具有低損耗潤(rùn)滑劑軸承和低密度材料的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種具有低損耗潤(rùn)滑劑軸承和低密度材料的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。具體而言，機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)可包括燃?xì)鉁u輪，該燃?xì)鉁u輪具有壓縮機(jī)區(qū)段、渦輪區(qū)段和燃燒器區(qū)段。負(fù)載壓縮機(jī)由該燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)子軸延伸穿過(guò)該燃?xì)鉁u輪和該負(fù)載壓縮機(jī)。該燃?xì)鉁u輪和該負(fù)載壓縮機(jī)中的一個(gè)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括低密度材料。軸承支撐該燃?xì)鉁u輪和該負(fù)載壓縮機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸，軸承中的至少一個(gè)為低損耗潤(rùn)滑劑軸承。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有低損耗潤(rùn)滑劑軸承和低密度材料的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本專(zhuān)利申請(qǐng)涉及下列共通轉(zhuǎn)讓的專(zhuān)利申請(qǐng):題為“多級(jí)軸向壓縮機(jī)布置”的us專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/460，560 ;題為“具有單一類(lèi)型低損耗軸承和低密度材料的動(dòng)力系架構(gòu)”的US專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/460，576 ;題為“具有混合類(lèi)型低損耗軸承和低密度材料的動(dòng)力系架構(gòu)”的US專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/460，595 ;題為“具有單一類(lèi)型低損耗軸承和低密度材料的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)”的US專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/460，606 ;題為“具有混合類(lèi)型低損耗軸承和低密度材料的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)”的US專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/460，620 ;和題為“具有低損耗潤(rùn)滑劑軸承和低密度材料的動(dòng)力系架構(gòu)”的US專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)N0.14/460，410。在上面確定的各專(zhuān)利申請(qǐng)同此同時(shí)地提交，且通過(guò)引用而并入本文中。
本專(zhuān)利技術(shù)大體涉及機(jī)械驅(qū)動(dòng)燃?xì)鉁u輪，且更具體而言，涉及可具有低損耗潤(rùn)滑劑軸承和低密度材料的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。
技術(shù)介紹
燃?xì)鉁u輪用于許多工業(yè)分支中，從軍事到功率生成。典型地，燃?xì)鉁u輪用于產(chǎn)生電能。然而，一些燃?xì)鉁u輪用于推進(jìn)各種車(chē)輛、飛機(jī)、船等。在油氣領(lǐng)域，燃?xì)鉁u輪可用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、栗和/或發(fā)電機(jī)。在燃?xì)鉁u輪在工業(yè)應(yīng)用中用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)(例如，用于將氣體注入井中以推動(dòng)油向上穿過(guò)另一孔)的方案中，燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)利用旋轉(zhuǎn)葉片和固定導(dǎo)葉的排來(lái)壓縮空氣，從而將其引導(dǎo)至將壓縮空氣與燃料混合的燃燒器，并且燃燒其以形成熱的空氣-燃料混合物，該熱的空氣-燃料混合物膨脹穿過(guò)燃?xì)鉁u輪的渦輪中的葉片。結(jié)果，葉片圍繞燃?xì)?span style='display:none'>渦輪的軸或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)連接至燃?xì)鉁u輪的負(fù)載壓縮機(jī)，該負(fù)載壓縮機(jī)使用旋轉(zhuǎn)能量來(lái)壓縮流體(例如，氣體、空氣等)。用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中的許多燃?xì)鉁u輪架構(gòu)使用與高粘性潤(rùn)滑劑(即，油)結(jié)合的滑動(dòng)軸承來(lái)支撐渦輪區(qū)段、壓縮機(jī)區(qū)段和連接至其的負(fù)載壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。油軸承為采購(gòu)起來(lái)相對(duì)便宜的，但具有與它們的附屬油滑道(skid)有關(guān)的成本(例如，對(duì)于栗、儲(chǔ)存器、蓄壓器等)。此外，油軸承具有高維護(hù)間隔且可導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系中的過(guò)多粘性損耗，這又可不利地影響由燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)的負(fù)載壓縮機(jī)單元的操作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)方面中，公開(kāi)了機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。在本專(zhuān)利技術(shù)的該方面中，該機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)包括燃?xì)鉁u輪，該燃?xì)鉁u輪具有壓縮機(jī)區(qū)段、渦輪區(qū)段、和操作地聯(lián)接至該壓縮機(jī)區(qū)段和該渦輪區(qū)段的燃燒器區(qū)段。負(fù)載壓縮機(jī)由該燃?xì)鉁u輪驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)子軸延伸穿過(guò)該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段和渦輪區(qū)段和該負(fù)載壓縮機(jī)。壓縮機(jī)區(qū)段、渦輪區(qū)段、和負(fù)載壓縮機(jī)中的各個(gè)包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該燃?xì)鉁u輪和該負(fù)載壓縮機(jī)中的一個(gè)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括低密度材料。多個(gè)軸承支撐在該燃?xì)鉁u輪和該負(fù)載壓縮機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸，其中，軸承中的至少一個(gè)為具有低損耗潤(rùn)滑劑的低損耗軸承。技術(shù)方案1:一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，包括: 燃?xì)鉁u輪，其具有壓縮機(jī)區(qū)段、渦輪區(qū)段、和操作地聯(lián)接至所述壓縮機(jī)區(qū)段和所述渦輪區(qū)段的燃燒器區(qū)段； 負(fù)載壓縮機(jī)，其由所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)； 轉(zhuǎn)子軸，其延伸穿過(guò)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段和渦輪區(qū)段以及所述負(fù)載壓縮機(jī)；和 多個(gè)軸承，其支撐所述燃?xì)鉁u輪和所述負(fù)載壓縮機(jī)內(nèi)的所述轉(zhuǎn)子軸，其中，所述軸承中的至少一個(gè)為包括低損耗潤(rùn)滑劑的低損耗軸承； 其中，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、和所述負(fù)載壓縮機(jī)各自具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、和所述負(fù)載壓縮機(jī)中的至少一個(gè)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括低密度材料。技術(shù)方案2:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括至少一個(gè)低損耗軸承，所述至少一個(gè)低損耗軸承包括非常低粘性的流體。技術(shù)方案3:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括至少一個(gè)常規(guī)油軸承。技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸包括單軸布置。技術(shù)方案5:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括沿所述轉(zhuǎn)子軸操作地聯(lián)接至所述渦輪區(qū)段的再加熱區(qū)段，所述再加熱區(qū)段具有再加熱燃燒器區(qū)段和具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的再加熱渦輪區(qū)段，其中，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、所述負(fù)載壓縮機(jī)和所述再加熱渦輪區(qū)段中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括所述低密度材料。技術(shù)方案6:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪包括后端驅(qū)動(dòng)燃?xì)鉁u輪。技術(shù)方案7:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括負(fù)載聯(lián)接元件，以用于將所述負(fù)載壓縮機(jī)沿所述轉(zhuǎn)子軸聯(lián)接至所述燃?xì)鉁u輪。技術(shù)方案8:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子軸包括具有第一轉(zhuǎn)子軸和第二轉(zhuǎn)子軸的多軸布置，所述第一轉(zhuǎn)子軸延伸穿過(guò)所述壓縮機(jī)區(qū)段和所述渦輪區(qū)段，所述第二轉(zhuǎn)子軸延伸穿過(guò)所述負(fù)載壓縮機(jī)，所述第一轉(zhuǎn)子軸和所述第二轉(zhuǎn)子軸中的各個(gè)由所述多個(gè)軸承支撐。技術(shù)方案9:根據(jù)技術(shù)方案8所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括齒輪箱組件，所述齒輪箱組件構(gòu)造成以與所述負(fù)載壓縮機(jī)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件不同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)所述燃?xì)鉁u輪中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。技術(shù)方案10:根據(jù)技術(shù)方案8所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括動(dòng)力渦輪區(qū)段，所述動(dòng)力渦輪區(qū)段聯(lián)接至所述第二轉(zhuǎn)子軸以驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載壓縮機(jī)；其中，所述動(dòng)力渦輪區(qū)段具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、所述負(fù)載壓縮機(jī)和所述動(dòng)力渦輪區(qū)段中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括所述低密度材料。技術(shù)方案11:根據(jù)技術(shù)方案10所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，還包括再加熱區(qū)段，所述再加熱區(qū)段沿所述第一轉(zhuǎn)子軸聯(lián)接至所述渦輪區(qū)段，所述再加熱區(qū)段具有再加熱燃燒器區(qū)段和具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的再加熱渦輪區(qū)段；其中，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、所述負(fù)載壓縮機(jī)、所述動(dòng)力渦輪區(qū)段和所述再加熱渦輪區(qū)段中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括所述低密度材料。技術(shù)方案12:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述壓縮機(jī)區(qū)段包括在所述燃燒器區(qū)段遠(yuǎn)側(cè)的前方級(jí)、最接近所述燃燒器區(qū)段的后級(jí)、和配置在其間的中級(jí)，所述前方級(jí)、所述中級(jí)、和所述后級(jí)中的各個(gè)具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；其中，所述壓縮機(jī)區(qū)段的前方級(jí)、中級(jí)和后級(jí)、所述渦輪區(qū)段、和所述負(fù)載壓縮機(jī)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括所述低密度材料；并且其中，所述機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)還包括短軸，所述短軸在所述轉(zhuǎn)子軸的徑向外側(cè)且延伸穿過(guò)所述前方級(jí)，使得圍繞所述短軸布置的所述前方級(jí)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在比圍繞所述轉(zhuǎn)子軸布置的所述中級(jí)和后級(jí)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件慢的旋轉(zhuǎn)速度下操作。技術(shù)方案13:根據(jù)技術(shù)方案12所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)軸承包括短軸軸承以支撐所述短軸，所述短軸軸承中的至少一個(gè)包括低損耗潤(rùn)滑劑軸承。技術(shù)方案14:根據(jù)技術(shù)方案1所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述壓縮機(jī)區(qū)段包括低壓壓縮機(jī)區(qū)段和高壓壓縮機(jī)區(qū)段，且所述渦輪區(qū)段包括低壓渦輪區(qū)段和高壓渦輪區(qū)段；其中，所述高壓渦輪區(qū)段驅(qū)動(dòng)所述高壓壓縮機(jī)區(qū)段，并且所述低壓渦輪區(qū)段驅(qū)動(dòng)所述低壓壓縮機(jī)區(qū)段。技術(shù)方案15:根據(jù)技術(shù)方案14所述的機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其特征在于，所述低壓壓縮機(jī)區(qū)段、所述高壓壓縮機(jī)區(qū)段、所述低壓渦輪區(qū)段、和所述高壓渦輪區(qū)段中的各個(gè)包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；并且其中，所述低壓壓縮機(jī)區(qū)段、所述高壓壓縮機(jī)區(qū)段、所述低壓渦輪區(qū)段、所述高壓渦輪區(qū)段和所述負(fù)載壓縮機(jī)的旋本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種機(jī)械驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，包括：燃?xì)鉁u輪，其具有壓縮機(jī)區(qū)段、渦輪區(qū)段、和操作地聯(lián)接至所述壓縮機(jī)區(qū)段和所述渦輪區(qū)段的燃燒器區(qū)段；負(fù)載壓縮機(jī)，其由所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；轉(zhuǎn)子軸，其延伸穿過(guò)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)區(qū)段和渦輪區(qū)段以及所述負(fù)載壓縮機(jī)；和多個(gè)軸承，其支撐所述燃?xì)鉁u輪和所述負(fù)載壓縮機(jī)內(nèi)的所述轉(zhuǎn)子軸，其中，所述軸承中的至少一個(gè)為包括低損耗潤(rùn)滑劑的低損耗軸承；其中，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、和所述負(fù)載壓縮機(jī)各自具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，所述壓縮機(jī)區(qū)段、所述渦輪區(qū)段、和所述負(fù)載壓縮機(jī)中的至少一個(gè)中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少一個(gè)包括低密度材料。

【技術(shù)特征摘要】
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：DL威廉森，CE西爾瓦，RJ班克特，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：通用電氣公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US