1.一種燃?xì)廨啓C(jī)，包括: 壓縮機(jī)段，在該壓縮機(jī)段中，吸入發(fā)動機(jī)中的空氣被壓縮； 燃燒段，在該燃燒段中，燃料與來自于壓縮機(jī)段的壓縮空氣的至少一部分混合并燃燒，以產(chǎn)生高溫燃燒氣體； 渦輪段，在該渦輪段中，來自于燃燒段的高溫燃燒氣體膨脹，以從中提取能量，其中，在包括滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，所提取的能量的至少一部分用于轉(zhuǎn)動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子; 與渦輪段內(nèi)的待冷卻結(jié)構(gòu)相通的轉(zhuǎn)子室； 至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管，在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，所述轉(zhuǎn)子冷卻管把從發(fā)動機(jī)抽取的主氣道空氣注入轉(zhuǎn)子室中；和注氣系統(tǒng)，該注氣系統(tǒng)包括: 至少一個出氣口，僅在包括非滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間通過所述出氣口從發(fā)動機(jī)抽取輔助氣道空氣； 所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管，在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，用于把從所述至少一個出氣口抽取的輔助氣道空氣注入所述轉(zhuǎn)子室中； 管道系統(tǒng)，提供所述至少一個出氣口和所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管之間的流體通道； 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，用于通過所述至少一個出氣口從發(fā)動機(jī)抽取輔助氣道空氣，并通過所述管道系統(tǒng)和所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管把抽取的輔助氣道空氣輸送至所述轉(zhuǎn)子室中；和閥門系統(tǒng): 在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該閥門系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，以阻止所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)從發(fā)動機(jī)抽取并通過所述管道系統(tǒng)輸送輔助氣道空氣；以及 在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該閥門系統(tǒng)處于打開狀態(tài)，以允許所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)從發(fā)動機(jī)抽取并通過所述管道系統(tǒng)輸送輔助氣道空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述至少一個出氣口處于所述燃燒段周圍的一部分發(fā)動機(jī)外殼中。
3.如權(quán)利要求2所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述一部分發(fā)動機(jī)外殼限定燃燒室殼體，并且通過所述至少一個出氣口抽取的輔助氣道空氣包括來自于該燃燒室殼體的殼體空氣。
4.如權(quán)利要求3所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，所述殼體空氣的至少一部分與燃料燃燒，以產(chǎn)生高溫燃燒氣體。
5.如權(quán)利要求3所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述至少一個出氣口處于所述一部分發(fā)動機(jī)外殼的底壁段中。
6.如權(quán)利要求3所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間通過所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管注入所述轉(zhuǎn)子室中的主氣道空氣包括來自于燃燒室殼體的殼體空氣，并且通過所述至少一個出氣口抽出。
7.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述閥門系統(tǒng)由控制器根據(jù)發(fā)動機(jī)外殼的頂壁段與發(fā)動機(jī)外殼的底壁段之間的溫差打開和關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述閥門系統(tǒng): 在開始關(guān)機(jī)操作以便把發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)和盤車狀態(tài)之一時，該閥門系統(tǒng)被控制器打開；并且 在開始啟動操作以便把發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)為第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式時，該閥門系統(tǒng)被所述控制器關(guān)閉。
9.如權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，在關(guān)閉狀態(tài)或盤車狀態(tài)期間，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子不被來自于燃燒氣體的能量轉(zhuǎn)動。
10.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子室至少部分地位于所述燃燒段中。
11.一種燃?xì)廨啓C(jī)，包括: 壓縮機(jī)段，在該壓縮機(jī)段中，被引入到發(fā)動機(jī)中的空氣被壓縮； 燃燒段； 發(fā)動機(jī)外殼，包括圍繞所述燃燒段的一部分發(fā)動機(jī)外殼，該一部分發(fā)動機(jī)外殼限定包含殼體空氣的燃燒室殼體，在包括滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該殼體空氣的至少一部分在燃燒段中與燃料燃燒，以產(chǎn)生高溫燃燒氣體； 渦輪段，在渦輪段中，來自于所述燃燒段的高溫燃燒氣體膨脹，以從中提取能量，其中，在包括滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，所提取的能量的至少一部分用于轉(zhuǎn)動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子; 轉(zhuǎn)子室，至少部分地位于燃燒段中，并與渦輪段中的待冷卻結(jié)構(gòu)相通； 至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管，在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該轉(zhuǎn)子冷卻管把從燃燒室殼體抽取的主氣道空氣注入轉(zhuǎn)子室中；和注氣系統(tǒng)，該注氣系統(tǒng)包括: 布置在所述一部分發(fā)動機(jī)外殼中的至少一個出氣口，僅在包括非滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間通過該出氣口從燃燒室殼體抽取輔助氣道空氣； 所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管，在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，用于把通過所述至少一個出氣口抽取的輔助氣道空氣注入所述轉(zhuǎn)子室中； 管道系統(tǒng)，提供所述至少一個出氣口和所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管之間的流體通道；風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，用于通過所述至少一個出氣口抽取輔助氣道空氣，并通過所述管道系統(tǒng)和所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管把抽取的輔助氣道空氣輸送至所述轉(zhuǎn)子室中；和閥門系統(tǒng): 在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該閥門系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，以阻止所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)從燃燒室殼體抽取并通過所述管道系統(tǒng)輸送輔助氣道空氣；以及 在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該閥門系統(tǒng)處于打開狀態(tài)，以允許所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)從燃燒室殼體抽取并通過所述管道系統(tǒng)輸送輔助氣道空氣。
12.如權(quán)利要求11所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述至少一個出氣口處于所述一部分發(fā)動機(jī)外殼的底壁段中。
13.如權(quán)利要求12所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述閥門系統(tǒng)由控制器根據(jù)所述一部分發(fā)動機(jī)外殼的頂壁段與所述一部分發(fā)動機(jī)外殼的底壁段之間的溫差打開和關(guān)閉。
14.如權(quán)利要求11所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述閥門系統(tǒng): 在開始關(guān)機(jī)操作以便把發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)和盤車狀態(tài)之一時，該閥門系統(tǒng)被控制器打開；以及 在開始啟動操作以便把發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)為第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式時，該閥門系統(tǒng)被控制器關(guān)閉。
15.如權(quán)利要求11所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間通過所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管注入所述轉(zhuǎn)子室中的主氣道空氣以及在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間通過所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管注入所述轉(zhuǎn)子室中的輔助氣道空氣在被提供至所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管之前在外部冷卻器中冷卻。
16.一種操作燃?xì)廨啓C(jī)的方法，包括: 在發(fā)動機(jī)的壓縮機(jī)段中壓縮空氣； 在發(fā)動機(jī)的燃燒段中把燃料與至少一部分所述壓縮空氣混合，并燃燒混合物，以產(chǎn)生高溫燃燒氣體； 在發(fā)動機(jī)的渦輪段中使所述高溫燃燒氣體膨脹，以從中提取能量，其中，在包括滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，所提取的能量的至少一部分用于轉(zhuǎn)動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子； 在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，通過至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管把從發(fā)動機(jī)提取的主氣道空氣注入轉(zhuǎn)子室中，所注入的主氣道空氣為渦輪段中的待冷卻結(jié)構(gòu)提供冷卻； 在包括非滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間: 啟用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以便: 通過位于與燃燒段相關(guān)的一部分發(fā)動機(jī)外殼中的至少一個出氣口從燃燒室殼體提取輔助氣道空氣； 通過管道系統(tǒng)把提取的輔助氣道空氣輸送至所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管；以及 通過所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管把提取的輔助氣道空氣注入所述轉(zhuǎn)子室中。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，輔助氣道空氣不通過所述至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管注入轉(zhuǎn)子室中。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述閥門系統(tǒng): 在第二發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該閥門系統(tǒng)處于打開狀態(tài)，以允許所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通過所述管道系統(tǒng)輸送從所述燃燒室殼體抽取的輔助氣道空氣；以及 在第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，該閥門系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，以阻止風(fēng)機(jī)系統(tǒng)通過所述管道系統(tǒng)輸送輔助氣道空氣。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述閥門系統(tǒng)由控制器根據(jù)所述一部分發(fā)動機(jī)外殼的頂壁段與所述一部分發(fā)動機(jī)外殼的底壁段之間的溫差打開和關(guān)閉。
20.如權(quán)利要求18所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其中，所述閥門系統(tǒng): 在開始關(guān)機(jī)操作以便把發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)為關(guān)閉狀態(tài)和盤車狀態(tài)之一時，該閥門系統(tǒng)被控制器打開；以及 在開始啟動操作以便把發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)為第一發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式時，該閥門系統(tǒng)被控制器關(guān)閉。
【專利摘要】一種在燃?xì)廨啓C(jī)中使用的注氣系統(tǒng)，包括：至少一個出氣口(42)，僅在發(fā)動機(jī)非滿載運(yùn)轉(zhuǎn)期間從該出氣口抽氣；至少一個轉(zhuǎn)子冷卻管(46A-D)，其用于把從所述出氣口(42)抽取的空氣注入轉(zhuǎn)子室(RC)；管道系統(tǒng)(44)，其提供所述出氣口與所述轉(zhuǎn)子冷卻管之間的流體通道；風(fēng)機(jī)系統(tǒng)(50)，其用于通過所述出氣口從發(fā)動機(jī)抽氣，并通過所述管道系統(tǒng)(44)和所述轉(zhuǎn)子冷卻管(46A-D)把抽出的空氣輸送至所述轉(zhuǎn)子室(RC)中；以及閥門系統(tǒng)(48A、B)。所述閥門系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)滿載運(yùn)轉(zhuǎn)期間處于關(guān)閉狀態(tài)，以阻止空氣通過所述管道系統(tǒng)(44)，并在發(fā)動機(jī)非滿載運(yùn)轉(zhuǎn)期間處于打開狀態(tài)，以允許空氣通過所述管道系統(tǒng)。
【IPC分類】F01D21-00, F01D5-08, F01D25-12
【公開號】CN104781506
【申請?zhí)枴緾N201380058295
【發(fā)明人】K-M.薩姆, 李經(jīng)邦, B.H.特爾波斯, D.M.西姆科
【申請人】西門子公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2013年10月30日
【公告號】EP2917490A1, US8893510, US20140123675, WO2014074368A1