专利名称：燃气涡轮发动机涡轮轴断裂时的能量耗散系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及燃气涡轮发动机领域，特别涉及多路式涡轮喷气发动机领域，并涉 及到一种系统，所述系统在涡轮轴断裂时可使涡轮机在尽可能短的时间内停止运行。
背景技术：
在一个多路式涡轮翻喷气发动机中，蹈是由低压涡轮驱动的。当翻转子 与涡轮转子相连的轴断裂时，作用在涡轮上的反抗扭矩就会突然释放，尽管驱动燃
气继续流动将涡轮能量传输给转子。这会引起转子,M增加，很容易达到其能
够承受和损坏的极限范围，随之会发生灾难性的后果。
有人提出这样的方案，即中断向燃烧室供应燃料，目的是去除能量源，使得转 子因缺少能量源而不能加速。 一种解决方案是使用冗余测量装置来检测轴的,，
一旦发5IM速时给出供油中断的指令，根据美国US6494046号专利，可在轴两端的 轴承处测量转动频率，并对这些频率进行持续实时比较。
另外，人们也提出了在所述事故发生时使用可以制动转子的驢。轴断裂后转 子的轴向位移会启动执行机构动作，该执行机构的目的，散戶脱动能。例如，这 些机构可以是位于邻近导向叶片组件的固定翅片，向转子叶片方向倾斜，以便可以 位于这些叶片之间并横跨在叶片路径中间。这些部件相互之间摩擦、变形，或甚至 断裂而使得动能得以耗散。以本申请者的名义在EP1640564号专利申请中叙述了这 种类型的一个解决方案。在这个方案中，在需要制动的涡轮叶片附近的固定叶片上 安装了个破坏装置，当转子开始沿下游方向移动时，这些破坏装置可剪断上游转子 叶片的支腿。
这种解决方案尽管有效，但由于对叶片戶膽成的损坏而导致维修费用大大增加。
发明内容
本发明旨在提供一种简单、有效而成本低廉的解决方案，以斷氐燃气涡轮发动 机中涡轮的转速，所述涡轮包括一个驱动轴的转子，该转子能够在所述轴断裂时可 在静子内旋转。
根据本发明，用来在燃气涡轮发动机中对带有转子的涡轮进行制动的装置是一 个包括了第一制动构件和第二制动构件的装置，所述转子带有至少一个有轮缘的转 子盘，可驱动一根轴并能够相X寸于静子转动；所述第一制动构件固定到所述轮缘上并提f贿至少一个切割部件，而所述第二制动构件贝個定到総下游的静子上，其 包括一个环形部件，戶脱环形部件采用一种可被第一制动构件的切割部件切害鹏的
材料制成； 一旦轴断裂时，通过转子的轴向位移，而使得两个审恸构件相互接触， 第一帝恸构件的切割部件即可以切割掉第二审恸构件的环形部件。
因此，本发明的解决方案是耗散两个构件之间的转子的能量，这两个构件是专 门用来提供制动作用。这些装置可以按照所需目标增加接触面积，并劍共很高的摩 擦系数。
另外，该方案的优点是，在不会引起损坏的情况下转子不得不承受的最大魏 得以斷氐。所述速度是在轴断裂时容易达到的速度范围。
由于制动构件位于风扇气流管道外部，叶片从而不会受到损伤，所述能量耗散 则被限于具体区域。
对于有排气机壳组成的发动机来讲，第一构件可以很方便地固定到转子的最后 一个涡轮级，而第二构件可以很方便Ml固定到排气t几壳上。
根据一个实施例，第一审恸构件包括多个围绕发动机轴线分布的切割件，这些 切割件可与轮缘一起加工而成。切割f牛呈一种割刀的形式，用来切入环形件，撤除 材料。
根据另一个特点，环形件可以加装到安在静子上的凸缘上。
另外，本发明还涉及到一个双转子燃气涡轮发动机，带有一个低压涡轮段，其
中，所述低压涡轮段装有一个如上所述的制动装置。下面结合附图，并通过本发明
的一个实施例的说明，本发明的其它特性和优点就会显现出来，但本发明并不仅限
于所述实施例。
图1示出了双转子燃气涡轮发动机涡轮段的轴向半剖面图2示出了在燃气涡轮发动机低压涡轮段上形成的一个制动装置。
具体实施例方式
图1示出了燃气涡轮发动机涡轮段1的一部分。在双转子旁通发动机中，涡轮 段1包括一个上游高压涡轮(图中未示)，接受来自燃烧室的热燃气。燃气流过高压 涡轮叶轮叶片后经由一组固定导向叶片3而导向到低压涡轮段5。该低压涡轮段5 是一个转子6，此处呈现一种轮鼓的形状，即由几个叶轮盘61,62,63装配而成依 本示例中，^H个叶轮盘)。叶片组件包括叶片和叶根， 一般逐个安装在轮盘周缘的 f^彖内形成的腔室内。成套的固定导向叶片7叠装在涡轮各级之间，每个级者阿以
4适当相对于下游的移动叶片而导向燃气流。这个组件形成了低压涡轮段5。低压涡
轮的转子6安装在一个与高压轴9同心的轴8上，后者向发动机的前部延伸，而该 轴在此固定到风扇转子上。转子组件由位于发动机前后部分的相应轴承支撑。图1 示出了由结构机壳一称之为排气机壳IO—内的轴承81所支撑的轴8。排气机壳提供 有固定装置，可将其安装到飞机上。
当轴8意外断裂时，因为气体所施加的压力，低压涡轮的活动组件就会向后移 动(如图向右移动)。此外，当这些热气体通过涡轮时，由于其反抗扭矩消失同时也 由于热气体继续施加在活动叶片上的切向推力，其旋转运动加速。
根据本发明，为了防止涡轮飞车，同时也为了防止其达到在损坏前允许的最大 转速，在涡轮段中使用了一个制动装置。
图2示出了该装置100，该图为涡轮叶盘63'和排气机壳的部分透视图。
叶盘63，对应于根据本发明所修改后的图1所示轮盘63。轮盘63，为传统的其它 某种形式，在本示例中，在其周缘位置上设有一个轮毂63'A， 一个轮缘63'B，并 在轮毂和轮缘之间有一个薄的径向加强件63'C。轮缘63'B提i^W—个叶盘的固定 装置，该装置沿径向方向伸入到环形通道内，驱动气体在该通道内穿行。叶片和其 固定装置并不构成本发明的组成部分，并在图中没有整体示出，仅仅可看到轮廓平 面外形。所示排气机壳10面向轮盘63'。其包括一个环形平台IOA，后者构成了气 体通道的内壁，是涡轮末级的轮盘63'周缘平台的延续。静子叶片10B径向延伸到 环形通道内。平台IOA通过环形密封凸榫10A'的形式在上游轴向延伸到轮盘63'。
下面介绍本发明的制动装置100。该装置包括一个第一制动构件110，后者又由 切割件110A组成。第一制动构件110固定到轮缘63，B上。在本示例中，更具体地 说，第一审恸构件110固定到轮缘下游径向凸缘部件63'B1上。根据所示示例，切 割件110A的齿是沿轮盘转动的方向倾斜的。切割件的远端倒角，其形状形成了一 个切割装置，诸如一个剪切机。在这个膚况下，切割ii^彖是径向的，或者实际上就 是径向的。
所述第一制动装置(110)可以增装到轮缘63，B的凸缘部分63'B1上，但是也可 以通过在铸件上加工轮缘的同时而形成。在这种情况下，其材料与轮缘所用金属相 同，具有轮缘的硬度。
第二制动构件120安装在通过排气fl壳10形成的静子上。其包括一个环形凸缘 120B，采用螺栓固定到唇部IOA，下方排气机壳10的环形加强筋上。环形凸缘120B 包括一个径向凸缘部分120B1，其位于第一制动构件110的下游。环形件120A固 定到凸缘部件120B1上。所述环形件120A为矩形剖面，其径向面垂直于旋转轴线， 并固定到切割件(l IOA)的切割边缘的下游较短距离上，切割件(110A)形成了第一切 割构件(HO)。
环形件120A所选用材料硬度要比切割件110A的硬度低。它可以与凸缘120B
5制成一个整体部件，但也完全可以加装到凸缘部件上。
在正常工作时，涡轮叶轮盘会围绕其轴线旋转，而切割件110A则围绕发动机 轴线旋转运动，并与环形件120A的正面平行，最好不要接触环形件。
当轮盘因为轴8的断裂而向下游轴向移动时，切割件110A和环形件120A的结 合需要切割件110A与环形件120A相摩擦。在压力的作用下，这种转动会使得切割 件110A按传统切割刀具方式来切割环形件120A。旨遣的提供是因为转子的旋转， 于是，这禾中能量而被耗散。
切割件110A的几何形状；坡口角度，切割刀刃的长度，以及他们所选用的材
料都应结合环形件120A的材料一起考虑决定。
权利要求
1.一种在燃气涡轮发动机中对带有转子的涡轮进行制动的装置，所述转子带有至少一个有轮缘的转子盘，可驱动一根轴并能够相对于静子转动；所述装置用于在所述轴断裂时使用，且其包括第一制动构件和第二制动构件，所述第一制动构件固定到所述轮缘上并提供有至少一个切割件，而所述第二制动构件则固定到轮缘下游的静子上，其包括一个环形件，所述环形件采用一种可被切割件切割掉的材料制成；一旦轴断裂时，通过转子的轴向位移，而使得两个制动构件相互接触，第一制动构件的切割件即可以切割掉第二制动构件的环形件。
2, 根据权利要求1所述的装置，发动机包括一个排气机壳，其特征在于，第一制动 构件固定到转子的最后一个涡轮级，而第二帝恸构件则固定至IJ排气机壳上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，第一制动构件包括多个 围绕发动机轴线分布的切割件。
4,根据权利要求1戶脱的装置，其特征在于，第一制动构件的切害拼可随轮缘一起 加工而成。
5，根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一制动构件的切割件可在固定到轮 缘的附加部4牛上机加工而成。
6. 根据权禾腰求4或权禾腰求5所述的装置，其特征在于，切割件呈割刀形式，用 来切入第二制动构件的环形件内，去除材料。
7. 根据权利要求1和2中任何一项权利要求所述的装置，其特征在于，第二制动构 件的环形件加装到静子上安装的凸缘上。
8. —个带有低压涡轮段的双转子涡轮发动机，其中，所述低压段装备了前面其中 一项权利要求所述的制动装置。
全文摘要
本发明涉及一种在燃气涡轮发动机中用来对涡轮进行制动的装置，所述涡轮包括一个转子，其带有至少一个轮盘(63’)，所述轮盘带有轮缘(63’B)，转子驱动一个轴并能够相对于静子转动，所述制动装置是在所述轴断裂时使用，其包括一个固定到所述轮缘上并提供了至少一个切割装置(110A)的第一制动构件(110)，以及一个固定到轮缘(63’B)下游静子上的第二制动构件(120)，所述第二制动构件包括一个环形件(120A)，后者所选用的材料应能够被切割件(110A)所切断；一旦轴断裂时，两个制动装置通过转子的轴向位移而相互接触，第一制动构件(110)的切割件(110A)即可切割第二制动构件(120)环形件(120A)。
文档编号F01D21/00GK101649758SQ20081014628
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者克劳德·芒斯, 斯坦弗尼·鲁斯兰, 杰魁斯·巴特, 迪迪尔·埃斯屈尔 申请人:斯奈克玛