[发明专利]用于发电机的轴断裂装置

说明书

一种组件，该组件包括功率齿轮箱(20)，该功率齿轮箱机械地连接到发电机(22)，发电机(22)的支承轴(34)包括校准的可断裂部段(52)，该校准的可断裂部段意图在发电机上检测到事故时提供发电机与功率齿轮箱的物理断开，保护装置包括设有锁定件的解锁机构(60)，该锁定件在外部控制单元(64)的作用下释放开槽工具以选择校准的部段进行断裂。

技术领域

本发明涉及燃气涡轮机，更具体地涉及用于保护附件齿轮箱(AGB)和与其相关联的发动机的装置。本发明的应用领域是用于飞机或直升机的航空发动机、以及辅助动力单元(APU)的燃气涡轮机的领域。

背景技术

在燃气涡轮机中，机械传动装置使用从涡轮轴获得的机械动力驱动各种设备或附件。包括容纳在外壳中的一组齿轮的机械传动装置被称为传输齿轮箱或附件齿轮箱(AGB)。附件具体地包括用于产生液压能量、用于供给燃料和用于润滑的各种泵，以及一个或多个电启动器和/或发电机。

安装在飞机上的发电机通常设有保护装置，这些保护装置具有在相关监控系统检测到事故时将发电机与附件齿轮箱物理分离的功能。传统上，这些保护装置都配装有可断裂部段(无源装置)，该可断裂部段被校准，以在对应于最大标称或运行扭矩的5至10倍的扭矩下断裂，并且保护装置还配装有受控断开系统(有源装置)，该系统允许发电机以中间负荷和速度机械地脱离(脱开离合)。

遗憾的是，目前的受控断开系统在其低速、高速、中间扭矩的整个运行范围内无法提供有效的保护。具体地，它们不能在负荷下或以非常高的旋转速度断开。因此，当在受控断开系统中有产生大于有源装置的断裂能力并且小于可断裂部段的断裂扭矩的高扭矩的故障发生时，发电机的机械脱离变得不可能。这导致了可能对发电机甚至发动机机舱造成显著损坏的能量消散。

发明内容

因此，期望降低可断裂部段的断裂扭矩，使得该扭矩尽可能接近激活受控断开系统的扭矩，并且仅在那时进行激活。

为此，本发明提供一种组件，该组件包括附件齿轮箱，该附件齿轮箱设有保护装置并且机械地连接到具有支承轴的发电机，该支承轴包括校准的可断裂部段，该可断裂部段设计成当在发电机上检测到事故时将发电机与附件齿轮箱物理地断开，该组件的特征在于，保护装置包括设有锁定件的解锁机构，该锁定件在外部控制单元的作用下释放切割工具以切割所述校准的可断裂部段。

因此，本发明的保护装置可以设计成以非常低的、尽可能接近0牛顿米(Nm)的扭矩运行，这使得能够减小保护装置集成在其中的发电机的总重量和尺寸。此外，由于降低使可断裂部段断裂的扭矩的可能性，所述可断裂部段能够具有更大的固有断裂扭矩，具体是为了避免未及时的断裂和疲劳。

优选地，所述切割工具抵靠推力弹簧作用并且具有带有碳化物尖端的冲头。

有利地，所述解锁机构是电磁铁或扭矩马达。

优选地，所述外部控制单元集成在飞机发动机的发动机控制单元(ECU)中或飞机的全权限数字发动机控制器(FADEC)中。

该组件安装在壳体的后端，所述发电机集成在壳体中，该壳体具有设计成接纳所述附件齿轮箱的前端。

本发明还提供一种设有这种保护装置的燃气涡轮航空发动机。

附图说明

本发明的其它特征和优点在阅读以下通过非限制性实施例给出的并参照附图的本发明的具体实施例的描述中显现出来，附图中：

·图1是燃气涡轮发动机的高度简化图；以及

·图2A和2B分别是与设有本发明的保护装置的附件齿轮箱相关联的发电机的轴向剖视图和端视图。

具体实施方式

本发明的应用领域是诸如在图1中非常示意性地示出的燃气涡轮飞机发动机的应用领域，但是本发明仍适用于通常是直升机发动机的其它燃气涡轮航空发动机，并且还适用于燃气涡轮辅助动力单元。