本發(fā)明涉及航空通用領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明針對一種飛行器渦輪機，該飛行器渦輪機的設(shè)備被潤滑和冷卻。

背景技術(shù)：

1、背景技術(shù)特別地包括文獻(xiàn)fr-a1-3?101?684、ep-a1-2?503?107、fr-a1-3?086326和fr-a1-3?108?935。

2、通常，飛行器渦輪機包括氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器包括至少一個壓縮機、燃燒室和至少一個渦輪。

3、氣體發(fā)生器通常包括輸出軸，該輸出軸用于驅(qū)動諸如傳動箱的設(shè)備。

4、在本申請中，“設(shè)備”是指可以聯(lián)接到氣體發(fā)生器的輸出軸并包括由至少一個滾動軸承旋轉(zhuǎn)地導(dǎo)向的至少一個轉(zhuǎn)子的任何設(shè)備。“滾動軸承”是包括諸如滾珠或滾子的滾動元件的軸承，該滾動元件通常安裝在兩個環(huán)(一個內(nèi)環(huán)和一個外環(huán))之間。

5、氣體發(fā)生器包括潤滑回路，該潤滑回路通常包括油箱、泵和油管道或油噴嘴。氣體發(fā)生器的潤滑回路例如用于對氣體發(fā)生器的滾動軸承進(jìn)行潤滑。還需要對設(shè)備上的轉(zhuǎn)子的導(dǎo)向滾動軸承進(jìn)行潤滑。

6、由于規(guī)定的原因，氣體發(fā)生器的潤滑回路不能總是用于對設(shè)備進(jìn)行潤滑，因此設(shè)備必須配備有獨立的潤滑回路。例如，直升機的渦輪機就是這種情況。該設(shè)備則包括其自身的潤滑回路，該潤滑回路例如用于對該設(shè)備的轉(zhuǎn)子的導(dǎo)向軸承以及任何齒輪齒進(jìn)行潤滑。

7、潤滑油的流通使得由軸承和任何被潤滑的齒輪產(chǎn)生的熱量能夠被提取和冷卻。如果設(shè)備出現(xiàn)故障或潤滑被中斷，則軸承將不再被冷卻，并且會達(dá)到高溫，從而會損壞軸承。當(dāng)設(shè)備的轉(zhuǎn)子以高速(通常為25000rpm或更高)旋轉(zhuǎn)時，更是如此。

8、因此，需要提供一種用于對設(shè)備的軸承進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)，該系統(tǒng)即使在設(shè)備的潤滑回路出現(xiàn)故障的情況下也能確保進(jìn)行冷卻。

9、在當(dāng)前的現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)提出了設(shè)置油儲存器，該油儲存器用于在飛行過程中借助于噴嘴或霧來對軸承進(jìn)行潤滑，特別是在油短缺的情況下對軸承進(jìn)行潤滑。然而，可用的油量非常小，并且不足以對軸承，特別是那些以高速對轉(zhuǎn)子進(jìn)行導(dǎo)向的軸承進(jìn)行潤滑和冷卻。

10、可以使用應(yīng)急潤滑系統(tǒng)(該應(yīng)急潤滑系統(tǒng)使用乙二醇基油)，但該應(yīng)急潤滑系統(tǒng)具有沉重且復(fù)雜的缺點。此外，該油確保了接觸件的潤滑，但仍不足以對高速轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，如果潤滑被中斷，該高速的轉(zhuǎn)子則會達(dá)到高溫。

11、例如，在渦輪機的高速線路上，長時間的油中斷意味著渦輪機必須快速關(guān)閉以防止迅速失效。然而，在飛行中關(guān)閉連接到氣體發(fā)生器的某些設(shè)備在技術(shù)上并不總是可能的。

12、已經(jīng)提出了為設(shè)備安裝用于設(shè)備軸承的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成僅對滾動軸承的外環(huán)進(jìn)行冷卻。該冷卻系統(tǒng)當(dāng)前連接到設(shè)備潤滑回路，如上述文獻(xiàn)fr-a1-3?101?684所述。冷卻系統(tǒng)使得能夠?qū)S承進(jìn)行連續(xù)冷卻，但在設(shè)備的潤滑回路出現(xiàn)故障的情況下不能提供冷卻。因此，冷卻系統(tǒng)的運行取決于潤滑回路的運行，這是有問題的，并且不能夠?qū)S承進(jìn)行安全冷卻以防止軸承過熱。該解決方案也可以用于對低速和中速轉(zhuǎn)子導(dǎo)向軸承(從400rpm至20000rpm)進(jìn)行冷卻，但不適用于對高速轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻。

13、因此，需要找到一種解決方案來確保即使在設(shè)備的潤滑回路出現(xiàn)故障期間也能對設(shè)備的轉(zhuǎn)子的滾動軸承進(jìn)行冷卻。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種飛行器渦輪機，該渦輪機包括：

2、-氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器包括至少一個壓縮機、燃燒室和至少一個渦輪，氣體發(fā)生器包括輸出軸和第一潤滑回路，

3、-設(shè)備，該設(shè)備聯(lián)接到氣體發(fā)生器的輸出軸，并且該設(shè)備包括由至少一個滾動軸承旋轉(zhuǎn)地導(dǎo)向的轉(zhuǎn)子，設(shè)備包括第二潤滑回路，該第二潤滑回路獨立于所述第一潤滑回路，并且該第二潤滑回路被構(gòu)造成對所述滾動軸承進(jìn)行潤滑，設(shè)備還包括用于對所述滾動軸承進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成確保油在所述滾動軸承的至少一個環(huán)的區(qū)域中的流通，

4、其特征在于，冷卻系統(tǒng)獨立于所述第二潤滑回路，并且冷卻系統(tǒng)連接到所述第一潤滑回路。

5、在本申請中，獨立的回路被限定為在這些回路之間不具有直接流體連通的回路，即回路彼此不連接。因此，這些回路之間沒有共用的閥或管道。優(yōu)選地，回路甚至不共享同一流體箱。

6、與之前的技術(shù)不同，在之前的技術(shù)中，設(shè)備的軸承的冷卻系統(tǒng)獨立于氣體發(fā)生器的潤滑回路并連接到設(shè)備的潤滑回路，這里的冷卻系統(tǒng)獨立于設(shè)備的潤滑回路并連接到氣體發(fā)生器的潤滑回路。因此，可以理解的是，只要氣體發(fā)生器的潤滑回路運轉(zhuǎn)，設(shè)備的軸承就可以被冷卻。因此，設(shè)備的軸承的冷卻的操作獨立于設(shè)備的潤滑回路的操作。即使設(shè)備的潤滑回路出現(xiàn)故障，設(shè)備的軸承的冷卻系統(tǒng)也可以繼續(xù)供應(yīng)油，并對設(shè)備的軸承進(jìn)行冷卻。

7、冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成確保即使在轉(zhuǎn)子以25000rpm或更高的高速旋轉(zhuǎn)時也能夠?qū)D(zhuǎn)子的一個或多個導(dǎo)向軸承進(jìn)行冷卻。冷卻系統(tǒng)的構(gòu)型不受第二潤滑回路的容量的限制，并且受益于第一潤滑回路的容量，第一回路的容量通常大于第二回路的容量。容量特別地被限定為可用于冷卻的油的流量和體積。

8、本發(fā)明意義內(nèi)的設(shè)備優(yōu)選地選自電機、齒輪箱或變速箱、減速齒輪和傳動箱。例如，設(shè)備可以是rgb(減速齒輪箱)型的減速齒輪、btp或bti(主齒輪箱或中間齒輪箱)型的傳動箱、或者pgb(螺旋槳齒輪箱)型的推進(jìn)變速箱。

9、渦輪機可以包括以下被單獨采用或被彼此結(jié)合采用的特征中的一個或多個特征：

10、-冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成確保油在所述滾動軸承的外環(huán)的區(qū)域中的流通；

11、-冷卻系統(tǒng)是永久冷卻系統(tǒng)，并且該冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成確保油在所述滾動軸承的一個或多個環(huán)的區(qū)域中的連續(xù)流通；

12、-冷卻系統(tǒng)是安全冷卻系統(tǒng)，并且該冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成被激活以確保油在所述滾動軸承的一個或多個環(huán)的區(qū)域中的流通；

13、-冷卻系統(tǒng)連接到激活系統(tǒng)，該激活系統(tǒng)選自電氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)和熱熔系統(tǒng)；

14、-冷卻系統(tǒng)包括形成在設(shè)備的外殼體中的管道；

15、-管道包括圍繞滾動軸承的一個或多個環(huán)延伸的至少一個冷卻管道，所述至少一個冷卻管道連接到來自第一潤滑回路的至少一個油供給管道，并且連接到到達(dá)第一潤滑回路的至少一個油返回管道；

16、-所述滾動軸承的外環(huán)集成到所述殼體中或安裝在所述殼體中；

17、-所述殼體固定到氣體發(fā)生器；

18、-設(shè)備選自電機、齒輪箱或變速箱、減速齒輪和傳動箱；

19、-軸承的所述環(huán)或每個環(huán)由金屬合金或陶瓷制成；

20、-第一潤滑回路和第二潤滑回路中的每一個包括專用油箱和/或?qū)Ｓ帽茫?/p>

21、-第二潤滑回路的油箱是重力箱；

22、-第二潤滑回路的泵被構(gòu)造成供應(yīng)油噴嘴，并且被構(gòu)造成填充重力箱。

技術(shù)特征：

1.一種飛行器渦輪機(10)，該渦輪機包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(10)，其中，所述冷卻系統(tǒng)(50)被構(gòu)造成確保油在所述滾動軸承(40)的外環(huán)(40b)的區(qū)域中的流通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪機(10)，其中，所述冷卻系統(tǒng)(50)是永久冷卻系統(tǒng)，并且所述冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成確保油在所述滾動軸承(40)的一個或多個環(huán)(40b)的區(qū)域中的連續(xù)流通。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪機(10)，其中，所述冷卻系統(tǒng)(50)是安全冷卻系統(tǒng)，并且所述冷卻系統(tǒng)被構(gòu)造成被激活以確保油在所述滾動軸承(40)的一個或多個環(huán)(40b)的區(qū)域中的流通。

5.根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的渦輪機(10)，其中，所述冷卻系統(tǒng)(50)連接到激活系統(tǒng)，所述激活系統(tǒng)選自電氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)和熱熔系統(tǒng)。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的渦輪機(10)，其中，所述冷卻系統(tǒng)(50)包括形成在所述設(shè)備的外殼體中的管道(52)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪機(10)，其中，所述管道(52)包括圍繞所述滾動軸承(40)的一個或多個環(huán)(40b)延伸的至少一個冷卻管道，所述至少一個冷卻管道連接到來自所述第一潤滑回路(28)的至少一個油供給管道，并且連接到到達(dá)所述第一潤滑回路(28)的至少一個油返回管道。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7與權(quán)利要求2的組合所述的渦輪機(10)，其中，所述滾動軸承(40)的外環(huán)(40b)集成到所述殼體中或安裝在所述殼體中。

9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的渦輪機(10)，其中，所述殼體固定到所述氣體發(fā)生器(12)。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的渦輪機(10)，其中，所述設(shè)備(14)選自電機、齒輪箱或變速箱、減速齒輪和傳動箱。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的渦輪機(10)，其中，所述滾動軸承(40)的所述環(huán)或每個環(huán)(40b)由金屬合金或陶瓷制成。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的渦輪機(10)，其中，所述第一潤滑回路和所述第二潤滑回路(28，46)中的每一個包括專用油箱(62)。

13.根據(jù)前一項權(quán)利要求所述的渦輪機(10)，其中，所述第二潤滑回路(46)的所述油箱是重力箱(62)。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的渦輪機(10)，其中，所述第一潤滑回路和所述第二潤滑回路中的每一個包括專用泵(30，48)。

15.根據(jù)權(quán)利要求13和14所述的渦輪機(10)，其中，所述第二潤滑回路(46)的所述泵(48)被構(gòu)造成供應(yīng)油噴嘴，并且被構(gòu)造成填充所述重力箱(62)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種飛行器渦輪機(10)，該飛行器渦輪機包括：氣體發(fā)生器(12)，該氣體發(fā)生器包括輸出軸(26)和第一潤滑回路(28)；設(shè)備(14)，該設(shè)備聯(lián)接到輸出軸(26)，并且該設(shè)備包括由至少一個滾動軸承(40)旋轉(zhuǎn)地導(dǎo)向的轉(zhuǎn)子(38)，設(shè)備(14)包括第二潤滑回路(46)，第二潤滑回路獨立于第一潤滑回路(28)，并且第二潤滑回路被構(gòu)造成對滾動軸承(40)進(jìn)行潤滑，設(shè)備還包括用于對滾動軸承(40)進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)(50)，冷卻系統(tǒng)(50)被構(gòu)造成確保油在滾動軸承的至少一個環(huán)(40b)的區(qū)域中的流通，其特征在于，冷卻系統(tǒng)(50)獨立于第二潤滑回路(46)，并且冷卻系統(tǒng)連接到第一潤滑回路(28)。

技術(shù)研發(fā)人員：本杰明·尼古拉斯·弗勒瑞格,尼古拉斯·莫里斯·馬塞爾·赫蘭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：賽峰直升機發(fā)動機公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4