[发明专利]用于涡轮的气体轴承支撑的系统和方法

说明书

一种系统包括联接到第二轴(152)的气体递送盘(210)，其中，第二轴和气体递送盘围绕轴线设置。该气体递送盘包括：内部轴向开口(232)，其被构造成有利于第一轴向流通过所述第二轴内的第一通道(184)；管道(218)，其被构造成将轴承流(212)在径向方向(190)上朝所述轴线供应；和轴承面(208)，其设置在所述第一通道内且在所述内部轴向开口的径向内部。所述轴承面被构造成接纳所述轴承流，并且所述轴承面被构造成在所述轴承面和围绕所述轴线设置的第一轴(142)之间形成气体轴承(176)。

背景技术

本文所公开的主题涉及气体轴承，更具体地涉及用于涡轮发动机的气体轴承。

涡轮发动机的旋转部件(例如，轴)可以在操作期间以不同的速度旋转。例如，风扇可以在显著低于涡轮级或压缩机级的速度下旋转。齿轮箱可以允许涡轮发动机的轴以不同的速度旋转。来自以所需速度旋转的第一轴的旋转动力可以造成另一个轴以接近或高于超临界的速度旋转，由此增加弯曲应力和轴承负载。增加的弯曲应力和轴承负载可以导致涡轮发动机的部件的磨损或失效。旋转轴可以由在沿着其轴线的一个或多个点处的轴承支撑，以影响轴的刚度，由此减小轴上的弯曲应力。然而，涡轮发动机系统的有限空间可能限制此类轴承的数量和放置方式。另外，使用较大的轴来增加刚度可能过大地增加轴的直径和/或重量。

发明内容

在范围方面与初始要求保护的发明相一致的某些实施例总结如下。这些实施例不意图限制要求保护的发明的范围，相反，这些实施例意图仅提供本发明的可能形式的简短总结。实际上，本发明可包括可类似于或不同于下文所述实施例的各种形式。

在一个实施例中，一种系统包括联接到第二轴的气体递送盘，其中，第二轴和气体递送盘围绕轴线设置。气体递送盘包括：内部轴向开口，其被构造成有利于第一轴向流通过所述第二轴内的第一通道；管道，其被构造成将轴承流在径向方向上朝所述轴线供应；和轴承面，其设置在第一通道内且在内部轴向开口的径向内部。轴承面被构造成接纳轴承流，并且轴承面被构造成在轴承面和围绕所述轴线设置的第一轴之间形成气体轴承。

在另一个实施例中，一种系统包括：第一轴，其围绕轴线设置；第二轴，其围绕所述轴线设置且围绕第一轴同心地设置；以及气体递送盘，其联接到第二轴。第一轴和第二轴形成在两者间的第一通道。气体递送盘包括：内部轴向开口，其被构造成有利于第一轴向流通过第一通道；多个管道，其被构造成将轴承流在径向方向上朝所述轴线供应；和轴承面，其设置在第一通道内且在内部轴向开口的径向内部。所述多个管道被构造成从第二轴向流抽取轴承流。轴承面被构造成接纳轴承流，并且轴承面被构造成在轴承面和围绕所述轴线设置的第一轴之间形成气体轴承。

在另一个实施例中，一种方法包括：将第一气体流轴向地导向通过第一通道和气体递送盘的内部轴向开口；将第二气体流轴向地导向通过第二通道和气体递送盘的中间轴向开口；以及将轴承流朝第一轴径向地导向通过气体递送盘。第一通道设置在第一轴和第二轴之间，第一轴围绕轴线设置，并且第二轴围绕所述轴线设置。第二通道设置在第二轴的径向外部。气体递送盘被构造成利用轴承流在气体递送盘和第一轴之间形成气体轴承。

附图说明

当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有图中类似的标记表示类似的部件，在附图中：

图1是带有气体轴承的涡轮发动机的实施例的剖视图；

图2是涡轮发动机的气体轴承组件的实施例的剖视图；

图3是图2的气体轴承组件的气体递送盘的实施例沿着线3-3截取的轴向视图；

图4是图2的气体轴承组件的气体递送盘的实施例的透视图；

图5是涡轮发动机的气体轴承组件的实施例；

图6是导向用于气体轴承组件的空气流的方法的实施例；以及

图7是将气体轴承上的负载传递至涡轮发动机的方法的实施例。