本主題大體上涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)。
背景技術(shù):
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機大體上包括布置成與彼此流連通的風(fēng)扇和芯部。此外,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的芯部大體上包括呈串流順序的壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在操作中,空氣從風(fēng)扇提供至壓縮機區(qū)段的入口,其中,一個或更多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣,直到其到達(dá)燃燒區(qū)段。燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)與壓縮的空氣混合并且焚燒,以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段發(fā)送至渦輪區(qū)段。穿過燃燒區(qū)段的燃燒氣體流驅(qū)動燃燒區(qū)段,并且接著發(fā)送穿過排氣區(qū)段,例如,至大氣。在特定構(gòu)造中,燃燒區(qū)段由沿燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的軸向方向延伸的軸機械地聯(lián)接于壓縮機區(qū)段。
在操作期間,潤滑劑提供至芯部發(fā)動機和/或風(fēng)扇的各種構(gòu)件,以延長此類構(gòu)件的壽命,并且從此類構(gòu)件除去熱。潤滑劑收集在各種底殼中。例如,某些燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括定位在芯部發(fā)動機的主空氣流動路徑內(nèi)側(cè)的一個或更多個前發(fā)動機底殼,以及也定位在主空氣流動路徑內(nèi)側(cè)的一個或更多個后發(fā)動機底殼。定位在主空氣流動路徑外側(cè)的掃氣泵包括成將潤滑劑從底殼泵送到罐中。
底殼周圍的空氣壓力保持相對高,以減小潤滑劑從此類底殼泄漏和引起發(fā)動機的潛在風(fēng)險的可能性。例如,來自壓縮機區(qū)段的壓縮空氣可引入至底殼周圍的空隙。此外,至少某些燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括排泄器,其用于通過將空氣流從芯部發(fā)動機的主空氣流動路徑放出到軸向中心線中來降低底殼的內(nèi)部壓力。從主空氣流動路徑放出的空氣流生成穿過軸向中心線的空氣流和軸向中心線內(nèi)的負(fù)壓。底殼可通過空氣油分離器與軸向中心線空氣流連通,使得底殼中的至少一些空氣推入軸向中心線中,同時使油離心至底殼端壁用于清除,同時降低底殼內(nèi)的壓力。
然而,此類構(gòu)造可為低效和/或無效的。例如,排泄器可不能夠使軸向中心線內(nèi)的壓力減小期望量,因此需要底殼周圍的空隙保持在相對高的壓力和溫度下。此外,此類構(gòu)造可通過將空氣從主空氣流動路徑放出來減小燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的推力的量。因此,具有用于減小定位在主空氣流動路徑內(nèi)側(cè)的一個或更多個底殼中的壓力的一個或更多個特征的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機將是有用的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地闡述,或者可從描述為明顯的,或者可通過本發(fā)明的實踐學(xué)習(xí)。
在本公開的一個示例性實施例中,提供了一種限定徑向方向的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段,壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段一起限定芯部空氣流動路徑。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括沿徑向方向定位在芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè)的底殼,以及空氣泵,其沿徑向方向定位在芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè)用于將空氣流從底殼提供至芯部空氣流動路徑、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個。
在本公開的另一個示例性實施例中,提供了一種限定徑向方向的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段,壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段一起限定芯部空氣流動路徑。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括機械地聯(lián)接壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段的至少一部分的軸,以及沿徑向方向定位在芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè)的底殼。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括葉輪,其沿徑向方向定位在芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè)并且由軸驅(qū)動。葉輪定位成與底殼且與芯部空氣流動路徑、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個空氣流連通。
技術(shù)方案1. 一種限定徑向方向的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括:
壓縮機區(qū)段;
渦輪區(qū)段,所述壓縮機區(qū)段和所述渦輪區(qū)段一起限定芯部空氣流動路徑;
底殼,其沿所述徑向方向定位在所述芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè);以及
空氣泵,其沿所述徑向方向定位在所述芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè),用于將空氣流從所述底殼提供至所述芯部空氣流動路徑、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個。
技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括:
軸,其機械地聯(lián)接所述壓縮機區(qū)段的至少一部分和所述渦輪區(qū)段的至少一部分,所述空氣泵由所述軸驅(qū)動。
技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述空氣泵為葉輪。
技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括:
在所述空氣泵上游定位在由所述空氣泵生成的空氣流中的空氣油分離器。
技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案4所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括:
軸,其機械地聯(lián)接所述壓縮機區(qū)段的至少一部分和所述渦輪區(qū)段的至少一部分,所述空氣泵和所述空氣油分離器均由所述軸驅(qū)動。
技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述底殼為所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的前發(fā)動機底殼。
技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述底殼為所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的后發(fā)動機底殼。
技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案7所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述空氣泵定位在所述后發(fā)動機底殼附近,并且其中所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括
前發(fā)動機底殼,其通過所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的軸向中心線與所述空氣泵空氣流連通。
技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述底殼為第一后發(fā)動機底殼,并且其中所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括
第二后發(fā)動機底殼,其中所述第一后發(fā)動機底殼與所述第二后發(fā)動機底殼空氣流連通,并且其中所述第二后發(fā)動機底殼與所述空氣泵空氣流連通。
技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述壓縮機區(qū)段包括高壓壓縮機,其中所述渦輪區(qū)段包括高壓渦輪,其中所述高壓壓縮機由高壓軸傳動地連接于所述高壓渦輪,并且其中所述空氣泵由所述高壓軸驅(qū)動。
技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述壓縮機區(qū)段包括低壓壓縮機,其中所述渦輪區(qū)段包括低壓渦輪,其中所述低壓壓縮機由低壓軸傳動地連接于所述低壓渦輪,并且其中所述空氣泵由所述低壓軸驅(qū)動。
技術(shù)方案12. 一種限定徑向方向的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括:
壓縮機區(qū)段;
渦輪區(qū)段,所述壓縮機區(qū)段和所述渦輪區(qū)段一起限定芯部空氣流動路徑;
軸,其機械地聯(lián)接所述壓縮機區(qū)段和所述渦輪區(qū)段的至少一部分;
底殼,其沿所述徑向方向定位在所述芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè);以及
葉輪,其沿所述徑向方向定位在所述芯部空氣流動路徑內(nèi)側(cè)并且由所述軸驅(qū)動,所述葉輪定位成與所述底殼且與所述芯部空氣流動路徑、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個空氣流連通。
技術(shù)方案13. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述葉輪構(gòu)造用于生成從所述底殼至所述芯部空氣流動路徑或所述周圍位置中的至少一個的空氣流,并且其中所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括:
在所述葉輪上游定位在由所述葉輪生成的空氣流中的空氣油分離器。
技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述葉輪和所述空氣油分離器均由所述軸驅(qū)動。
技術(shù)方案15. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述底殼為所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的前發(fā)動機底殼。
技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述底殼為所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的后發(fā)動機底殼。
技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案16所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括:
通過所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的所述軸與所述葉輪空氣流連通的前發(fā)動機底殼。
技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述底殼為第一后發(fā)動機底殼,并且其中所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括
第二后發(fā)動機底殼,其中所述第一后發(fā)動機底殼與所述第二后發(fā)動機底殼空氣流連通,并且其中所述第二后發(fā)動機底殼與所述葉輪空氣流連通。
技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機還包括:
沿所述徑向方向定位在所述芯部空氣流動路徑外側(cè)的掃氣泵;以及
流體地連接所述底殼和所述掃氣泵的掃氣管線。
技術(shù)方案20. 根據(jù)技術(shù)方案12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,其特征在于,所述壓縮機區(qū)段包括低壓壓縮機,其中所述渦輪區(qū)段包括低壓渦輪,其中所述軸為傳動地連接所述低壓壓縮機和所述低壓渦輪的低壓軸,并且其中所述葉輪由所述低壓軸驅(qū)動。
本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將參照以下描述和所附權(quán)利要求變得更好理解。并入在本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例,并且連同描述用于說明本發(fā)明的原理。
附圖說明
包括針對本領(lǐng)域技術(shù)人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且開放的公開在參照附圖的說明書中闡述,在該附圖中:
圖1為根據(jù)本主題的各種實施例的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的示意性截面視圖。
圖2為圖1的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的前端的示意性近視圖。
圖3為圖1的示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的后端的示意性近視圖。
圖4為根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的前端的示意性近視圖。
圖5為根據(jù)本公開的又一個示例性實施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的前端的示意性近視圖。
部件列表
10 渦扇噴氣發(fā)動機
12 縱向或軸向中心線
14 風(fēng)扇區(qū)段
16 芯部渦輪發(fā)動機
18 前端
20 后端
22 外殼
24 入口
26 低壓壓縮機
28 高壓壓縮機
30 燃燒區(qū)段
32 高壓渦輪
34 低壓渦輪
36 噴氣排氣區(qū)段
38 高壓軸/轉(zhuǎn)軸
40 低壓軸/轉(zhuǎn)軸
42 芯部空氣流動路徑
44 風(fēng)扇
46 葉片
48 盤
50 促動部件
52 動力變速箱
54 機艙
56 風(fēng)扇殼或機艙
58 出口導(dǎo)葉
60 下游區(qū)段
62 旁通空氣流通路
64 空氣
66 入口
68 空氣的第一部分
70 空氣的第二部分
72 燃燒氣體
74 HP定子導(dǎo)葉
76 HP渦輪轉(zhuǎn)子葉片
78 LP定子導(dǎo)葉
80 LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片
82 風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段
84 熱氣體路徑
86 LP壓縮機定子導(dǎo)葉
88 LP壓縮機轉(zhuǎn)子葉片
90 HP壓縮機定子導(dǎo)葉
92 HP壓縮機轉(zhuǎn)子葉片
94 LP壓縮機框架
96 HP壓縮機框架
98 前發(fā)動機底殼
100 軸承
102 前空隙
104 密封件
106 HP渦輪的加重的基部
108 HP渦輪框架
110 LP渦輪的加重的基部
112 臂
114 LP渦輪框架
116 第一后發(fā)動機底殼
118 第二后發(fā)動機底殼
120 后空隙
122 密封件
124 空氣泵
126 空氣油分離器
128 空氣泵齒輪
130 空氣油分離器齒輪
132 跨接管
134 主空氣流管
136 出口管
138 軸向中心線
140 前發(fā)動機底殼的LP軸的開口
142 副空氣流管
144 前掃氣泵
146 后掃氣泵
148 前掃氣管線
150 后掃氣管線。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的本實施例,其一個或更多個實例在附圖中示出。詳細(xì)描述使用了數(shù)字和字母標(biāo)記來表示附圖中的特征。附圖和說明書中相似或類似的標(biāo)記用于表示本發(fā)明的相似或類似的部分。如本文中使用的,用語"第一"、"第二"和"第三"可以可互換地使用,以將一個構(gòu)件與另一個區(qū)分開,并且不旨在表示獨立構(gòu)件的位置或重要性。用語"上游"和"下游"是指關(guān)于流體通路中的流體流的相對方向。例如,"上游"是指流體流自的方向,并且"下游"是指流體流至的方向。
現(xiàn)在參照附圖,其中相同的數(shù)字遍及附圖指示相同元件,圖1為根據(jù)本公開的示例性實施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的示意性截面視圖。更具體而言,對于圖1的實施例,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機為本文中稱為"渦扇發(fā)動機10"的高旁通渦扇噴氣發(fā)動機10。然而,在其它實施例中,本公開的方面可并入到任何其它適合的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中。例如,在其它示例性實施例中,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可為無涵道渦扇發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機和航改燃?xì)鉁u輪發(fā)動機等。
如圖1中所示,渦扇發(fā)動機10限定軸向方向A(平行于出于參照提供的縱向中心線12延伸)和徑向方向R。大體上,渦扇10包括風(fēng)扇區(qū)段14和設(shè)置在風(fēng)扇區(qū)段14下游的芯部渦輪發(fā)動機16。
繪出的示例性芯部渦輪發(fā)動機16大體上沿軸向方向A在前端18與后端20之間延伸。此外,芯部渦輪發(fā)動機16包括大致管狀的外殼或罩22,其限定前端18處的環(huán)形入口24。罩22包圍成串流關(guān)系的包括增壓器或低壓(LP)壓縮機26和高壓(HP)壓縮機28的壓縮機區(qū)段;燃燒區(qū)段30;包括高壓(HP)渦輪32和低壓(LP)渦輪34的渦輪區(qū)段;以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段36。高壓(HP)軸或轉(zhuǎn)軸38將HP渦輪32傳動地連接于HP壓縮機28。低壓(LP)軸或轉(zhuǎn)軸40將LP渦輪34傳動地連接于LP壓縮機26。此外,壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段30、渦輪區(qū)段和噴氣排氣噴嘴區(qū)段36一起限定延伸穿過芯部渦輪發(fā)動機16的芯部空氣流動路徑42。
對于所繪實施例,風(fēng)扇區(qū)段14包括可變槳距風(fēng)扇44,其具有以間隔開的方式聯(lián)接于盤48的多個風(fēng)扇葉片46。如所繪,風(fēng)扇葉片46從盤48大體上沿徑向方向R向外延伸。各個風(fēng)扇葉片46能夠依靠風(fēng)扇葉片46操作性地聯(lián)接于適合的促動部件50關(guān)于盤48圍繞槳距軸線P旋轉(zhuǎn),適合的促動部件50構(gòu)造成一致地共同改變風(fēng)扇葉片46的槳距。風(fēng)扇葉片46、盤48和促動部件50能夠橫跨動力變速箱52通過LP軸40圍繞縱軸線12一起旋轉(zhuǎn)。動力變速箱52包括多個齒輪,用于使LP軸40的轉(zhuǎn)速逐步降低至更有效的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇速度。
如將在下面更詳細(xì)論述的,示例性渦扇發(fā)動機10還包括潤滑系統(tǒng)(未示出),其構(gòu)造成將潤滑劑提供至以下中的一個或更多個:壓縮機區(qū)段(包括LP壓縮機26和HP壓縮機28)、渦輪區(qū)段(包括HP渦輪32和LP渦輪34)、HP軸38、LP軸40、動力變速箱52、促動部件50和/或盤48。潤滑劑可收集在芯部渦輪發(fā)動機16內(nèi)的一個或更多個前和/或后發(fā)動機底殼中。此外,潤滑劑可延長此類構(gòu)件的可用壽命,并且/或者可從此類構(gòu)件除去一定量的熱。
仍參照圖1的示例性實施例,盤48由可旋轉(zhuǎn)的前槳轂蓋54覆蓋,其空氣動力地定輪廓成促進(jìn)空氣流穿過多個風(fēng)扇葉片46。此外,示例性風(fēng)扇區(qū)段14包括環(huán)形風(fēng)扇殼或外機艙56,其沿周向包繞風(fēng)扇44和/或芯部渦輪發(fā)動機16的至少一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的是,機艙56可構(gòu)造成由多個沿周向間隔開的出口導(dǎo)葉58關(guān)于芯部渦輪發(fā)動機16支承。此外,機艙56的下游區(qū)段60可在芯部渦輪發(fā)動機16的外部之上延伸,以便限定其間的旁通空氣流通路62。
在渦扇發(fā)動機10的操作期間,一定體積的空氣64通過機艙56和/或風(fēng)扇區(qū)段14的相關(guān)聯(lián)的入口66進(jìn)入渦扇10。當(dāng)一定體積的空氣64橫穿風(fēng)扇葉片46時,如由箭頭68指示的空氣64的第一部分引導(dǎo)或發(fā)送到旁通空氣流通路62中,并且如由箭頭70指示的空氣64的第二部分引導(dǎo)或發(fā)送到芯部空氣流動路徑42中,或更具體到LP壓縮機26中??諝獾牡谝徊糠?8與空氣的第二部分70之間的比率通常稱為旁通比??諝獾牡诙糠?0的壓力接著在其發(fā)送穿過LP壓縮機26、穿過HP壓縮機28并且到壓縮區(qū)段30中時增大,其中其與燃料混合并且焚燒以提供燃燒氣體72。
燃燒氣體72發(fā)送穿過HP渦輪32,其中,來自燃燒氣體72的熱能和/或動能的一部分經(jīng)由聯(lián)接于罩22的HP渦輪定子導(dǎo)葉74和聯(lián)接于HP軸38的HP渦輪轉(zhuǎn)子葉片76的連續(xù)級抽取,因此引起HP軸38旋轉(zhuǎn),由此支持HP壓縮機28的操作。燃燒氣體72接著發(fā)送穿過LP渦輪34,其中,熱能和動能的第二部分從燃燒氣體72經(jīng)由聯(lián)接于罩22的LP渦輪定子導(dǎo)葉78和聯(lián)接于LP軸40的LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片80的連續(xù)級抽取,因此引起LP軸40旋轉(zhuǎn),由此支持LP壓縮機26的操作和/或風(fēng)扇44的旋轉(zhuǎn)。
燃燒氣體72隨后發(fā)送穿過芯部渦輪發(fā)動機16的噴氣排氣噴嘴區(qū)段36來提供推進(jìn)推力。同時,空氣的第一部分68的壓力在空氣的第一部分68在其從渦扇10的風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段82排出之前發(fā)送穿過旁通空氣流通路62時顯著地增大,也提供了推進(jìn)推力。HP渦輪32、LP渦輪34和噴氣排氣噴嘴區(qū)段36至少部分地限定熱氣體路徑84,用于將燃燒氣體72發(fā)送穿過芯部渦輪發(fā)動機16。
現(xiàn)在參照圖2和3,分別提供了圖1的芯部渦輪發(fā)動機16的前端18和后端20的示意性近視圖。更具體而言,圖2提供了圖1的芯部渦輪發(fā)動機16的壓縮機區(qū)段的示意圖,并且圖3提供了圖1的芯部渦輪發(fā)動機16的渦輪區(qū)段的示意圖。
首先具體參照圖2,LP壓縮機26大體上包括多個靜止LP壓縮機定子導(dǎo)葉86和可旋轉(zhuǎn)LP轉(zhuǎn)子葉片88,用于壓縮通過入口24提供到芯部空氣流動路徑42中的空氣流。HP壓縮機28類似地包括多個靜止HP定子導(dǎo)葉90和可旋轉(zhuǎn)HP轉(zhuǎn)子葉片92,用于進(jìn)一步壓縮從LP壓縮機26提供的空氣流。LP壓縮機轉(zhuǎn)子葉片88中的各個通過LP壓縮機框架結(jié)構(gòu)94連接于LP軸40。更具體而言,對于繪出的實施例,LP壓縮機框架結(jié)構(gòu)94附接于風(fēng)扇44,風(fēng)扇44繼而附接于LP軸40。相比之下,HP壓縮機轉(zhuǎn)子葉片92中的各個通過HP壓縮機框架結(jié)構(gòu)96連接于HP軸38。
芯部渦輪發(fā)動機16的前端18還包括底殼,或更具體而言,前發(fā)動機底殼98。前發(fā)動機底殼98沿徑向方向R定位在芯部空氣流動路徑42內(nèi),并且構(gòu)造成接收或收集一定量的潤滑劑。例如,潤滑劑可提供至前發(fā)動機底殼98,以延長例如軸承100和定位在芯部渦輪發(fā)動機16的前端18中的其它構(gòu)件的壽命。為了降低從前發(fā)動機底殼98到前發(fā)動機底殼98周圍的前空隙102中的潤滑劑泄漏的風(fēng)險,多個密封件104設(shè)在例如各種框架結(jié)構(gòu)94,96、LP軸40和HP軸38之間。此外,為了進(jìn)一步降低從前發(fā)動機底殼98到前空隙102中的此類潤滑劑泄漏的風(fēng)險,前空隙102的空氣壓力關(guān)于前發(fā)動機底殼98內(nèi)的空氣壓力增大。例如,來自壓縮機區(qū)段的壓縮空氣可提供至前空隙102。前空隙102中的壓縮空氣可通過多個密封件104滲入前發(fā)動機底殼98中,防止了前發(fā)動機底殼98內(nèi)的任何潤滑劑沿相反方向通過此類密封件104滲入前空隙102中。
現(xiàn)在具體參照圖3,其示意性地繪出了芯部渦輪發(fā)動機16的渦輪區(qū)段,HP渦輪32定位在燃燒區(qū)段30的下游和LP渦輪34的上游。如先前所述,HP渦輪32包括多個靜止HP渦輪定子導(dǎo)葉74和多個可旋轉(zhuǎn)HP渦輪轉(zhuǎn)子葉片76。LP渦輪34類似地包括多個靜止LP渦輪定子導(dǎo)葉78,多個可旋轉(zhuǎn)LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片80。HP渦輪32和LP渦輪34均構(gòu)造用于從流過其的燃燒氣體72抽取附加的能量。
HP渦輪轉(zhuǎn)子葉片76中的各個包括連接于框架結(jié)構(gòu)108的加重基部106,其中框架結(jié)構(gòu)108附接于HP軸38(見圖2)。類似地,LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片80中的各個包括加重基部110。LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片80中的各個的加重基部110經(jīng)由多個臂112連接于彼此。此外,LP渦輪葉片80中的至少一個包括延伸部114,其繼而連接于LP軸40。
芯部渦輪發(fā)動機16的后端20還包括第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118,它們均沿渦扇發(fā)動機10的徑向方向R定位在芯部空氣流動路徑42內(nèi)側(cè)。第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118均構(gòu)造用于收納和收集潤滑劑。例如,第一后發(fā)動機底殼116和第二發(fā)動機底殼118可收集提供至軸承和定位在其中的其它構(gòu)件(未示出)的潤滑劑。
為了降低從相應(yīng)的底殼116,118到底殼116,118周圍的后空隙120中的此類潤滑劑泄漏的風(fēng)險,多個密封件122設(shè)在例如LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片延伸部114、LP軸40和形成第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118的各種其它框架部件之間。此外,為了進(jìn)一步降低從第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118到第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118周圍的后空隙120中的此類潤滑劑泄漏的風(fēng)險,第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118周圍的后空隙120的空氣壓力關(guān)于第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118內(nèi)的空氣壓力增大。更具體而言,來自例如壓縮機區(qū)段的壓縮空氣可提供到后空隙120中。后空隙120區(qū)域中的壓縮空氣可通過多個密封件122滲入第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118中,防止了第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118內(nèi)的任何潤滑劑通過此類密封件122滲入后空隙120中。
現(xiàn)在參照圖2和圖3兩者,為了進(jìn)一步減小底殼關(guān)于前空隙102和后空隙120的內(nèi)部壓力,空氣泵124沿徑向方向R定位在芯部空氣流動路徑42內(nèi),用于將空氣流從底殼中的一個或更多個提供至芯部空氣流動路徑42、旁通空氣路徑或周圍位置中的至少一個。具體而言,對于所繪實施例,空氣泵124定位成與前發(fā)動機底殼98、第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118中的各個空氣流連通。此外,空氣泵124還與芯部空氣流動路徑42、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個空氣流連通,用于將空氣排出至芯部空氣流動路徑42、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個。
芯部渦輪發(fā)動機16此外包括空氣油分離器126,其在空氣泵124上游定位在由空氣泵124生成的空氣流中。對于所繪實施例,空氣泵124構(gòu)造為葉輪,并且空氣泵124和空氣油分離器126兩者由LP軸40驅(qū)動??諝庥头蛛x器126構(gòu)造成從空氣流除去一定量的潤滑劑,該空氣流從各種底殼提供至空氣泵124。由空氣油分離器126除去的潤滑劑可由潤滑導(dǎo)管(未示出)發(fā)送回至前發(fā)動機底殼98、第一后發(fā)動機底殼116和/或第二后發(fā)動機底殼118中的一個或更多個??諝庥头蛛x器126可為能夠從空氣流除去潤滑劑的任何形式的空氣油分離器126。例如,在某些示例性實施例中,空氣油分離器126可包括旋轉(zhuǎn)擋板或其它網(wǎng)眼特征,其定位在由空氣泵124提供的空氣流中以將一定量的潤滑劑捕獲在其中。
此外,繪出的示例性空氣泵124由LP軸40通過一個或更多個齒輪128驅(qū)動,并且類似地,空氣油分離器126由LP軸40通過一個或更多個齒輪130驅(qū)動。然而,在其它示例性實施例中,空氣泵124和/或空氣油分離器126可此外或作為備選由LP軸40以任何其它適合的方式驅(qū)動。例如,在其它示例性實施例中,空氣泵124和/或空氣油分離器126可由LP軸40直接地驅(qū)動。此外或作為備選,空氣泵124可由LP軸40直接地驅(qū)動,或通過將空氣泵124機械地聯(lián)接于LP軸40的一個或更多個齒輪128驅(qū)動,并且空氣油分離器126可繼而機械地聯(lián)接于空氣泵124。
如所述,空氣泵124與多個底殼空氣流連通。更具體而言,如圖3中所繪,第一后發(fā)動機底殼116、第二后發(fā)動機底殼118、空氣油分離器126、空氣泵124和芯部空氣流動路徑42構(gòu)造成串流連通。例如,跨接管132提供用于流體地連接第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118,使得第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118空氣流連通;主空氣流管134提供用于流體地連接第二后發(fā)動機底殼118和空氣油分離器126,使得第二后發(fā)動機底殼118和空氣油分離器126空氣流連通;空氣油分離器126定位成直接鄰近空氣泵124(未示出),使得空氣油分離器126與空氣泵124空氣流連通;并且出口管136提供用于將空氣泵124流體地連接于芯部空氣流動路徑42,使得空氣泵124和芯部空氣流動路徑42空氣流連通。
然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是,在其它示例性實施例中,任何其它適合的構(gòu)造可提供用于將此類構(gòu)件定位成與彼此空氣流連通。例如,在其它示例性實施例中,一個或更多個附加管可提供用于流體地連接空氣油分離器126和空氣泵124。此外,在其它實施例中,底殼中的至少某些可與彼此直接空氣流連通。例如,開口可限定在第一后發(fā)動機底殼116與第二后發(fā)動機底殼118之間共用的壁中,使得第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118直接空氣流連通。此外,在又一些實施例中,空氣泵124可與芯部空氣流動路徑42的任何其它部分流體連通,或者作為備選,可與旁通空氣流動路徑或任何適合的周圍位置流體連通。例如,在其它示例性實施例中,空氣泵124可構(gòu)造成排出至芯部渦輪發(fā)動機16的排氣區(qū)段,或者可通過芯部空氣流動路徑42輸送至例如旁通空氣流通路62、旁通空氣流動路徑或周圍。
此外,對于所繪示例性實施例,空氣泵124進(jìn)一步通過芯部渦輪發(fā)動機16的軸向中心線138與前發(fā)動機底殼98空氣流連通。更具體而言,對于所繪實施例,開口140限定在LP軸40中,以允許空氣流從前發(fā)動機底殼98到芯部渦輪發(fā)動機16的軸向中心線138中。此外,副空氣流管142提供用于流體地連接軸向中心線138和空氣油分離器126,使得軸向中心線138與空氣泵124(經(jīng)由空氣油分離器126)空氣流連通。具體而言,對于所繪實施例,芯部渦輪發(fā)動機16構(gòu)造成使得前發(fā)動機底殼98、軸向中心線138、副空氣流管142、空氣油分離器126、空氣泵124、出口管136和芯部空氣流動路徑42所有都串聯(lián)空氣流連通。盡管未繪出,但在某些實施例中,附加空氣油分離器可定位在開口140中。此外,在其它示例性實施例中,前發(fā)動機底殼98可經(jīng)由第一和/或第二后發(fā)動機底殼與空氣泵124空氣流連通。例如,在其它示例性實施例中,LP軸40可包括一個或更多個開口,其到第一后發(fā)動機底殼和第二后發(fā)動機底殼中的一個或兩者中,使得第一后發(fā)動機底殼和第二后發(fā)動機底殼中的相應(yīng)一個與軸向中心線138空氣流連通。
根據(jù)此類示例性實施例的空氣泵可有效地減小發(fā)動機底殼內(nèi)的空氣壓力,以減小定位在其中的任何潤滑劑通過例如一個或更多個密封件泄漏到壓縮機區(qū)段或渦輪區(qū)段的空隙區(qū)域中的可能性。此外,根據(jù)此類示例性實施例的空氣泵可有效地減小發(fā)動機底殼內(nèi)的空氣壓力,而不需要使來自芯部空氣流動路徑的空氣流放出到芯部渦輪發(fā)動機的軸向中心線中。此外,假定空氣泵在減小發(fā)動機底殼內(nèi)的壓力方面的效率提高,包括根據(jù)本公開的示例性實施例的空氣泵可允許發(fā)動機底殼周圍的空隙保持在較低壓力和較低溫度下。
仍參照圖2和3,芯部渦輪發(fā)動機16還包括前掃氣泵144(圖2)和后掃氣泵146(圖3),它們均定位在沿徑向方向R位于芯部空氣流動路徑42外側(cè)的下罩區(qū)域中。前掃氣泵144在壓縮機區(qū)段中定位在芯部渦輪發(fā)動機16的前端18附近,并且后掃氣泵146在渦輪區(qū)段中定位在芯部渦輪發(fā)動機16的后端20附近。然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是,前掃氣泵144和后掃氣泵146可在其它示例性實施例中定位在任何其它適合的位置。此外,前掃氣泵144和/或后掃氣泵146可均包括多個掃氣泵。作為備選,芯部渦輪發(fā)動機16可改為僅包括定位在任何適合位置處的單個掃氣泵。
多個掃氣管線將前掃氣泵144和后掃氣泵146流體地連接于多個底殼。更具體而言,前掃氣管線148將前掃氣泵144流體地連接于前發(fā)動機底殼98(圖2),并且多個后掃氣管線150將后掃氣泵146流體地連接于第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118。如所繪,前掃氣管線148從前掃氣泵144延伸穿過芯部空氣流動路徑42至前發(fā)動機底殼98,并且多個后掃氣管線150從后掃氣泵146延伸穿過芯部空氣流動路徑42至第一后發(fā)動機底殼116和第二后發(fā)動機底殼118。一個或更多個支柱或其它結(jié)構(gòu)部件(未示出)可包括成包圍延伸穿過芯部空氣流動路徑42的前掃氣管線148和后掃氣管線150。
值得注意地,如上文所述,由于包括根據(jù)本公開的空氣泵,故發(fā)動機底殼周圍的空隙可保持在較低溫度和壓力下。因此,掃氣管線和包圍掃氣管線的任何支柱或其它結(jié)構(gòu)部件可具有減小的截面尺寸,和因此對穿過芯部空氣流動路徑的空氣流的減小的空氣動力沖擊。以該方式,包括根據(jù)本公開的空氣泵可進(jìn)一步提高渦扇發(fā)動機的效率。
然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是,圖2和圖3的示例性實施例僅經(jīng)由實例提供。此外,在其它示例性實施例中,空氣泵124可在芯部渦輪發(fā)動機16內(nèi)的任何適合位置處定位在芯部空氣流動路徑42內(nèi)。例如,在某些示例性實施例中,空氣泵124可定位在后發(fā)動機底殼98前方(見圖4),并且/或者可由HP軸38直接地或間接地驅(qū)動(見圖5)。
具體而言,現(xiàn)在參照圖4,提供了根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的芯部渦輪發(fā)動機16的前端18的示意性近視圖。對于圖4的示例性實施例,空氣泵124定位在前發(fā)動機底殼98前方,機械地聯(lián)接于LP軸40,使得空氣泵124由LP軸40驅(qū)動。圖4的空氣泵124構(gòu)造用于將空氣流從包括前發(fā)動機底殼98的多個底殼提供至芯部空氣流動路徑42、旁通空氣流動路徑或周圍位置中的至少一個。
此外,對于圖4的實施例,空氣油分離器126在空氣泵124上游設(shè)在由空氣泵124提供的空氣流中。主空氣流管134從空氣油分離器126延伸至前發(fā)動機底殼98,流體地連接空氣油分離器126和前發(fā)動機底殼98,使得空氣油分離器126(和空氣泵124)與前發(fā)動機底殼98空氣流連通。此外,出口管136流體地連接空氣泵124和芯部空氣流動路徑42,使得空氣泵124在LP壓縮機26下游和HP壓縮機上游的位置處與芯部空氣流動路徑42空氣流連通。然而,在其它實施例中,空氣泵124可改為經(jīng)由出口管136與芯部空氣流動路徑42、旁通空氣流動路徑或周圍位置的任何其它適合位置空氣流連通。
值得注意地,圖4的示例性實施例的空氣泵124可進(jìn)一步經(jīng)由軸向中心線138與一個或更多個后發(fā)動機底殼空氣流連通。更具體而言,如所示,LP軸40包括開口140,使得前發(fā)動機底殼98與軸向中心線138空氣流連通。關(guān)于此類實施例,LP軸40還可包括后端20中的類似開口,使得一個或更多個后發(fā)動機底殼也與軸向中心線138空氣流連通。因此,在某些示例性實施例中,一個或更多個后發(fā)動機底殼、軸向中心線138、前發(fā)動機底殼98、空氣油分離器126、空氣泵124和芯部空氣流動路徑42可均串聯(lián)空氣流連通。然而,在其它示例性實施例中,空氣泵124可經(jīng)由副空氣流管直接與軸向中心線138空氣流連通。
此外,現(xiàn)在參照圖5,提供了根據(jù)本公開的又一示例性實施例的芯部渦輪發(fā)動機16的前端18的示意性近視圖。對于圖5的示例性實施例,空氣泵124和空氣油分離器126定位在前發(fā)動機底殼98前方,并且機械地聯(lián)接于HP軸38,使得空氣泵124和空氣油分離器126由HP軸38驅(qū)動。圖5的空氣泵124和空氣油分離器126在其它情況下以與圖4中所繪和上文所述的示例性空氣泵124和空氣油分離器126大致相同的方式構(gòu)造。然而,值得注意地,通過將空氣泵124和空氣油分離器126機械地聯(lián)接于HP軸38,可實現(xiàn)用于空氣泵124和空氣油分離器126的增大的轉(zhuǎn)速。
然而,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是,在又一些示例性實施例中,可提供任何其它適合的構(gòu)造。例如,在其它示例性實施例中,渦扇發(fā)動機10可包括定位在芯部渦輪發(fā)動機16的前端18中的前空氣泵(見圖4),以及定位在芯部渦輪發(fā)動機16的后端20中的后空氣泵(圖3)。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是,本公開的方面可并入到任何其它適合的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中。例如,在其它示例性實施例中,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可包括任何其它適合的數(shù)量或構(gòu)造的前發(fā)動機底殼和/或后發(fā)動機底殼,并且還可包括本文中未描述或繪出的底殼。例如,在其它實施例中,燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可包括附屬變速箱底殼、動力變速箱底殼,或任何其它附加的底殼。
該書面的描述使用實例以公開本發(fā)明(包括最佳模式),并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如果這些其它實例包括不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件,或者如果這些其它實例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件,則這些其它實例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。