[發明專利]包括使風扇脫聯接的裝置的渦輪機

有效

• 申請號: 201580037563.0
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN106661959B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 亞歷山大·譚-金;朱利安·法比恩·帕特里克·比庫利特
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發動機公司
• 主分類號: F01D21/04
• 分類號: F01D21/04;F02K3/06;F02C3/113;F02C7/36
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張穎玲;浦彩華

本發明涉及一種包括風扇軸(12)的渦輪機，該風扇軸由渦輪軸(16)通過用于減小旋轉速度的設備(20)驅動，該渦輪機的特征在于，該渦輪機包括被置于減速設備(20)與渦輪軸(16)之間的脫聯接裝置(28)，該脫聯接裝置能夠響應于超過由減速設備(20)施加到渦輪軸(16)上的確定的阻力矩而使減速設備(20)和渦輪軸(16)脫聯接。

技術領域

本發明的領域是航空渦輪機的領域，更具體地，是包括用于驅動風扇的減速設備的雙流式渦輪機的領域。

背景技術

傳統地，渦輪機從上游開始包括一個或數個串聯定位的壓縮機模塊，該壓縮機模塊對被吸取到空氣進氣道中的空氣進行壓縮。空氣之后被引入到燃燒室中，在該燃燒室中該空氣與燃料混合并且燃燒。燃燒氣體穿過一個或數個通過關聯的渦輪軸對壓縮機進行驅動的渦輪模塊。氣體最后被噴射到噴嘴中用以產生推進力，或者被噴射在自由渦輪上以產生在傳動軸上獲取的動力。

當前的具有強稀釋率的雙流式渦輪機包括數個被主流穿過的壓縮機級，尤其包括低壓(BP)壓縮機和高壓(HP)壓縮機。這些低壓(BP)壓縮機和高壓(HP)壓縮機各自被相應的關聯的低壓(BP)渦輪軸或高壓(HP)渦輪軸驅動。輪被定位在低壓(BP)壓縮機的上游，該輪包括具有大尺寸的可移動的葉片或輪葉，或者包括風扇，該輪對所謂的次級噴嘴供給穿過BP壓縮機和HP壓縮機的主流以及冷流或次級流，該冷流或次級流被直接地朝向冷流噴嘴引導。風扇被BP體的BP渦輪的旋轉軸驅動，并且通常以同一速度旋轉。

尤其當BP軸具有極大的尺寸時，出于使其更好地適合空氣動力學的目的，可關注使得風扇以低于該軸的旋轉速度的旋轉速度旋轉。為此，減速設備被定位在渦輪軸BP與支承風扇的風扇軸之間。尤其在于2012年2月23日提交的專利申請FR 1251655和1251656中對這種構造進行了描述。

在該構造中，例如在吸入了諸如鳥的外來體的情況下，可能發生風扇損失葉片。這種也被稱為“風扇葉片脫出”(FBO，Fan Blade Out)的現象導致風扇偏離中心，使得結果是導致了該風扇的葉片的端部與風扇的殼體接觸。這種接觸甚至可在減速設備和渦輪軸仍被BP渦輪驅動時使風扇突然地減速，這可能在BP渦輪軸中和減速設備中產生高扭轉力矩。

如文件EP-2.048.330-A2所教導的，軸的扭轉可能導致軸在渦輪機的不同的點處斷裂。

文件EP-2.048.330-A2公開了一種渦輪機，該渦輪機包括風扇軸和壓縮機的軸，風扇軸和壓縮機的軸各自被渦輪軸通過兩個不同的聯接路徑驅動而在布置在軸承處的交會處隨著渦輪軸扭轉。聯接路徑通過減速設備驅動風扇。設置兩個聯接路徑以使得在聯接路徑中的一個意外斷裂的情況下，渦輪保持被另一聯接路徑承控，以避免渦輪過速，同時渦輪的控制單元可減小渦輪的速度。在該文件中描述的渦輪機著手于下述事實：諸如例如聯接路徑中的將渦輪軸連接到風扇的一個聯接路徑可能會發生機械故障。然而，該文件未明確地說明該故障的性質，該故障可能在于失效或者不是在于失效，但在任何情況下該故障都是意外的以及不可預測的。在渦輪軸與風扇的聯接路徑失效的情況下，這種意外失效則僅在減速設備已經承受相當大的力矩并且已經很可能被損壞時發生。

事實上，在葉片損失的情況下，這種扭轉力矩也有嚴重損壞減速設備的風險，該減速設備則可能被堵塞并且使得風扇不能夠旋轉。這將會具有突然增大發動機的空氣動力阻力的結果，使得飛機不能夠駕駛。

為了找出該缺陷的補救措施，解決方案在于：限制可能通過減速設備和BP渦輪軸的扭轉力矩，以避免堵塞風扇。

此外，對該力矩的限制給出了下述的可能性：避免減速設備的構件和低壓渦輪軸的任何的過尺寸，并且因此減輕了減速設備的和BP渦輪軸的設計。

發明內容

為此，本發明提出了一種屬于先前提及的類型的渦輪機，該渦輪機的特征在于，該渦輪機包括被置于減速設備與渦輪軸之間的脫聯接裝置，該脫聯接裝置能夠響應于超過由減速設備施加在渦輪軸上的確定的阻力矩而使減速設備從渦輪軸脫聯接。