专利名称：燃气轮机装置及其装配方法
技术领域：
本发明通常涉及燃气轮机，并且尤其涉及燃气轮机装置及其装配方法。
背景技术：
至少一些已知的燃气轮机包括前部的风扇、中心发动机和动力涡轮。该中心发动机包括至少一个压缩机、燃烧器、高压涡轮和低压涡轮，它们以串行流关系结合在一起。更具体的，压缩机和高压涡轮通过一轴结合以定义高压转子装置。进入到中心发动机的空气与燃料混合并且被点燃以形成高能气流。高能气流流过高压涡轮，以可旋转地驱动高压涡轮，从而使得该轴接着可旋转地驱动压缩机。
当气流流过设置在高压涡轮前方的低压涡轮时，该气流膨胀。低压涡轮包括转子装置，该装置具有连接到驱动轴上的风扇。低压涡轮通过驱动轴可旋转地驱动该风扇。为了便于增加发动机效率，至少一个已知的燃气轮机包括反向旋转的低压涡轮，该低压涡轮连接到反向旋转的风扇和/或反向旋转的增压压缩机上。
外部旋转筒、旋转框架、中部涡轮框架和两个同心轴都安装在燃气轮机中以便于支撑反向旋转的低压涡轮。上述部件的安装还能够使得第一风扇装置连接到第一涡轮上以及第二风扇装置连接到第二涡轮上，从而使得第一风扇装置和第二风扇装置每个分别以与第一涡轮和第二涡轮相同的方向旋转。因此，这样的发动机的总的重量、设计复杂性和/或制造成本增加了。
发明简述在一个方面，提供一种装配涡轮机装置的方法。该方法包括提供至少部分由框架限定并且具有可围绕中心燃气轮机纵轴旋转的驱动轴的中心燃气轮机，连接低压涡轮到中心燃气轮机上，连接包括第一风扇装置和第二风扇装置的反向旋转风扇装置到低压涡轮上，从而使得第一风扇以第一方向旋转并且第二风扇以相反的第二方向旋转，将齿轮箱连接在轴和反向旋转风扇装置之间，从而使得齿轮箱基本上环绕着驱动轴进行延伸，连接齿轮箱输入到低压涡轮上，连接齿轮箱输出到反向旋转风扇装置上，并且在齿轮箱输入和齿轮箱之间连接推力弹簧以至少部分吸收由反向旋转风扇装置产生的推力。
在另一个方面，提供齿轮箱。该齿轮箱包括支撑结构，结合在支撑结构中的至少一个太阳齿轮，以及结合在支撑结构中的多个行星齿轮。支撑结构包括第一部分，轴向后部的第二部分，以及连接在第一和第二部分之间的推力弹簧。
在进一步的方面中，提供涡轮机装置。该涡轮机装置包括中心涡轮机，连接到中心涡轮机的低压涡轮，连接到低压涡轮的齿轮箱，和连接到齿轮箱的反向旋转风扇装置。齿轮箱包括齿轮支撑结构，该齿轮支撑结构包括第一部分、轴向后部的第二部分、和连接在第一和第二部分之间的推力弹簧。
图1是示例的涡轮机装置的一部分的横剖面视图；图2是如图1所示的反向旋转风扇的一部分的放大的横剖面视图；图3是如图2所示的反向旋转风扇的一部分的放大的横剖面视图；图4是如图2所示的反向旋转风扇的一部分的放大的横剖面视图；图5是如图4所示的齿轮箱的透视图；图6是如图5所示的齿轮箱的透视剖视图；图7是如图6所示的齿轮箱一部分的透视图。
具体实施例方式
图1是具有纵轴11的示例的涡轮机装置10的一部分的横剖面视图。在示例的实施例中，涡轮机装置10包括通常由框架13限定的中心燃气轮机12。低压涡轮14轴向连接到中心燃气轮机12的后部，并且反向旋转风扇装置16轴向连接到中心燃气轮机12的前部。
中心燃气轮机12包括外壳20，其定义了环形中心发动机入口22。外壳20围绕着低压增压压缩机24以便于增加进气的压力到第一压力水平。在一个实施例中，中心燃气轮机12是中心CFM56燃气轮机，其可以从俄亥俄州辛辛那提的通用电气航空发动机公司中获得。
高压、多级、轴流压缩机26从增压压缩机24中接收加压的空气，并且进一步增加空气的压力到更高的第二压力水平。高压空气被引导入燃烧室28并且与燃料相混合。燃料空气混合气被点燃以提升加压空气的温度和能量水平。高能燃烧产物流到第一或者高压涡轮30以用于通过第一可旋转驱动轴32驱动压缩机26，然后流入第二或者低压涡轮14以便于通过第二可旋转驱动轴34驱动反向旋转风扇装置16和增压压缩机24，该第二可旋转驱动轴34与第一驱动轴32同轴连接。在驱动低压涡轮14之后，燃烧产物通过排气喷嘴36离开涡轮机装置10以提供推进的喷气式推力。
反向旋转风扇装置16包括第一或者前部的风扇装置50和第二或者后部的风扇装置52，它们被构造围绕纵轴11旋转。术语“前部的风扇”和“后部的风扇”在此用于表示风扇装置50是轴向连接在风扇装置52的上游。在一个实施例中，风扇装置50和52被设置在中心燃气轮机12的前端，如图1-3所示。在一个可选择的实施例中，风扇装置50和52设置在中心燃气轮机12的后端。风扇装置50和52每个分别包括至少一排转子叶片60和62，并且设置在吊舱64之中。转子叶片60连接到转子盘66上并且转子叶片62连接到转子盘68上。
在一个实施例中，增压压缩机24包括多排转子叶片70，这些转子叶片70被连接到对应的转子盘72上。增压压缩机24设置在入口导向叶片装置74的后部并且连接到后部的风扇装置52上，从而使得增压压缩机24以基本上等于后部的风扇装置52转速的转速进行旋转。虽然增压压缩机24被示出仅具有三排转子叶片70，增压压缩机24可具有任意合适数目和/或排的转子叶片70，例如单排转子叶片70或者多排转子叶片70，它们与多排导向叶片76相互交叉。在一个实施例中，入口导向叶片76被固定或者可靠地连接到增压器壳体78上。在一个可选择的实施例中，转子叶片70可旋转地连接到转子盘72上，从而使得入口导向叶片76在发动机运行期间是可移动的，以便于改变被引导通过增压压缩机24的空气量。在另一个可选择的实施例中，涡轮机装置10没有包括增压压缩机24。
如图1所示，低压涡轮14通过轴34连接到前部的风扇装置50上，使得前部的风扇装置50以第一旋转方向80进行旋转。后部的风扇装置52连接到驱动轴34和/或低压涡轮14上，使得后部的风扇装置52以相反的第二旋转方向82进行旋转。
图2是如图1所示的反向旋转风扇装置16的一部分的示意图。在一个实施例中，第一风扇装置50包括围绕纵轴11设置的圆锥体84。圆锥体84在第一或者前端86连接到转子盘66上并且在第二或者后端88连接到驱动轴34上，如图2所示。第二风扇装置52包括沿着纵轴11围绕圆锥体84的至少一部分同轴设置的圆锥体90。圆锥体90在第一或者前端92连接到转子盘68上，并且在第二或者后端94连接到齿轮箱100的输出上和/或通过滚动轴承装置连接到圆锥体84的后端上，如下面更详细地描述的。
图3是如图2所示的反向旋转风扇装置16的一部分的示意图。在一个实施例中，反向旋转风扇装置16还包括齿轮箱100，其连接在后部的风扇装置52和驱动轴34之间以便于以与前部的风扇装置50旋转的方向80相反的旋转方向82旋转后部的风扇装置52。齿轮箱100具有大体环形形状并且被构造为环绕着驱动轴34进行设置，以基本上围绕驱动轴34进行延伸。如图3所示，齿轮箱100包括支撑结构102、连接在支撑结构在102之中的至少一个齿轮103、输入104和输出106。
在一个实施例中，齿轮箱100具有大约2.0比1的传动比，从而使得前部的风扇装置50以后部的风扇装置52的转速的大约2倍的转速进行旋转。在另一个实施例中，前部的风扇装置50以比后部的风扇装置52的转速快大约0.67和大约2.1倍之间的转速进行旋转。在这个实施例中，前部的风扇装置50以大于、等于或者小于后部的风扇装置52转速的转速进行旋转。
在一个实施例中，第一轴承装置，例如在图1-3中所示的推力轴承装置110，围绕驱动轴34和/或纵轴11进行设置。推力轴承装置110可运行地结合和/或安装在驱动轴34和中心燃气轮机12的框架13之间，并且在此进一步讨论。
参见图4，第二轴承装置，例如推力轴承装置120，径向围绕纵轴11设置。在一个实施例中，推力轴承装置120可运行地结合和/或安装在第一风扇装置50的前端部分(例如处于或者接近圆锥体84的前端86)和第二风扇装置52的前端部分(例如处于或者接近圆锥体90的前端92)两者之间。在一个实施例中，推力轴承装置120包括径向设置的内圈122，其相对于圆锥体84的外表面安装。如图4所示，内圈122安装到圆锥体84上，从而使得内圈122与第一风扇装置50围绕纵轴11是可旋转的。内圈122具有表面123，其限定了推力轴承装置120的内槽124。限定内槽124的表面123具有通常弓形轮廓。
推力轴承装置120包括径向设置的外圈126，其相对于圆锥体90的内表面安装。如图4所示，内圈122安装到圆锥体90上，从而使得外圈126可与第二风扇装置52一起围绕纵轴11旋转。外圈126具有表面127，其通常相对于表面123，该表面127形成了推力轴承装置120的外槽128。限定外槽128的表面127具有通常弓形轮廓。至少一个滚子元件，例如多个轴承129，可移动地设置在内圈122和外圈126之间。每个轴承129与内槽124和外槽128滚动接触，以便于进行第一风扇装置50和/或第二风扇装置52的相对旋转运动。
在一个实施例中，推力轴承装置110和/或120有助于在相对固定的轴向位置保持前部的风扇装置50和/或后部的风扇装置52。在反向旋转风扇装置16的运行期间，由第一风扇装置50产生的推力负荷和/或作用力直接从第一风扇装置50中传送到第一推力轴承装置110中。而且，在运行期间，由第二风扇装置52和/或增压压缩机24产生的推力负荷和/或作用力从第二风扇装置52和/或增压压缩机24传送到第二推力轴承装置120中，并且从第二推力轴承装置120通过驱动轴34传送到第一推力轴承110中。作为传送推力负荷和/或作用力到推力轴承装置110和/或推力轴承装置120的结果，通过可操作地连接到第二风扇装置52的齿轮箱100的推力负荷和/或作用力的传送可防止或者限制。在一个可选择的实施例中，对于本领域技术人员已知和可以通过此处提供的教导引导出的任意合适的轴承装置能够用于轴承装置110和/或轴承装置120或者除了它们另外使用。
在一个实施例中，诸如滚子轴承装置130的轴承装置处于或者接近后端92围绕圆锥体90的外表面设置，如图4所示。滚子轴承装置130连接在框架13和前端92之间。在一个实施例中，滚子轴承装置130与推力轴承装置120结合作为差速轴承装置以支撑第二风扇装置52和/或从第二风扇装置52传送推力负荷和/或作用力到框架13中。在一个实施例中，滚子轴承装置130包括内圈132，其相对于圆锥体90安装，如图4所示。内圈132安装到圆锥体90的前端92上，从而使得内圈132可与第二风扇装置52一起围绕纵轴11旋转。内圈132具有限定滚子轴承装置130的内槽134的表面133。
滚子轴承装置130包括固定连接到框架13上的外圈136。在一个实施例中，外圈136相对于结构支撑件15和/或框架13固定地连接。结构支撑件15和/或框架13作为用于传送由反向旋转风扇装置16和/或增压压缩机24发展或者产生的推力负荷和/或作用力的地。外圈136具有表面137，其通常与表面133相对，该表面137形成滚子轴承装置130的外槽138。至少一个滚子元件，例如多个滚子139，可移动地设置在内圈132和外圈136之间。每个滚子139与内槽134和外槽138滚动接触。
在一个实施例中，诸如滚子轴承装置140的轴承装置处于或者接近后端88围绕圆锥体84的外表面设置，如图3所示。滚子轴承装置140连接在圆锥体84和圆锥体90之间。滚子轴承装置140包括相对于后端88安装的内圈142，如图2所示。内圈142安装到圆锥体84上，从而使得内圈142可与第一风扇装置50一起围绕纵轴11旋转。内圈142具有限定滚子轴承装置140的内槽144的表面143。
滚子轴承装置140包括相对于圆锥体90的后端94安装的外圈146，如图3所示。外圈146安装在圆锥体90上，从而使得外圈146可与第二风扇装置52一起围绕纵轴11旋转。外圈146具有表面147，其通常与表面143相对，该表面147形成滚子轴承装置140的外槽148。至少一个滚转元件，例如多个滚子149，可移动地设置在内圈142和外圈146之间。每个滚子149与内槽144和外槽148滚动接触以便于圆锥体84和/或圆锥体90的相对的旋转运动。
在这个实施例中，滚子轴承装置130和140便于提供对后部的风扇装置52的旋转支撑，从而使得后部的风扇装置52可相对于前部的风扇装置50自由地旋转。因此，滚子轴承装置130和140便于以相对固定的径向位置保持后部的风扇装置52在反向旋转的风扇装置16之中。在可选择的实施例中，对于本领域技术人员已知的和可以通过在此提供的教导引导出的任意合适的轴承装置能够用于轴承装置130和/或轴承装置140或者除了它们另外使用。
在一个实施例中，齿轮箱100连接到燃气轮机10的固定的或者静止的部件上，例如中心涡轮机12的框架13上，如图3所示。齿轮箱输入104通过驱动轴延伸部分112可旋转地连接到第二驱动轴34上，该驱动轴延伸部分112花键联接到驱动轴34上。齿轮箱输出106通过输出结构160可旋转地连接到后部的风扇装置52上。输出结构160的第一端花键联接到齿轮箱输出106上并且输出结构160的第二端连接到后部的风扇前部轴168上以便于驱动后部的风扇装置52。
参见图3，在一个实施例中，燃气轮机装置10包括用于安装齿轮箱100到反向旋转的风扇装置16上的花键系统200。齿轮箱100固定或者可靠地连接到中心燃气轮机12的框架13上，例如在齿轮箱支撑结构102处。花键系统200将齿轮箱100与第一风扇装置50和/或第二风扇装置52隔离开以防止或者限制作为反向旋转风扇装置16运行结果而施加在齿轮箱100上的推力负荷和/或作用力。第一风扇装置50可旋转地连接到输入104处，从而使得第一风扇装置50以第一方向旋转，如图1中的旋转箭头80所表示的。第二风扇装置52可旋转地连接到输出106处，从而使得第二风扇装置52以与第一方向相反的第二方向旋转，如图1中的旋转箭头82所表示。
如图3所示，花键系统200包括多个花键装置，例如花键装置202，204，206和/或208。在一个实施例中，第一花键装置202连接输入104到驱动轴延伸部分112。驱动轴延伸部分112包括第一部分210和第二部分212，如图3所示。第一花键装置202连接输入104到第一部分210上并且第二花键部分204(与第一花键装置202相同或者类似)连接第一部分210到第二部分212上以可旋转地连接输入104到驱动轴34上。而且第二花键装置204便于推力轴承装置110相对于齿轮箱100在轴向上的移动，即沿着或者平行于涡轮机装置10的纵轴11。
在一个实施例中，花键装置204包括形成多个花键的部件，这些花键围绕着该部件的周围设置。连接到驱动轴延伸部分112的第二部分212上的该部件可设置在一个腔中，该腔形成在连接到第一部分210上的协作壳体中，从而使得多个花健与形成在该壳体的内周上的槽啮合或者干涉，以从第二部分212传送扭转负荷和/或作用力到驱动轴延伸部分112的第一部分210上。而且，该部件设置在协作壳体之中以便于该部件在壳体中沿轴向移动，例如沿着或者平行于纵轴11，这样便利于第二部分212相对于第一部分210的轴向移动。
在一个特定的实施例中，每个花键装置204，206和208是相同或者类似的，如针对花键装置204所述的那样。第三花键装置206可滑动地接合输出106到输出结构160上。第三花键装置206便于后部的风扇前部轴168相对于齿轮箱100的轴向移动。在一个实施例中，第四花键装置208可滑动地连接驱动轴延伸部分112的第二部分212到驱动轴34上。在运行过程中，花键装置202，204，206和/或208仅仅传送扭转或者扭矩负荷和/或作用力到齿轮箱100上，从而使得齿轮箱100相对于低压涡轮14的框架保持基本上固定的位置。
在一个实施例中，驱动轴延伸部分112和/或输出结构160包括补偿齿轮箱100的径向偏移的至少一个柔性臂。在一个特定的实施例中，第一部分210包括径向内部230，该径向内部230通过花键装置202连接到输入104上，和径向外部232，该径向外部232通过花键装置204连接到第二部分212上。第一部分210在处于或者邻近内部230处具有第一厚度并且在处于或者邻近外部232处具有第二厚度，第二厚度小于第一厚度。在该特定的实施例中，第一部分210的厚度从径向内部230到径向外部232逐渐减少。第二厚度被选择使得当第一部分210受到预定的扭转负荷和/或作用力时，第一部分230将从第二部分232分离，即第一部分210将断裂。在发动机装置10的运行期间，相对大的径向负荷和/或作用力将应用到后部的风扇装置52上。为了补偿相对大的径向负荷和/或作用力，并且确保持续的发动机运行，在一个实施例中第一部分210断裂使得前部的风扇装置50持续运行，同时后部的风扇装置52凭惯性运行。
在运行期间，当第二驱动轴34旋转时，第二驱动轴34导致输入104以第一旋转方向80旋转，其随后使输出106以相反的第二旋转方向82旋转。因为输出结构160连接到后部的风扇装置52上，驱动轴34导致后部的风扇装置52通过齿轮箱100以相对的第二方向82进行旋转。在一个实施例中，齿轮箱100位于贮槽170之内，该贮槽170至少部分限定在输出结构160和结构支撑件15之间，该结构支撑件15被构造来支撑后部的风扇装置52。在运行期间，齿轮箱100至少部分浸没在包含在贮槽170中的润滑液之中，以在发动机运行期间持续润滑齿轮箱100。
图5是齿轮箱100的透视图。图6是齿轮箱100的透视剖视图。图7是齿轮箱100的一部分的透视图。在示例的实施例中，齿轮箱100包括连接到输入104上的至少一个第一或者太阳齿轮300，和每个可旋转地连接到太阳齿轮300上的多个第二或者行星齿轮302。具体来说，齿轮箱100包括可协作产生差动速度的太阳齿轮300和一组行星齿轮302。因此，太阳齿轮300通过输入104直接连接到轴32上，并且行星齿轮302被设置与太阳齿轮300相啮合，以便于通过输出106驱动后部的风扇装置52和增压压缩机24。
更具体的，齿轮箱100包括整体支撑结构320，也称为格瑞勒架(gorilla cage)，其被构造以支撑太阳齿轮300和行星齿轮302。在示例的实施例中，支撑结构320基本上为圆柱形并且包括第一部分330和从第一部分330延伸的第二部分332。在示例的实施例中，第二部分332被构造以容纳推力轴承110并且提供用于太阳齿轮300的结构支撑，并且第一部分330被构造来提供用于太阳齿轮300和行星齿轮302两者的结构支撑。在示例的实施例中，第一部分330和第二部分332形成为整体结构。
第一部分330包括具有第一端336和第二端338的主体部分334，第一端3 36从主体部分334径向向内延伸，并且第二端338从主体部分334径向向外延伸。更具体的，支撑结构320包括多个行星齿轮支撑机构340，它们与第一部分330整体形成，并且因此与支撑结构320也整体形成。每个行星齿轮支撑结构340可选择地设定尺寸以支撑对应的行星齿轮302，并且包括径向前部的轴承支撑结构342、径向后部的轴承支撑结构344和一对连接件346以便于连接前部的支撑结构342到后部的支撑结构344上。在示例的实施例中，支撑结构320包括六个行星齿轮支撑结构340，即齿轮箱100包括六个行星齿轮302，这些行星齿轮近似等距离地围绕轴11进行设置。可选择的，齿轮箱100和支撑结构320能够被构造以支撑任意数量的行星齿轮302。
在装配过程中，前部的轴承支撑结构342、径向后部的轴承支撑结构344和连接件346与结构302制成为整体部件，并且具有基本上矩形的横截面轮廓，其定义了一个开口350以便于安装每个对应的行星齿轮302在对应的行星齿轮支撑结构340之中。更具体的，在装配期间，行星齿轮302设置在开口350之中并且固定到支撑结构320上。因此，轴承支撑结构342和344每个具有宽度352，并且每对连接件346每个具有长度354，从而使得开口350被设定尺寸以容纳对应的行星齿轮302。
另外，前部的轴承支撑结构342和后部的轴承支撑结构344每个都分别包括延伸在其中的开口360和362。在装配期间，行星齿轮302设置在开口350之中，紧固件364通过开口360被插入，通过对应的行星齿轮302并且通过开口360以便于固定和/或者连接对应的行星齿轮302到支撑结构320上。
支撑结构320还包括基本上z形的部分370，该部分包括主体部分372、与第一主体部分330第二端338整体形成并且从主体部分372径向向内延伸的第一端374、和从主体部分372径向向外延伸的第二端376。在示例的实施例中，第二部分332连接到z形部分338上以形成弹簧370。
因此，包括弹簧370的支撑结构320在轴向上是挠性的，并且因此便于吸收反向旋转风扇装置16产生的推力负荷。在示例的实施例中，支撑结构320由金属材料制成，该材料可进行选择以进一步吸收推力负荷。
在示例的实施例中，支撑结构320还包括多个槽和/或开口390以进一步便于吸收反向风扇装置16产生的推力负荷。具体来说，支撑z形部分338，即弹簧338包括延伸在其中的多个开口390以便于软化和/或硬化弹簧338。例如，增加延伸穿过弹簧338的开口390的数量会增加支撑结构320的轴向硬度，但是减少开口190的数量会减少或者软化支撑结构320的轴向硬度。
再参见图3，在一个实施例中，推力轴承装置110包括径向设置的内圈111，其相对驱动轴34安装。如图3所示，内圈111安装到可操作地连接到驱动轴34上的驱动轴延伸部分112，从而使得内圈111与驱动轴34一起围绕纵轴11旋转。在一个特定的实施例中，驱动轴延伸部分112花键连接到驱动轴34上。内圈111具有限定了推力轴承装置110的内槽114的表面113。限定内槽114的表面113具有大体弓形轮廓。
齿轮箱100还包括容纳在支撑结构320中的推力轴承110。更具体的，推力轴承110包括径向设置的内圈111，其相对于驱动轴34进行安装。如图5所示，内圈111安装到驱动轴延伸部分112上，该延伸部分112通过输入104可操作地连接到驱动轴34上，从而使得内圈111可与驱动轴34一起围绕纵轴11旋转。在一个特定的实施例中，驱动轴延伸部分112花键连接到驱动轴34上。内圈111具有限定推力轴承装置110的内槽114的表面113。限定内槽114的表面113具有大体弓形轮廓。推力轴承110还包括径向设置的外圈116，其固定地到连接支撑结构的第一部分330上。在一个实施例中，外圈116和/或支撑结构的第一部分330可作为地，以用于由反向旋转风扇装置16和/或增压压缩机24发展或者产生的推力负荷和/或作用力的传送。外圈116具有表面117，其通常与表面113相对，该表面117形成了推力轴承装置110的外槽118。限定外槽118的表面117具有大体弓形轮廓。
至少一个滚转元件，例如多个轴承119，可移动地设置在内圈111和外圈116之间。每个轴承119与内槽114和外槽118滚动接触以允许驱动轴34相对于齿轮箱100自由旋转。同样的，推力轴承110容纳在支撑结构320之中，并且因此在齿轮箱100中，以便于减少燃气轮机的复杂性，并且因此降低燃气轮机的制造成本。
上述支撑结构提供了成本效率高并且高可靠性的推力装置，其包括基本上圆柱形的支撑结构，该支撑结构被构造以容纳用来驱动反向驱动风扇装置的齿轮。该支撑结构还包括整体形成的弹簧装置，其便于吸收反向旋转风扇装置产生的推力负荷。另外，弹簧装置包括延伸在其中的多个开口，开口的数目基于需要由支撑结构吸收的推力负荷进行选择。支撑结构还包括整体形成的推力轴承装置，其进一步吸收反向旋转风扇装置产生的推力负荷。因此，在动力涡轮推力轴承和燃气轮机之间以成本效率高的方式创立了止推路径。
更具体的，在此描述的齿轮箱包括推力轴承，其结合到齿轮箱装置中以减少重量和增加成本节约。而且，齿轮外壳或者支撑结构是单块结构，其包括行星齿轮上的重量下降用来进一步的重量的减少和增加的硬度。外壳凸缘连接到主框架上。因此，齿轮箱提供了紧凑的设计，其自身将导致发动机重量的节省，其中带槽的松鼠笼类型的弹簧外壳结合在齿轮箱安装凸缘上，并且其中这些弹簧臂的尺寸和数量的调整将使得在齿轮箱、推力轴承和低压涡轮之间产生最优的系统性能。
燃气轮机齿轮箱的示例的实施例在上面详细描述。该齿轮箱不限于在此描述的特定的实施例，而是该装置的部件可以与在此描述的其它部件单独和分离地利用。而且，在此描述的齿轮箱还能与多类型的燃气轮机相结合使用。
尽管本发明就不同的特定实施例进行了描述，本领域技术人员将认识到本发明可以进行在权利要求精神和范围之内的修改。
部件目录表10涡轮机装置11纵轴12中心燃气轮机13框架14低压涡轮15结构支撑件16旋转风扇装置20外壳22形中心发动机入口24增压压缩机26驱动压缩机28燃烧室30高压涡轮32第一可旋转驱动轴34第二可旋转驱动轴36排气喷嘴50风扇装置52第二风扇装置60转子叶片62转子叶片64吊舱66转子盘68转子盘70转子叶片72转子盘74入口导向叶片装置76导向叶片78增压器壳体80第一旋转方向82第二旋转方向
84 圆锥体86 第一或者前端88 第二或者后端90 圆锥体92 第一或者前端94 第二或者后端100齿轮箱102齿轮箱壳体103齿轮104输入106输出110推力轴承装置111内圈112轴承支撑结构113表面114内槽116外圈117表面118外槽119多个轴承120推力轴承装置122内圈123表面124内槽126外圈127表面128外槽129多个轴承130滚子轴承装置132内圈133表面134内槽
136 外圈137 表面138 外槽139 多个滚子140 滚子轴承装置142 内圈143 表面144 内槽146 外圈147 表面148 外槽149 多个滚子160 输出结构168 后部风扇前部轴170 贮槽190 开口200 花键系统202 第一花键系统204 第二花键系统206 第三花键系统208 第四花键系统210 第一部分212 第二部分230 内部232 外部300 太阳齿轮302 行星齿轮320 支撑结构330 第一部分332 第二部分334 主体部分336 第一端
338第二端340支撑结构344后部轴承支撑结构346连接件350开口352宽度354长度360开口362开口364紧固件370弹簧372主体部分374第一端376第二端390多个开口
权利要求
1.一种齿轮箱(100)，其包括支撑结构(112)；连接在所述支撑结构中的至少一个太阳齿轮(300)；和连接在所述支撑结构中的多个行星齿轮(302)，所述支撑结构包括第一部分(210)，轴向后部的第二部分(212)，和连接在所述第一和第二部分之间的推力弹簧(370)。
2.如权利要求1所述的齿轮箱(100)，其中所述第一部分(210)、所述第二部分(212)、并且所述推力弹簧(370)整体地形成。
3.如权利要求1所述的齿轮箱(100)，进一步包括连接到燃气轮机(12)的低压涡轮(14)上的输入；连接到反向旋转的风扇装置(16)上的至少一个输出(106)，所述推力弹簧(370)被构造为至少部分吸收反向旋转的风扇装置产生的推力。
4.如权利要求1所述的齿轮箱(100)，其中所述推力弹簧(370)包括延伸在其中的多个开口(190)，多个开口数量和多个开口的尺寸中的至少一者基于推力弹簧吸收的推力。
5.如权利要求1所述的齿轮箱(100)，其中所述齿轮箱还包括结合在所述支撑结构(112)之中的推力轴承。
6.如权利要求1所述的齿轮箱(100)，其中所述支撑结构(112)还包括与所述支撑结构整体形成的多个行星齿轮(302)支撑结构。
7.如权利要求6所述的齿轮箱(100)，其中所述推力轴承(110)包括连接到燃气轮机(12)的框架(13)上的外圈(116)，和连接到所述反向旋转的风扇装置(16)上的径向内圈(111)。
8.一种涡轮机装置(10)，其包括中心涡轮机(12)；连接到所述中心涡轮机的低压涡轮(14)；连接到所述低压涡轮的齿轮箱(100)；和连接到所述齿轮箱的反向旋转风扇装置(16)，所述齿轮箱包括第一部分(210)；轴向后部的第二部分(212)；和连接在所述第一和第二部分之间的推力弹簧(370)。
9.如权利要求8所述的涡轮机装置(10)，其中所述第一部分(210)、所述第二部分(212)和所述推力弹簧(370)整体地形成。10.如权利要求8所述的涡轮机装置(10)，还包括连接到所述低压涡轮(14)上的输入(104)；连接到所述反向旋转的风扇装置(16)上的至少一个输出(106)，所述推力弹簧(370)被构造为至少部分吸收反向旋转风扇装置(16)产生的推力。
全文摘要
齿轮箱(100)包括支撑结构(112)、连接在支撑结构中的至少一个太阳齿轮(300)、和连接在支撑结构中多个行星齿轮(190)。支撑结构包括第一部分(210)、轴向后部的第二部分(212)、和连接在第一和第二部分之间的推力弹簧(370)。
文档编号F02C7/36GK1952435SQ20061013555
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月19日 优先权日2005年10月19日
发明者T·O·莫尼兹, R·J·奥尔兰多 申请人:通用电气公司