[发明专利]带有安装到中间涡轮机框架的齿轮系统的反旋转低压涡轮机

说明书

背景技术

典型的喷气发动机具有多个轴杆或轴，它们在发动机的涡轮机部分和压缩机部分之间传递转矩。在一个示例中，低速轴通常包括低轴杆，其互连风扇、低压压缩机和低压涡轮机。为了实现期望的高压力核心比，要求有长的低轴杆。相比之下，为了增加发动机的功率密度，存在着相反的目标，即缩短整体发动机长度。因此，历史上这两个概念就存在矛盾。

发明内容

在一个示例性的实施例中，燃气涡轮发动机包括限定旋转轴线的轴杆、涡轮机部分和齿轮系统。涡轮机部分包括：（a）外涡轮机转子，其直接驱动轴杆并且包括第一组叶片；和（b）内涡轮机转子，其具有第二组叶片，该第二组叶片散布在第一组叶片中。内涡轮机转子被构造成绕着旋转轴线沿与外涡轮机转子相反的方向旋转。齿轮系统将内涡轮机转子联接到轴杆并且构造成以比第一组叶片更快的速度旋转第二组叶片。 齿轮系统被安装到中间涡轮机框架。

在上面的另一实施例中，齿轮系统通过轴承被安装到中间涡轮机框架。

在上面任一个的进一步实施例中，齿轮系统包括接合到内转子的太阳齿轮、与太阳齿轮啮合接合的多个星形齿轮、和与星形齿轮啮合接合的齿圈。

在上面的任一个的进一步实施例中，太阳齿轮被固定以与内涡轮机转子的后端一起旋转。

在上面任一个的进一步实施例中，星形齿轮被支撑在齿轮架内，该齿轮架被固定到中间涡轮机框架。

在上面任一个的进一步实施例中，外涡轮机转子的前端被联接到齿圈。

在上面任一个的进一步实施例中，第一轴承支撑内涡轮机转子的前端以相对于所述轴杆旋转而第二轴承支撑内涡轮机转子的后端以相对于轴杆旋转。

在上面任一个的进一步实施例中，第三轴承支撑轴杆以相对于中间涡轮机框架旋转。

在上面任一个的进一步实施例中，第一、第二、和第三轴承被平行于旋转轴线地彼此轴向间隔开，其中第三轴承位于第一轴承的前面。

在上面任一个的进一步实施例中，低压涡轮机静止壳具有未被支撑的后端和连接到中间涡轮机框架外壳的前端。

在上面任一个的进一步实施例中，轴杆的前端与反旋转低压压缩机相关联。

在另一示例性实施例中，燃气涡轮发动机包括核心空气流动路径和支撑布置在核心流动路径中的压缩机部分和涡轮机部分的轴杆。涡轮机部分包括反旋转低压涡轮机，该涡轮机包括直接驱动该轴杆并具有第一组叶片的外转子以及具有第二组叶片的内转子，第二组叶片散布在第一组叶片中。内转子被构造成绕着旋转轴线沿与第一转子相反的方向旋转。齿轮系统将内转子联接到轴杆并且构造成以比第一组叶片更快的速度旋转第二组叶片。齿轮系统由中间涡轮机框架支撑。

在上面任一个的进一步实施例中，压缩部分包括高压压缩部分，该高压压缩部分具有约23：1的压力比。

在上面任一个的进一步实施例中，压缩机部分包括由该轴杆驱动的反旋转低压压缩机。

在上面任一个的进一步实施例中，齿轮系统包括接合到第二转子的太阳齿轮、与太阳齿轮啮合接合的多个星形齿轮、和与星形齿轮啮合接合的齿圈。

在上面任一个的进一步实施例中，太阳齿轮被固定以与内转子的前端一起旋转，星形齿轮被支撑在齿轮架内，该齿轮架被固定到中间涡轮机框架，以及外转子的前端被联接到齿圈。

在上面任一个的进一步实施例中，第一轴承支撑内转子的前端以相对于所述轴杆旋转、第二轴承支撑内转子的后端以相对于轴杆旋转、以及第三轴承支撑轴杆以相对于中间涡轮机框架旋转。

在上面任一个的进一步实施例中，第一、第二、和第三轴承被平行于旋转轴线地彼此轴向间隔开，其中第三轴承位于第一轴承的前面。

在上面任一个的进一步实施例中，第一和第三轴承是滚柱轴承而第二轴承是滚珠轴承。

附图说明

当参照附图考虑下面的详细描述时，可进一步理解本公开，附图中：

       图1示意地图示了燃气涡轮发动机实施例。

图2是截面图，发动机上半部示出了非反旋转构造的示例，而发动机下半部示出了燃气涡轮发动机的反旋转低压压缩机架构和反旋转低压涡轮机架构的示例。

图3示出了图2中示出的低压压缩机的放大图。

图4示出了图2中示出的低压涡轮机的放大图。

图5示出了图2中示出的低压压缩机的示意图。

图6示出了图2中示出的低压涡轮机的示意图。

具体实施方式