CN106285948A - 燃气涡轮发动机 - Google Patents

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Abstract

提供了一种限定径向方向(R)的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机大体上包括压缩机区段和涡轮区段，压缩机区段和涡轮区段一起限定芯部空气流动路径(42)。燃气涡轮发动机还包括沿径向方向(R)定位在芯部空气流动路径(42)内侧的底壳。空气泵(124)沿径向方向(R)定位在芯部空气流动路径(42)内侧，用于提供来自底壳的空气流，以降低底壳的内部压力并且减小润滑剂从底壳泄漏的可能性。

Description

燃气涡轮发动机
技术领域
本主题大体上涉及用于燃气涡轮发动机的润滑系统。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流连通的风扇和芯部。此外，燃气涡轮发动机的芯部大体上包括呈串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，其中，一个或更多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过燃烧区段的燃烧气体流驱动燃烧区段，并且接着发送穿过排气区段，例如，至大气。在特定构造中，燃烧区段由沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的轴机械地联接于压缩机区段。
在操作期间，润滑剂提供至芯部发动机和/或风扇的各种构件，以延长此类构件的寿命，并且从此类构件除去热。润滑剂收集在各种底壳中。例如，某些燃气涡轮发动机包括定位在芯部发动机的主空气流动路径内侧的一个或更多个前发动机底壳，以及也定位在主空气流动路径内侧的一个或更多个后发动机底壳。定位在主空气流动路径外侧的扫气泵包括成将润滑剂从底壳泵送到罐中。
底壳周围的空气压力保持相对高，以减小润滑剂从此类底壳泄漏和引起发动机的潜在风险的可能性。例如，来自压缩机区段的压缩空气可引入至底壳周围的空隙。此外，至少某些燃气涡轮发动机包括排泄器，其用于通过将空气流从芯部发动机的主空气流动路径放出到轴向中心线中来降低底壳的内部压力。从主空气流动路径放出的空气流生成穿过轴向中心线的空气流和轴向中心线内的负压。底壳可通过空气油分离器与轴向中心线空气流连通，使得底壳中的至少一些空气推入轴向中心线中，同时使油离心至底壳端壁用于清除，同时降低底壳内的压力。
然而，此类构造可为低效和/或无效的。例如，排泄器可不能够使轴向中心线内的压力减小期望量，因此需要底壳周围的空隙保持在相对高的压力和温度下。此外，此类构造可通过将空气从主空气流动路径放出来减小燃气涡轮发动机的推力的量。因此，具有用于减小定位在主空气流动路径内侧的一个或更多个底壳中的压力的一个或更多个特征的燃气涡轮发动机将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种限定径向方向的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括压缩机区段和涡轮区段，压缩机区段和涡轮区段一起限定芯部空气流动路径。燃气涡轮发动机还包括沿径向方向定位在芯部空气流动路径内侧的底壳，以及空气泵，其沿径向方向定位在芯部空气流动路径内侧用于将空气流从底壳提供至芯部空气流动路径、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个。
在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种限定径向方向的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括压缩机区段和涡轮区段，压缩机区段和涡轮区段一起限定芯部空气流动路径。燃气涡轮发动机还包括机械地联接压缩机区段和涡轮区段的至少一部分的轴，以及沿径向方向定位在芯部空气流动路径内侧的底壳。燃气涡轮发动机还包括叶轮，其沿径向方向定位在芯部空气流动路径内侧并且由轴驱动。叶轮定位成与底壳且与芯部空气流动路径、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个空气流连通。
技术方案1. 一种限定径向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
压缩机区段；
涡轮区段，所述压缩机区段和所述涡轮区段一起限定芯部空气流动路径；
底壳，其沿所述径向方向定位在所述芯部空气流动路径内侧；以及
空气泵，其沿所述径向方向定位在所述芯部空气流动路径内侧，用于将空气流从所述底壳提供至所述芯部空气流动路径、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个。
技术方案2. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
轴，其机械地联接所述压缩机区段的至少一部分和所述涡轮区段的至少一部分，所述空气泵由所述轴驱动。
技术方案3. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述空气泵为叶轮。
技术方案4. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
在所述空气泵上游定位在由所述空气泵生成的空气流中的空气油分离器。
技术方案5. 根据技术方案4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
轴，其机械地联接所述压缩机区段的至少一部分和所述涡轮区段的至少一部分，所述空气泵和所述空气油分离器均由所述轴驱动。
技术方案6. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为所述燃气涡轮发动机的前发动机底壳。
技术方案7. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为所述燃气涡轮发动机的后发动机底壳。
技术方案8. 根据技术方案7所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述空气泵定位在所述后发动机底壳附近，并且其中所述燃气涡轮发动机还包括
前发动机底壳，其通过所述燃气涡轮发动机的轴向中心线与所述空气泵空气流连通。
技术方案9. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为第一后发动机底壳，并且其中所述燃气涡轮发动机还包括
第二后发动机底壳，其中所述第一后发动机底壳与所述第二后发动机底壳空气流连通，并且其中所述第二后发动机底壳与所述空气泵空气流连通。
技术方案10. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述压缩机区段包括高压压缩机，其中所述涡轮区段包括高压涡轮，其中所述高压压缩机由高压轴传动地连接于所述高压涡轮，并且其中所述空气泵由所述高压轴驱动。
技术方案11. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述压缩机区段包括低压压缩机，其中所述涡轮区段包括低压涡轮，其中所述低压压缩机由低压轴传动地连接于所述低压涡轮，并且其中所述空气泵由所述低压轴驱动。
技术方案12. 一种限定径向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
压缩机区段；
涡轮区段，所述压缩机区段和所述涡轮区段一起限定芯部空气流动路径；
轴，其机械地联接所述压缩机区段和所述涡轮区段的至少一部分；
底壳，其沿所述径向方向定位在所述芯部空气流动路径内侧；以及
叶轮，其沿所述径向方向定位在所述芯部空气流动路径内侧并且由所述轴驱动，所述叶轮定位成与所述底壳且与所述芯部空气流动路径、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个空气流连通。
技术方案13. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述叶轮构造用于生成从所述底壳至所述芯部空气流动路径或所述周围位置中的至少一个的空气流，并且其中所述燃气涡轮发动机还包括：
在所述叶轮上游定位在由所述叶轮生成的空气流中的空气油分离器。
技术方案14. 根据技术方案13所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述叶轮和所述空气油分离器均由所述轴驱动。
技术方案15. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为所述燃气涡轮发动机的前发动机底壳。
技术方案16. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为所述燃气涡轮发动机的后发动机底壳。
技术方案17. 根据技术方案16所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
通过所述燃气涡轮发动机的所述轴与所述叶轮空气流连通的前发动机底壳。
技术方案18. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为第一后发动机底壳，并且其中所述燃气涡轮发动机还包括
第二后发动机底壳，其中所述第一后发动机底壳与所述第二后发动机底壳空气流连通，并且其中所述第二后发动机底壳与所述叶轮空气流连通。
技术方案19. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
沿所述径向方向定位在所述芯部空气流动路径外侧的扫气泵；以及
流体地连接所述底壳和所述扫气泵的扫气管线。
技术方案20. 根据技术方案12所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述压缩机区段包括低压压缩机，其中所述涡轮区段包括低压涡轮，其中所述轴为传动地连接所述低压压缩机和所述低压涡轮的低压轴，并且其中所述叶轮由所述低压轴驱动。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于说明本发明的原理。
附图说明
包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：
图1为根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图。
图2为图1的示例性燃气涡轮发动机的前端的示意性近视图。
图3为图1的示例性燃气涡轮发动机的后端的示意性近视图。
图4为根据本公开的另一个示例性实施例的燃气涡轮发动机的前端的示意性近视图。
图5为根据本公开的又一个示例性实施例的燃气涡轮发动机的前端的示意性近视图。
部件列表
10 涡扇喷气发动机
12 纵向或轴向中心线
14 风扇区段
16 芯部涡轮发动机
18 前端
20 后端
22 外壳
24 入口
26 低压压缩机
28 高压压缩机
30 燃烧区段
32 高压涡轮
34 低压涡轮
36 喷气排气区段
38 高压轴/转轴
40 低压轴/转轴
42 芯部空气流动路径
44 风扇
46 叶片
48 盘
50 促动部件
52 动力变速箱
54 机舱
56 风扇壳或机舱
58 出口导叶
60 下游区段
62 旁通空气流通路
64 空气
66 入口
68 空气的第一部分
70 空气的第二部分
72 燃烧气体
74 HP定子导叶
76 HP涡轮转子叶片
78 LP定子导叶
80 LP涡轮转子叶片
82 风扇喷嘴排气区段
84 热气体路径
86 LP压缩机定子导叶
88 LP压缩机转子叶片
90 HP压缩机定子导叶
92 HP压缩机转子叶片
94 LP压缩机框架
96 HP压缩机框架
98 前发动机底壳
100 轴承
102 前空隙
104 密封件
106 HP涡轮的加重的基部
108 HP涡轮框架
110 LP涡轮的加重的基部
112 臂
114 LP涡轮框架
116 第一后发动机底壳
118 第二后发动机底壳
120 后空隙
122 密封件
124 空气泵
126 空气油分离器
128 空气泵齿轮
130 空气油分离器齿轮
132 跨接管
134 主空气流管
136 出口管
138 轴向中心线
140 前发动机底壳的LP轴的开口
142 副空气流管
144 前扫气泵
146 后扫气泵
148 前扫气管线
150 后扫气管线。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的本实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。详细描述使用了数字和字母标记来表示附图中的特征。附图和说明书中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中使用的，用语"第一"、"第二"和"第三"可以可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，并且不旨在表示独立构件的位置或重要性。用语"上游"和"下游"是指关于流体通路中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体流自的方向，并且"下游"是指流体流至的方向。
现在参照附图，其中相同的数字遍及附图指示相同元件，图1为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为本文中称为"涡扇发动机10"的高旁通涡扇喷气发动机10。然而，在其它实施例中，本公开的方面可并入到任何其它适合的燃气涡轮发动机中。例如，在其它示例性实施例中，燃气涡轮发动机可为无涵道涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和航改燃气涡轮发动机等。
如图1中所示，涡扇发动机10限定轴向方向A(平行于出于参照提供的纵向中心线12延伸)和径向方向R。大体上，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的芯部涡轮发动机16。
绘出的示例性芯部涡轮发动机16大体上沿轴向方向A在前端18与后端20之间延伸。此外，芯部涡轮发动机16包括大致管状的外壳或罩22，其限定前端18处的环形入口24。罩22包围成串流关系的包括增压器或低压(LP)压缩机26和高压(HP)压缩机28的压缩机区段；燃烧区段30；包括高压(HP)涡轮32和低压(LP)涡轮34的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段36。高压(HP)轴或转轴38将HP涡轮32传动地连接于HP压缩机28。低压(LP)轴或转轴40将LP涡轮34传动地连接于LP压缩机26。此外，压缩机区段、燃烧区段30、涡轮区段和喷气排气喷嘴区段36一起限定延伸穿过芯部涡轮发动机16的芯部空气流动路径42。
对于所绘实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇44，其具有以间隔开的方式联接于盘48的多个风扇叶片46。如所绘，风扇叶片46从盘48大体上沿径向方向R向外延伸。各个风扇叶片46能够依靠风扇叶片46操作性地联接于适合的促动部件50关于盘48围绕桨距轴线P旋转，适合的促动部件50构造成一致地共同改变风扇叶片46的桨距。风扇叶片46、盘48和促动部件50能够横跨动力变速箱52通过LP轴40围绕纵轴线12一起旋转。动力变速箱52包括多个齿轮，用于使LP轴40的转速逐步降低至更有效的旋转风扇速度。
如将在下面更详细论述的，示例性涡扇发动机10还包括润滑系统(未示出)，其构造成将润滑剂提供至以下中的一个或更多个：压缩机区段(包括LP压缩机26和HP压缩机28)、涡轮区段(包括HP涡轮32和LP涡轮34)、HP轴38、LP轴40、动力变速箱52、促动部件50和/或盘48。润滑剂可收集在芯部涡轮发动机16内的一个或更多个前和/或后发动机底壳中。此外，润滑剂可延长此类构件的可用寿命，并且/或者可从此类构件除去一定量的热。
仍参照图1的示例性实施例，盘48由可旋转的前桨毂盖54覆盖，其空气动力地定轮廓成促进空气流穿过多个风扇叶片46。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱56，其沿周向包绕风扇44和/或芯部涡轮发动机16的至少一部分。本领域技术人员将认识到的是，机舱56可构造成由多个沿周向间隔开的出口导叶58关于芯部涡轮发动机16支承。此外，机舱56的下游区段60可在芯部涡轮发动机16的外部之上延伸，以便限定其间的旁通空气流通路62。
在涡扇发动机10的操作期间，一定体积的空气64通过机舱56和/或风扇区段14的相关联的入口66进入涡扇10。当一定体积的空气64横穿风扇叶片46时，如由箭头68指示的空气64的第一部分引导或发送到旁通空气流通路62中，并且如由箭头70指示的空气64的第二部分引导或发送到芯部空气流动路径42中，或更具体到LP压缩机26中。空气的第一部分68与空气的第二部分70之间的比率通常称为旁通比。空气的第二部分70的压力接着在其发送穿过LP压缩机26、穿过HP压缩机28并且到压缩区段30中时增大，其中其与燃料混合并且焚烧以提供燃烧气体72。
燃烧气体72发送穿过HP涡轮32，其中，来自燃烧气体72的热能和/或动能的一部分经由联接于罩22的HP涡轮定子导叶74和联接于HP轴38的HP涡轮转子叶片76的连续级抽取，因此引起HP轴38旋转，由此支持HP压缩机28的操作。燃烧气体72接着发送穿过LP涡轮34，其中，热能和动能的第二部分从燃烧气体72经由联接于罩22的LP涡轮定子导叶78和联接于LP轴40的LP涡轮转子叶片80的连续级抽取，因此引起LP轴40旋转，由此支持LP压缩机26的操作和/或风扇44的旋转。
燃烧气体72随后发送穿过芯部涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段36来提供推进推力。同时，空气的第一部分68的压力在空气的第一部分68在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段82排出之前发送穿过旁通空气流通路62时显著地增大，也提供了推进推力。HP涡轮32、LP涡轮34和喷气排气喷嘴区段36至少部分地限定热气体路径84，用于将燃烧气体72发送穿过芯部涡轮发动机16。
现在参照图2和3，分别提供了图1的芯部涡轮发动机16的前端18和后端20的示意性近视图。更具体而言，图2提供了图1的芯部涡轮发动机16的压缩机区段的示意图，并且图3提供了图1的芯部涡轮发动机16的涡轮区段的示意图。
首先具体参照图2，LP压缩机26大体上包括多个静止LP压缩机定子导叶86和可旋转LP转子叶片88，用于压缩通过入口24提供到芯部空气流动路径42中的空气流。HP压缩机28类似地包括多个静止HP定子导叶90和可旋转HP转子叶片92，用于进一步压缩从LP压缩机26提供的空气流。LP压缩机转子叶片88中的各个通过LP压缩机框架结构94连接于LP轴40。更具体而言，对于绘出的实施例，LP压缩机框架结构94附接于风扇44，风扇44继而附接于LP轴40。相比之下，HP压缩机转子叶片92中的各个通过HP压缩机框架结构96连接于HP轴38。
芯部涡轮发动机16的前端18还包括底壳，或更具体而言，前发动机底壳98。前发动机底壳98沿径向方向R定位在芯部空气流动路径42内，并且构造成接收或收集一定量的润滑剂。例如，润滑剂可提供至前发动机底壳98，以延长例如轴承100和定位在芯部涡轮发动机16的前端18中的其它构件的寿命。为了降低从前发动机底壳98到前发动机底壳98周围的前空隙102中的润滑剂泄漏的风险，多个密封件104设在例如各种框架结构94,96、LP轴40和HP轴38之间。此外，为了进一步降低从前发动机底壳98到前空隙102中的此类润滑剂泄漏的风险，前空隙102的空气压力关于前发动机底壳98内的空气压力增大。例如，来自压缩机区段的压缩空气可提供至前空隙102。前空隙102中的压缩空气可通过多个密封件104渗入前发动机底壳98中，防止了前发动机底壳98内的任何润滑剂沿相反方向通过此类密封件104渗入前空隙102中。
现在具体参照图3，其示意性地绘出了芯部涡轮发动机16的涡轮区段，HP涡轮32定位在燃烧区段30的下游和LP涡轮34的上游。如先前所述，HP涡轮32包括多个静止HP涡轮定子导叶74和多个可旋转HP涡轮转子叶片76。LP涡轮34类似地包括多个静止LP涡轮定子导叶78，多个可旋转LP涡轮转子叶片80。HP涡轮32和LP涡轮34均构造用于从流过其的燃烧气体72抽取附加的能量。
HP涡轮转子叶片76中的各个包括连接于框架结构108的加重基部106，其中框架结构108附接于HP轴38(见图2)。类似地，LP涡轮转子叶片80中的各个包括加重基部110。LP涡轮转子叶片80中的各个的加重基部110经由多个臂112连接于彼此。此外，LP涡轮叶片80中的至少一个包括延伸部114，其继而连接于LP轴40。
芯部涡轮发动机16的后端20还包括第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118，它们均沿涡扇发动机10的径向方向R定位在芯部空气流动路径42内侧。第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118均构造用于收纳和收集润滑剂。例如，第一后发动机底壳116和第二发动机底壳118可收集提供至轴承和定位在其中的其它构件(未示出)的润滑剂。
为了降低从相应的底壳116,118到底壳116,118周围的后空隙120中的此类润滑剂泄漏的风险，多个密封件122设在例如LP涡轮转子叶片延伸部114、LP轴40和形成第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118的各种其它框架部件之间。此外，为了进一步降低从第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118到第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118周围的后空隙120中的此类润滑剂泄漏的风险，第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118周围的后空隙120的空气压力关于第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118内的空气压力增大。更具体而言，来自例如压缩机区段的压缩空气可提供到后空隙120中。后空隙120区域中的压缩空气可通过多个密封件122渗入第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118中，防止了第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118内的任何润滑剂通过此类密封件122渗入后空隙120中。
现在参照图2和图3两者，为了进一步减小底壳关于前空隙102和后空隙120的内部压力，空气泵124沿径向方向R定位在芯部空气流动路径42内，用于将空气流从底壳中的一个或更多个提供至芯部空气流动路径42、旁通空气路径或周围位置中的至少一个。具体而言，对于所绘实施例，空气泵124定位成与前发动机底壳98、第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118中的各个空气流连通。此外，空气泵124还与芯部空气流动路径42、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个空气流连通，用于将空气排出至芯部空气流动路径42、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个。
芯部涡轮发动机16此外包括空气油分离器126，其在空气泵124上游定位在由空气泵124生成的空气流中。对于所绘实施例，空气泵124构造为叶轮，并且空气泵124和空气油分离器126两者由LP轴40驱动。空气油分离器126构造成从空气流除去一定量的润滑剂，该空气流从各种底壳提供至空气泵124。由空气油分离器126除去的润滑剂可由润滑导管(未示出)发送回至前发动机底壳98、第一后发动机底壳116和/或第二后发动机底壳118中的一个或更多个。空气油分离器126可为能够从空气流除去润滑剂的任何形式的空气油分离器126。例如，在某些示例性实施例中，空气油分离器126可包括旋转挡板或其它网眼特征，其定位在由空气泵124提供的空气流中以将一定量的润滑剂捕获在其中。
此外，绘出的示例性空气泵124由LP轴40通过一个或更多个齿轮128驱动，并且类似地，空气油分离器126由LP轴40通过一个或更多个齿轮130驱动。然而，在其它示例性实施例中，空气泵124和/或空气油分离器126可此外或作为备选由LP轴40以任何其它适合的方式驱动。例如，在其它示例性实施例中，空气泵124和/或空气油分离器126可由LP轴40直接地驱动。此外或作为备选，空气泵124可由LP轴40直接地驱动，或通过将空气泵124机械地联接于LP轴40的一个或更多个齿轮128驱动，并且空气油分离器126可继而机械地联接于空气泵124。
如所述，空气泵124与多个底壳空气流连通。更具体而言，如图3中所绘，第一后发动机底壳116、第二后发动机底壳118、空气油分离器126、空气泵124和芯部空气流动路径42构造成串流连通。例如，跨接管132提供用于流体地连接第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118，使得第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118空气流连通；主空气流管134提供用于流体地连接第二后发动机底壳118和空气油分离器126，使得第二后发动机底壳118和空气油分离器126空气流连通；空气油分离器126定位成直接邻近空气泵124(未示出)，使得空气油分离器126与空气泵124空气流连通；并且出口管136提供用于将空气泵124流体地连接于芯部空气流动路径42，使得空气泵124和芯部空气流动路径42空气流连通。
然而，应当认识到的是，在其它示例性实施例中，任何其它适合的构造可提供用于将此类构件定位成与彼此空气流连通。例如，在其它示例性实施例中，一个或更多个附加管可提供用于流体地连接空气油分离器126和空气泵124。此外，在其它实施例中，底壳中的至少某些可与彼此直接空气流连通。例如，开口可限定在第一后发动机底壳116与第二后发动机底壳118之间共用的壁中，使得第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118直接空气流连通。此外，在又一些实施例中，空气泵124可与芯部空气流动路径42的任何其它部分流体连通，或者作为备选，可与旁通空气流动路径或任何适合的周围位置流体连通。例如，在其它示例性实施例中，空气泵124可构造成排出至芯部涡轮发动机16的排气区段，或者可通过芯部空气流动路径42输送至例如旁通空气流通路62、旁通空气流动路径或周围。
此外，对于所绘示例性实施例，空气泵124进一步通过芯部涡轮发动机16的轴向中心线138与前发动机底壳98空气流连通。更具体而言，对于所绘实施例，开口140限定在LP轴40中，以允许空气流从前发动机底壳98到芯部涡轮发动机16的轴向中心线138中。此外，副空气流管142提供用于流体地连接轴向中心线138和空气油分离器126，使得轴向中心线138与空气泵124(经由空气油分离器126)空气流连通。具体而言，对于所绘实施例，芯部涡轮发动机16构造成使得前发动机底壳98、轴向中心线138、副空气流管142、空气油分离器126、空气泵124、出口管136和芯部空气流动路径42所有都串联空气流连通。尽管未绘出，但在某些实施例中，附加空气油分离器可定位在开口140中。此外，在其它示例性实施例中，前发动机底壳98可经由第一和/或第二后发动机底壳与空气泵124空气流连通。例如，在其它示例性实施例中，LP轴40可包括一个或更多个开口，其到第一后发动机底壳和第二后发动机底壳中的一个或两者中，使得第一后发动机底壳和第二后发动机底壳中的相应一个与轴向中心线138空气流连通。
根据此类示例性实施例的空气泵可有效地减小发动机底壳内的空气压力，以减小定位在其中的任何润滑剂通过例如一个或更多个密封件泄漏到压缩机区段或涡轮区段的空隙区域中的可能性。此外，根据此类示例性实施例的空气泵可有效地减小发动机底壳内的空气压力，而不需要使来自芯部空气流动路径的空气流放出到芯部涡轮发动机的轴向中心线中。此外，假定空气泵在减小发动机底壳内的压力方面的效率提高，包括根据本公开的示例性实施例的空气泵可允许发动机底壳周围的空隙保持在较低压力和较低温度下。
仍参照图2和3，芯部涡轮发动机16还包括前扫气泵144(图2)和后扫气泵146(图3)，它们均定位在沿径向方向R位于芯部空气流动路径42外侧的下罩区域中。前扫气泵144在压缩机区段中定位在芯部涡轮发动机16的前端18附近，并且后扫气泵146在涡轮区段中定位在芯部涡轮发动机16的后端20附近。然而，应当认识到的是，前扫气泵144和后扫气泵146可在其它示例性实施例中定位在任何其它适合的位置。此外，前扫气泵144和/或后扫气泵146可均包括多个扫气泵。作为备选，芯部涡轮发动机16可改为仅包括定位在任何适合位置处的单个扫气泵。
多个扫气管线将前扫气泵144和后扫气泵146流体地连接于多个底壳。更具体而言，前扫气管线148将前扫气泵144流体地连接于前发动机底壳98(图2)，并且多个后扫气管线150将后扫气泵146流体地连接于第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118。如所绘，前扫气管线148从前扫气泵144延伸穿过芯部空气流动路径42至前发动机底壳98，并且多个后扫气管线150从后扫气泵146延伸穿过芯部空气流动路径42至第一后发动机底壳116和第二后发动机底壳118。一个或更多个支柱或其它结构部件(未示出)可包括成包围延伸穿过芯部空气流动路径42的前扫气管线148和后扫气管线150。
值得注意地，如上文所述，由于包括根据本公开的空气泵，故发动机底壳周围的空隙可保持在较低温度和压力下。因此，扫气管线和包围扫气管线的任何支柱或其它结构部件可具有减小的截面尺寸，和因此对穿过芯部空气流动路径的空气流的减小的空气动力冲击。以该方式，包括根据本公开的空气泵可进一步提高涡扇发动机的效率。
然而，应当认识到的是，图2和图3的示例性实施例仅经由实例提供。此外，在其它示例性实施例中，空气泵124可在芯部涡轮发动机16内的任何适合位置处定位在芯部空气流动路径42内。例如，在某些示例性实施例中，空气泵124可定位在后发动机底壳98前方(见图4)，并且/或者可由HP轴38直接地或间接地驱动(见图5)。
具体而言，现在参照图4，提供了根据本公开的另一个示例性实施例的芯部涡轮发动机16的前端18的示意性近视图。对于图4的示例性实施例，空气泵124定位在前发动机底壳98前方，机械地联接于LP轴40，使得空气泵124由LP轴40驱动。图4的空气泵124构造用于将空气流从包括前发动机底壳98的多个底壳提供至芯部空气流动路径42、旁通空气流动路径或周围位置中的至少一个。
此外，对于图4的实施例，空气油分离器126在空气泵124上游设在由空气泵124提供的空气流中。主空气流管134从空气油分离器126延伸至前发动机底壳98，流体地连接空气油分离器126和前发动机底壳98，使得空气油分离器126(和空气泵124)与前发动机底壳98空气流连通。此外，出口管136流体地连接空气泵124和芯部空气流动路径42，使得空气泵124在LP压缩机26下游和HP压缩机上游的位置处与芯部空气流动路径42空气流连通。然而，在其它实施例中，空气泵124可改为经由出口管136与芯部空气流动路径42、旁通空气流动路径或周围位置的任何其它适合位置空气流连通。
值得注意地，图4的示例性实施例的空气泵124可进一步经由轴向中心线138与一个或更多个后发动机底壳空气流连通。更具体而言，如所示，LP轴40包括开口140，使得前发动机底壳98与轴向中心线138空气流连通。关于此类实施例，LP轴40还可包括后端20中的类似开口，使得一个或更多个后发动机底壳也与轴向中心线138空气流连通。因此，在某些示例性实施例中，一个或更多个后发动机底壳、轴向中心线138、前发动机底壳98、空气油分离器126、空气泵124和芯部空气流动路径42可均串联空气流连通。然而，在其它示例性实施例中，空气泵124可经由副空气流管直接与轴向中心线138空气流连通。
此外，现在参照图5，提供了根据本公开的又一示例性实施例的芯部涡轮发动机16的前端18的示意性近视图。对于图5的示例性实施例，空气泵124和空气油分离器126定位在前发动机底壳98前方，并且机械地联接于HP轴38，使得空气泵124和空气油分离器126由HP轴38驱动。图5的空气泵124和空气油分离器126在其它情况下以与图4中所绘和上文所述的示例性空气泵124和空气油分离器126大致相同的方式构造。然而，值得注意地，通过将空气泵124和空气油分离器126机械地联接于HP轴38，可实现用于空气泵124和空气油分离器126的增大的转速。
然而，应当认识到的是，在又一些示例性实施例中，可提供任何其它适合的构造。例如，在其它示例性实施例中，涡扇发动机10可包括定位在芯部涡轮发动机16的前端18中的前空气泵(见图4)，以及定位在芯部涡轮发动机16的后端20中的后空气泵(图3)。还应当认识到的是，本公开的方面可并入到任何其它适合的燃气涡轮发动机中。例如，在其它示例性实施例中，燃气涡轮发动机可包括任何其它适合的数量或构造的前发动机底壳和/或后发动机底壳，并且还可包括本文中未描述或绘出的底壳。例如，在其它实施例中，燃气涡轮发动机可包括附属变速箱底壳、动力变速箱底壳，或任何其它附加的底壳。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种限定径向方向(R)的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
压缩机区段；
涡轮区段，所述压缩机区段和所述涡轮区段一起限定芯部空气流动路径(42)；
底壳，其沿所述径向方向(R)定位在所述芯部空气流动路径(42)内侧；以及
空气泵(124)，其沿所述径向方向(R)定位在所述芯部空气流动路径(42)内侧，用于将空气流从所述底壳提供至所述芯部空气流动路径(42)、旁通空气流动路径(62)或周围位置中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
轴，其机械地联接所述压缩机区段的至少一部分和所述涡轮区段的至少一部分，所述空气泵(124)由所述轴驱动。
3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述空气泵(124)为叶轮。
4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
在所述空气泵(124)上游定位在由所述空气泵(124)生成的空气流中的空气油分离器(126)。
5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述燃气涡轮发动机还包括：
轴，其机械地联接所述压缩机区段的至少一部分和所述涡轮区段的至少一部分，所述空气泵(124)和所述空气油分离器(126)均由所述轴驱动。
6.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳(98)为所述燃气涡轮发动机的前发动机底壳。
7. 根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为所述燃气涡轮发动机的后发动机底壳。
8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述空气泵(124)定位在所述后发动机底壳附近，并且其中所述燃气涡轮发动机还包括
前发动机底壳(98)，其通过所述燃气涡轮发动机的轴向中心线(138)与所述空气泵(124)空气流连通。
9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述底壳为第一后发动机底壳(116)，并且其中所述燃气涡轮发动机还包括
第二后发动机底壳(118)，其中所述第一后发动机底壳(116)与所述第二后发动机底壳(118)空气流连通，并且其中所述第二后发动机底壳(118)与所述空气泵(124)空气流连通。
10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述压缩机区段包括低压压缩机(26)，其中所述涡轮区段包括低压涡轮(34)，其中所述低压压缩机(26)由低压轴(40)传动地连接于所述低压涡轮(34)，并且其中所述空气泵(124)由所述低压轴(40)驱动。
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