[发明专利]燃气涡轮发动机组及其装配方法

说明书

技术领域

本发明总的涉及燃气涡轮发动机，更具体地说，涉及燃气涡轮发动机组及其装配方法。

背景技术

至少一些公知的燃气涡轮发动机具有一个前风扇、一个核心发动机、和一个动力涡轮。所述的核心发动机具有至少一个压气机、一个燃烧室、一个高压涡轮、和一个按顺流关系连接在一起的低压涡轮。更具体地说，上述的压气机和高压涡轮通过一根轴连接而成一个高压转子组件。进入核心发动机的空气与燃料相混合并燃烧而成为高能燃气流，该燃气流流过高压涡轮，使之转动，致使上述的轴又带动压气机转动。

当上述燃气流流过低压涡轮时便发生膨胀，上述的低压涡轮通过一根低压轴带动风扇转动，从而由风扇、低压轴和低压涡轮组成一个低压转子组。为了有利于提高发动机效率，至少一种公知的燃气涡轮发动机具有一个与反转风扇和/或反转式增压压气机相连接的反转式低压涡轮。

为了装配成一种具有反转式低压涡轮的燃气涡轮发动机，要将一个外转子、一个旋转架、一个中涡轮框架和两根同心轴安装在燃气涡轮发动机内以便支承反转式涡轮。安装上述的零件也使第一风扇组件与第一涡轮相连接，并使第二风扇组件与第二涡轮相连接，以便使第一和第二风扇组件分别沿着与第一和第二涡轮相同的转动方向转动。这样就增加了这种发动机的总重量、设计复杂性和/或制造成本。为了便利于支承风扇组件，要将至少一个风扇组件安装在多个轴承组件上。在发动机工作过程中，风扇叶片损坏的碎片可能脱离叶片本体，从而在损坏的风扇内产生严重的转动不平衡负荷。这种负荷主要由风扇轴承、风扇轴承支承件和风扇支架来承受。

为了最大限度地减小风扇叶片可能损坏所造成的反常的不平衡负荷的影响，现有的发动机往往装有多个支承风扇支承系统的零部件，而且这些零部件的尺寸要使风扇支承系统具有额外的强度。但是，提高支承部件的强度也会增加发动机的总重量，并且降低了发动机在没有明显的转动不平衡的状态下工作时的总效率。

本发明概述

本发明的一方面，提供一种装配涡轮发动机的方法。该方法包含如下步骤：将低压涡轮与核心发动机相连接；将变速箱与上述低压涡轮相连接；将第一风扇组件与上述变速箱相连接，从而使第一风扇组件沿第一方向转动；和在第一风扇组件与低压涡轮之间连接一个机械保险器，使该机械保险器可在预定的转矩负荷下失效。

本发明的另一方面，提供一种反转式风扇组件，该反转式风扇组件具有：一个与低压涡轮相连接的变速箱；一个与该变速箱相连接的第一风扇组件，该第一风扇组件具有一个转盘和多个安装在该转盘上并可沿第一转动方向转动的转子叶片；和一个连接在上述第一风扇组件与低压涡轮之间的机械保险器，该机械保险器可在预定的转矩负荷下会失效。

本发明的再一方面，提供一种涡轮发动机组，该涡轮发动机组具有：一个核心发动机；一个与该核心发动机相连接的低压涡轮；一个与该低压涡轮相连接的变速箱；一个与该变速箱相连接的第一风扇组件，该第一风扇组件具有一个转盘和多个安装在该转盘上并可沿第一转动方向转动的转子叶片；和一个安装在第一风扇组件与低压涡轮之间的机械保险器，该机械保险器在预定的转矩负荷下会失效。

附图简单说明

图1是一种示例性涡轮发动机组的局部剖视图；

图2是图1中的反转式风扇组件的局部放大剖视图；

图3是图2所示的具有机械保险器的反转式风扇组件的局部放大剖视图；

图4是图2所示的具有另一种机械保险器的反转式风扇组件的局部放大剖视图。

本发明的详细说明

图1是一种示例性涡轮发动机组10的一部分的剖视图，其纵轴线以标号11表示。在该示例性实施例中，涡轮发动机组10具有：一个核心燃气涡轮发动机12、一个沿轴向连接在上述核心燃气涡轮发动机12的后面的低压涡轮14、一个沿轴向连接在上述核心燃气涡轮发动机12的前面的反转式风扇组件16。

核心燃气涡轮发动机12具有一个形成核心发动机环形进气入口22的外壳体20，该外壳体20包围着低压增压压气机24，以便将进入的空气的压力增大到第一压力级。在一个实施例中，上述的燃气涡轮发动机12是美国通用电气(GE)飞机发动机公司(俄亥俄州，辛辛那提市)出售的CFM56型燃气涡轮核心发动机。