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飞行器涡轮机的设备的润滑和冷却的制作方法

  • 国知局
  • 2024-11-06 15:08:33

本发明涉及航空通用领域。更具体地,本发明针对一种飞行器涡轮机,该飞行器涡轮机的设备被润滑和冷却。

背景技术:

1、背景技术特别地包括文献fr-a1-3 101 684、ep-a1-2 503 107、fr-a1-3 086326和fr-a1-3 108 935。

2、通常,飞行器涡轮机包括气体发生器,该气体发生器包括至少一个压缩机、燃烧室和至少一个涡轮。

3、气体发生器通常包括输出轴,该输出轴用于驱动诸如传动箱的设备。

4、在本申请中,“设备”是指可以联接到气体发生器的输出轴并包括由至少一个滚动轴承旋转地导向的至少一个转子的任何设备。“滚动轴承”是包括诸如滚珠或滚子的滚动元件的轴承,该滚动元件通常安装在两个环(一个内环和一个外环)之间。

5、气体发生器包括润滑回路,该润滑回路通常包括油箱、泵和油管道或油喷嘴。气体发生器的润滑回路例如用于对气体发生器的滚动轴承进行润滑。还需要对设备上的转子的导向滚动轴承进行润滑。

6、由于规定的原因,气体发生器的润滑回路不能总是用于对设备进行润滑,因此设备必须配备有独立的润滑回路。例如,直升机的涡轮机就是这种情况。该设备则包括其自身的润滑回路,该润滑回路例如用于对该设备的转子的导向轴承以及任何齿轮齿进行润滑。

7、润滑油的流通使得由轴承和任何被润滑的齿轮产生的热量能够被提取和冷却。如果设备出现故障或润滑被中断,则轴承将不再被冷却,并且会达到高温,从而会损坏轴承。当设备的转子以高速(通常为25000rpm或更高)旋转时,更是如此。

8、因此,需要提供一种用于对设备的轴承进行冷却的系统,该系统即使在设备的润滑回路出现故障的情况下也能确保进行冷却。

9、在当前的现有技术中,已经提出了设置油储存器,该油储存器用于在飞行过程中借助于喷嘴或雾来对轴承进行润滑,特别是在油短缺的情况下对轴承进行润滑。然而,可用的油量非常小,并且不足以对轴承,特别是那些以高速对转子进行导向的轴承进行润滑和冷却。

10、可以使用应急润滑系统(该应急润滑系统使用乙二醇基油),但该应急润滑系统具有沉重且复杂的缺点。此外,该油确保了接触件的润滑,但仍不足以对高速转子进行冷却,如果润滑被中断,该高速的转子则会达到高温。

11、例如,在涡轮机的高速线路上,长时间的油中断意味着涡轮机必须快速关闭以防止迅速失效。然而,在飞行中关闭连接到气体发生器的某些设备在技术上并不总是可能的。

12、已经提出了为设备安装用于设备轴承的冷却系统。冷却系统被构造成仅对滚动轴承的外环进行冷却。该冷却系统当前连接到设备润滑回路,如上述文献fr-a1-3 101 684所述。冷却系统使得能够对轴承进行连续冷却,但在设备的润滑回路出现故障的情况下不能提供冷却。因此,冷却系统的运行取决于润滑回路的运行,这是有问题的,并且不能够对轴承进行安全冷却以防止轴承过热。该解决方案也可以用于对低速和中速转子导向轴承(从400rpm至20000rpm)进行冷却,但不适用于对高速转子进行冷却。

13、因此,需要找到一种解决方案来确保即使在设备的润滑回路出现故障期间也能对设备的转子的滚动轴承进行冷却。

技术实现思路

1、本发明提出了一种飞行器涡轮机,该涡轮机包括:

2、-气体发生器,该气体发生器包括至少一个压缩机、燃烧室和至少一个涡轮,气体发生器包括输出轴和第一润滑回路,

3、-设备,该设备联接到气体发生器的输出轴,并且该设备包括由至少一个滚动轴承旋转地导向的转子,设备包括第二润滑回路,该第二润滑回路独立于所述第一润滑回路,并且该第二润滑回路被构造成对所述滚动轴承进行润滑,设备还包括用于对所述滚动轴承进行冷却的系统,冷却系统被构造成确保油在所述滚动轴承的至少一个环的区域中的流通,

4、其特征在于,冷却系统独立于所述第二润滑回路,并且冷却系统连接到所述第一润滑回路。

5、在本申请中,独立的回路被限定为在这些回路之间不具有直接流体连通的回路,即回路彼此不连接。因此,这些回路之间没有共用的阀或管道。优选地,回路甚至不共享同一流体箱。

6、与之前的技术不同,在之前的技术中,设备的轴承的冷却系统独立于气体发生器的润滑回路并连接到设备的润滑回路,这里的冷却系统独立于设备的润滑回路并连接到气体发生器的润滑回路。因此,可以理解的是,只要气体发生器的润滑回路运转,设备的轴承就可以被冷却。因此,设备的轴承的冷却的操作独立于设备的润滑回路的操作。即使设备的润滑回路出现故障,设备的轴承的冷却系统也可以继续供应油,并对设备的轴承进行冷却。

7、冷却系统被构造成确保即使在转子以25000rpm或更高的高速旋转时也能够对转子的一个或多个导向轴承进行冷却。冷却系统的构型不受第二润滑回路的容量的限制,并且受益于第一润滑回路的容量,第一回路的容量通常大于第二回路的容量。容量特别地被限定为可用于冷却的油的流量和体积。

8、本发明意义内的设备优选地选自电机、齿轮箱或变速箱、减速齿轮和传动箱。例如,设备可以是rgb(减速齿轮箱)型的减速齿轮、btp或bti(主齿轮箱或中间齿轮箱)型的传动箱、或者pgb(螺旋桨齿轮箱)型的推进变速箱。

9、涡轮机可以包括以下被单独采用或被彼此结合采用的特征中的一个或多个特征:

10、-冷却系统被构造成确保油在所述滚动轴承的外环的区域中的流通;

11、-冷却系统是永久冷却系统,并且该冷却系统被构造成确保油在所述滚动轴承的一个或多个环的区域中的连续流通;

12、-冷却系统是安全冷却系统,并且该冷却系统被构造成被激活以确保油在所述滚动轴承的一个或多个环的区域中的流通;

13、-冷却系统连接到激活系统,该激活系统选自电气系统、恒温系统和热熔系统;

14、-冷却系统包括形成在设备的外壳体中的管道;

15、-管道包括围绕滚动轴承的一个或多个环延伸的至少一个冷却管道,所述至少一个冷却管道连接到来自第一润滑回路的至少一个油供给管道,并且连接到到达第一润滑回路的至少一个油返回管道;

16、-所述滚动轴承的外环集成到所述壳体中或安装在所述壳体中;

17、-所述壳体固定到气体发生器;

18、-设备选自电机、齿轮箱或变速箱、减速齿轮和传动箱;

19、-轴承的所述环或每个环由金属合金或陶瓷制成;

20、-第一润滑回路和第二润滑回路中的每一个包括专用油箱和/或专用泵;

21、-第二润滑回路的油箱是重力箱;

22、-第二润滑回路的泵被构造成供应油喷嘴,并且被构造成填充重力箱。

技术特征:

1.一种飞行器涡轮机(10),该涡轮机包括:

2.根据权利要求1所述的涡轮机(10),其中,所述冷却系统(50)被构造成确保油在所述滚动轴承(40)的外环(40b)的区域中的流通。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮机(10),其中,所述冷却系统(50)是永久冷却系统,并且所述冷却系统被构造成确保油在所述滚动轴承(40)的一个或多个环(40b)的区域中的连续流通。

4.根据权利要求1或2所述的涡轮机(10),其中,所述冷却系统(50)是安全冷却系统,并且所述冷却系统被构造成被激活以确保油在所述滚动轴承(40)的一个或多个环(40b)的区域中的流通。

5.根据前一项权利要求所述的涡轮机(10),其中,所述冷却系统(50)连接到激活系统,所述激活系统选自电气系统、恒温系统和热熔系统。

6.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机(10),其中,所述冷却系统(50)包括形成在所述设备的外壳体中的管道(52)。

7.根据权利要求6所述的涡轮机(10),其中,所述管道(52)包括围绕所述滚动轴承(40)的一个或多个环(40b)延伸的至少一个冷却管道,所述至少一个冷却管道连接到来自所述第一润滑回路(28)的至少一个油供给管道,并且连接到到达所述第一润滑回路(28)的至少一个油返回管道。

8.根据权利要求6或7与权利要求2的组合所述的涡轮机(10),其中,所述滚动轴承(40)的外环(40b)集成到所述壳体中或安装在所述壳体中。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的涡轮机(10),其中,所述壳体固定到所述气体发生器(12)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机(10),其中,所述设备(14)选自电机、齿轮箱或变速箱、减速齿轮和传动箱。

11.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机(10),其中,所述滚动轴承(40)的所述环或每个环(40b)由金属合金或陶瓷制成。

12.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机(10),其中,所述第一润滑回路和所述第二润滑回路(28,46)中的每一个包括专用油箱(62)。

13.根据前一项权利要求所述的涡轮机(10),其中,所述第二润滑回路(46)的所述油箱是重力箱(62)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机(10),其中,所述第一润滑回路和所述第二润滑回路中的每一个包括专用泵(30,48)。

15.根据权利要求13和14所述的涡轮机(10),其中,所述第二润滑回路(46)的所述泵(48)被构造成供应油喷嘴,并且被构造成填充所述重力箱(62)。

技术总结本发明涉及一种飞行器涡轮机(10),该飞行器涡轮机包括:气体发生器(12),该气体发生器包括输出轴(26)和第一润滑回路(28);设备(14),该设备联接到输出轴(26),并且该设备包括由至少一个滚动轴承(40)旋转地导向的转子(38),设备(14)包括第二润滑回路(46),第二润滑回路独立于第一润滑回路(28),并且第二润滑回路被构造成对滚动轴承(40)进行润滑,设备还包括用于对滚动轴承(40)进行冷却的系统(50),冷却系统(50)被构造成确保油在滚动轴承的至少一个环(40b)的区域中的流通,其特征在于,冷却系统(50)独立于第二润滑回路(46),并且冷却系统连接到第一润滑回路(28)。技术研发人员:本杰明·尼古拉斯·弗勒瑞格,尼古拉斯·莫里斯·马塞尔·赫兰受保护的技术使用者:赛峰直升机发动机公司技术研发日:技术公布日:2024/11/4

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