專(zhuān)利名稱(chēng)：燃?xì)廨啓C(jī)裝置及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及燃?xì)廨啓C(jī)，并且尤其涉及燃?xì)廨啓C(jī)裝置及其裝配方法。
背景技術(shù)：
至少一些已知的燃?xì)廨啓C(jī)包括前部的風(fēng)扇、中心發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力渦輪。該中心發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè)壓縮機(jī)、燃燒器、高壓渦輪和低壓渦輪，它們以串行流關(guān)系結(jié)合在一起的。更具體的，壓縮機(jī)和高壓渦輪通過(guò)一軸結(jié)合以定義高壓轉(zhuǎn)子裝置。進(jìn)入到中心發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣與燃料混合并且被點(diǎn)燃以形成高能氣流。高能氣流流過(guò)高壓渦輪，以可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)高壓渦輪，從而使得該軸接著可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
當(dāng)氣流流過(guò)設(shè)置在高壓渦輪前方的低壓渦輪時(shí)，該氣流膨脹。低壓渦輪包括轉(zhuǎn)子裝置，該裝置具有連接到驅(qū)動(dòng)軸上的風(fēng)扇。低壓渦輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇。為了便于增加發(fā)動(dòng)機(jī)效率，至少一個(gè)已知的燃?xì)廨啓C(jī)包括反向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪，該低壓渦輪連接到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇和/或反向旋轉(zhuǎn)的增壓壓縮機(jī)上。
外部旋轉(zhuǎn)筒、旋轉(zhuǎn)框架、中部渦輪框架和兩個(gè)同心軸都安裝在燃?xì)廨啓C(jī)中以便于支撐反向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪。上述部件的安裝還能夠使得第一風(fēng)扇裝置連接到第一渦輪上以及第二風(fēng)扇裝置連接到第二渦輪上，從而使得第一風(fēng)扇裝置和第二風(fēng)扇裝置每個(gè)分別以與第一渦輪和第二渦輪相同的方向旋轉(zhuǎn)。因此，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的總的重量、設(shè)計(jì)復(fù)雜性和/或制造成本增加了。
發(fā)明簡(jiǎn)述在一個(gè)方面，提供用于裝配燃?xì)廨啓C(jī)的方法。該方法包括連接可圍繞著驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上，該反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置包括第一風(fēng)扇裝置和第二風(fēng)扇裝置，其中第一風(fēng)扇裝置以第一方向旋轉(zhuǎn)并且第二風(fēng)扇裝置以相反的第二方向旋轉(zhuǎn)。該方法還包括連接基本上環(huán)繞著驅(qū)動(dòng)軸的行星齒輪箱，從而使得齒輪箱的輸入連接到低壓渦輪上并且齒輪箱的輸出連接到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上，并且使得齒輪箱位于潤(rùn)滑流體的貯槽中，該貯槽基本上環(huán)繞著齒輪箱。
在另一個(gè)方面，提供燃?xì)廨啓C(jī)裝置。該燃?xì)廨啓C(jī)包括低壓渦輪，反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置，行星齒輪箱和潤(rùn)滑流體的貯槽。反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置包括以第一方向旋轉(zhuǎn)的第一風(fēng)扇裝置和以相反的第二方向旋轉(zhuǎn)的第二風(fēng)扇裝置。低壓渦輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸連接到風(fēng)扇裝置上。行星齒輪箱包括輸入和輸出。該齒輪箱輸入連接到低壓渦輪上，并且齒輪箱的輸出連接到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上。潤(rùn)滑流體的貯槽至少部分由驅(qū)動(dòng)軸限定。行星齒輪箱容納在流體貯槽中，從而使得潤(rùn)滑流體的貯槽基本上環(huán)繞著行星齒輪箱。
在進(jìn)一步的方面，提供燃?xì)廨啓C(jī)裝置。該發(fā)動(dòng)機(jī)裝置包括反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置，中心發(fā)動(dòng)機(jī)，行星齒輪箱和潤(rùn)滑流體的貯槽。該反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置包括以第一方向旋轉(zhuǎn)的第一風(fēng)扇裝置和以相反的第二方向旋轉(zhuǎn)的第二風(fēng)扇裝置。中心發(fā)動(dòng)機(jī)在從反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置的下游并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸連接到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上。行星齒輪箱連接到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上。潤(rùn)滑流體的貯槽連接在中心發(fā)動(dòng)機(jī)和反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置之間。潤(rùn)滑流體的貯槽至少部分由驅(qū)動(dòng)軸限定。齒輪箱容納在潤(rùn)滑流體的貯槽之中，從而使得齒輪箱基本上與反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置產(chǎn)生的軸向負(fù)荷隔離開(kāi)。


圖1是示例的渦輪機(jī)裝置一部分的橫截面視圖；圖2是圖1所示的反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置一部分的放大的橫截面視圖；圖3是圖2所示的反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置一部分的放大的橫截面視圖；和圖4是圖2所示的反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置一部分的放大的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是具有縱軸11的示例的渦輪機(jī)裝置10一部分的橫截面視圖。在示例的實(shí)施例中，渦輪機(jī)裝置10包括通常由框架13限定的中心燃?xì)廨啓C(jī)12。低壓渦輪14軸向連接到中心燃?xì)廨啓C(jī)12的后部，并且反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16軸向連接到中心燃?xì)廨啓C(jī)12的前部。
中心燃?xì)廨啓C(jī)12包括外殼20，其定義了環(huán)形中心發(fā)動(dòng)機(jī)入22。外殼20圍繞著低壓增壓壓縮機(jī)24以便于增加進(jìn)氣的壓力到第一壓力水平。在一個(gè)實(shí)施例中，中心燃?xì)廨啓C(jī)12是中心CFM56燃?xì)廨啓C(jī)，其可以從俄亥俄州辛辛那提的通用電氣航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司中獲得。
高壓、多級(jí)、軸流壓縮機(jī)26從增壓壓縮機(jī)24中接收加壓的空氣，并且進(jìn)一步增加空氣的壓力到更高的第二壓力水平。高壓空氣被引導(dǎo)入燃燒室28并且與燃料相混合。燃料空氣混合氣被點(diǎn)燃以提升加壓空氣的溫度和能量水平。高能燃燒產(chǎn)物流到第一或者高壓渦輪30以用于通過(guò)第一可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸32驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)26，然后流入第二或者低壓渦輪14以便于通過(guò)第二可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸34驅(qū)動(dòng)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16和增壓壓縮機(jī)24，該第二可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸34與第一驅(qū)動(dòng)軸32同軸連接。在驅(qū)動(dòng)低壓渦輪14之后，燃燒產(chǎn)物通過(guò)排氣噴嘴36離開(kāi)渦輪機(jī)裝置10以提供推進(jìn)的噴氣式推力。
反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16包括第一或者前部的風(fēng)扇裝置50和第二或者后部的風(fēng)扇裝置52，它們被構(gòu)造圍繞縱軸11旋轉(zhuǎn)。術(shù)語(yǔ)“前部的風(fēng)扇”和“后部的風(fēng)扇”在此用于表示風(fēng)扇裝置50是軸向連接在風(fēng)扇裝置2的上游。在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)扇裝置50和52被設(shè)置在中心燃?xì)廨啓C(jī)12的前端，如圖1-3所示。在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，風(fēng)扇裝置50和52設(shè)置在中心燃?xì)廨啓C(jī)12的后端。風(fēng)扇裝置50和52每個(gè)分別包括至少一排轉(zhuǎn)子葉片60和62，并且設(shè)置在吊艙64之中。轉(zhuǎn)子葉片60連接到轉(zhuǎn)子盤(pán)66上并且轉(zhuǎn)子葉片62連接到轉(zhuǎn)子盤(pán)68上。
在一個(gè)實(shí)施例中，增壓壓縮機(jī)24包括多排轉(zhuǎn)子葉片70，這些轉(zhuǎn)子葉片70被連接到對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子盤(pán)72上。增壓壓縮機(jī)24設(shè)置在入口導(dǎo)向葉片裝置74的后部并且連接到后部的風(fēng)扇裝置52上，從而使得增壓壓縮機(jī)24以基本上等于后部的風(fēng)扇裝置52轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。雖然增壓壓縮機(jī)24被示出僅具有三排轉(zhuǎn)子葉片70，增壓壓縮機(jī)24可具有任意合適數(shù)目和/或排的轉(zhuǎn)子葉片70，例如單排轉(zhuǎn)子葉片70或者多排轉(zhuǎn)子葉片70，它們與多排導(dǎo)向葉片76相互交叉。在一個(gè)實(shí)施例中，入口導(dǎo)向葉片76被固定或者可靠地連接到增壓器殼體78上。在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子葉片70可旋轉(zhuǎn)地連接到轉(zhuǎn)子盤(pán)72上，從而使得入口導(dǎo)向葉片76在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間是可移動(dòng)的，以便于改變被引導(dǎo)通過(guò)增壓壓縮機(jī)24的空氣量。在另一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，渦輪機(jī)裝置10沒(méi)有包括增壓壓縮機(jī)24。
如圖1所示，低壓渦輪14通過(guò)軸34連接到前部的風(fēng)扇裝置50上，使得前部的風(fēng)扇裝置50以第一旋轉(zhuǎn)方向80進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。后部的風(fēng)扇裝置52連接到驅(qū)動(dòng)軸34和/或低壓渦輪14上，使得后部的風(fēng)扇裝置52以相反的第二旋轉(zhuǎn)方向82進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
圖2是如圖1所示的反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16一部分的示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，第一風(fēng)扇裝置50包括圍繞縱軸11設(shè)置的圓錐體84。圓錐體84在第一或者前端86連接到轉(zhuǎn)子盤(pán)66上并且在第二或者后端88連接到驅(qū)動(dòng)軸34上，如圖2所示。第二風(fēng)扇裝置52包括沿著縱軸11圍繞圓錐體84的至少一部分同軸設(shè)置的圓錐體90。圓錐體90在第一或者前端92連接到轉(zhuǎn)子盤(pán)68上，并且在第二或者后端94連接到齒輪箱100的輸出上和/或通過(guò)滾動(dòng)軸承裝置連接到圓錐體84的后端88上，如下面更詳細(xì)地描述的。
圖3是如圖2所示的反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置16一部分的示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置16還包括齒輪箱100，其連接在后部的風(fēng)扇裝置52和驅(qū)動(dòng)軸34之間以便于以與前部的風(fēng)扇裝置50旋轉(zhuǎn)的方向80相反的旋轉(zhuǎn)方向82旋轉(zhuǎn)后部的風(fēng)扇裝置52。齒輪箱100具有大致環(huán)形形狀并且被構(gòu)造為環(huán)繞著驅(qū)動(dòng)軸34進(jìn)行設(shè)置，以基本上圍繞驅(qū)動(dòng)軸34進(jìn)行延伸。如圖3所示，齒輪箱100包括支撐結(jié)構(gòu)102、連接在支撐結(jié)構(gòu)102之中的至少一個(gè)齒輪103、輸入104和輸出106。
在一個(gè)實(shí)施例中，齒輪箱具有大約2.0比1的傳動(dòng)比，從而使得前部的風(fēng)扇裝置50以后部的風(fēng)扇裝置52的轉(zhuǎn)速的大約2倍的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，前部的風(fēng)扇裝置50以比后部的風(fēng)扇裝置52的轉(zhuǎn)速快大約0.67和大約2.1倍之間的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在這個(gè)實(shí)施例中，前部的風(fēng)扇裝置50以大于，等于或者小于后部的風(fēng)扇裝置52轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一軸承裝置，例如在圖1-3中所示的推力軸承裝置110，圍繞驅(qū)動(dòng)軸34和/或縱軸11進(jìn)行設(shè)置。推力軸承裝置110可運(yùn)行地結(jié)合和/或安裝在驅(qū)動(dòng)軸34和中心燃?xì)廨啓C(jī)12的框架13之間。進(jìn)一步參見(jiàn)圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，推力軸承裝置110包括徑向設(shè)置的內(nèi)圈111，其相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸34進(jìn)行安裝。如圖3所示，內(nèi)圈111安裝到驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112上，該延伸部分112可操作地連接到驅(qū)動(dòng)軸34上，從而使得內(nèi)圈111可與驅(qū)動(dòng)軸34一起圍繞縱軸11進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112花鍵連接到驅(qū)動(dòng)軸34上。內(nèi)圈111具有限定了推力軸承裝置110的內(nèi)槽114的表面113。限定內(nèi)槽114的表面113具有大致弓形輪廓。
推力軸承110還包括徑向設(shè)置的外圈116，其固定地連接到框架13上。在一個(gè)實(shí)施例中，外圈116和/或框架13作為地，用于傳送由反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16和/或增壓壓縮機(jī)24發(fā)展或者產(chǎn)生的推力負(fù)荷和/或作用力，如下面更詳細(xì)討論的。外圈116具有表面117，其通常與表面113相對(duì)，該表面117形成了推力軸承裝置110的外槽118。限定外槽118的表面117具有大致弓形輪廓。至少一個(gè)滾子元件，例如多個(gè)軸承119，可移動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈111和外圈116之間。每個(gè)軸承119與內(nèi)槽114和外槽118滾動(dòng)接觸，以允許驅(qū)動(dòng)軸34相對(duì)于齒輪箱100自由旋轉(zhuǎn)。
參見(jiàn)圖4，第二軸承裝置，例如推力軸承裝置120，徑向圍繞縱軸11設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，推力軸承裝置120可運(yùn)行地結(jié)合和/或安裝在第一風(fēng)扇裝置50的前端部分(例如處于或者接近圓錐體84的前端86)和第二風(fēng)扇裝置52的前端部分(例如處于或者接近圓錐體90的前端92)兩者之間。在一個(gè)實(shí)施例中，推力軸承120包括徑向設(shè)置的內(nèi)圈122，其相對(duì)于圓錐體84的外表面安裝。如圖4所示，內(nèi)圈122安裝到圓錐體84上，從而使得內(nèi)圈122與第一風(fēng)扇裝置50圍繞縱軸11是可旋轉(zhuǎn)的。內(nèi)圈122具有表面123，其限定了推力軸承裝置110的內(nèi)槽124。限定內(nèi)槽124的表面123具有大致弓形輪廓。
推力軸承裝置120包括徑向設(shè)置的外圈126，其相對(duì)于圓錐體90的內(nèi)表面安裝。如圖4所示，內(nèi)圈122安裝到圓錐體90上，從而使得外圈126可與第二風(fēng)扇裝置52一起圍繞縱軸11旋轉(zhuǎn)。外圈126具有表面127，其通常與表面123相對(duì)，該表面127形成了推力軸承裝置120的外槽128。限定外槽128的表面127具有大致弓形輪廓。至少一個(gè)滾子元件，例如多個(gè)軸承129，可移動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈122和外圈126之間。每個(gè)軸承129與內(nèi)槽124和外槽128滾動(dòng)接觸，以便于進(jìn)行第一風(fēng)扇裝置50和/或第二風(fēng)扇裝置52的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，推力軸承裝置110和/或120有助于在相對(duì)固定的軸向位置保持前部的風(fēng)扇裝置50和/或后部的風(fēng)扇裝置52。在反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16的運(yùn)行期間，由第一風(fēng)扇裝置50產(chǎn)生的推力負(fù)荷和/或作用力直接從第一風(fēng)扇裝置50中傳送到第一推力軸承裝置110中。而且，在運(yùn)行期間，由第二風(fēng)扇裝置52和/或增壓壓縮機(jī)24產(chǎn)生的推力負(fù)荷和/或作用力從第二風(fēng)扇裝置52和/或增壓壓縮機(jī)24傳送到第二推力軸承裝置120中，并且從第二推力軸承裝置120通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸34傳送到第一推力軸承110中。作為傳送推力負(fù)荷和/或作用力到推力軸承裝置110和/或推力軸承裝置120的結(jié)果，通過(guò)可操作地連接到第二風(fēng)扇裝置52的齒輪箱100的推力負(fù)荷和/或作用力的傳送可防止或者限制。在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的和可以通過(guò)在此提供的教導(dǎo)引導(dǎo)出的任意合適的軸承裝置能夠用于軸承裝置110和/或軸承裝置120或者除了它們另外使用。
在一個(gè)實(shí)施例中，諸如滾子軸承裝置130的軸承裝置在處于或者接近后端92處圍繞圓錐體90的外表面設(shè)置，如圖4所示。滾子軸承裝置130連接在框架13和前端92之間。在一個(gè)實(shí)施例中，滾子軸承裝置130與推力軸承裝置120結(jié)合用作差速軸承裝置以支撐第二風(fēng)扇裝置52和/或從第二風(fēng)扇裝置52傳送推力負(fù)荷和/或作用力到框架13中。在一個(gè)實(shí)施例中，滾子軸承裝置130包括內(nèi)圈132，其相對(duì)于圓錐體90安裝，如圖4所示。內(nèi)圈132安裝到圓錐體90的前端92上，從而使得內(nèi)圈132可與第二風(fēng)扇裝置52一起圍繞縱軸11旋轉(zhuǎn)。內(nèi)圈132具有限定滾子軸承裝置130的內(nèi)槽134的表面133。
滾子軸承裝置130包括可固定連接到框架13上的外圈136。在一個(gè)實(shí)施例中，外圈136相對(duì)于結(jié)構(gòu)支撐件15和/或框架13固定地連接。結(jié)構(gòu)支撐件15和/或框架13作為用于傳送由反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置16和/或增壓壓縮機(jī)24發(fā)展或者產(chǎn)生的推力負(fù)荷和/或作用力的地。外圈136具有表面137，其通常與表面133相對(duì)，該表面137形成滾子軸承裝置130的外槽138。至少一個(gè)滾子元件，例如多個(gè)滾子139，可移動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈132和外圈136之間。每個(gè)滾子139與內(nèi)槽134和外槽138滾動(dòng)接觸。
在一個(gè)實(shí)施例中，諸如滾子軸承裝置140的軸承裝置在處于或者接近后端88外圍繞圓錐體84的外表面設(shè)置，如圖3所示。滾子軸承裝置140連接在圓錐體84和圓錐體90之間。滾子軸承裝置140包括相對(duì)于后端88安裝的內(nèi)圈142，如圖2所示。內(nèi)圈142安裝到圓錐體84上，從而使得內(nèi)圈142可與第一風(fēng)扇裝置50一起圍繞縱軸11旋轉(zhuǎn)。內(nèi)圈142具有限定滾子軸承裝置140的內(nèi)槽144的表面143。
滾子軸承裝置140包括相對(duì)于圓錐體90的后端94安裝的外圈146，如圖3所示。外圈146安裝在圓錐體90上，從而使得外圈146可與第二風(fēng)扇裝置52一起圍繞縱軸11旋轉(zhuǎn)。外圈146具有表面147，其通常與表面143相對(duì)，該表面147形成滾子軸承裝置140的外槽148。至少一個(gè)滾子元件，例如多個(gè)滾子149，可移動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈142和外圈146之間。每個(gè)滾子149與內(nèi)槽144和外槽148滾動(dòng)接觸以便于圓錐體84和/或圓錐體90的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
在這個(gè)實(shí)施例中，滾子軸承裝置130和140便于對(duì)后部的風(fēng)扇裝置52提供旋轉(zhuǎn)支撐，從而使得后部的風(fēng)扇裝置52可相對(duì)于前部的風(fēng)扇裝置50自由的旋轉(zhuǎn)。因此，滾子軸承裝置130和140便于以相對(duì)固定的徑向位置保持后部的風(fēng)扇裝置52在反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置16之中。在可選擇的實(shí)施例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的和可以通過(guò)在此提供的教導(dǎo)引導(dǎo)出的任意合適的軸承裝置能夠用于軸承裝置130和/或軸承裝置140或者除了它們另外使用。
在一個(gè)實(shí)施例中，齒輪箱100連接到燃?xì)廨啓C(jī)10的固定的或者靜止的部件上，例如中心渦輪機(jī)12的框架13上，如圖3所示。齒輪箱輸入104通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112可旋轉(zhuǎn)地連接到第二驅(qū)動(dòng)軸34上，該驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112花鍵聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)軸34上。齒輪箱輸出106通過(guò)輸出結(jié)構(gòu)160可旋轉(zhuǎn)地連接到后部的風(fēng)扇裝置52上。輸出結(jié)構(gòu)160的第一端花鍵聯(lián)接到齒輪箱輸出106上并且輸出結(jié)構(gòu)160的第二端連接到后部的風(fēng)扇向前軸168上以便于驅(qū)動(dòng)后部的風(fēng)扇裝置52。
參見(jiàn)圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)裝置10包括用于安裝齒輪箱100到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置16上的花鍵系統(tǒng)200。齒輪箱100固定或者可靠地連接到中心燃?xì)廨啓C(jī)12的框架13上，例如在齒輪箱支撐結(jié)構(gòu)102處?；ㄦI系統(tǒng)200將齒輪箱100與第一風(fēng)扇裝置50和/或第二風(fēng)扇裝置52隔離開(kāi)以防止或者限制作為反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置16運(yùn)行結(jié)果的施加在齒輪箱100上推力負(fù)荷和/或作用力。第一風(fēng)扇裝置50可旋轉(zhuǎn)地連接到輸入104處，從而使得第一風(fēng)扇裝置50以第一方向旋轉(zhuǎn)，如圖1中的旋轉(zhuǎn)箭頭80所表示的。第二風(fēng)扇裝置52可旋轉(zhuǎn)地連接到輸出106處，從而使得第二風(fēng)扇裝置52以與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)，如圖1中的旋轉(zhuǎn)箭頭82所表示。
如圖3所示，花鍵系統(tǒng)200包括多個(gè)花鍵裝置，例如花鍵裝置202，204，206和/或208。在一個(gè)實(shí)施例中，第一花鍵裝置202連接輸入104到驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112。驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112包括第一部分210和第二部分212，如圖3所示。第一花鍵裝置202連接輸入104到第一部分210上并且第二花鍵部分204(與第一花鍵裝置202相同或者類(lèi)似)連接第一部分210到第二部分212上以可旋轉(zhuǎn)地連接輸入104到驅(qū)動(dòng)軸34上。而且第二花鍵裝置204便于推力軸承裝置110相對(duì)于齒輪箱100的軸向的移動(dòng)，即沿著或者平行于渦輪機(jī)裝置10的縱軸11。
在一個(gè)實(shí)施例中，花鍵裝置204包括形成多個(gè)花鍵的部件，這些花鍵圍繞著該部件的周?chē)O(shè)置。連接到驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112的第二部分212上的該部件可設(shè)置在一個(gè)腔中，該腔形成在連接到第一部分210上的協(xié)作殼體中，從而使得多個(gè)花健與形成在該殼體內(nèi)周上的槽嚙合或者干涉，以從第二部分212傳送扭轉(zhuǎn)負(fù)荷和/或作用力到驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112的第一部分210上。而且，該部件設(shè)置在協(xié)作殼體之中以便于該部件在殼體中沿軸向移動(dòng)，例如沿著或者平行于縱軸11，這樣便利于第二部分212相對(duì)于第一部分210的軸向移動(dòng)。
在一個(gè)特定的實(shí)施例中，每個(gè)花鍵裝置204，206和208是相同或者類(lèi)似的，如針對(duì)花鍵裝置204所述的那樣。第三花鍵裝置206可滑動(dòng)地接合輸出106到輸出結(jié)構(gòu)160上。第三花鍵裝置206便于后部的風(fēng)扇向前軸168相對(duì)于齒輪箱100的軸向移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，第四花鍵裝置208可滑動(dòng)地連接驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112的第二部分212到驅(qū)動(dòng)軸34上。在運(yùn)行過(guò)程中，花鍵裝置202，204，206和/或208僅僅傳送扭轉(zhuǎn)或者扭矩負(fù)荷和/或作用力到齒輪箱100上，從而使得齒輪箱100相對(duì)于低壓渦輪14的框架保持基本上固定的位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸延伸部分112和/或輸出結(jié)構(gòu)160包括補(bǔ)償齒輪箱100的徑向偏移的至少一個(gè)柔性臂。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，第一部分210包括徑向內(nèi)部230，徑向內(nèi)部230通過(guò)花鍵裝置202連接到輸入104上，和徑向外部232，該徑向外部232通過(guò)花鍵裝置204連接到第二部分212上。第一部分210在處于或者鄰近內(nèi)部230處具有第一厚度并且在處于或者鄰近外部232處具有第二厚度，第二厚度小于第一厚度。在該特定的實(shí)施例中，第一部分210的厚度從徑向內(nèi)部230到徑向外部232逐漸減少。第二厚度被選擇使得當(dāng)?shù)谝徊糠?10受到預(yù)定的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷和/或作用力時(shí)，第一部分230將從第二部分232分離，即第一部分210將斷裂。在發(fā)動(dòng)機(jī)裝置10的運(yùn)行期間，相對(duì)大的徑向負(fù)荷和/或作用力可能應(yīng)用到后部的風(fēng)扇裝置52上。為了補(bǔ)償相對(duì)大的徑向負(fù)荷和/或作用力，并且確保持續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，在一個(gè)實(shí)施例中第一部分?jǐn)嗔咽沟们安康娘L(fēng)扇裝置50持續(xù)運(yùn)行，同時(shí)后部的風(fēng)扇裝置52憑慣性運(yùn)行。
在運(yùn)行期間，當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)軸34旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)軸34導(dǎo)致輸入104以第一旋轉(zhuǎn)方向80旋轉(zhuǎn)，其隨后使輸出106以相反的第二旋轉(zhuǎn)方向82。因?yàn)檩敵鼋Y(jié)構(gòu)160連接到后部的風(fēng)扇裝置52上，驅(qū)動(dòng)軸34導(dǎo)致后部的風(fēng)扇裝置52通過(guò)齒輪箱100以相對(duì)的第二方向82進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，齒輪箱100位于貯槽170之內(nèi)，該貯槽170至少部分限定在輸出結(jié)構(gòu)160和結(jié)構(gòu)支撐部件15之間，該結(jié)構(gòu)支撐部件15被構(gòu)造來(lái)支撐后部的風(fēng)扇裝置52。在運(yùn)行期間，齒輪箱100至少部分浸沒(méi)在包含在貯槽170中的潤(rùn)滑流體之中，以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間持續(xù)潤(rùn)滑齒輪箱100。
更具體的，貯槽170具有由圓錐體84限定的徑向內(nèi)部邊界，由軸承裝置130限定的軸向前部邊界，由支撐結(jié)構(gòu)15限定的徑向外部邊界，以及由結(jié)構(gòu)13、高速壓縮機(jī)26和軸34限定的軸向后部邊界。
當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)10旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力潤(rùn)滑油被迫徑向向外。該油被引導(dǎo)入軸承裝置110，120，130和140以潤(rùn)滑軸承。而且，潤(rùn)滑流體被引導(dǎo)圍繞并且通過(guò)齒輪箱100以便于潤(rùn)滑連接在齒輪箱中的各種齒輪和軸承。更具體的，齒輪箱100不包括外殼，從而使得引導(dǎo)入貯槽170的潤(rùn)滑流體流過(guò)在齒輪箱100中暴露的齒輪和軸承。
在齒輪箱100和軸承裝置110，120，130和140被潤(rùn)滑之后，所用過(guò)的油被引導(dǎo)通過(guò)限定在結(jié)構(gòu)元件13之中的開(kāi)口115并且排出燃?xì)廨啓C(jī)10。更具體的，由于燃?xì)廨啓C(jī)10處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，離心力導(dǎo)致潤(rùn)滑油被迫徑向向外地朝向結(jié)構(gòu)元件15的內(nèi)表面，其中潤(rùn)滑油被通過(guò)延伸在其中的開(kāi)口115沿著元件15向后引導(dǎo)。然后該油被引導(dǎo)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外殼20。
在此描述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置包括反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置，其具有齒輪傳動(dòng)的單向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪。該裝置便于減少與已知的反向旋轉(zhuǎn)低壓渦輪相關(guān)的至少一部分復(fù)雜性。更具體的，在此描述的燃?xì)廨啓C(jī)包括環(huán)形齒輪箱，其圍繞著驅(qū)動(dòng)軸徑向延伸并且連接在基本上沿徑向成形的齒輪箱之中。由于該齒輪箱不包括外殼，在齒輪箱中的齒輪直接暴露在引導(dǎo)入貯槽的潤(rùn)滑流體中。因此，燃?xì)廨啓C(jī)裝置的尺寸和重量通過(guò)消除包圍已知齒輪箱裝置的外殼而得到減少。
上述燃?xì)廨啓C(jī)裝置和裝配燃?xì)廨啓C(jī)裝置的方法允許由反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置和/或增壓壓縮機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力來(lái)平衡由低壓渦輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力。更具體的，本發(fā)明便于由前部風(fēng)扇裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力直接傳送到后部的推力軸承裝置。由后端的風(fēng)扇裝置和/或增壓壓縮機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力通過(guò)前部的推力軸承裝置、通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸傳送到后部的推力軸承上。因此，由后端風(fēng)扇裝置和/或增壓壓縮機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力，以及由前部的風(fēng)扇裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力，都由后部的推力軸承裝置所承載，并且由同樣由后部的推力軸承裝置所承載的低壓渦輪的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力反向平衡。而且，傳送到齒輪箱的轉(zhuǎn)子推力負(fù)荷和/或作用力可以被防止或者限制，從而使得齒輪箱僅承載扭轉(zhuǎn)負(fù)荷和/或作用力。
燃?xì)廨啓C(jī)裝置的示例的實(shí)施例和裝配燃?xì)廨啓C(jī)的方法在上面已經(jīng)詳細(xì)描述。該裝置和方法不限于在此描述的特定的實(shí)施例，而是裝置的部件和/或方法的步驟可與在此描述的其它部件和/或步驟單獨(dú)和分離地利用。而且，所述的裝置部件和/或方法步驟還可限定在、或者與其它的裝置和/或方法結(jié)合使用，并且不僅限于在此所述的裝置和/或方法。
盡管本發(fā)明就不同的特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明可以進(jìn)行在權(quán)利要求精神和范圍之內(nèi)的修改。
部件目錄表10渦輪機(jī)裝置11縱軸12中心渦輪機(jī)13框架14低壓渦輪15結(jié)構(gòu)支撐件16旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇裝置20外殼22發(fā)動(dòng)機(jī)入口24增壓壓縮機(jī)26高速壓縮機(jī)28燃燒室30高壓渦輪32第一可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸34第二可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸36排氣噴嘴50第一風(fēng)扇裝置52第二風(fēng)扇裝置60轉(zhuǎn)子葉片62轉(zhuǎn)子葉片64吊艙66轉(zhuǎn)子盤(pán)68轉(zhuǎn)子盤(pán)70轉(zhuǎn)子葉片72轉(zhuǎn)子盤(pán)74入口導(dǎo)向葉片裝置76入口導(dǎo)向葉片78增壓器殼體80第一旋轉(zhuǎn)方向82第二旋轉(zhuǎn)方向
84圓錐體86第一或者前端88第二或者后端90圓錐體92第一或者前端94第二或者后端100 齒輪箱102 齒輪箱殼體103 齒輪104 輸入106 輸出110 第一推力軸承裝置111 內(nèi)圈112 軸承支撐結(jié)構(gòu)113 表面114 內(nèi)槽115 開(kāi)口116 外圈117 表面118 外槽119 多個(gè)軸承120 第二推力軸承裝置122 內(nèi)圈123 表面124 內(nèi)槽126 外圈127 表面128 外槽129 多個(gè)軸承130 滾子軸承裝置132 內(nèi)圈133 表面
134內(nèi)槽136外圈137表面138外槽139多個(gè)滾子140滾子軸承裝置142內(nèi)圈143表面144內(nèi)槽146外圈147表面148外槽149多個(gè)滾子159開(kāi)口160輸出結(jié)構(gòu)168后部風(fēng)扇向前軸170貯槽200花鍵系統(tǒng)204第二花鍵系統(tǒng)206第三花鍵系統(tǒng)208第四花鍵系統(tǒng)210第一部分212第二部分230內(nèi)部232外部
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其包括低壓渦輪(14)，反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)，其包括在第一方向可旋轉(zhuǎn)的第一風(fēng)扇裝置(50)和在相反的第二方向(82)可旋轉(zhuǎn)的第二風(fēng)扇裝置(52)，所述低壓渦輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸(32)連接到所述風(fēng)扇裝置上；和徑向齒輪箱(100)，其包括輸入(104)和輸出(106)，所述齒輪箱輸入連接到所述低壓渦輪上，所述齒輪箱輸出連接到所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上；和潤(rùn)滑流體貯槽(170)，其至少部分由所述驅(qū)動(dòng)軸限定，所述徑向齒輪箱容納在所述流體貯槽中，從而使得所述潤(rùn)滑流體貯槽基本上環(huán)繞著所述徑向齒輪箱。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，進(jìn)一步包括與所述潤(rùn)滑流體貯槽(170)流體連通的至少一個(gè)推力軸承(110)，所述至少一個(gè)推力軸承連接在所述低壓渦輪(14)和所述齒輪箱(100)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中所述第二風(fēng)扇裝置(52)處于所述第一風(fēng)扇裝置(50)的后部，所述潤(rùn)滑流體貯槽(170)至少部分由所述驅(qū)動(dòng)軸(32)和連接到所述第二風(fēng)扇上的支撐元件限制。
4.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中所述第二風(fēng)扇裝置(52)處于所述第一風(fēng)扇裝置(50)的后部，所述齒輪箱(100)基本上環(huán)繞著所述驅(qū)動(dòng)軸(32)被連接，所述齒輪箱沒(méi)有包括外殼(102)。
5.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中所述徑向齒輪箱(100)還包括第一部分(210)、第二部分(212)和連接在它們之間的推力彈簧，所述推力彈簧被構(gòu)造來(lái)吸收所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)產(chǎn)生的推力。
6.如權(quán)利要求5所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中所述齒輪箱第一部分(210)、第二部分(212)和推力彈簧整體地形成到一起，所述推力彈簧形成有延伸通過(guò)其中的多個(gè)開(kāi)口(115)，所述開(kāi)口便于所述推力彈簧吸收所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)產(chǎn)生的推力。
7.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中所述潤(rùn)滑流體貯槽(170)便于將所述齒輪箱(100)與所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)產(chǎn)生的軸向負(fù)荷隔離開(kāi)。
8.一種燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其包括反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)，其包括在第一方向可旋轉(zhuǎn)的第一風(fēng)扇裝置(50)和在相反的第二方向(82)可旋轉(zhuǎn)的第二風(fēng)扇裝置(52)；在所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置下游的中心發(fā)動(dòng)機(jī)(12)，所述中心發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸(12)連接到所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置；連接到所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置的徑向齒輪箱(100)；和在所述中心發(fā)動(dòng)機(jī)和所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置之間的潤(rùn)滑流體貯槽(170)，所述流體貯槽至少部分由所述驅(qū)動(dòng)軸限定，所述齒輪箱容納在所述流體貯槽中，從而使得所述齒輪箱基本上與所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置產(chǎn)生的軸向負(fù)荷相分隔開(kāi)。
9.如權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中所述齒輪箱(100)沒(méi)有包括外殼(102)。
10.如權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)裝置(10)，其中齒輪箱(100)包括第一部分(210)、第二部分(212)和延伸在所述第一和第二部分之間的推力彈簧，所述推力彈簧便于所述齒輪箱吸收由所述反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)產(chǎn)生的推力。
全文摘要
便于裝配燃?xì)廨啓C(jī)(10)的方法。該方法包括連接可圍繞驅(qū)動(dòng)軸(34)旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置(16)上，該風(fēng)扇裝置(16)包括第一風(fēng)扇裝置(50)和第二風(fēng)扇裝置(52)，其中第一風(fēng)扇裝置在第一方向(80)旋轉(zhuǎn)，第二風(fēng)扇裝置在相反的第二方向(82)旋轉(zhuǎn)。該方法還包括連接基本上環(huán)繞著驅(qū)動(dòng)軸的徑向齒輪箱(100)，從而使得齒輪箱輸入(104)連接到低壓渦輪上，齒輪箱輸出(106)連接到反向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇裝置上，并且從而使得齒輪箱設(shè)置在基本上環(huán)繞齒輪箱的潤(rùn)滑流體貯槽(170)中。
文檔編號(hào)F02C7/06GK1952364SQ20061013555
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者T·O·莫尼茲, R·J·奧爾蘭多 申請(qǐng)人:通用電氣公司