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1、10申请公布号CN104093941A43申请公布日20141008CN104093941A21申请号201280063775222申请日2012120713/331,06220111220USF01D11/04200601F01D25/18200601F02C7/0620060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人方宁BJ辛普森DH安斯蒂德AM雷科德DJ威尔蒂74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人朱铁宏何逵游54发明名称自适应喷射器系统57摘要提供了一种设备，其具有带第一压力下的流体流的第一区和带第二压力下的流体流的第二区。油槽腔设置成与第一区和油槽出口成流体连通。
2、。喷射器系统可具有贯穿的并且与第二区和油槽出口成流体连通的流体流动路径。喷射器系统可设有高度感应阀并且还可设有计量压力感应阀。喷射器系统还可设有第二计量压力感应阀并且还可设有孔板。计量压力感应阀可对第二区的计量压力作出反应。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014062086PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0683712012120787PCT国际申请的公布数据WO2013/130157EN2013090651INTCL权利要求书2页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图2页10申请公布号CN104093941。
3、ACN104093941A1/2页21一种用于燃气涡轮发动机的喷射器，包括具有第一压力下的第一流体流的第一区；具有第二压力下的第二流体流的第二区；与所述第一区和油槽出口成流体连通的润滑油槽腔；以及喷射器阀系统，所述喷射器阀系统具有贯穿的与所述第二区和所述油槽出口成流体连通的流体流动路径，并且包括高度感应阀和计量压力感应阀。2根据权利要求1所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述高度感应阀在等于以及低于海拔高度时保持打开而在所有其他条件下保持关闭。3根据权利要求1所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述用于燃气涡轮发动机的喷射器还包括通过所述流体流动路径与所述计量压力感应阀串。
4、联的孔板。4根据权利要求1所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述用于燃气涡轮发动机的喷射器还包括通过所述流体流动路径与所述高度感应阀串联的第二计量压力感应阀。5根据权利要求4所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述计量压力感应阀在等于以及低于第一计量压力时保持打开而在所有其他条件下保持关闭。6根据权利要求5所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述第二计量压力感应阀在等于以及低于第二计量压力时保持打开而在所有其他条件下保持关闭。7根据权利要求6所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述第一计量压力小于或等于所述第二计量压力。8根据权利要求4所述的用于燃气涡。
5、轮发动机的喷射器，其特征在于，所述计量压力感应阀和所述第二计量压力感应阀对所述第二区的计量压力作出反应。9一种用于燃气涡轮发动机的喷射器，包括具有第一压力下的第一流体流的第一区；具有第二压力下的第二流体流的第二区；与所述第一区和油槽出口成流体连通的润滑油槽腔；以及喷射器阀系统，所述喷射器阀系统具有贯穿的与所述第二区和所述油槽出口成流体连通的流体流动路径，并且包括通过所述流体流动路径与计量压力感应阀并联的高度感应阀。10根据权利要求9所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述高度感应阀在等于以及低于海拔高度时保持打开而在所有其他条件下保持关闭。11根据权利要求9所述的用于燃气涡轮发动机的。
6、喷射器，其特征在于，所述用于燃气涡轮发动机的喷射器还包括与所述计量压力感应阀串联的孔限制器板。12根据权利要求9所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述用于燃气涡轮发动机的喷射器还包括通过所述流体流动路径与所述高度感应阀串联的第二计量压力感应阀。13根据权利要求9所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述计量压力感应阀在等于以及低于所述第二区的第一计量压力时保持打开而在所有其他条件下保持权利要求书CN104093941A2/2页3关闭。14根据权利要求13所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述用于燃气涡轮发动机的喷射器还包括通过所述流体流动路径与所述高度感应阀串联。
7、的第二计量压力感应阀；其中，所述第二计量压力感应阀在等于以及低于所述第二区的第二计量压力时保持打开而在所有其他条件下保持关闭。15根据权利要求14所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述第一计量压力不同于所述第二计量压力。16根据权利要求14所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述第一计量压力小于或等于所述第二计量压力。17根据权利要求14所述的用于燃气涡轮发动机的喷射器，其特征在于，所述用于燃气涡轮发动机的喷射器还包括通过所述油槽出口和排出管与所述润滑油槽腔成流体连通的喷嘴。18一种设备，包括具有低压压缩机区和高压压缩机区的燃气涡轮发动机；所述低压压缩机区具有在第一压力下。
8、的流体流，所述第一压力对应于所述发动机的功率输出；所述高压压缩机区具有在第二压力下的流体流，所述第二压力对应于所述发动机的所述功率输出；与所述低压压缩机区和油槽腔出口成流体连通的润滑油槽腔；以及喷射器阀系统，所述喷射器阀系统具有贯穿的与所述高压压缩机区和所述油槽出口成流体连通的流体流动路径，并且包括高度感应阀、第一计量压力感应阀，以及第二计量压力感应阀；其中，所述高度感应阀通过所述流体流动路径与所述第一计量压力感应阀并联；以及其中，所述高度感应阀通过所述流体流动路径与所述第二计量压力感应阀串联。19根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述第一计量压力感应阀和所述第二计量压力感应阀对所述第二。
9、区的计量压力作出反应。20根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述设备还包括通过所述流体流动路径与所述第一计量压力感应阀串联的孔限制器。权利要求书CN104093941A1/4页4自适应喷射器系统技术背景0001所公开的实施例总体上属于燃气涡轮发动机，且具体地涉及以用于油槽密封增压为特征的自适应喷射器系统。发明内容0002本发明的第一实施例提供一种设有第一区和第二区的油槽SUMP增压和喷射器系统，第一区具有在第一压力下的流体流，以及第二区具有在第二压力下的流体流。润滑油槽腔设置成与第一区和油槽出口VENT成流体连通。喷射器阀系统可提供为具有贯穿的并且与第二区和油槽出口成流体连通的流体流动路。
10、径。喷射器阀系统可提供为具有高度ALTITUDE感应阀并且还可提供为具有计量压力感应阀。0003喷射器系统的另一个实施例可设有通过流体流动路径与计量压力感应阀并联的高度感应阀。计量压力感应阀还可设置成通过该流体流动路径与孔板串联。0004喷射器系统的另一个方案还可设有在流体流动路径中与高度感应阀串联的第二计量压力感应阀。0005喷射器系统的又一个方案可设有通过流体流动路径与第一计量压力感应阀并联的高度感应阀，该高度感应阀还可通过该流体流动路径与第二计量压力感应阀串联。孔板也可通过该流体流动路径与第一计量压力感应阀串联。0006计量压力感应阀可对第二区的计量压力作出反应。附图说明0007本发明的。
11、实施例在以下说明中被阐明0008图1是带有提供有本发明实施例的轴承油槽的燃气涡轮发动机的示意性截面图。0009图2是自适应喷射器阀系统的实施例。0010图3是不同于图2中所示的自适应喷射器阀系统的另一个实施例。具体实施方式0011典型的燃气涡轮发动机通常具有前端和后端以及其在两端之间直列式布置的若干部件。空气入口或进口在发动机的前端。朝向后端移动，依序的是，进口可设有风扇，接着是压缩机、燃烧室、涡轮机，以及在发动机后端处的喷嘴。本领域技术人员将容易明白，附加的部件也可包含在发动机中，举例而言，例如低压和高压压缩机、高压和低压涡轮机，以及外轴。然而，这并非穷尽性的列举。发动机还通常具有通过发动机。
12、的中心纵向轴线沿轴向设置的内轴。内轴连接至涡轮机和空气压缩机二者，使得涡轮机向空气压缩机提供旋转输入以驱动压缩机叶片。典型的燃气涡轮发动机还可认为具有贯穿的中心纵向轴线的外周。0012现在参见图1，提供了燃气涡轮发动机100的截面的示意性图示。所示的发动机100可用于常规的喷气式飞行器中。发动机100提供有贯穿设置的中心纵向轴线101。发动机100可设置在具有周围压力和温度条件的环境102中，该周围压力和温度条件可存在说明书CN104093941A2/4页5于发动机100正在使用的海拔处。风扇103可提供在发动机100的前端。在风扇之后，发动机100提供有与压缩机相关联的第一区104，该第一区。
13、包含供给密封增压空气108的低压和低温流体流。在第一区104之后，发动机100提供有在压缩机中更靠后的第二区106，该第二区包含供给喷射器供给空气107的高压和高温流体流。0013密封增压空气108被排放到密封增压室109中并对其加压，该密封增压室容纳轴承油槽和润滑系统200。油槽系统提供有油湿的润滑油槽腔201。油泵202提供加压油源204以润滑用于轴105的支撑轴承205。回油或废油206被抽取到泵202中、加压，并作为加压油源204被送回到油槽腔201中。0014油槽腔201经由一组旋转的油槽腔油密封件110与密封增压室109隔开。旋转油密封件110可为任何已知的类型，所示实例提供的是旋。
14、转迷宫密封件。由于旋转迷宫密封件的属性，来自第一区104的密封增压空气108可经由密封增压室109并穿过旋转迷宫密封件110泄漏到油槽腔201中。因此，油槽腔201经由旋转迷宫密封件110始终与第一区104成流体连通。0015密封增压室109还经由第二组旋转密封件112与下罩壳UNDERCOWL116隔开。类似于旋转油槽腔密封件110，第二组密封件112可为任何已知的类型，所示实例提供的是旋转迷宫密封件112。密封排出空气114可通过这些旋转迷宫密封件112泄漏到通常处于周围条件的下罩壳116中。0016如果密封增压室109的压力低于油槽腔201的压力，则在密封增压室109和油槽腔201之间将。
15、存在负的压力差。在这种情况下，油可从油槽腔201漏出，这通常可发生在低海拔和/或发动机100的低功率输出时。因此，喷射器系统提供为用以保持油槽腔201的压力低于密封增压室109的压力，使得在增压室109和油槽腔201之间存在正的压力差。当在增压室109和油槽腔201之间存在正的压力差时，密封增压空气108可流入油槽腔201并防止油泄漏。0017参见图1和图2，发动机100提供有自适应喷射器系统300，也称为空气射流喷射装置。喷射器系统300可经由喷射器喷嘴302与静止的中央排出管301成流体连通。通过所示的旋转中央排出管111或其他已知的排出回路，轴承油槽和润滑系统200还提供有油槽出口208。
16、。油槽排出空气118穿过该排出管111，并进入容纳喷射器喷嘴302的静止中央排出管301中。0018当喷射器系统打开时，喷射器喷嘴302将喷射器排放空气304远离油槽出口208喷入静止排出管301中并进入具有收缩结构或收缩器308的喷射器混合区段306。收缩器308在静止排出管中形成喷嘴。该喷嘴将喷射器排放空气304远离油槽出口208并穿过收缩器308喷出的动作产生了将油槽排出空气118从油槽腔201经过油槽出口208吸引的低压抽吸。此种抽吸在油槽腔201中产生了比否则没有喷射器系统300的情况时更低的压力，并产生了在密封增压室109和油槽腔201之间的正压力差。较低的油槽腔压力允许密封增压空。
17、气108进入油槽腔以帮助防止油从油槽腔油密封件110漏出。0019参见图2，现在将详细阐述自适应喷射器系统300的实施例。喷射器系统300可提供有阀壳体，该阀壳体可具有通向大约处于周围压力的下罩壳环境116的排出孔312。喷射器系统300还可提供有在壳体310内的喷射器流体流动路径313。喷射器流动路径313供给有来自第二区106的高压喷射器空气107。在该流体流动路径313内，可提供第一计量说明书CN104093941A3/4页6压力感应阀318、第二计量压力感应阀314，以及高度感应阀316。高度感应阀316可提供成通过流体流动路径113与第二计量压力感应阀314串联。第一计量压力感应阀3。
18、18可通过流体流动路径113与第二计量压力感应阀314和高度感应阀316并联。另外，孔限制器320可提供成通过流体流动路径313与第一计量压力感应阀318串联，并且可通过流体流动路径313与第二计量压力感应阀314和高度感应阀316并联。计量压力感应阀314、318测量喷射器供给空气107和下罩壳116环境之间的压力差并对该压力差作出反应，因为该下罩壳环境与周围条件相关。通常，由计量压力感应阀314、318读取的计量压力与发动机100的功率输出相关。0020高度感应阀316可在预定高度和低于预定高度时是打开的，而在高于该预定高度的所有其他条件时是关闭的。第一计量压力感应阀318可在第一预定计量。
19、压力和低于第一预定计量压力时保持打开，而在高于该预定计量压力的所有其他条件时是关闭的。第二计量压力感应阀314可在第二预定计量压力和低于第二预定计量压力时保持打开，而在高于该预定计量压力的所有其他条件时是关闭的。第二预定计量压力可不同于第一预定计量压力。另外，第二预定计量压力可大于或等于第一预定计量压力。0021当发动机100正在低海拔例如，地面水平和以低功率例如，在地面怠速期间或着陆进场期间运行并且计量压力低于第一和第二预定计量压力时，则所有阀314、316、318保持打开。在所有阀314、316、318打开的情况下，喷射器运行，这允许喷射器供给空气107自由地流过喷射器系统300并离开喷射。
20、器喷嘴302。流出喷嘴302的喷射器排放空气304产生在油槽出口208处导致较低压力的抽吸，从而在密封增压室109和油槽腔201之间产生正的压力差。0022当发动机高于预定高度时高度感应阀316关闭。然而，如果计量压力低于第一预定计量压力例如，与低发动机功率相关的压力，则第一和第二计量压力感应阀314、318两者可保持打开。在高度感应阀316关闭而第一计量压力感应阀318打开的情况下，喷射器供给空气107经引导通过第一计量压力感应阀318并通过孔限制器320。孔限制器320限制供给空气107流动，使得在喷嘴302处的抽吸相比之前的情形减小。在这些条件下，在油槽出口208处减小的抽吸相比之前使喷。
21、射器系统运行的情形中所需的抽吸足以在油槽腔201中保持合适的压力差。供给空气107的受限流动要求更少的空气远离发动机抽出，并且相比于供给空气107不受限且未经引导通过孔限制器320的情况更少地影响发动机的功率输出。另外，减小的抽吸可要求通过油泵202确保合适的回油，这可在泵202入口处以非常低的压力形成气穴。0023在低海拔和中等发动机功率时，高度感应阀316可保持打开。然而，计量压力感应阀314、318将关闭并且喷射器300将中止运行。在低海拔和高发动机功率时，例如在飞行的起飞或爬升/上升阶段时的情形，高度感应阀316将保持打开，但两个计量压力感应阀将关闭并且喷射器300将中止运行。在当喷射。
22、器300中止运行时的此类情形中，将无需防止油穿过油槽腔油密封件110泄漏。0024在高海拔时，例如在巡航高度和与巡航速度相关的发动机功率时，高度感应阀316和第一计量压力感应阀318将关闭。在此种情形中，喷射器系统300将中止运行，因为它无需防止油穿过油槽腔油密封件110泄漏。0025对于本文所公开的喷射器系统300而言，多种变型是可能的。例如，对于两个计量说明书CN104093941A4/4页7压力感应阀314、318来说，多个预定计量压力值是可能的。这些压力值可根据燃气轮机发动机100的设计方案和它的设计功率输出以及它被用于的环境来确定。0026由于孔限制器320，在喷射器喷嘴302处的多。
23、个抽吸水平是可能的。如上述实例中所示，在地面水平比在高处时可获得更高的抽吸能力。由于孔限制器320，在喷射器喷嘴302处减小的抽吸可足以帮助防止漏油，同时也防止油泵在最大海拔此时遭遇到的压力最小处形成气穴。0027另外，文中所述的喷射器系统300可采用文中所述的阀314、316、318中的任何且仅一个，或者采用文中所述的阀314、316、318中的任何且仅两个，或者带有或者没有孔板320。例如，参见图3，自适应喷射器阀系统300示出为具有与计量压力感应阀318和孔限制器320并联的高度感应阀316。应当明白，具有仅两个阀的这些实施例相比于图1和图2中所示的三个阀的实施例将不同地响应。0028所。
24、公开的实施例可提供各种改进的发动机系统特性，举例而言，例如提高的性能，例如更低的燃料消耗；更低的油以及一氧化氮和二氧化氮排放；以及更低的回油泵气穴风险。0029前述关于结构和方法的书面描述为说明目的而提供。若干实例用来公开本发明包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实施本发明包括制作和使用任意装置或系统以及实施任何所结合的方法。这些实例并非意图为穷尽性的，或者用以将本发明限制于所公开的精确步骤和/或形式，并且许多改动和变型根据上述教导是可能的。文中所述的特征可采用任何组合进行结合。文中所述的方法的步骤可采用物理上可行的任何顺序予以执行。本发明的可专利范围由所附权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。此类其他实例如果它们具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件或者如果它们包括与权利要求的字面语言并无实质区别的同等结构元件则认为在权利要求的范围内。说明书CN104093941A1/2页8图1说明书附图CN104093941A2/2页9图2图3说明书附图CN104093941A。