的热燃烧气体。这些涡轮级从燃烧气体取出气体能量，并且将其转换成机械能。高压涡轮首先接受来自燃烧器的热燃烧气体，并包括定子喷嘴组件，定子喷嘴组件引导燃烧气体向下游穿过从支撑转子盘径向向外延伸的高压涡轮转子叶片排。在两级涡轮中，第二级定子喷嘴组件定位在第一级叶片的下游，该第一级叶片后又跟随有从第二支撑转子盘径向向外延伸的第二级转子叶片排。

为了向燃气涡轮发动机输送燃料，通常利用单个泵，该单个泵泵送燃料以用于燃料燃烧、燃料燃烧流，并且泵送燃料以用于阀促动、伺服流，并且抽吸燃料以用于外部装置(例如阀)的机械促动和定子位置、促动流。这些泵通常为固定排量类型的泵。但是，单个泵的不利方面是其通常浪费马力，因为这种泵的尺寸确定为提供比通常所需高的流量。另外，燃料可行进穿过旁通回路，这增加了燃料的热量并且降低了燃料吸收燃气涡轮发动机内的其他热源的能力。

关于伺服流，阀和促动器卡在一个位置并非是罕见的。当阀变化至未卡塞位置时，这产生了燃料的高需求。在将单个固定排量泵用于燃料燃烧流和伺服流二者的情况下，该高需求可从燃烧器的抽出大量燃料燃烧流，从而导致发动机的熄火。

如通过前述可见的，降低发动机的浪费的马力将是合乎需要，并且降低燃料的热增加也将是合乎需要的。另外，降低或消除发动机熄火的情况将是非常合乎需要的。

发明内容

提供一种直接计量架构，其具有计量泵和伺服泵，其中，计量和伺服泵由发动机轴借助于齿轮箱传动来驱动。该系统减少了以前在过大的固定排量泵下发生的浪费马力，减少了发动机熄火的情况，并且减少了增加至燃料的热量，这最终改善了发动机油冷却。

根据一些实施例，具有直接计量架构的燃气涡轮发动机燃料供应系统包括对齿轮箱提供机械功率输入的发动机功率分出轴，和对可变排量计量泵和伺服泵提供至少一个驱动输出的该齿轮箱。可变排量计量泵设为计量用于发动机燃烧的燃料的发动机燃烧流，并且伺服泵提供阀或促动器中的至少一个的促动所需的燃料的伺服流。燃料的伺服流和所述燃料的发动机燃烧流彼此隔离，并且减少燃料的伺服流与所述燃料的发动机燃烧流之间的交互作用。

根据一些实施例，用于对燃气涡轮发动机的供应燃料的直接计量架构包括伺服流回路，伺服流回路包括由联接至齿轮箱的发动机分出轴驱动的固定排量伺服泵。伺服泵可与伺服装置流动地连通，伺服可操作地连接至可变排量计量泵促动器，伺服流回路还包括至少一个返回线。发动机燃烧流回路包括可变排量计量泵，其可操作地连接至可变排量计量泵促动器。用于计量好的燃烧流的输出线和至少一个返回线。

根据其他实施例，用于燃气涡轮发动机燃料供应系统的直接计量架构包括对传动器提供机械功率输入的发动机功率分出轴，传动器对可变排量计量泵和伺服泵提供至少一个驱动输出。发动机燃烧流回路具有可变排量计量泵，其计量用于发动机燃烧的燃料的发动机燃烧流。伺服流回路具有伺服泵，该伺服泵为所述可变排量计量泵的促动提供燃料的伺服流。燃料的伺服流和燃料的发动机燃烧流彼此隔离，并且减少燃料的伺服流与燃料的发动机燃烧流之间的交互作用。

技术方案1：一种具有直接计量架构的燃气涡轮发动机燃料供应系统，包括：

发动机功率分出轴43，其对齿轮箱41提供机械功率输入；

所述齿轮箱，其对可变排量计量泵74和伺服泵50提供至少一个驱动输出；

所述可变排量计量泵，其计量燃料发动机燃烧的发动机燃烧流90；