GE叉指式涡轮发动机空气轴承冷却结构和热管理方法专利通过

近日，根据GE获得通过的专利US10605168B2，GE所创新的系统设计可以允许在相对于类似功率输出的其他燃气涡轮发动机，相对于现有的燃气涡轮发动机配置（例如涡轮风扇）增加高的旁通比和总压力比。GE所创新的系统通过改善旁通比和总压力比，从而增加总的燃气涡轮发动机效率。

高压涡轮机包括在燃烧部分和高压涡轮机转子之间的喷嘴导向叶片，喷嘴导向叶片用于加速离开燃烧部分的燃烧气体的流动，以沿着切线或圆周方向更紧密地匹配或超过高压涡轮转子速度。

常规的燃气涡轮发动机涡轮部分通常分别包括连续的固定和旋转翼型或叶片和叶片。该常规构造通常限制进入和离开叶片和叶片的每一级的燃烧气体的流动。然而，常规涡轮机部分，尤其是固定翼型件（即，叶片和喷嘴引导叶片）需要大量和大量的冷却空气，以避免由于热燃烧气体引起的损坏风险。

通常，喷嘴导向叶片被设计成承受沿着环空的最高燃烧气体温度（即热点），该最高燃烧气体温度可以明显大于沿着环空的平均燃烧气体温度。从而，传统的发动机被设计成使用来自压缩机部分的大量的冷却空气以减轻喷嘴导向叶片的结构损坏，磨损，劣化以及最终的维护和修理的可能性。然而，这种冷却空气不利地影响了整体发动机效率，性能，燃料消耗和可操作性，而这些能量原本可用于燃烧中以驱动涡轮，压缩机和风扇。

当确定燃气涡轮发动机需要进入维护和修理间隔时，喷嘴导向叶片通常是限制部件，从而限制了整体发动机性能和效率。

提高涡轮机区段效率的已知解决方案是使涡轮机区段的转子相互交叉的方案。例如，沿从纵向的上游端到下游端以串联流的方式配置涡轮段，该涡轮段具有喷嘴引导叶片，高压涡轮转子，另一个涡轮叶片级（即固定翼型），以及与低压涡轮机交错的中压涡轮机。另一个已知的解决方案是以串联流动的方式配置涡轮机部分，该涡轮机部分具有喷嘴导向叶片，高压涡轮机转子以及此后的各种水平的叉指式转子，包括低压，中压或高压涡轮机转子。

尽管有各种已知的解决方案，但是仍然需要设计能够使涡轮机部分朝向燃烧部分进一步相互交叉的结构。这就需要布置和操作涡轮截面轴承从而有效地使用压缩空气来进行轴承操作和发动机冷却。

GE所创新的系统设计消除了对第一涡轮叶片或喷嘴引导叶片的需要，燃烧气体可能仅暂时地承受燃烧热点的不利影响，而不是基本上持续地或恒定地暴露于燃烧气体中的较高温度。

由于减少了燃烧热点对涡轮机部分的不利影响，GE的设计能够进一步改善燃烧稳定性，减少排放物，减少稀薄井喷（LBO）。