[發明專利]一種用于燃氣渦輪發動機的風扇驅動齒輪系統及燃氣渦輪發動機

有效

• 申請號: 201380002920.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103987941B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: W.G.謝里丹
• 申請（專利權）人: 聯合工藝公司
• 主分類號: F02C3/04
• 分類號: F02C3/04;F02C7/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 吳超,楊炯

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年5月31日提交的美國臨時申請61/653,731的優先權。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括風扇部分、壓縮機部分、燃燒器部分和渦輪機部分。進入壓縮機部分的空氣被壓縮并被傳遞到燃燒部分內，在那里空氣與燃料混合并被點燃以產生高速廢氣氣體流。高速廢氣氣體流膨脹通過渦輪機部分以驅動壓縮機和風扇部分。壓縮機部分通常包括低壓和高壓壓縮機，并且渦輪機部分可包括低壓和高壓渦輪機。

高壓渦輪機通過外軸桿驅動高壓壓縮機以形成高軸，并且低壓渦輪機通過內軸桿驅動低壓壓縮機以形成低軸。減速設備，例如周轉齒輪組件，可被用于驅動風扇部分使得風扇部分可以不同于渦輪機部分的速度旋轉，從而增加該發動機的整體推進效率。齒輪組件傳輸動力時的效率是齒輪驅動風扇的開發中的一個應考慮因素。未通過齒輪箱傳輸的動力或能量通常導致了熱的生成，該熱由潤滑系統移除。生成的熱越多，潤滑系統就越大和越重。

雖然齒輪傳動結構能提供改善的推進效率，但其它的因素，包括熱移除和潤滑在內，可能減損該改善的推進效率。因此，渦輪發動機制造商一直尋找對發動機性能的進一步改善，其中包括對熱、傳輸和推進效率的改善。

發明內容

根據本公開的示例性實施例的用于燃氣渦輪發動機的風扇驅動齒輪系統，除了其它可能的東西以外，還包括在風扇驅動渦輪機和風扇之間提供減速的齒輪系統，彈性地支撐該齒輪系統的部分的座，和提供潤滑劑到該齒輪系統并移除由該齒輪系統產生的熱能的潤滑系統，其中該潤滑系統包括移除等于小于該齒輪系統的動力輸入的約2％的熱能的能力。

在前述風扇驅動齒輪系統的另一個實施例中，其中該齒輪系統以大于約98％的效率將動力輸入從風扇驅動渦輪機傳輸到風扇。

在前述風扇驅動齒輪系統的任一個的另一實施例中，其中潤滑系統包括移除等于小于該齒輪系統的動力輸入的約1％的熱能的能力。

在前述風扇驅動齒輪系統中任一個的另一實施例中，其中潤滑系統包括提供潤滑劑流給齒輪系統的主潤滑系統和響應于來自主潤滑系統的潤滑劑流的中斷而提供潤滑劑給齒輪系統的備用潤滑系統。

在前述風扇驅動齒輪系統中任一個的另一實施例中，其中所述座包括載荷限制器，其限制了齒輪系統的響應于失衡條件的移動。

在前述風扇驅動齒輪系統中任一個的另一實施例中，其中齒輪系統包括由風扇驅動渦輪機驅動的太陽齒輪，不能轉動的齒輪架，被支撐在該齒輪架上的且由太陽齒輪驅動的多個星齒輪和圍繞所述多個星齒輪的齒圈。

在前述風扇驅動齒輪系統中任一個的另一實施例中，其中所述座包括在由風扇驅動渦輪機驅動的輸入軸和太陽齒輪之間的第一彈性聯接，在固定結構和齒輪架之間的第二彈性聯接。

在前述風扇驅動齒輪系統中任一個的另一實施例中，其中齒輪系統包括由風扇驅動渦輪機驅動的太陽齒輪，能轉動的齒輪架，被支撐在該齒輪架上的且由太陽齒輪驅動的多個行星齒輪和圍繞所述多個行星齒輪的齒圈。

在前述風扇驅動齒輪系統中任一個的另一實施例中，其中所述座包括在由風扇驅動渦輪機驅動的輸入軸和太陽齒輪之間的第一彈性聯接，和在固定結構和齒圈之間的第二彈性聯接。

根據本公開的示例性實施例的燃氣渦輪發動機，除了其它可能的東西以外，還包括：包括能繞著軸線旋轉的多個風扇葉片的風扇、壓縮機部分、與該壓縮機部分流體連通的燃燒器、與該燃燒器連通的風扇驅動渦輪機、在該風扇驅動渦輪機和風扇之間提供減速的齒輪系統，該齒輪系統以大于約98％的效率將動力輸入從風扇驅動渦輪機傳輸到該風扇、彈性地支撐該齒輪系統的部分的座、以及提供潤滑劑到該齒輪系統并從該齒輪系統移除由該齒輪系統產生的熱能的潤滑系統。

在前述燃氣渦輪發動機的另一實施例中，其中潤滑系統包括移除等于小于該齒輪系統的動力輸入的約2％的熱能的能力。

在前述燃氣渦輪發動機中任一個的另一實施例中，其中潤滑系統包括移除等于小于該齒輪系統的動力輸入的約1％的熱能的能力。

在前述燃氣渦輪發動機中任一個的另一實施例中，其中潤滑系統包括提供潤滑劑流給齒輪系統的主潤滑系統和響應于來自主潤滑系統的潤滑劑流的中斷而提供潤滑劑給齒輪系統的備用潤滑系統。

在前述燃氣渦輪發動機中任一項的另一實施例中，其中齒輪系統包括由風扇驅動渦輪機驅動的太陽齒輪、不能旋轉的齒輪架、支撐在該齒輪架上且由太陽齒輪驅動的多個星齒輪和圍繞該多個星齒輪的齒圈，并且所述座包括在由風扇驅動渦輪機驅動的輸入軸和太陽齒輪之間的第一彈性聯接和在固定結構和齒輪架之間的第二彈性聯接。