專利名稱：對(duì)轉(zhuǎn)式渦輪機(jī)引擎及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及航空器燃?xì)廨啓C(jī)引擎，且更具體而言，涉及對(duì)轉(zhuǎn)式燃?xì)廨啓C(jī)引擎。
背景技術(shù)：
至少一種已公知的燃?xì)廨啓C(jī)引擎包括以串行流布置的前風(fēng)扇組件、后風(fēng)扇組件、用于壓縮流動(dòng)通過引擎的空氣的高壓壓縮機(jī)、用于使燃料與壓縮空氣混合以使得混合物可被點(diǎn)燃的燃燒器和高壓渦輪機(jī)。高壓壓縮機(jī)、燃燒器和高壓渦輪機(jī)有時(shí)合起來被稱作核心引擎。在操作中，核心引擎產(chǎn)生燃燒氣體，所述燃燒氣體被排向下游至對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)從其中提取出能量以為前和后風(fēng)扇組件提供動(dòng)力。在至少一些已公知的燃?xì)廨啓C(jī)引擎內(nèi)，至少一個(gè)渦輪機(jī)沿與引擎內(nèi)的其它旋轉(zhuǎn)部件相比相反的方向旋轉(zhuǎn)。
至少一種已公知的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)具有大于高壓渦輪機(jī)排出部的半徑的入口半徑。入口半徑增加的尺寸容納低壓渦輪機(jī)內(nèi)的附加級(jí)。具體而言，至少一種已公知的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)包括具有可旋轉(zhuǎn)地連接到前風(fēng)扇組件上的第一數(shù)量的低壓級(jí)的外部渦輪機(jī)和具有可旋轉(zhuǎn)地連接到后風(fēng)扇組件上的相等數(shù)量的級(jí)的內(nèi)部渦輪機(jī)。
在引擎組裝過程中，這種已公知的燃?xì)廨啓C(jī)引擎進(jìn)行組裝以使得外部渦輪機(jī)以懸臂方式從渦輪機(jī)后框架中延伸出來。更具體而言，外部渦輪機(jī)的第一數(shù)量的級(jí)被分別連接在一起且被連接到旋轉(zhuǎn)罩殼上，且外部渦輪機(jī)隨后僅利用外部渦輪機(jī)的末級(jí)連接到渦輪機(jī)后框架上，以使得僅外部渦輪機(jī)的末級(jí)支承外部渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)罩殼的組合重量。因此，為了給這種引擎提供必需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，外部渦輪機(jī)的末級(jí)通常遠(yuǎn)大于和重于外部渦輪機(jī)的其它級(jí)。正由于此，在操作過程中，與增加的重量和尺寸相關(guān)聯(lián)的性能損失實(shí)際上可否定利用對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，提供了一種用于組裝燃?xì)廨啓C(jī)引擎的方法。所述方法包括設(shè)置被構(gòu)造以沿第一方向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子、設(shè)置被構(gòu)造以沿與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪機(jī)外轉(zhuǎn)子以及將至少一個(gè)箔帶軸承連接到內(nèi)和外轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)上以有利于改進(jìn)第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件以及不旋轉(zhuǎn)部件中的至少一個(gè)之間的間隙控制。
在另一個(gè)方面中，提供了一種轉(zhuǎn)子組件。所述轉(zhuǎn)子組件包括被構(gòu)造以沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子、被構(gòu)造以沿與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子和被構(gòu)造以支承內(nèi)和外轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)的箔帶軸承。
在再一個(gè)方面中，提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)引擎。所述燃?xì)廨啓C(jī)引擎包括低壓對(duì)轉(zhuǎn)式渦輪機(jī)，所述低壓對(duì)轉(zhuǎn)式渦輪機(jī)包括被構(gòu)造以沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子、被構(gòu)造以沿與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子和被構(gòu)造以支承內(nèi)和外轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)的箔帶軸承。


圖1是典型燃?xì)廨啓C(jī)引擎的一部分的橫截面圖；圖2是典型對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的一部分的橫截面圖；圖3是包括圖2所示的典型箔帶軸承的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的后部的放大視圖；圖4是沿視界B-B的箔帶軸承組件100的側(cè)視圖；圖5是典型箔帶軸承的側(cè)視圖；圖6是包括典型箔帶軸承的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的一部分的橫截面圖；圖7是包括圖6所示的典型箔帶軸承的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的前部的擴(kuò)展視圖；圖8是包括圖6所示的典型箔帶軸承的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的后部的擴(kuò)展視圖；圖9是包括典型箔帶軸承的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的一部分的橫截面圖；圖10是圖9所示的箔帶軸承的端視圖；圖11是包括典型箔帶軸承的燃?xì)廨啓C(jī)引擎的示意圖；和圖12示出了包括圖11所示的典型箔帶軸承的燃?xì)廨啓C(jī)引擎的一部分。
具體實(shí)施例方式
圖1是典型的燃?xì)廨啓C(jī)引擎10的一部分的橫截面圖，所述燃?xì)廨啓C(jī)引擎包括圍繞縱向中心軸線16設(shè)置的前風(fēng)扇組件12和后風(fēng)扇組件14。在此使用的術(shù)語“前風(fēng)扇”和“后風(fēng)扇”以表示風(fēng)扇12中的一個(gè)被軸向連接在另一風(fēng)扇14的上游。在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)扇組件12和14被放置在如圖所示的燃?xì)廨啓C(jī)引擎10的前端處。在另一個(gè)可選的實(shí)施例中，風(fēng)扇組件12和14被放置在燃?xì)廨啓C(jī)引擎10的后端處。風(fēng)扇組件12和14分別包括被放置在短艙18內(nèi)的多排風(fēng)扇葉片19。葉片19被連接到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子盤21上，所述轉(zhuǎn)子盤通過相應(yīng)的風(fēng)扇軸20被可旋轉(zhuǎn)地連接到前風(fēng)扇組件12上且通過風(fēng)扇軸22被可旋轉(zhuǎn)地連接到后風(fēng)扇組件14上。
燃?xì)廨啓C(jī)引擎10還包括在風(fēng)扇組件12和14下游的核心引擎24。核心引擎24包括高壓壓縮機(jī)(HPC)26、燃燒器28和通過核心轉(zhuǎn)子或軸32被連接到高壓壓縮機(jī)26上的高壓渦輪機(jī)(HPT)30。在操作中，核心引擎24產(chǎn)生燃燒氣體，所述燃燒氣體向下游被引導(dǎo)至對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34，所述低壓渦輪機(jī)從氣體中提取出能量，從而通過風(fēng)扇組件12和14的相應(yīng)的風(fēng)扇軸20和22為它們提供動(dòng)力。
圖2是對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的一部分的橫截面圖。在典型實(shí)施例中，低壓渦輪機(jī)34包括被連接到高壓渦輪機(jī)30下游的核心引擎24上的固定外殼36(如圖1所示)。低壓渦輪機(jī)34包括被放置在外殼36的徑向向內(nèi)位置的徑向外轉(zhuǎn)子38。外轉(zhuǎn)子38具有大體上的截錐形狀且包括徑向向內(nèi)延伸的多個(gè)周向間隔一定距離的轉(zhuǎn)子葉片40。葉片40被布置在軸向間隔一定距離的葉片排或級(jí)41中。盡管典型實(shí)施例僅示出了四個(gè)級(jí)41，但應(yīng)該意識(shí)到在不影響在此描述的方法和設(shè)備的范圍的情況下，外轉(zhuǎn)子38可具有任何數(shù)量的級(jí)41。
低壓渦輪機(jī)34還包括相對(duì)于外轉(zhuǎn)子38大體上共軸對(duì)齊且與其徑向向內(nèi)對(duì)齊的徑向內(nèi)轉(zhuǎn)子42。內(nèi)轉(zhuǎn)子42包括多個(gè)周向間隔一定距離的轉(zhuǎn)子葉片44，所述轉(zhuǎn)子葉片徑向向外延伸且被布置在軸向間隔一定距離的排或級(jí)43中。盡管典型實(shí)施例僅示出了五個(gè)級(jí)，但應(yīng)該意識(shí)到在不影響在此描述的方法和設(shè)備的范圍的情況下，內(nèi)轉(zhuǎn)子42可具有任何數(shù)量的級(jí)。
在典型實(shí)施例中，從級(jí)43延伸出來的內(nèi)轉(zhuǎn)子葉片44與從級(jí)41中延伸出來的外轉(zhuǎn)子葉片40軸向互相交叉，以使得內(nèi)轉(zhuǎn)子級(jí)43在相應(yīng)的外轉(zhuǎn)子級(jí)41之間延伸。葉片40和44因此被構(gòu)造用于轉(zhuǎn)子38和42的對(duì)轉(zhuǎn)。
在典型實(shí)施例中，低壓渦輪機(jī)34還包括轉(zhuǎn)子支承組件45，所述轉(zhuǎn)子支承組件包括在低壓渦輪機(jī)外和內(nèi)葉片40和44后部的固定環(huán)形尾部框架46。尾部框架46包括多個(gè)周向間隔一定距離的支柱47，所述支柱在它們的外端處被連接到環(huán)形外帶48上，所述外帶被連接到外殼36上，且所述支柱在它們的內(nèi)端處被連接到環(huán)形內(nèi)帶或轂49上。尾部框架46還包括徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形非結(jié)構(gòu)性流路延伸部50。在典型實(shí)施例中，后支柱47被設(shè)置與低壓渦輪機(jī)34的后端流動(dòng)連通用以接收來自其中的燃?xì)狻?br> 可旋轉(zhuǎn)的后框架51被設(shè)置在外和內(nèi)葉片40和44的后部和尾部框架46的上游?？蚣?1被連接到外轉(zhuǎn)子38的后端上用以與其一起旋轉(zhuǎn)且用以有利于提供附加的剛性從而支承葉片40。后框架51包括多個(gè)周向間隔一定距離的支柱52，所述支柱被連接到徑向外和內(nèi)環(huán)形后帶53和54上，以使得內(nèi)后帶54被固定地緊固到環(huán)形后支承軸55上用以與其一起旋轉(zhuǎn)。軸55從尾部框架46中且向其上游徑向向內(nèi)延伸。外和內(nèi)帶53和54分別有利于將周向間隔一定距離的支柱52連接在一起以形成相對(duì)剛性的組件。因此，周向間隔一定距離的支柱52與外和內(nèi)帶53和54的組合有利于通過后箔帶軸承100將負(fù)載從外轉(zhuǎn)子38傳遞至外殼36。箔帶軸承100可消除通過附加的后軸承/罩殼結(jié)構(gòu)(未示出)而將負(fù)載從外轉(zhuǎn)子38傳遞至尾部框架46的需要。
環(huán)形中間框架60在外和內(nèi)葉片40和44的上游且包括多個(gè)周向間隔一定距離的前支柱62，所述支柱被連接到徑向外前帶64和徑向內(nèi)前帶66上。內(nèi)前帶66還被連接到從帶66徑向向內(nèi)延伸的環(huán)軸68上。在典型實(shí)施例中，渦輪機(jī)中間框架60通過外前帶64被固定地緊固到外殼36上。在典型實(shí)施例中，前支柱62被整流罩70罩住，所述整流罩有利于保護(hù)支柱62以避開流動(dòng)通過引擎10的熱燃?xì)?。在另一個(gè)實(shí)施例中，支柱62未被整流罩70罩住。
在典型實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)引擎10包括被設(shè)置在外轉(zhuǎn)子38和罩殼36之間的多個(gè)箔帶軸承100。在一個(gè)實(shí)施例中，第一數(shù)量的軸承102被設(shè)置在低壓渦輪機(jī)34的后端104處，且第二數(shù)量的軸承106被設(shè)置在低壓渦輪機(jī)34的前端108處。箔帶軸承100有利于在操作加載過程中給低壓渦輪機(jī)34提供結(jié)構(gòu)支承。更具體而言，箔帶軸承100在外轉(zhuǎn)子38的外表面110周圍周向間隔一定距離以有利于為低壓渦輪機(jī)34提供旋轉(zhuǎn)支承。更具體而言，和在典型實(shí)施例中，四個(gè)箔帶軸承在低壓渦輪機(jī)34后端104處的外周周圍大致等距周向間隔開，且四個(gè)箔帶軸承在低壓渦輪機(jī)34前端108處的外周周圍大致等距周向間隔開。因此，在典型實(shí)施例中，低壓渦輪機(jī)34的重量被大約相等地分布燃?xì)廨啓C(jī)引擎10周邊周圍，分別在前和后端108和104處。
圖3是包括箔帶軸承組件100的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的后部的放大視圖。圖4是沿視界B-B獲取的箔帶軸承組件100的側(cè)視圖。圖5是典型箔帶軸承101的側(cè)視圖。在典型實(shí)施例中，箔帶軸承組件100包括支承構(gòu)件122，所述支承構(gòu)件利用多個(gè)緊固件124被固定地緊固到罩殼36上且利用至少一個(gè)緊固件126被可旋轉(zhuǎn)地連接到箔帶軸承101上。
在典型實(shí)施例中，箔帶軸承101包括成對(duì)座圈130和至少一個(gè)箔片元件132。成對(duì)座圈130包括外座圈134和從外座圈134徑向向內(nèi)的內(nèi)座圈136。箔片元件132在內(nèi)座圈136和外座圈134之間延伸且分別包括多個(gè)柔順的金屬箔片132，所述金屬箔片被分別緊固到外座圈134上以有利于內(nèi)座圈136相對(duì)于外座圈134旋轉(zhuǎn)，或如在本實(shí)施例中，有利于外座圈134相對(duì)于內(nèi)座圈136旋轉(zhuǎn)。在典型實(shí)施例中，箔帶軸承101有利于減少操作負(fù)載對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的影響，同時(shí)還增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子之間的間隙控制和密封。進(jìn)一步地，在燃?xì)廨啓C(jī)引擎10內(nèi)使用箔帶軸承有利于降低燃?xì)廨啓C(jī)引擎的制造成本，這是因?yàn)椴瓗лS承不需要潤(rùn)滑、沒有DN速度限制，其中D被定義為軸承孔的直徑，單位為毫米，且N被定義為軸承的最高速度，單位為轉(zhuǎn)/分鐘、不需要進(jìn)行維護(hù)以及是自作用流體動(dòng)力的“浮在空氣上的”裝置。
在典型實(shí)施例中，在引擎操作過程中，在低壓渦輪機(jī)34的旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的徑向力被傳遞至箔帶軸承101。更具體而言，當(dāng)?shù)蛪簻u輪機(jī)34旋轉(zhuǎn)時(shí)，箔帶軸承101的外表面138接觸低壓渦輪機(jī)34的外表面139，以有利于減少低壓渦輪機(jī)34的徑向運(yùn)動(dòng)。由于每個(gè)相應(yīng)的箔帶軸承101通過支承構(gòu)件122被連接到外殼36上，因此低壓渦輪機(jī)34相對(duì)于外殼36保持處在相對(duì)恒定的徑向位置處。更具體而言，當(dāng)?shù)蛪簻u輪機(jī)34在操作過程中徑向向外受力時(shí)，由于箔帶軸承101被附接到外殼36上，因此低壓渦輪機(jī)34的任何徑向運(yùn)動(dòng)被傳遞至罩殼36，以使得低壓渦輪機(jī)34相對(duì)于外殼36被保持處在相對(duì)恒定的徑向位置處。
圖6是包括典型箔帶軸承組件200的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的一部分的橫截面圖。圖7是包括箔帶軸承組件200的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的前部的放大視圖。圖8是包括箔帶軸承組件200的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的后部的放大視圖。
在典型實(shí)施例中，低壓渦輪機(jī)34包括在低壓渦輪機(jī)后端104處的第一箔帶軸承組件202。軸承組件202包括箔帶軸承204和利用多個(gè)緊固件208被固定地緊固到罩殼36上的支承構(gòu)件206。支承構(gòu)件206被可旋轉(zhuǎn)地連接到徑向外轉(zhuǎn)子38的外周周圍，以使得箔帶軸承204限定徑向外轉(zhuǎn)子38的界線。
在另一個(gè)典型實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)引擎10包括被設(shè)置在低壓渦輪機(jī)前端108處的第二箔帶軸承組件210。在典型實(shí)施例中，軸承組件210包括箔帶軸承212和支承構(gòu)件214，所述支承構(gòu)件利用多個(gè)緊固件216被固定地緊固到罩殼36上且被可旋轉(zhuǎn)地連接在徑向外轉(zhuǎn)子38的外周周圍，以使得箔帶軸承212限定徑向外轉(zhuǎn)子38的界線。
在典型實(shí)施例中，箔帶軸承204和212分別包括成對(duì)座圈230和至少一個(gè)箔片元件232。成對(duì)座圈230包括外座圈234和從外座圈234徑向向內(nèi)的內(nèi)座圈236。箔片元件232在內(nèi)座圈236和外座圈234之間延伸。具體而言，箔帶軸承204和212分別包括多個(gè)順性的金屬箔片232，所述金屬箔片被分別連接到內(nèi)座圈236和/或外座圈234的至少一個(gè)上以有利于內(nèi)座圈236相對(duì)于外座圈234旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，箔帶軸承204和212不包括內(nèi)座圈236，而是分別包括多個(gè)順性的金屬箔片232，所述金屬箔片被連接到被摩擦連接到罩殼36上的外座圈234上。在典型實(shí)施例中，箔帶軸承204和212有利于減少操作負(fù)載對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的影響，同時(shí)還增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子之間的間隙控制和密封。進(jìn)一步地，在燃?xì)廨啓C(jī)引擎10內(nèi)使用箔帶軸承有利于降低燃?xì)廨啓C(jī)引擎的制造成本，這是因?yàn)椴瓗лS承不需要潤(rùn)滑、沒有DN速度限制、不需要進(jìn)行維護(hù)且是自作用流體動(dòng)力“浮在空氣上的”裝置。
在典型實(shí)施例中，在引擎操作過程中，在低壓渦輪機(jī)34的旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的徑向力被傳遞至箔帶軸承204和212。具體而言，當(dāng)?shù)蛪簻u輪機(jī)34旋轉(zhuǎn)時(shí)，箔帶軸承204和212的外表面240接觸低壓渦輪機(jī)34的外表面244，以有利于減少低壓渦輪機(jī)34的徑向運(yùn)動(dòng)。由于每個(gè)相應(yīng)的箔帶軸承204和212通過支承構(gòu)件206被連接到外殼36上，因此低壓渦輪機(jī)34相對(duì)于外殼36被保持處在相對(duì)恒定的徑向位置處。更具體而言，當(dāng)?shù)蛪簻u輪機(jī)34在操作過程中徑向向外受力時(shí)，由于箔帶軸承204和212被分別附接到外殼36上以使得內(nèi)座圈236和/或金屬箔片232中的至少一個(gè)限定低壓渦輪機(jī)34的外表面的界線，因此低壓渦輪機(jī)34的任何徑向運(yùn)動(dòng)被傳遞至罩殼36以使得低壓渦輪機(jī)34相對(duì)于外殼36被保持處在相對(duì)恒定的徑向位置處。
圖9是包括典型箔帶軸承300的對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的一部分的橫截面圖。圖10是箔帶軸承300的端視圖。在典型實(shí)施例中，箔帶軸承300為在軸20和22之間延伸的差動(dòng)箔帶軸承。更具體而言，箔帶軸承300包括第一或朝向外的箔片組合件310、中心座圈312和第二或朝向內(nèi)的箔片組合件314。在操作中，箔帶軸承300有利于減少當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)引擎10在操作加載過程中運(yùn)行時(shí)可發(fā)生的軸20和22之間的軸偏轉(zhuǎn)。
在典型實(shí)施例中，箔帶軸承300有利于減少操作負(fù)載對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)34的影響，同時(shí)還增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子之間的間隙控制和密封。進(jìn)一步地，利用燃?xì)廨啓C(jī)引擎10內(nèi)的箔帶軸承有利于降低燃?xì)廨啓C(jī)引擎的制造成本，這是因?yàn)椴瓗лS承不需要潤(rùn)滑、沒有DN速度限制、不需要進(jìn)行維護(hù)且是自作用流體動(dòng)力“浮在空氣上的”裝置。
圖11示意性地示出了包括至少一個(gè)箔帶軸承400的燃?xì)廨啓C(jī)引擎10。圖12示出了包括箔帶軸承400的燃?xì)廨啓C(jī)引擎10的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，高壓渦輪機(jī)30被連接到高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸(spool)410上，所述高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸通過支架414被連接到低壓渦輪機(jī)級(jí)1的噴嘴組件412上。箔帶軸承400在支架414和高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸410之間延伸。更具體而言，箔帶軸承400具有內(nèi)徑和/或?qū)挾?20，所述內(nèi)徑和/或?qū)挾缺贿x擇性地形成一定尺寸以使箔帶軸承400能夠限定高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸410的外周界線。因此，軸承400有利于為高壓渦輪機(jī)30提供支承。
在另一個(gè)實(shí)施例中，高壓渦輪機(jī)30被連接到高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸410上，所述渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸通過支架414被可旋轉(zhuǎn)地連接到渦輪機(jī)中間框架60上。箔帶軸承400在支架414和高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸410之間延伸。更具體而言，箔帶軸承400具有內(nèi)徑和/或?qū)挾?20，所述內(nèi)徑和/或?qū)挾缺贿x擇性地形成一定尺寸以使箔帶軸承400能夠限定高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸410的外周的界線且因此有利于為高壓渦輪機(jī)30提供支承。在再一個(gè)實(shí)施例中，燃?xì)廨啓C(jī)10內(nèi)的每個(gè)相應(yīng)的滾柱軸承被箔帶軸承替換。
上述箔帶軸承系統(tǒng)提供了一種用于改進(jìn)對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的間隙控制的有成本效益和高度可靠的方法。此外，由于對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸原因，操作負(fù)載可影響燃?xì)廨啓C(jī)引擎的操作。因此，制造包括箔帶軸承的燃?xì)廨啓C(jī)引擎有利于減小操作負(fù)載對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)的影響，同時(shí)還增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子之間的間隙控制和密封。進(jìn)一步地，在燃?xì)廨啓C(jī)引擎內(nèi)使用箔帶軸承有利于降低燃?xì)廨啓C(jī)引擎的制造成本，這是因?yàn)椴瓗лS承不需要潤(rùn)滑、沒有DN速度限制，其中D被定義為軸承孔的直徑，單位為毫米，且N被定義為軸承的最高速度，單位為轉(zhuǎn)/分鐘、不需要進(jìn)行維護(hù)以及是自作用流體動(dòng)力的“浮在空氣上的”裝置。
此外，箔帶軸承可被用以在操作加載過程中補(bǔ)充現(xiàn)有的常規(guī)帶油軸承，和/或用以消除對(duì)潤(rùn)滑劑、吹掃裝置、排出系統(tǒng)以及集油箱加壓和穿過對(duì)轉(zhuǎn)式低壓渦輪機(jī)模塊的通風(fēng)口的需要。當(dāng)箔帶軸承被用于具有對(duì)轉(zhuǎn)式渦輪機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)引擎中時(shí)，常規(guī)和差動(dòng)軸承均被去除。在此描述的方法和系統(tǒng)進(jìn)一步有利于能夠利用兩個(gè)主框架支承三轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，且消除了對(duì)常規(guī)渦輪機(jī)后框架的需要，因此在所有條件下最優(yōu)化了轉(zhuǎn)子支架，同時(shí)降低了系統(tǒng)重量、成本和復(fù)雜性。
以上詳細(xì)地描述了燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的典型實(shí)施例。燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)不限于在此描述的具體實(shí)施例，相反地，所述系統(tǒng)的部件可獨(dú)立地且與在此描述的其它部件分離地使用。每個(gè)氣路部件還可與其它氣路部件結(jié)合使用。
盡管已經(jīng)根據(jù)各種具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到可使用在技術(shù)方案的精神和范圍內(nèi)的變型實(shí)施本發(fā)明。
零件表



權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子組件(45)，包括被構(gòu)造以沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)；被構(gòu)造以沿與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子(38)；和被構(gòu)造以支承所述內(nèi)和外轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)的箔帶軸承(100)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件(45)，其中所述外轉(zhuǎn)子(38)被連接在外殼(36)的徑向內(nèi)部，且包括多個(gè)軸向間隔一定距離的外葉片(40)的排(41)，所述外葉片從所述外殼徑向向內(nèi)延伸，且所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)被連接在所述外轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)部且包括多個(gè)軸向間隔一定距離的內(nèi)葉片(44)的排(43)，所述內(nèi)葉片徑向向內(nèi)延伸以使得所述內(nèi)葉片與所述外葉片軸向互相交叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件(45)，其中所述箔帶軸承(100)被連接到所述外轉(zhuǎn)子(38)上，以使得所述箔帶軸承限定所述外轉(zhuǎn)子的界線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件(45)，進(jìn)一步包括在所述外轉(zhuǎn)子(38)的外周周圍沿周向間隔大致相等距離的多個(gè)箔帶軸承(102)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件(45)，進(jìn)一步包括被連接到所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)上的第一軸(22)和第一風(fēng)扇(14)；被連接到所述外轉(zhuǎn)子(38)上的第二軸(20)和第二風(fēng)扇(12)；和被設(shè)置在所述第一和第二軸之間的差動(dòng)箔帶軸承(300)。
6.一種燃?xì)廨啓C(jī)引擎(10)，包括低壓對(duì)轉(zhuǎn)式渦輪機(jī)(34)，包括被構(gòu)造以沿第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)，被構(gòu)造以沿與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)子(38)；和被構(gòu)造以支承所述內(nèi)和外轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)的箔帶軸承(100)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)引擎(10)，其中所述外轉(zhuǎn)子(38)被連接在外殼(36)的徑向內(nèi)部，且包括多個(gè)軸向間隔一定距離的外葉片(40)的排(41)，所述外葉片從所述外殼徑向向內(nèi)延伸，且所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)被連接在所述外轉(zhuǎn)子的徑向內(nèi)部且包括多個(gè)軸向間隔一定距離的內(nèi)葉片(44)的排(43)，所述內(nèi)葉片徑向向內(nèi)延伸以使得所述內(nèi)葉片與所述外葉片軸向互相交叉。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)引擎(10)，其中所述箔帶軸承(100)被連接到所述外轉(zhuǎn)子(38)上，以使得所述箔帶軸承限定所述外轉(zhuǎn)子的界線。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)引擎(10)，進(jìn)一步包括被連接到所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)上的第一軸(22)和第一風(fēng)扇(14)；被連接到所述外轉(zhuǎn)子(38)上的第二軸(20)和第二風(fēng)扇(12)；和被設(shè)置在所述第一和第二軸之間的差動(dòng)箔帶軸承(300)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)引擎(10)，進(jìn)一步包括高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)軸(410)；低壓渦輪機(jī)(34)級(jí)1的噴嘴(412)中的至少一個(gè)和渦輪機(jī)中間框架(60)；和連接在所述低壓渦輪機(jī)級(jí)1的噴嘴中的至少一個(gè)和所述渦輪機(jī)中間框架之間以使得所述箔帶軸承支承高壓渦輪機(jī)(30)的箔帶軸承(400)。
全文摘要
一種組裝燃?xì)廨啓C(jī)引擎(10)的方法，所述方法包括設(shè)置被構(gòu)造以沿第一方向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子(42)、設(shè)置被構(gòu)造以沿與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪機(jī)外轉(zhuǎn)子(38)；以及將至少一個(gè)箔帶軸承(100)連接到所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)上，從而有利于改進(jìn)第一旋轉(zhuǎn)部件以及第二旋轉(zhuǎn)部件和不旋轉(zhuǎn)部件中的至少一個(gè)之間的間隙控制。
文檔編號(hào)F02K3/072GK1854486SQ200510097640
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者J·F·塞達(dá), T·O·莫尼茨, L·布特勒 申請(qǐng)人:通用電氣公司