[发明专利]使用自主执行阀的高压压缩机扩张放气口

说明书

本发明提供一种燃气涡轮发动机压缩机放气组件(40)，包括：环状放气增压室(43)，位于环状外壳(50)与内壳(52)之间并且环绕压缩机(18)的压缩机流动通道(39)；上游放气口(54)和下游放气口(56)，所述上游放气口和下游放气口设置成穿过内壳(52)并且在上游级(44)和下游级(46)处，位于压缩机流动通道(39)与增压室(43)之间。放气通道(62)从下游放气口(56)经由放气增压室(43)延伸到放气出口(42)之外，所述放气出口设置成穿过外壳(50)。

技术领域

本发明大体上涉及一种燃气涡轮发动机压缩机放气口，并且确切地说，涉及一种从两个或更多个压缩机级提取两个或更多个部分的压缩机空气的放气口。

背景技术

燃气涡轮发动机，例如飞行器旁路涡轮风扇发动机，可以在多级轴流式压缩机级之间放气或提取空气，以用于各种用途，如于2001年12月4日授予Breeze-Stringfellow等人的标题为“高恢复多应用放气口”的美国专利6,325,595所述。所提取的空气通常称为二次空气，并且用于涡轮冷却、热腔清洗、防止结冰、压缩机间隙控制或者涡轮间隙控制，并且由于是供发动机使用，因此通常称为机内放气。二次空气还通常用于压缩飞行器机舱以及其他飞行器用途，因此称为燃烧器放气。机内放气流含量通常是压缩机流的恒定百分数(如，2％)，而客户放气要求通常不同(如，0-10％)。

典型的涡轮风扇型燃气涡轮发动机通常包括前风扇以及升压器或低压压缩机、中部核心发动机以及低压涡轮，用于为风扇以及升压器或低压压缩机提供动力。所述核心发动机包括以串行流关系连接在一起的高压压缩机(HPC)、燃烧器和高压涡轮(HPT)。所述核心发动机的高压压缩机和高压涡轮通过高压轴连接。来自高压压缩机的高压空气与燃烧器中的燃料混合并且点燃，以形成高能量气体流。所述气体流流过高压涡轮，以可旋转方式驱动该高压涡轮和高压轴，该高压轴进而以可旋转方式驱动高压压缩机。

离开高压涡轮的气体流膨胀穿过第二或低压涡轮(LPT)。所述低压涡轮提取气体流中的能量，用于经由低压轴以可旋转方式驱动风扇和升压压缩机。所述低压轴延伸穿过高压转子。所产生的大多数推力是由风扇产生的。船用或工业用燃气涡轮发动机具有低压涡轮，所述低压涡轮为发动机、船推进器、泵和其他装置提供动力，而涡轮螺旋桨发动机通常通过齿轮箱来使用低压涡轮驱动加螺旋桨。

典型的涡轮风扇飞行器发动机首先以低动力闲置模式操作，然后经历动力提升以便进行起飞和爬升操作。达到所需飞行高度下的巡航时，发动机以较低或中间动力设置操作。随着飞行器高度下降并且降落在跑道上，发动机也以较低动力操作，之后当发动机再次以高动力操作时，通常使用反推力操作。

一些发动机具有设置在HPC外径(OD)壳体处的放气口，用于供应机内和客户所用的空气。该等放气口如能从最远的HPC级收集放气，将有益于减小排出高热函流体所产生的负循环效果。但是，使用来自前HPC级的放气具有二次流回路驱动压力较小的负面效应。因此，需要提高从OD HPC放气口供应到二次流回路的放气的流动压力。

发明内容

本发明提供一种燃气涡轮发动机压缩机放气组件(40)，包括：环状放气增压室(43)，所述环状放气增压室径向设置在外壳(50)与内壳(52)之间，所述外壳和内壳环绕压缩机(18)的压缩机流动通道(39)；上游放气口(54)和下游放气口(56)，其设置成穿过所述内壳(52)并且分别在压缩机(18)的上游级(44)和下游级(46)处，径向地位于压缩机流动通道(39)与放气增压室(43)之间；放气通道(62)，所述放气通道从下游放气口(56)经由放气增压室(43)延伸到放气出口(42)之外，所述放气出口径向设置成穿过外壳(50)；以及设置在放气通道(62)中的自主执行阀(60)。

所述自主执行阀(60)可以设置在下游放气口(56)中，并且可以是提升阀(60)，并且可以设置成在起飞和/或爬升时打开。

所述上游级(44)和下游级(46)可以是压缩机(18)中的相邻级或者压缩机(18)中的隔开两级或多级的不相邻级。