[发明专利]双转子双支点燃气轮机

说明书

本发明提供一种双转子双支点燃气轮机，具有结构简单的特点。其中高压转子和低压转子的支撑方式均为双支点支撑，并共用前支点和后支点，前支点通过中介机匣实现支承传力，后支点通过级间机匣实现支承传力，因此可一定程度上降低发动机零部件数目和发动机重量，同时由于发动机结构简化，降低了零部件制造、装配难度和滑油系统的设计难度。本发明用于燃气轮机支承方案的设计及制造技术，具体可应用于航空航天、地面燃机等行业。

技术领域

本发明涉及燃气轮机结构，具体涉及发动机转子支承方案。

背景技术

现代航空发动机结构复杂，零件数量、种类繁多，零件加工制造精度高，部件、整机装配难度极大。双转子航空发动机旋转部件数目多，且低压转子需从高压转子中心穿过，结构复杂。转子通过支承结构支承于发动机承力机匣上，并将转子的各种负荷(如惯性力矩、气体轴向力等)传递到承力机匣上，最后由机匣通过安装节传至飞机构件。

目前，常规构型的双转子航空发动机支承结构设计方案一般涉及5-8个支点，其中高压转子通常涉及2个支点，低压转子涉及3-4个支点，由此一般需要多个承力机匣。图1示出GE90双转子航空发动机支承方案示意图，其中风扇增压级转子1由风扇和低压压气机组成；核心机转子2由高压压气机、燃烧室和高压涡轮组成；低涡转子3由低压涡轮组成。图1中高压转子轴采用1-0-1二支点支承方案，高压转子支点5具体位于高压转子轴的前后两端；低压转子采用0-2-1三支点支承方案，具体布置方式为风扇增压级转子1和低涡转子3间由两个低压转子支点4承力，第三个低压转子支点4位于低涡转子3后端。在该支承布局方案下，发动机零件数量较大，种类较多，导致整机重量居高不下，整机可靠性较差，并且限制了推重比的进一步提高，同时增加了部件加工与装配难度。

发明内容

本发明的目的在于提供过一种双转子双支点燃气轮机，其结构简单。

为实现所述目的的双转子双支点燃气轮机，包括高压转子和低压转子，其特点是，所述高压转子和所述低压转子的支撑方式均为双支点支撑，并共用前支点和后支点，前支点通过中介机匣实现支承传力，后支点通过级间机匣实现支承传力。

所述前支点或所述后支点的轴承包括外环、中环和内环，所述外环和所述中环之间设置滚动体，所述中环和所述内环之间设置滚动体。

第一实施方式为，所述高压转子的转子轴与前支点的轴承的中环法兰连接定位，穿过所述后支点的轴承的内环并由其支撑；所述低压转子的转子轴与后支点的轴承的中环法兰连接定位，穿过所述前支点的轴承的内环并由其支撑。

第二实施方式为，所述低压转子的转子轴与前支点的轴承的中环法兰连接定位，穿过所述后支点的轴承的内环并由其支撑；所述高压转子的转子轴与后支点的轴承的中环法兰连接定位，穿过所述前支点的轴承的内环并由其支撑。

所述轴承的中环和内环之间设置由保持架保持的滚棒，中环和外环之间设置由保持架保持的滚珠。

前述支承方案改变传统的双转子发动机支承方案，高、低压转子共用前、后两个支点，可容许双支点轴向跨距减小，例如减小700mm左右。前支点通过中介机匣实现支承传力，后支点通过级间机匣实现支承传力，因此该方案显著减少发动机轴承种类及数量，在一定程度上解决了传统燃气轮机结构复杂、零件数量多、种类多，轴向尺寸大，加工、装配困难等问题。由于结构简化、重量降低，对滑油系统设计、制造、装配难度均有所降低。同时，高低压转子共用两支点支撑的方案使得高低压转子同轴度进一步提高，对防止高低压转子碰摩大有裨益，同时对降低燃油耗油率也有所贡献。

附图说明

本发明的上述的以及其它的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为GE90航空发动机转子支承方案示意图；

图2为双转子双支点燃气轮机的第一实施方式示意图；

图3为双转子双支点燃气轮机的第二实施方式示意图；