CN108691654A - 用于备用管理空气系统供能的发动机喷射器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种通风系统包括腔、流体原动力装置、以及原动流体供应系统。腔包括针对多种操作模式的不同通风水平要求。流体原动力装置包括吸入端口、出口端口、以及原动流体入口端口。吸入端口与待排出的腔流联通地联接。至原动流体入口端口的流供应确定了穿过吸入端口的通风流。原动流体供应系统与原动流体入口端口流联通地联接。原动流体供应系统的操作确定了从原动流体供应系统至原动流体入口端口的原动流体流。至原动流体入口端口的原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过吸入端口的通风流。

Description

用于备用管理空气系统供能的发动机喷射器的系统和方法
技术领域
本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体而言，涉及用于向燃气涡轮发动机中的喷射器供能的系统和方法。
背景技术
至少一些已知的燃气涡轮发动机包括低压压缩机，其通过轴可旋转地联接至低压涡轮。典型地，轴由一个或更多个轴承支承。典型地排出围绕轴承的贮槽(sump)或区域，以防止油和其它流体进入发动机的其它部分。贮槽在燃气涡轮发动机的操作期间不断地排出。然而，在一些操作模式期间，贮槽需要帮助排出。喷射器典型地通过引导快速移动的流体经过与贮槽流联通地联接的喷嘴来帮助排出贮槽。文丘里效应(Venturi effect)引起喷嘴的末端处的压力的下降，并且将空气通过喷嘴从贮槽中抽出，其中该空气与快速移动的流体混合，并且离开喷射器。然而，贮槽不需要不断强制的排出。就此而言，至喷射器的快速移动的流体的流由阀和其它对应的阀设备来调节。阀和其它对应的阀设备增加了发动机的重量。
发明内容
在一个方面，提供了一种通风系统。通风系统包括待排出的腔、流体原动力装置(fluid motive force device)、以及原动流体供应系统。腔包括针对多种相应操作模式中的各个的不同通风水平要求。流体原动力装置包括吸入端口、出口端口、以及原动流体入口端口。吸入端口与待排出的腔流联通地联接。至原动流体入口端口的流供应确定了穿过吸入端口的通风流。原动流体供应系统与原动流体入口端口流联通地联接。原动流体供应系统的操作确定了从原动流体供应系统至原动流体入口端口的原动流体流。至原动流体入口端口的原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过吸入端口的通风流。
在另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心发动机，其包括成串流布置的压缩机、燃烧器以及涡轮。燃气涡轮发动机还包括低压压缩机，其由轴联接至低压涡轮。燃气涡轮发动机还包括贮槽、通风系统、以及支承轴的轴承。贮槽至少部分地包绕轴承。通风系统包括待排出的腔、流体原动力装置、以及原动流体供应系统。腔包括针对多种相应操作模式中的各个的不同通风水平要求。流体原动力装置包括吸入端口、出口端口、以及原动流体入口端口。吸入端口与待排出的腔流联通地联接。至原动流体入口端口的流供应确定了穿过吸入端口的通风流。原动流体供应系统与原动流体入口端口流联通地联接。原动流体供应系统的操作确定了从原动流体供应系统至原动流体入口端口的原动流体流。至原动流体入口端口的原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过吸入端口的通风流。
在又一方面，提供了一种排出腔的方法。方法包括将第一原动流体流引导至喷射器入口端口。第一流由原动流体供应系统的操作来确定。方法还包括基于第一流生成穿过喷射器的吸入端口的吸入流。方法还包括使用吸入流使腔通风，吸入流大致上与腔的通风需求相匹配。
实施方案1. 一种通风系统，其包括：
腔，其待排出，所述腔包括针对多种相应操作模式中的各个的不同通风水平要求；
流体原动力装置，其包括吸入端口、出口端口以及原动流体入口端口，所述吸入端口与待排出的所述腔流联通地联接，至所述原动流体入口端口的流供应确定了穿过所述吸入端口的通风流；以及
原动流体供应系统，其与所述原动流体入口端口流联通地联接，所述原动流体供应系统的操作确定了从所述原动流体供应系统至所述原动流体入口端口的原动流体流，至所述原动流体入口端口的所述原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过所述吸入端口的通风流。
实施方案2. 根据实施方案1所述的通风系统，其特征在于，所述流体原动力装置包括喷射器。
实施方案3. 根据实施方案1所述的通风系统，其特征在于，所述原动流体供应系统包括空气管理系统。
实施方案4. 根据实施方案1所述的通风系统，其特征在于，所述腔包括贮槽。
实施方案5. 根据实施方案1所述的通风系统，其特征在于，所述流体原动力装置还包括与所述原动流体入口端口流联通地联接的喷嘴。
实施方案6. 根据实施方案5所述的通风系统，其特征在于，所述通风系统还包括与所述原动流体供应系统和所述原动流体入口端口流联通地联接的第一导管，所述第一导管构造成将所述原动流体流从所述原动流体供应系统引导至所述原动流体入口端口。
实施方案7. 根据实施方案6所述的通风系统，其特征在于，所述第一导管包括第一阀，所述第一阀构造成在第一操作模式期间处于开启位置。
实施方案8. 根据实施方案7所述的通风系统，其特征在于，所述通风系统还包括与所述原动流体供应系统和所述第一导管流联通地联接的第二导管，所述第二导管构造成将所述原动流体流从所述原动流体供应系统引导至所述第一导管。
实施方案9. 根据实施方案8所述的通风系统，其特征在于，所述第二导管包括第二阀，在第二操作模式期间，所述第二阀构造成处于开启位置并且所述第一阀构造成处于闭合位置。
实施方案10. 一种燃气涡轮发动机，其包括：
核心发动机，其包括成串流布置的压缩机、燃烧器以及涡轮；
低压压缩机，其由轴联接至低压涡轮；
轴承，其支承所述轴；
贮槽，其至少部分地包绕所述轴承；以及
通风系统，其包括：
腔，其待排出，所述腔包括针对多种相应操作模式中的各个的不同通风水平要求；
流体原动力装置，其包括吸入端口、出口端口以及原动流体入口端口，所述吸入端口与待排出的所述腔流联通地联接，至所述原动流体入口端口的流供应确定了穿过所述吸入端口的通风流；以及
原动流体供应系统，其与所述原动流体入口端口流联通地联接，所述原动流体供应系统的操作确定了从所述原动流体供应系统至所述原动流体入口端口的原动流体流，至所述原动流体入口端口的所述原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过所述吸入端口的通风流。
实施方案11. 根据实施方案10所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述流体原动力装置包括喷射器。
实施方案12. 根据实施方案10所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述原动流体供应系统包括空气管理系统。
实施方案13. 根据实施方案10所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述流体原动力装置还包括与所述原动流体入口端口流联通地联接的喷嘴。
实施方案14. 根据实施方案13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与所述原动流体供应系统和所述原动流体入口端口流联通地联接的第一导管，所述第一导管构造成将所述原动流体流从所述原动流体供应系统引导至所述原动流体入口端口。
实施方案15. 根据实施方案14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述第一导管包括第一阀，所述第一阀构造成在第一操作模式期间处于开启位置。
实施方案16. 根据实施方案15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与所述原动流体供应系统和所述第一导管流联通地联接的第二导管，所述第二导管构造成将所述原动流体流从所述原动流体供应系统引导至所述第一导管。
实施方案17. 根据实施方案16所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述第二导管包括第二阀，在第二操作模式期间，所述第二阀构造成处于开启位置并且所述第一阀构造成处于闭合位置。
实施方案18. 一种排出腔的方法，所述方法包括：
将第一原动流体流引导至喷射器入口端口，所述第一流由原动流体供应系统的操作来确定；
基于所述第一流生成穿过所述喷射器的吸入端口的吸入流；以及
使用所述吸入流使腔通风，所述吸入流大致上与所述腔的通风需求相匹配。
实施方案19. 根据实施方案18所述的方法，其特征在于，使用所述吸入流使腔通风包括了使用所述吸入流使贮槽通风，所述吸入流大致上与所述腔的通风需求相匹配，所述吸入流大致上与所述贮槽的通风需求相匹配。
实施方案20. 根据实施方案18所述的方法，其特征在于，将第一原动流体流引导至喷射器入口端口，所述第一流由原动流体供应系统的操作来确定，包括了将第一原动流体流引导至喷射器入口端口，所述第一流由空气管理系统的操作来确定。
附图说明
当参照附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它的特征、方面和优点，在该附图中，相似的标记在所有附图中表示相似的部件，其中：
图1至4示出了本文中描述的方法和设备的示例性实施例。
图1为飞行器的透视图。
图2为燃气涡轮发动机的示意图。
图3为根据本公开的示例性实施例的通风系统的示意图。
图4为图2和3中示出的喷射器的示意性截面视图。
除非另外指出，否则本文中提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特征认为是适用于各种各样的系统，其包括本公开的一个或更多个实施例。就此而言，附图不意在包括本文中公开的实施例的实施所需的、本领域技术人员已知的所有常规特征。
部件列表
10 飞行器
12 机身
14 鼻部
16 尾部
18 本体
20 机翼
22 横向方向
24 前缘
26 方向
28 后部后缘
30 发动机
32 垂直方向
102 通风系统
103 流体原动力装置或喷射器
104 原动流体供应系统
105 贮槽导管
106 通风导管
107 原动流体供应导管
110 燃气涡轮发动机
112 纵向轴线
114 风扇区段
115 径向内部壳体孔口
116 核心涡轮发动机
117 涡轮区段
118 外壳
119 内壳
120 环形入口
121 下罩空间
122 低压(LP)压缩机
123 压缩机区段
124 高压(HP)压缩机
125 径向内部壳体孔口
126 燃烧区段
127 径向外部壳体孔口
128 HP涡轮
130 LP涡轮
132 喷嘴区段
133 贮槽
134 HP轴或转轴
135 轴承
136 LP轴或转轴
137 核心空气流动路径
138 可变节距风扇
139 HP压缩机叶片
140 风扇叶片
142 盘
144 变距机构
145 原动流体供应导管
146 功率齿轮箱
147 原动流体供应导管
148 可旋转前毂
149 原动流体供应导管
150 机舱
151 阀
152 出口导向导叶
153 阀
154 下游区段
155 第一导管
156 旁路气流通路
158 一定量的空气
160 关联入口
162 空气的第一部分
164 空气的第二部分
166 燃烧气体
168 HP涡轮定子导叶
169 空气的第三部分
170 HP涡轮转子叶片
172 LP涡轮定子导叶
174 LP涡轮转子叶片
176 风扇喷嘴排气区段
178 热气体路径
181 空气的部分
182 箭头
183 空气的部分
184 贮槽空气
185 箭头
186 空气的部分
402 吸入端口
404 出口端口
406 原动流体入口端口
408 喷嘴
410 末端。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求中，将参照一定数量的用语，其应当限定为具有以下意义。
单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数参照，除非上下文另外清楚地指出。
“可选”或“可选地”意思是随后描述的事件或情形可或可不发生，并且描述包括其中事件发生的情况，以及其中事件不发生的情况。
如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此，由用语或多个用语如“大约”、“近似”和“大致”修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。此处和遍及说明书和权利要求，范围限制可组合和/或互换，此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。
本文中描述的通风系统的实施例使燃气涡轮发动机的腔(例如，燃气涡轮发动机的贮槽)通风。贮槽不断地通风，但是需要在一些操作模式期间帮助通风。通风系统包括构造成使贮槽通风的流体原动力装置或喷射器。喷射器通过引导快速移动的原动流体经过与贮槽流联通地联接的喷嘴来排出贮槽。原动流体由原动流体供应系统或空气管理系统(以下称为“AMS”)供应，其还将原动流体供应至其它系统。贮槽通风需求和AMS需求随着燃气涡轮发动机的操作而变化。在示例性实施例中，贮槽通风需求与AMS需求一致。即，在通风系统需要原动流体的供应增加的同时，AMS增加原动流体的供应。就此而言，喷射器联接至AMS，而没有调节装置或阀来调节至喷射器的原动流体流，因为AMS和通风系统的操作模式一致。使喷射器联接至AMS消除了对用以调节至喷射器的原动流体流的阀的需求。使阀消除减少了燃气涡轮发动机的重量。
图1为飞行器10的透视图。在示例实施例中，飞行器10包括机身12，该机身12包括鼻部14、尾部16以及在其间延伸的中空细长本体18。飞行器10还包括沿横向方向22远离机身12延伸的机翼20。机翼20包括在正常飞行期间沿飞行器10的运动方向26的前部前缘24以及在机翼20的相对边缘上的后部后缘28。飞行器10还包括至少一个发动机30，其构造成驱动叶片可旋转部件或风扇，以生成推力。发动机30例如以尾部16近侧的推动器构造(未示出)联接至机翼20和机身12中的至少一个。在示例性实施例中，发动机30沿垂直方向32在机翼20下方联接至机翼20。垂直方向32相对于飞行器10在地面上静止时定向的方向来限定。向下、垂直向下或下方是指在飞行器10在轮子上具有重量时，飞行器10面向地面的一侧。向上、垂直向上或上方是指与向下、垂直向下或下方相反的飞行器10的一侧。发动机30不限于翼安装(wing-mount)的发动机，如图1中示出的。发动机30还可包括安装在机翼20之上的发动机、安装至机身12的发动机，或安装在机身12内的发动机。
图2为根据本公开的一示例性实施例的燃气涡轮发动机110的示意性截面视图。图3为根据本公开的一示例性实施例的通风系统102的示意图。在示例性实施例中，燃气涡轮发动机110为高旁通涡扇喷气发动机110，其在本文中被称为“涡扇发动机110”。燃气涡轮发动机110不限于高旁通涡扇发动机。如图2中示出的，涡扇发动机110限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线112延伸)和径向方向R。大体上，涡扇发动机110包括风扇区段114和设置在风扇区段114下游的核心涡轮发动机116。
描绘的示例性核心涡轮发动机116大体上包括限定环形入口120的大致管状的外壳118。外壳118和内壳119包围成串流关系的包括增压器或低压(LP)压缩机122和高压(HP)压缩机124的压缩机区段123；燃烧区段126；包括高压(HP)涡轮128和低压(LP)涡轮130的涡轮区段117；以及喷气排气喷嘴区段132。外壳118与内壳119之间的容积形成多个腔或下罩空间121。高压(HP)轴或转轴134将HP涡轮128传动地连接于HP压缩机124。低压(LP)轴或转轴136将LP涡轮130传动地连接于LP压缩机122。设置在贮槽133内的轴承135支承LP轴136。贮槽133为支承转子轴承的室。在示例性实施例中，贮槽133在典型的燃气涡轮发动机内包括“A”贮槽。然而，贮槽133包括燃气涡轮发动机内的任何贮槽。压缩机区段123、燃烧区段126、涡轮区段117以及喷嘴区段132一起限定核心空气流动路径137。HP压缩机124包括构造成增加空气流的压力的多个HP压缩机叶片139。内壳119限定多个径向内部壳体孔口115和125。外壳118限定多个径向外部壳体孔口127。在示例性实施例中，径向内部壳体孔口115包括第四级压缩机放出端口(bleed port)，径向内部壳体孔口125包括第十级压缩机放出端口，并且径向外部壳体孔口127包括瞬时放出阀。
如图2中示出的，风扇区段114包括可变节距风扇138，其具有以间隔开的方式联接至盘142的多个风扇叶片140。如描绘的，风扇叶片140从盘142大体上沿着径向方向R向外延伸。各个风扇叶片140可借助风扇叶片140操作性地联接至适合的变距机构144绕着节距轴线P关于盘142旋转，该适合的变距机构144一致地构造成共同地改变风扇叶片140的节距。风扇叶片140、盘142以及变距机构144能够由穿过功率齿轮箱146的LP轴136绕着纵向轴线112一起旋转。功率齿轮箱146包括多个齿轮，用于将风扇138相对于LP轴136的旋转速度调整至更有效的旋转风扇速度。风扇138不限于可变节距风扇，如图2中描绘的。风扇138还可包括固定节距风扇。在另一实施例中，燃气涡轮发动机110不包括功率齿轮箱146。相反，风扇138直接联接至LP轴136。
此外，在示例性实施例中，盘142由可旋转前毂148覆盖，该可旋转前毂148空气动力学地定轮廓成促进气流穿过多个风扇叶片140。此外，示例性风扇区段114包括环形风扇壳或外机舱150，其沿周向包绕风扇138和/或核心涡轮发动机116的至少一部分。机舱150构造成由多个周向间隔的出口导向导叶152关于核心涡轮发动机116支承。机舱150的下游区段154在核心涡轮发动机116的外部分之上延伸，以便在其间限定旁通气流通路156。
如图2-3中示出的，通风系统102包括流体原动力装置或喷射器103和原动流体供应系统104。在示例性实施例中，流体原动力装置103包括喷射器。然而，流体原动力装置103包括构造成输送流体的任何装置，其使得通风系统102能够如本文中描述的那样操作。喷射器103与贮槽133、径向外部壳体孔口127以及原动流体供应系统104流联通地联接。喷射器103由贮槽导管105与贮槽133流联通地联接。喷射器103由通风导管106与径向外部壳体孔口127流联通地联接。喷射器103由原动流体供应导管107与原动流体供应系统104流联通地联接。
在示例性实施例中，原动流体供应系统104包括空气管理系统(AMS)，其构造成将经空气调节的空气提供至机身12。然而，原动流体供应系统104包括构造成供应原动流体的任何系统。原动流体供应系统104包括第十级原动流体供应导管145、第四级原动流体供应导管147、以及喷射器原动流体供应导管149。第十级原动流体供应导管145与径向内部壳体孔口125和机身12内的空气分配系统(未示出)流联通地联接。第十级原动流体供应导管145包括第一阀151，其构造成调节来自径向内部壳体孔口125的原动流体的流。第四级原动流体供应导管147与径向内部壳体孔口115和第十级原动流体供应导管145流联通地联接。第四级原动流体供应导管147包括第二阀153，其构造成调节来自径向内部壳体孔口115的原动流体的流。喷射器原动流体供应导管149与第十级原动流体供应导管145和喷射器103流联通地联接。
在涡扇发动机120的操作期间，一定量的空气158进入燃气涡轮发动机110穿过机舱150的关联入口160。在一定量的空气158横跨风扇叶片140经过时，一定量的空气158的第一部分162指引或发送到旁通气流通路156中，并且一定量的空气158的第二部分164指引或发送到核心空气流动路径137中、或者更具体地到LP压缩机122中。第一部分162与第二部分164之间的比率通常被称为旁通比。第二部分164的压力接着在其发送穿过HP压缩机124并且到燃烧区段126中时增加，其中其与燃料混合并且焚烧以提供燃烧气体166。
在燃气涡轮发动机110的操作期间，贮槽133通过通风系统102不断地通风，但是在一些操作模式期间需要帮助通风。在第一操作模式期间，如在燃气涡轮发动机110以低速或空转操作时，通风系统102需要增加的原动流体流以增加通风。空气的第二部分164的一部分181指引或发送到径向内部壳体孔口125和第十级原动流体供应导管145中。在第一操作模式期间，阀151构造成处于开启位置，而阀153构造成处于闭合位置。第十级原动流体供应导管145将空气的部分181引导至机身12内的空气分配系统(未示出)，如由箭头182指示的。空气的部分181的一部分183引导到喷射器原动流体供应导管149中，其将空气的部分183引导至喷射器103。空气的部分183为原动流体，其降低喷射器103内的压力，使得贮槽133内的空气引导到贮槽导管105中，如由箭头184指示的。贮槽空气184与喷射器103内空气的部分183混合，并且由通风导管106引导到旁通气流通路156中，如由箭头185指示的。
在第二操作模式期间(如在燃气涡轮发动机110巡航时)，通风系统102需要减少的原动流体流，因为通风系统102不需要如此多地帮助通风贮槽133。空气的第二部分164的一部分186指引或发送到径向内部壳体孔口115和第四级原动流体供应导管147中。在第二操作模式期间，阀151构造成处于闭合位置，而阀153构造成处于开启位置。第四级原动流体供应导管147将空气的部分186引导至机身12内的空气分配系统(未示出)，如由箭头182指示的。空气的部分186的一部分183引导到喷射器原动流体供应导管149中，其将空气的部分183引导至喷射器103。空气的部分183为原动流体，其降低喷射器103内的压力，使得贮槽133内的空气引导到贮槽导管105中，如由箭头184指示的。贮槽空气184与喷射器103内空气的部分183混合，并且由通风导管106引导到旁通气流通路156中，如由箭头185指示的。
在示例性实施例中，贮槽133在第一和第二操作模式期间具有所需的通风量。类似地，AMS需要在第一和第二操作模式期间将预定量的空气提供至机身12。喷射器原动流体供应导管149不包括阀或其它流调节装置，以调节至喷射器103的空气的部分186的流。就此而言，原动流体的流和施加于贮槽空气184的原动力随着至AMS的空气流而变化。在示例性实施例中，贮槽133的所需通风随着至AMS所需的空气而变化。即，随着至AMS所需的空气流减少，贮槽133的所需通风量也减少。类似地，随着至AMS所需的空气流增加，贮槽133的所需通风量也增加。因此，虽然贮槽133的所需通风量独立于至AMS所需的空气流而变化，但是在示例性实施例中，贮槽133的所需通风量根据至AMS所需的空气流而变化。就此而言，通风系统102不需要专用装备来调节至喷射器103的原动流体的流，这减少了燃气涡轮发动机110的重量并且提高了燃气涡轮发动机110的效率。
如图2中示出的，燃烧气体166发送穿过HP涡轮128，其中来自燃烧气体166的热和/或动能的一部分经由联接至外壳118的HP涡轮定子导叶168和联接至HP轴或转轴134的HP涡轮转子叶片170的连续级被抽取，因此使HP轴或转轴134旋转，由此支持HP压缩机124的操作。燃烧气体166然后发送穿过LP涡轮130，其中热和动能的第二部分经由联接至外壳118的LP涡轮定子导叶172和联接至LP轴或转轴136的LP涡轮转子叶片174的连续级从燃烧气体166被抽取，因此引起LP轴或转轴136旋转，由此支持LP压缩机122的操作和/或风扇138的旋转。
燃烧气体166随后发送穿过核心涡轮发动机116的喷气排气喷嘴区段132，以提供推进推力。同时，空气的第一部分162的压力大致随着空气的第一部分162在其从涡扇发动机110的风扇喷嘴排气区段176排出之前发送穿过旁通气流通路156而增加，也提供了推进推力。HP涡轮128、LP涡轮130以及喷气排气喷嘴区段132至少部分地限定热气体路径178，用于将燃烧气体166发送穿过核心涡轮发动机116。
图2中描绘的示例性涡扇发动机110仅作为实例，并且在其它实施例中，涡扇发动机110可具有任何其它合适的构造。还应该认识到的是，在再另外的实施例中，本公开的方面可并入到任何其它合适的燃气涡轮发动机中。例如，在其它实施例中，本公开的方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机中。
图4为根据本公开的一示例性实施例的喷射器103的示意性截面视图。喷射器103包括吸入端口402、出口端口404、原动流体入口端口406、以及喷嘴408。原动流体入口端口406和喷嘴408与喷射器原动流体供应导管149流联通地联接。出口端口404与通风导管106流联通地联接。吸入端口402与贮槽导管105流联通地联接。喷嘴408包括末端410。
在操作期间，空气的部分183由喷射器原动流体供应导管149引导到原动流体入口端口406中。空气的部分183流动穿过末端410，并且文丘里效应引起贮槽导管105中的压力的下降，使贮槽空气184进入贮槽导管105。贮槽导管105将贮槽空气184引导到吸入端口402中并且经过喷嘴408。贮槽空气184与空气的部分183混合。贮槽空气184和空气的部分183由出口端口404引导到通风导管106中，如由箭头185指示的。喷射器103为贮槽空气184提供原动力，而没有任何移动部分。
以上描述的通风系统提供了用于使燃气涡轮发动机的腔通风的有效方法。具体而言，通风系统包括构造成使贮槽通风的流体原动力装置或喷射器。喷射器通过引导快速移动的原动流体经过与贮槽流联通地联接的喷嘴来排出贮槽。原动流体由向其它系统供应原动流体的原动流体供应系统或空气管理系统(以下称为“AMS”)供应。贮槽通风需求和AMS需求随着燃气涡轮发动机的操作而变化。在示例性实施例中，贮槽通风需求与AMS需求一致。就此而言，喷射器联接至AMS，而没有调节装置或阀来调节至喷射器的原动流体流。使喷射器联接至AMS消除了对用以调节至喷射器的原动流体流的阀的需求。使阀消除减少了燃气涡轮发动机的重量，并且提高了燃气涡轮发动机的效率。
本文中描述的方法、系统以及设备的示例性技术效果包括以下中的至少一个：(a)使燃气涡轮发动机的腔通风；(b) 降低燃气涡轮发动机中的通风系统的复杂性；(c) 减小燃气涡轮发动机的重量；以及(d) 提高燃气涡轮发动机的效率。
以上详细地描述了通风系统的示例性实施例。操作此类单元和装置的通风系统及方法不限于本文中描述的具体实施例，而是相反地，系统的构件和/或方法的步骤可独立地并且与本文中描述的其它构件和/或步骤分开地使用。例如，方法还可与用于使腔通风的其它系统组合来使用，并且不限于仅以如本文中描述的系统和方法来实践。相反，示例性实施例可结合需要使腔通风的许多其它机器应用来实施和利用。
尽管本公开的各种实施例的特定特征可在一些附图中示出并且在其它附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来参照和/或要求权利。
该书面描述使用实例以描述本公开(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本公开(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)。本公开的可请求专利的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。如果这些其它实例具有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)

1.一种通风系统，其包括：
腔，其待排出，所述腔包括针对多种相应操作模式中的各个的不同通风水平要求；
流体原动力装置，其包括吸入端口、出口端口以及原动流体入口端口，所述吸入端口与待排出的所述腔流联通地联接，至所述原动流体入口端口的流供应确定了穿过所述吸入端口的通风流；以及
原动流体供应系统，其与所述原动流体入口端口流联通地联接，所述原动流体供应系统的操作确定了从所述原动流体供应系统至所述原动流体入口端口的原动流体流，至所述原动流体入口端口的所述原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过所述吸入端口的通风流。
2.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述流体原动力装置包括喷射器。
3.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述原动流体供应系统包括空气管理系统。
4.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述腔包括贮槽。
5.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述流体原动力装置还包括与所述原动流体入口端口流联通地联接的喷嘴。
6.根据权利要求5所述的通风系统，其特征在于，所述通风系统还包括与所述原动流体供应系统和所述原动流体入口端口流联通地联接的第一导管，所述第一导管构造成将所述原动流体流从所述原动流体供应系统引导至所述原动流体入口端口。
7.根据权利要求6所述的通风系统，其特征在于，所述第一导管包括第一阀，所述第一阀构造成在第一操作模式期间处于开启位置。
8.根据权利要求7所述的通风系统，其特征在于，所述通风系统还包括与所述原动流体供应系统和所述第一导管流联通地联接的第二导管，所述第二导管构造成将所述原动流体流从所述原动流体供应系统引导至所述第一导管。
9.根据权利要求8所述的通风系统，其特征在于，所述第二导管包括第二阀，在第二操作模式期间，所述第二阀构造成处于开启位置并且所述第一阀构造成处于闭合位置。
10.一种燃气涡轮发动机，其包括：
核心发动机，其包括成串流布置的压缩机、燃烧器以及涡轮；
低压压缩机，其由轴联接至低压涡轮；
轴承，其支承所述轴；
贮槽，其至少部分地包绕所述轴承；以及
通风系统，其包括：
腔，其待排出，所述腔包括针对多种相应操作模式中的各个的不同通风水平要求；
流体原动力装置，其包括吸入端口、出口端口以及原动流体入口端口，所述吸入端口与待排出的所述腔流联通地联接，至所述原动流体入口端口的流供应确定了穿过所述吸入端口的通风流；以及
原动流体供应系统，其与所述原动流体入口端口流联通地联接，所述原动流体供应系统的操作确定了从所述原动流体供应系统至所述原动流体入口端口的原动流体流，至所述原动流体入口端口的所述原动流体流生成了近似匹配所述腔的当前通风需求的穿过所述吸入端口的通风流。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261228A (en) * 1992-06-25 1993-11-16 General Electric Company Apparatus for bleeding air
CN101041385A (zh) * 2006-03-22 2007-09-26 斯奈克玛 航空涡轮发动机进气道锥体除冰系统
CN102852567A (zh) * 2011-05-16 2013-01-02 张玉良 热力过程采用喷射抽气节能方法
CN104097782A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 Mra系统有限公司 用于飞行器涡轮发动机的内罩结构
CN105805056A (zh) * 2015-01-21 2016-07-27 通用电气公司 用于长度短的射流泵的、具有改进混合的方法和系统
CN105909386A (zh) * 2015-01-30 2016-08-31 通用电气公司 用于飞行器系统的空气管理的方法及系统

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA887378A (en) 1971-12-07 B. Venable Lawrence Gas turbine engine lubricant sump vent and circulating system
US3722624A (en) * 1971-06-07 1973-03-27 Gen Electric Bearing seal and oil tank ventilation system
US3906717A (en) 1974-03-21 1975-09-23 Gen Motors Corp Turbine engine oil sump emission control
US4213307A (en) * 1978-11-13 1980-07-22 Westinghouse Electric Corp. Oil separation and return system for centrifugal refrigerant compressors
US5063963A (en) * 1990-08-09 1991-11-12 General Electric Company Engine bleed air supply system
US5161364A (en) * 1991-04-01 1992-11-10 United Technologies Corporation Control of aircraft bleed air stage mixing
GB9306890D0 (en) * 1993-04-01 1993-06-02 Bmw Rolls Royce Gmbh A gas turbine engine with bearing chambers and barrier air chambers
FR2705733B1 (fr) * 1993-05-25 1995-06-30 Snecma Dispositif de dépressurisation des chambres de lubrification entourant les paliers d'une turbomachine.
US6305156B1 (en) * 1999-09-03 2001-10-23 Alliedsignal Inc. Integrated bleed air and engine starting system
US6470666B1 (en) 2001-04-30 2002-10-29 General Electric Company Methods and systems for preventing gas turbine engine lube oil leakage
US20030097872A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Granitz Charles Robert System for reducing oil consumption in gas turbine engines
US7836675B2 (en) 2006-02-21 2010-11-23 General Electric Company Supercore sump vent pressure control
US7699029B2 (en) * 2007-07-26 2010-04-20 Cummins Filtration Ip, Inc. Crankcase ventilation system with pumped scavenged oil
US8245818B2 (en) * 2007-10-23 2012-08-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine oil scavenging system
US7931124B2 (en) 2007-12-12 2011-04-26 United Technologies Corporation On-demand lubrication system and method for improved flow management and containment
US20100092116A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Honeywell International Inc. Pressure balanced valve assembly and aircraft buffer cooler system employing the same
US8529189B2 (en) * 2009-01-30 2013-09-10 Honeywell International Inc. Linear quadratic regulator control for bleed air system fan air valve
FR2979136B1 (fr) 2011-08-16 2014-11-14 Snecma Dispositif d'activation d'une vanne passive d'ejecteur pour pressurisation d'une enceinte de turboreacteur d'aeronef
US8956106B2 (en) * 2011-12-20 2015-02-17 General Electric Company Adaptive eductor system
GB201200290D0 (en) * 2012-01-10 2012-02-22 Rolls Royce Plc Gas turbine engine buffer seals
US10415468B2 (en) * 2012-01-31 2019-09-17 United Technologies Corporation Gas turbine engine buffer system
CN102829001B (zh) 2012-08-31 2015-11-25 北京动力机械研究所 一种预增压射流泵
EP2789806B1 (en) 2013-04-10 2017-06-14 Nuovo Pignone S.r.l. Methods and systems for preventing lube oil leakage in gas turbines
US10472071B2 (en) * 2014-07-09 2019-11-12 United Technologies Corporation Hybrid compressor bleed air for aircraft use
CN106693876B (zh) 2017-02-28 2019-11-12 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 一种超声速喷管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261228A (en) * 1992-06-25 1993-11-16 General Electric Company Apparatus for bleeding air
CN101041385A (zh) * 2006-03-22 2007-09-26 斯奈克玛 航空涡轮发动机进气道锥体除冰系统
CN102852567A (zh) * 2011-05-16 2013-01-02 张玉良 热力过程采用喷射抽气节能方法
CN104097782A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 Mra系统有限公司 用于飞行器涡轮发动机的内罩结构
CN105805056A (zh) * 2015-01-21 2016-07-27 通用电气公司 用于长度短的射流泵的、具有改进混合的方法和系统
CN105909386A (zh) * 2015-01-30 2016-08-31 通用电气公司 用于飞行器系统的空气管理的方法及系统

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