[发明专利]用于防止转子盘超速的可旋转机器和涡轮风扇发动机

说明书

本发明涉及带有防止转子盘超速的可旋转机器和涡轮风扇发动机。涡轮组件(128)包括轴(134)、多个转子盘(202)、多个叶片(170)和至少一个切割机构(210)。转子盘(202)沿着轴(134)沿轴向间隔开，并且联接到轴(134)上，并且包括径向外部部分。叶片(170)围绕径向外部部分沿周向间隔开。切割机构(210)构造成在盘超速状况期间从转子盘(202)上切下叶片(170)。

技术领域

本公开的领域大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及转子超速保护。

背景技术

燃气涡轮发动机包括转子组件，转子组件可相对于固定发动机结构旋转。转子组件包括多个级，各个级包括可旋转盘和固定导叶组件。各个盘和导叶组件包括多个沿周向间隔开的叶片或导叶。各个级联接到轴上的转子安装结构上，轴构造成驱动相应的机器，诸如涡轮。热燃烧气体通过叶片来驱动转子组件。转子组件的一个已知失效机制是使盘的一部分与转子脱开。当后一级与转子安装结构分开时，后面的级发生脱开。热燃烧气体仍然对分开的级提供功率，但分开的转子盘级可能不再对轴传递功率。分开的级可比在正常运行期间旋转得快得多，因为它没有负载且仍然接收来自燃烧气体的功率输入，从而引起盘超速状况，盘超速状况可导致单独的级的结构完整性失效，以及导致转子盘级的部件弹出。

发明内容

一方面，提供一种可旋转机器。涡轮组件包括轴、多个转子盘、多个叶片和至少一个切割机构。转子盘沿着轴沿轴向间隔开，并且联接到轴上，并且包括径向外部部分。叶片围绕径向外部部分沿周向间隔开。切割机构构造成在盘超速状况期间从转子盘上切下叶片。

另一方面，提供一种涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机包括多级压缩机、轴和涡轮组件。轴联接到多级压缩机和涡轮组件上。涡轮组件构造成通过轴来驱动多级压缩机。涡轮组件包括轴、多个转子盘、多个叶片和至少一个切割机构。转子盘沿着轴沿轴向间隔开，并且联接到轴上，并且包括径向外部部分。叶片围绕径向外部部分沿周向间隔开。切割机构构造成在盘超速状况期间从转子盘上切下叶片。

又一方面，提供一种在转子盘的超速状况期间切断围绕涡轮的转子盘沿周向间隔开的成排的叶片中的至少一个叶片的方法。方法包括在转子盘与涡轮的轴分开之后，用发动机燃烧气体驱动转子盘。方法还包括使用转子盘的离心力来沿着轴沿轴向平移转子盘。方法进一步包括接合转子盘与至少一个切割机构。方法还包括使用切割机构来从转子盘上切断至少一些叶片。

技术方案1. 一种可旋转机器，包括：

轴134；

转子盘202，其联接到所述轴134上，并且具有径向外部部分；

围绕所述径向外部部分沿周向间隔开的多个叶片170；以及

至少一个切割机构210，其构造成在转子盘超速状况期间使所述多个叶片170中的至少一些与所述转子盘202脱开。

技术方案2. 根据技术方案1所述的可旋转机器，其特征在于，所述至少一个切割机构210包括楔302和楔保持器304。

技术方案3. 根据技术方案2所述的可旋转机器，其特征在于，所述楔保持器304包括上臂318和下臂320，所述上臂318和所述下臂320构造成在非转子盘超速状况期间将所述楔302保持在第一位置上，所述上臂318和所述下臂320构造成在转子盘超速状况期间将所述楔302重新定位到所述多个叶片170的旋转路径中。

技术方案4. 根据技术方案3所述的可旋转机器，其特征在于，所述楔302包括尖锐切割刃314，所述切割刃314构造成使所述多个叶片170中的至少一些与所述转子盘202脱开。

技术方案5. 根据技术方案4所述的可旋转机器，其特征在于，所述可旋转机器进一步包括构造成允许所述转子盘202在转子盘超速状况期间向后平移的多个弱化密封件206，208。