一种涡轮机(10)，该涡轮机包括风扇(12)轴，该风扇(12)轴由涡轮轴(16)通过减小旋转速度的设备(20)的中间构件来驱动，所述涡轮机包括插入于减速设备(20)和风扇轴(18)之间的脱联接装置(28)，该脱联接装置能够使减速设备(20)和风扇轴(18)脱联接，其特征在于，减速设备(20)通过具有梯形齿的弯曲类型的联接器(17)的中间构件联接到风扇轴，该联接器包括所述脱联接装置(28)，所述脱联接装置(28)构造成响应于超过作用在风扇轴(18)和减速设备(20)之间的称为脱联接力矩的预定阻力矩(CD)而使减速设备(20)和风扇轴(18)脱联接。
A turbine including a device for disconnecting fans
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于使风扇脱联接的装置的涡轮机
本专利技术的领域是航空涡轮发动机的领域，更具体地是包括用于驱动风扇的减速设备的双涵道涡轮发动机的领域。
技术介绍
通常，涡轮发动机从上游开始包括串联布置的一个或数个压缩机模块，该压缩机模块对被吸入空气入口的空气进行压缩。然后空气被引入到燃烧室中，在该燃烧室中，该空气与燃料混合并燃烧。燃烧气体穿过一个或数个涡轮模块，该一个或数个涡轮模块通过相关联的涡轮轴驱动该压缩机或多个压缩机。气体最后被喷射到喷嘴中以产生推进力，或者喷射到自由涡轮上以产生在驱动轴上回收的动力。当前的具有强稀释率的双涵道涡轮发动机包括由主流穿过的数个压缩机级，特别是包括低压(BP)压缩机和高压(HP)压缩机。这些低压(BP)压缩机和高压(HP)压缩机各自由相关联的相应低压(BP)涡轮轴或高压(HP)轴驱动。在低压(BP)压缩机的上游布置有包括移动叶片或大叶片的轮，或风扇，该轮或风扇供给穿过BP压缩机和HP压缩机的主流和被直接朝向冷流喷嘴(称为二次喷嘴)引导的冷流或二次流。风扇由BP主体的BP涡轮旋转轴驱动并通常以与该BP涡轮旋转轴相同的速度旋转。特别是当BP轴的旋转速度非常大时，出于使其更好地适应空气动力学的目的，使风扇以低于BP轴的旋转速度的旋转速度旋转可以是有用的。为此，在BP涡轮轴和支承风扇的风扇轴之间放置减速设备。特别是在2012年2月23日提交的专利申请FR-1.251.655和FR-1.251.656中描述了这种构造。在这种构造中，例如在吸入了诸如鸟的外来物的情况下，风扇可能会损失叶片。这种也被称为“风扇叶片脱出”(FanBladeOut，FBO)的现象导致风扇偏离中心，结果导致风扇叶片的端部与风扇的壳体接触。这种接触可使风扇突然地减速，即使减速设备和涡轮轴仍然由BP涡轮驱动，这可以在BP涡轮轴和减速设备中产生高扭转力矩。如文献EP-2.048.330-A2所公开的，轴的扭转可导致轴在涡轮发动机的不同点处断裂。文献EP-2.048.330-A2公开了一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括风扇轴和压缩机的轴，风扇轴和压缩机的轴各自由涡轮轴通过两个不同的力矩路径进行驱动，该两个不同的驱动路径在轴承上布置的交叉点处联接到涡轮轴。力矩路径通过减速设备驱动风扇。提供两个力矩路径以使得在其中一个力矩路径意外断裂的情况下，涡轮保持被另一个力矩路径承控，以防止涡轮超速，同时涡轮的控制单元可以降低涡轮的速度。该文献中描述的涡轮发动机基于以下观察所得：诸如例如将涡轮轴连接到风扇的一个力矩路径可能会发生机械故障。然而，该文献没有明确说明这种故障的性质，这种故障可能包括断裂或也可能不包括断裂，但在任何情况下这种故障都是意外的和不可预见的。在涡轮轴到风扇的力矩路径断裂的情况下，这种意外的断裂在减速设备已经承受相当大的力矩并且很可能已经被损坏时发生。文献EP-1.439.316-B1描述并示出了一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括通过减速设备联接到轴线的风扇。插入于风扇轴和减速设备之间的脱联接设备使得在风扇轴损失叶片的情况下使风扇轴脱联接。脱联接设备的脱联接的触发基于风扇轴的由于检测到由风扇叶片的损失引起的不平衡而导致的轴向移位。该设备包括固定到风扇轴的轴承支撑件的第一凸缘和固定到壳体的第二凸缘，第二凸缘面向第一凸缘布置、围绕该轴并通过第一组保险螺钉联接到第一凸缘。不平衡导致第一组轴向保险螺钉断裂，这导致风扇轴的轴向脱联接和前进。该设备在这些凸缘的下游还包括两个带有直齿的联接板。第一板连接到风扇轴，第二板连接到减速设备的输入轴。这些板通过第二组保险螺钉联接。当第一组轴向保险螺钉断裂时，风扇轴前进并以如下的方式驱动第一板：第二组轴向保险螺钉的头部撞击固定到壳体上的第二凸缘并通过剪断断裂，这导致联接器的断裂。这种设计的缺点是使风扇轴和减速设备之间的联接器的断裂仅受到施加在风扇上的不平衡，而没有考虑到作用在风扇和减速设备之间的阻力扭矩。特别地，该设备不允许风扇在减速设备卡住的情况下脱联接。此外，该设备的缺点是当风扇中存在不平衡时会触发联接器的断裂，因此，即使当风扇尽管在不平衡下运行也不会抵制能够破坏减速设备和涡轮发动机的运行的力矩时，也可以触发联接器的断裂。此外，该设备轴向体积特别大，这是因为该设备需要在风扇轴的沿轴向线布置的轴承上的轴向脱联接器，以及对应于这些部件的移动的间隙，以用于使该设备运行。期望对作用在风扇轴和减速设备之间的阻力矩进行限制，而不考虑阻力矩的来源，无论该力矩是由叶片的损失引起，还是相反地由减速设备的堵塞引起。实际上，一方面，在叶片损失的情况下，在减速设备的输入处存在的高阻力扭矩有严重损坏所述减速设备的风险，然后该减速设备可能被堵塞并且使得风扇的不能够旋转。相反，减速设备的意外堵塞可能堵塞风扇并使风扇不能够旋转。在这两种情况下，这会导致发动机的空气动力学阻力突然地增加，使得飞机不能够飞行。
技术实现思路
为了克服该缺点，一种解决方案在于限制可以施加在风扇轴和减速设备之间的扭转力矩，以避免风扇的堵塞。此外，限制该力矩允许防止减速设备的构件和低压涡轮轴的构件的任何超尺寸，并因此简化减速设备和BP涡轮轴的设计。为此，本专利技术提出一种上述类型的涡轮发动机，其特征在于，减速设备通过具有梯形齿的弯曲类型的联接器联接到风扇轴，该联接器包括所述脱联接装置，所述脱联接装置构造成响应于作用在风扇轴和减速设备之间的被称为脱联接力矩的预定阻力矩而使减速设备和风扇轴脱联接。有利地，脱联接因此是响应于作用在减速设备和风扇轴之间的预定阻力矩而计划的事件，即，脱联接是由超过该阻力矩决定的。此外，脱联接是在不考虑该阻力矩的来源的情况下进行的。根据涡轮发动机的其他特征：-具有梯形齿的弯曲类型的联接器的齿轴向延伸，并且该联接器包括两个带有齿的联接板，该两个带有齿的联接板彼此啮合并通过形成脱联接装置的轴向保险螺钉彼此紧固。-板各自包括两组同轴梯形齿，并且轴向保险螺钉穿过钻孔，该钻孔形成在板中并且基本上沿两组同轴齿之间的中间半径布置，-轴向保险螺钉各自包括具有减小的直径的部段，该部段形成断裂引发部并且布置在两个主要部段之间，该两个主要部段的直径大于具有减小的直径的所述部段的直径，-梯形齿的倾斜平面的倾斜角度、保险螺钉的数量、保险螺钉的断裂和主要部段的直径，以及所述保险螺钉的拧紧力矩被构造成使得所述保险螺钉在施加在联接器的板之间的力矩超过脱联接力矩时断裂，-减速设备为周转型的减速齿轮，行星齿轮由涡轮发动机的涡轮轴旋转地驱动，并且所述减速设备的至少一个行星架旋转地驱动联接器的具有梯形齿的板中的一个，并且所述减速设备的至少一个冠状件使得所述减速设备轴向回缩，所述至少一个冠状件通过可轴向变形的支撑件固定到涡轮发动机的壳体，根据该轴向回缩，当联接器的板在保险螺钉断裂之后分离时，所述冠状件随着所述行星齿轮上的所述行星架回缩，-所述减速设备的行星架包括钻孔，该行星架的钻孔面向所述板的钻孔布置，所述行星架的钻孔穿过所述行星架，并构造成接纳保险螺钉的螺纹端部、保险螺钉的锁紧螺母且使得用于穿过所述钻孔拧紧所述螺母的工具通过，-涡轮发动机包括保险螺钉的保持装置，-保险螺钉能够在弯曲类型的联接器受到大于或等于脱联接力矩的阻力矩时断裂，该脱联接力矩对应于在由所述风扇轴驱动的风本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.涡轮发动机(10)，所述涡轮发动机包括风扇(12)轴，所述风扇轴由涡轮轴(16)通过减小旋转速度的设备(20)来驱动，所述涡轮发动机包括插入于减速设备(20)和风扇轴(18)之间的脱联接装置(28)，所述脱联接装置能够使所述减速设备(20)与所述风扇轴(18)脱联接，其特征在于，所述减速设备(20)通过具有梯形齿的弯曲类型的联接器(17)联接到所述风扇轴，所述联接器包括所述脱联接装置(28)，所述脱联接装置(28)构造成响应于作用在所述风扇轴(18)和所述减速设备(20)之间的被称为脱联接力矩的预定阻力矩(CD)而使所述减速设备(20)与所述风扇轴(18)脱联接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 FR 16633591.涡轮发动机(10)，所述涡轮发动机包括风扇(12)轴，所述风扇轴由涡轮轴(16)通过减小旋转速度的设备(20)来驱动，所述涡轮发动机包括插入于减速设备(20)和风扇轴(18)之间的脱联接装置(28)，所述脱联接装置能够使所述减速设备(20)与所述风扇轴(18)脱联接，其特征在于，所述减速设备(20)通过具有梯形齿的弯曲类型的联接器(17)联接到所述风扇轴，所述联接器包括所述脱联接装置(28)，所述脱联接装置(28)构造成响应于作用在所述风扇轴(18)和所述减速设备(20)之间的被称为脱联接力矩的预定阻力矩(CD)而使所述减速设备(20)与所述风扇轴(18)脱联接。2.根据前一项权利要求所述的涡轮发动机(10)，其特征在于，所述具有梯形齿的弯曲类型的联接器(17)的齿轴向延伸，并且所述联接器包括两个带有齿的联接板(19A，19B)，所述两个带有齿的联接板彼此啮合并通过形成所述脱联接装置(28)的轴向保险螺钉(30)彼此紧固。3.根据前一项权利要求所述的涡轮发动机(10)，其特征在于，所述板(19A，19B)各自包括两组同轴梯形齿(21A，21B)，并且所述轴向保险螺钉(30)穿过钻孔(23A，23B)，所述钻孔形成在所述板(19A，19B)中并且基本上沿两组同轴齿(21A，21B，21C，21D)之间的中间半径(R)布置。4.根据权利要求2或3所述的涡轮发动机(10)，其特征在于，所述轴向保险螺钉(30)各自包括具有减小的直径(d)的部段，所述部段形成拉伸断裂引发部并布置在两个主要部段(33)之间，所述两个主要部段的直径(D)大于具有减小的直径的所述部段(25)的直径。5.根据权利要求4所述的涡轮发动机(10)，其特征在于，所述梯形齿(21A，21B，21C，21D)的倾斜平面(27A，27B)的倾斜角(α)、所述保险螺钉(30)的数量、所述保险螺钉(30)的所述部段(25)和所述主要部段(33)的所述直径(d，D)，以及所述保险螺钉(30)的拧紧力矩构造成使得所述保险螺钉在施加在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·吉尔伯特·罗兰·布罗，朱利安·法比恩·帕特里克·比库利特，阿诺·尼古拉斯·内格里，迪迪埃·让路易斯·伊冯，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR
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