BR102012027097A2

BR102012027097A2 - Motor de turbina a gás

Info

Publication number: BR102012027097A2
Application number: BRBR102012027097-8A
Authority: BR
Inventors: Todd A Davis; Gregory E Reinhardt; Enzo Dibenedetto
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-11-05
Also published as: EP2597292A3; BR102012027097B1; EP2597292B8; RU2015151747A; CN103133141B; RU2015151747A3; CA2794888A1; EP2597292A2; EP3779167A2; CN103133141A; JP2013108500A; RU2012148833A; JP5596109B2; RU2688073C2; EP2597292B1; EP3779167A3; CA2794888C

Abstract

MOTOR DE TURBINA A GÁS. Método para a manutenção de um motor de turbina a gás inclui prover acesso a partir de uma seção diianteira do motor de turbina a gás a uma caixa de engrenagens contida no interior de um compartimento de mancal.

Description

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"MOTOR DE TURBINA A GÁS" Fundamentos Ha invenção

A presente invenção refere-se a um motor de turbina a gás e em particular, a uma estrutura de carcaça para o mesmo.

Caixas de engrenagem epicíclicas com trens de engrenagens

Planetárias e satélites podem ser usadas em motores de turbina a gás devido a

seus projetos compactos e boa capacidade de alta redução de engrenagem

Trens de engrenagens planetárias e satélites geralmente incluem três

elementos de trem de engrenagens: uma engrenagem sol central, uma coroa

externa com dentes de engrenagem internos, e uma pluralidade de planetárias

suportadas por um suporte de planetárias entre e encaixadas com ambas a

engrenagem sol e coro, Os elementos de trem de engrenagens compartilham

um e1XO geométrico central longitudinal comum, ao redor do qual giram pelo menos dois.

Durante o voo, carcaças estruturais leves são defletidas por cargas aerodinâmicas e de manobra, o que pode causar significativa deflexão —ente conhecida como arqueamento de espinha dorsal do motor Esta deflexão pode resultar em algum desalinhamento dos elementos de trem de engrenagens, o que pode levar a perdas de eficiência e redução de vida potencial. O gerenciamento das deflexões dos componentes estáticos e

rotativos, bem como, minimização de cargas tennais facilitam arquiteturas de motor bem-sucedidas.

Sumário da invenção

Um motor de turbina a gás, de acordo com um aspecto da presente invenção, inclui um compressor de baixa pressão ao longo de um e«o geométrico, um primeiro sistema de mancai que, pelo menos parcialmente, suporta um eixo interno ao longo do eixo geométrico, um segundo sistema de manca que, pelo menos parcialmente, suporta um eixo externo ao longo do eixo geométrico, e um cubo de compressor de baixa pressão montado no eixo interno e se estendendo para o compressor de baixa pressão entre o primeiro sistema de maneai e o segundo suporte de mancai.

Em outro exemplo não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o cubo de compressor de baixa pressão pode incluir uma alma tronco-cônica que se estende entre o primeiro sistema de mancai e o segundo suporte de mancai.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, a alma tronco-cònica

pode se estender, pelo menos parcialmente, ao redor do primeiro suporte de IU mancai.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o compressor de baixa pressão pode ficar radia,mente externo ao primeiro suporte de mancai

Alternativa ou adicionalmente, o compressor de baixa pressão pode incluir

íj tres estágios.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o eixo interno pode acionar uma ventoinha através de uma estrutura de engrenagens.

Em 0Utro m°d0 de realiza^ nfo limitativo de qualquer dos -0 modos de realização de motor de turbina a gás acima, o primeiro sistema de

mancai pode ser montado em uma estrutura de carcaça de coipo central

frontal, esta estatura podendo definir um trajeto de fluxo pe!o núcleo para um fluxo de ar de núcleo.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o segundo sistema de mancai pode ser montado a uma estatura de carcaça de coipo centra, frontal intermediária, esta estrutura podendo ser montada na estrutura de carcaça de COipo central frontal para dar continuidade ao trajeto de fluxo de núcleo.

Um motor de turbina a gás, de acordo com outro aspecto exemplificativo da presente invenção, inclui uma estrutura de carcaça de corpo central frontal, uma arquitetura de engrenagens pelo menos parcialmente suportada pela estrutura de carcaça de corpo central frontal, um primeiro sistema de mancai montado a estrutura de carcaça de corpo central frontal para suportar de forma rotativa um eixo interno, um eixo de acoplamento montado no eixo interno e na arquitetura de engrenagens, o eixo de acoplamento suportada, pelo menos parcialmente, pelo primeiro suporte de mancai.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o eixo interno pode acionar uma ventoinha através da arquitetura de engrenagens.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, ele pode compreender um eixo externo que circundar, pelo menos parcialmente, um eixo interno, e o eixo externo acionar um compressor de alta pressão.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, um segundo sistema de mancai pode, pelo menos parcialmente, suportar um eixo externo.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, um cubo de compressor de baixa pressão pode ser montado ao eixo interno, o cubo de compressor de baixa pressão podendo se estender para um compressor de baixa pressão entre o primeiro sistema de mancai e o segundo suporte de mancai.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o compressor de baixa pressão pode incluir três estágios, e o cubo de compressor de baixa pressão pode ser montado a um disco de segundo estágio do compressor de baixa pressão.

Um motor de turbina a gás de acordo com outro aspecto ) exemplificativo da presente invenção inclui uma estrutura de carcaça de corpo central frontal ao longo de um eixo geométrico do motor, esta estrutura definindo um trajeto de fluxo pelo núcleo, u compressor de baixa pressão ao longo do trajeto de fluxo pelo núcleo, uma estrutura de carcaça intermediária montada atrás da estrutura de carcaça de corpo central frontal para suportar, pelo menos parcialmente, um eixo interno para rotação ao redor do eixo geométrico do motor, um segundo sistema de mancai montado na estrutura de carcaça intermediária para, pelo menos parcialmente, suportar um eixo externo para rotação ao redor do eixo geométrico do motor, um cubo de compressor de baixa pressão montado no eixo interno, o cubo de compressor de baixa pressão se estendendo para o compressor de baixa pressão entre o primeiro sistema de mancai e o segundo suporte de mancai.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, a estrutura de carcaça de corpo central frontal pode ficar a jusante de uma ventoinha.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, o eixo interno pode acionar a ventoinha através de uma arquitetura de engrenagens.

Em outro modo de realização não limitativo de qualquer dos modos de realização de motor de turbina a gás acima, a arquitetura de

engrenagens pode ser, pelo menos parcialmente, suportada pela estrutura de carcaça de corpo central frontal.

Várias feições se tornarão visíveis a alguém experiente na técnica a partir da descrição detalhada a seguir do modo de realização não limitativo revelado. Os desenhos que acompanham a descrição podem ser descritos resumidamente como a seguir:

a figura 1 é uma seção transversal esquemática de uma porção frontal de um motor de turbina a gás;

a figura 2 é uma vista de seção transversal em perspectiva de um compartimento de mancai incluindo primeiro mancai de rolamentos cônicos, um segundo mancai de rolamentos cônicos e uma mola sanfona;

a figura 3 é uma seção transversal ampliada da mola sanfona

da figura 2;

a figura 4 é uma seção transversal esquemática de um motor de

turbina a gás;

a figura 5 é uma seção transversal esquemática ampliada de

uma seção do motor de turbina a gás ilustrando uma estrutura de carcaça de corpo central frontal;

a figura 6 é um bloco-diagrama esquemático de um motor de turbina a gás com a arquitetura da invenção;

a figura 7 é um bloco-diagrama do motor de turbina a gás da TÉCNICA ANTERIOR com a arquitetura da invenção;

a figura 8 é uma seção transversal esquemática da figura 5 de seção do motor de turbina a gás, ilustrando um trajeto de carga dentro da estrutura de carcaça de corpo central frontal. Descrição detalhada

A figura 1 mostra uma seção frontal do motor de turbina a gás

acima da linha central CL do motor de turbina a gás 10. O motor de

turbina a gás 10 inclui compartimento de mancai 12, primeiro e segundo

mancais de rolos cônicos 14A e 14B, eixo de ventoinha 16, sistema de mancai

18, mola sanfona 20, cubo de ventoinha 22, porca 23, pás de ventoinha 24,

nariz de ventoinha 26, eixo de motor 28, sistema de engrenagem de

acionamento da ventoinha 30, seção de compressor 32, palhetas guia 34, e carcaça de motor 36.

O compartimento de mancai 12 é disposto adjacente ao eixo de ventoinha 16 e contém primeiro e segundo mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B. O eixo de ventoinha 16 gira ao redor de um eixo geométrico alinhado com o eixo geométrico central do motor CL, e é suportado por mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B. O compartimento de mancai 12 é limitado pelo eixo de ventoinha e o sistema de mancai 18 que se conecta aos mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B. O sistema de mancai 18 se estende para se conectar a uma armação não rotativa, como uma carcaça de motor do motor de turbina a gás 10. A mola sanfona 20 é disposta no compartimento de mancai 12 adjacente ao primeiro mancai de rolamento cônico 14A e segundo mancai de rolamento cônico 14B. A porca 23 é posicionada adjacente ao cubo de ventoinha 22 e aplica uma força de fixação à porção de pista radialmente interna do primeiro mancai de rolamento cônico 14A e à porção de pista interna do segundo mancai de rolamento cônico 14B.

O eixo de ventoinha 16 se conecta e gira as pás de ventoinha 24 através do cubo e ventoinha 22. O cubo de ventoinha 22 também se conecta ao nariz da ventoinha 26. O eixo de ventoinha 16 se conecta ao eixo do motor 28 via o sistema de engrenagens de acionamento da ventoinha 30. A seção de compressor 32 é disposta radialmente para fora do eixo geométrico central CL do motor e é conectada ao eixo do motor 28. Palhetas guia 34 são dispostas radialmente para fora da seção de compressor 32 e são giráveis em relação à carcaça de motor 36.

Os princípios operacionais de motor de turbina a gás 10 são bem conhecidos na técnica e, por conseguinte, não serão explicados em maior detalhe. Conforme mostrado na figura 1, o motor de turbina a gás 10 compreende um motor turboélice de engrenagens de alta reação de by-pass. Em outros modos de realização, o motor de turbina a gás 10 pode compreender outro tipo de motor de turbina a gás usado para propulsão de aeronave ou geração elétrica. Similarmente, o compartimento de mancai 12 pode compreender qualquer compartimento de mancai no motor 10.

O eixo de ventoinha 16 e seção de compressor 32 são conectados a uma seção de turbina (não mostrada) através do eixo do motor 28. Ar entra no motor 10 pela entrada de ar A, por meio do que é dividido em correntes de ar primário Ap, e ar secundário As após passar através das pás de ventoinha 18. As pás de ventoinha 24 são giradas pela seção de turbina (não mostrada) do motor 10 através do eixo do motor 28 para acelerar o ar secundário As (também conhecido como ar de by-pass) através das palhetas guia de saída 34, produzindo, assim, uma porção significativa do empuxo de motor 10. O ar primário Ap (também conhecido ar de trajeto de gás) é direcionado para a seção e compressor 32. A seção de compressor 32 trabalha em conjunto para aumentar incrementalmente a pressão e temperatura do ar primário Ap.

A figura 2 mostra uma vista em seção transversal em perspectiva de compartimento de mancai 12 incluindo o primeiro mancai de rolamento cônico 14A, segundo mancai de rolamento cônico 14B, e mola sanfona 20. Adicionalmente o compartimento de mancai 12 inclui placa de vedação 38, espaçador de mancai 40, engrenagem 42, luva secundária 44, e sistema de amortecimento de película de pressão 46. Os primeiro e segundo mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B incluem pistas internas 48A e 48B, elementos de rolamento 50A e 50B, e pistas externas 52A e 52B, respectivamente. São mostrados também ombro 54 e sistema de mancai e calço 56.

No interior do compartimento de mancai 12, a placa de vedação se apoia em uma porção frontal (definida pela direção de fluxo de ar primário Ap dentro do motor de turbina a gás 10) do primeiro mancai de rolamento cônico 14A. A placa de vedação 38 compreende uma porção do sistema de vedação a carbono e é disposta adjacente à pista interna 48A. O espaçador de mancai 40 se apoia em ambas as pistas interna 48A e 48B para prover espaçamento necessário entre primeiro e segundo mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B. A engrenagem 42 é contatada pela pista interna 48B do segundo mancai de rolamento cônico 14B e se conecta a uma porção de ombro do eixo de ventoinha 16. No modo de realização mostrado na figura 2, a luva secundária 44 é disposta entre a pista externa 52A do primeiro mancai de rolamento cônico 14A e sistema de mancai 18. Mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B também podem ser suportados pelo sistema de amortecimento de película de pressão 46 (do qual apenas vedações estão mostradas) disposto entre um ou mais dos mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B e o sistema de mancai 18. Sistemas de amortecimento de película de pressão como o revelado aqui são bem conhecidos na técnica e são usados para mudar velocidades críticas e/ou aumentar a estabilidade dinâmica de um sistema de rotor-mancal. Em particular, os primeiro e segundo mancais de rolamentos

cônicos 14A e 14B têm pistas internas 48A e 48B grampeadas ou fixadas de outro modo ao eixo de ventoinha 16. Pistas internas 48A e 48B têm superfícies radialmente externas (cavas de rolamento) interfaceadas a elementos de rolamentos 50A e 50B, respectivamente. As pistas externas 52A e 52B são interfaceadas a elementos de rolamentos 50A e 50B, respectivamente, e são montadas no sistema de mancai 18. No modo de realização mostrado na figura 2, a pista externa 52A do primeiro mancai de rolamento cônico 14A é restrita tangencial e radialmente, mas pode se mover axialmente em relação à luva secundária 44, sistema de mancai 18, e porções sistemas de amortecimento por película de compressão 46. Isto permitir ao elemento de rolamento 50A permanecer em contato com a cava interna da pista externa 52A. A pista externa 52B do segundo mancai de roletes cônicos 14B é preá ao sistema de mancai 18. Os primeiro e segundo mancais de roletes cônicos 14A e 14B são retidos pelo sistema de mancai 18, que dissipa cargas para a carcaça do motor 36.

Em um modo de realização, uma extremidade frontal de membro de ligação alongado sanfonada 20 é retida em ajuste por interferência com a pista externa 52A do sistema de mancai 18. Desse modo, a mola sanfonada 20 fica posicionada geralmente entre o primeiro mancai de rolamento cônico 14A e um segundo mancai de rolamento cônico 14B. Pelo menos um calço 56 pode ser posicionado entre a extremidade traseira da mola sanfonada 20 e o ombro 54. O calço 56 permite que a pré-carga da mola seja precisamente ajustada em um nível desejado, sem serem necessárias tolerâncias restritivas de fabricação da mola sanfonada 20, do sistema de mancais 18 ou outros componentes.

A porca 23 (figura 1) aplica uma força de pressão que reage através da pista interna 48A do primeiro mancai de rolamentos cônicos 14A, através de espaçador de mancais 48, através da pista interna 48B do segundo mancai de rolamentos cônicos 14B, e contra a engrenagem 42 sobre o eixo de ventoinha 16. A mola sanfonada 20 aplica pré-carga a ambos primeiro mancai de rolamentos cônicos 14A e segundo mancai de rolamentos cônicos 14B. Em particular, a mola sanfonada 20 aplica pré-carga à pista externa 52A e aplica pré-carga ao sistema de mancais 18 que transfere pré-carga à pista externa 52B do segundo mancai de rolamentos cônicos 14B.

A figura 3 mostra uma seção transversal ampliada de um modo de realização de mola sanfonada 20. No modo de realização mostrado na figura 3, a mola sanfonada 20 é um membro resiliente modelado como anel anular em peça única corrugada. A mola sanfonada 20 é feita de um aço inox endurecido. A mola sanfonada 20 é passada no torno para produzir a forma corrugada mostrada. Conforme mostrado na figura 3, a mola sanfonada 20 pode ter uma espessura de seção transversal variável à medida que a mola sanfonada 20 se estende axialmente ao longo da linha central do motor CL (figura 1).

O número de voltas (convolutas) da mola sanfonada 20 deve

ser maximizado (limitado pelo tamanho do compartimento de mancai 12 e possibilidade de fabricação) para permitir que a mola sanfonada 20 melhor acomode diferentes tolerâncias de componentes dentro do compartimento de mancai 12. Ferramentas analíticas, como software comercialmente disponível de análise fínita, podem ser usadas para simular tensões sobre a mola sanfonada 20, de modo a otimizar-se sua geometria (número de espiras, espessuras de seção transversal etc.) e desempenho. Em um modo de realização, as espiras da mola sanfonada 20 se estendem para frente e para trás de seções de interconexão adjacentes 60 (ou seja, mola sanfonada 20 tem seções 58 que se dobram para frente e para trás em relação às seções adjacentes 60). Outros modos de realização podem ter convolutas paralelas para simplificar a fabricação da mola sanfonada 20.

O uso de mola sanfonada 20 para aplicar pré-carga ao primeiro mancai de rolamentos cônicos 14A e segundo mancai de rolamentos cônicos 14B permite que um único elemento seja usado no espaço confinado de compartimento de mancai 12, economizando, assim, espaço e reduzindo custos de fabricação. A mola 20 é adaptada para aplicar pré-carga aos primeiro e segundo mancais de rolamentos cônicos 14A e 14B na direção axial ao longo da linha central CL do motor (figura 1), a atua como uma mola de centragem (ou seja, rendo uma rigidez radial em relação à linha central CL do motor) para o sistema de amortecimento por película de compressão 46 (figura 2). A mola sanfonada 20 acomoda flexão na direção do eixo geométrico-Z pelo primeiro mancai de rolamentos cônicos 14A e segundo mancai de rolamentos cônicos 14B, de modo que a mola sanfonada 20 não se desgaste excessivamente sobre as superfícies dos mancais 14A e 14B.

A figura 2 ilustra esquematicamente outro motor de turbina a gás exemplificativo 120. O motor de turbina a gás 120 é mostrado aqui como uma turbina de carretei duplo que geralmente incorpora uma seção de ventoinha 122, uma seção de compressor 124, uma seção de combustor 126 e uma seção de turbina 128. Motores alternativos poderiam incluir uma seção de aumentador (não mostrada) dentre outros sistemas ou feições. A seção de ventoinha 122 impulsiona ar ao longo de um trajeto de desvio, enquanto a seção de compressor 124 impulsiona ar ao longo de trajeto de fluxo de núcleo para compressão e comunicação para a seção de combustor 126, segunda de

expansão através da seção de turbina 128. Embora ilustrado como motor de

turbina a gás de turboélice no modo de realização revelado não limitativo,

deve ser entendido que os conceitos aqui descritos não estão limitados ao uso

com turboélices, uma vez que os ensinamentos podem ser aplicados a outros

tipos de motores de turbina, como motor de três carretéis (mais ventoinha),

onde u carretei intermediário inclui um compressor de pressão intermediário

(IPC) entre LPC e HPC e uma turbina de pressão intermediária (IPT) entre HPT e LPT.

O motor 120 geralmente inclui um carretei de baixa 130 e um

carretei de alta 132 montados para rotação ao redor do eixo geométrico

longitudinal central do motor A em relação a uma estrutura estática de motor

136, via diversos suportes de mancais 138. O carretei de baixa 130 geralmente

inclui um eixo interno 140 que interconecta uma ventoinha 142, um

compressor de baixa pressão 144 e uma turbina de baixa pressão 146. O eixo

interno 140 aciona a ventoinha 142 através de uma arquitetura de engrenagens

148 para acionar a ventoinha 142 a uma velocidade menor do que do que a do

carretei de baixa 130. Uma transmissão redutora exemplifícativa é uma

transmissão epicíclica, ou seja, um sistema de planetárias ou de engrenagens estreladas.

O carretei de alta 132 inclui um eixo externo 150 que interconecta um compressor de alta pressão 152 e uma turbina de alta pressão 154. Um combustor 156 é arranjado entre o compressor de alta pressão 152 e a turbina de alta pressão 154. O eixo interno 140 e o eixo externo 150 são concêntricos e giram ao redor do eixo geométrico longitudinal central do motor A que é colinear a seus eixos geométricos longitudinais.

Fluxo de ar pelo núcleo é comprimido pelo compressor de baixa pressão 144 e, então, pelo compressor de alta pressão 152, misturado com combustível e queimado no combustor 156, em seguida, expandido sobre 10

a turbina de alta pressão 154 r turbina de baixa pressão 146. As turbinas 154, 146 acionai rotativamente os respectivos carretei de alta 130 e carretei de baixa 132 em resposta à expansão. Os eixos principais de motor 140, 150 são suportados em uma pluralidade de pontos pelos suportes de mancai 138 dentro da estrutura estática de motor 136. Em um modo de realização não limitativo, os suportes de mancais 138 incluem um #2 sistema de mancais 138-2 localizado radialmente na seção de compressor 124.

Com referência à figura 5, a estrutura estática de motor 136

próxima à seção de compressor 124 geralmente inclui uma estrutura de

carcaça de corpo central frontal 160 e uma estrutura de carcaça intermediária

162 que é suportada atrás da estrutura de carcaça de corpo central frontal 160.

Deve ser apreciado que várias estruturas de carcaça podem Alternativa ou

adicionalmente, ser providas, se beneficiando ainda da arquitetura aqui descrita.

A estrutura de carcaça de corpo central frontal 160 geralmente

define um trajeto de fluxo de núcleo anular 164A para o fluxo de ar pelo

núcleo em direção ao compressor de baixa pressão 144. A estrutura de

carcaça intermediária 162 define um trajeto de fluxo de núcleo 164B que

continua o trajeto de fluxo de núcleo 164C para o fluxo de ar pelo núcleo em

direção ao compressor de alta pressão 152 do trajeto de fluxo de núcleo 164C.

O trajeto de fluxo de núcleo 164B é geralmente radialmente para dentro do

trajeto de fluxo de núcleo 164A, para transição para o trajeto de fluxo de

núcleo radialmente de menor diâmetro 164C. Ou seja, o trajeto de fluxo de

núcleo 164B define uma arquitetura de motor de turbina a gás de "cintura fina".

Um #2 sistema de mancais 138-2, pelo menos parcialmente, suporta o eixo interno 140 em relação à estrutura de carcaça de corpo central frontal 160. Um #3 sistema de mancais 138-3 geralmente suporta o eixo externo 150 em relação à estrutura de carcaça intermediária 162. Ou seja, o #2 10

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S1Stema de mancais 138-2, pelo menos parcialmente, suporta o carretei de

baixa 130 e o #3 sistema de mancais 138-3 geralmente suporta o carretei de

alta 132. Deve ser apreciado que vários sistemas de mancais, como arranjos

de estruturas de mancai de empuxo e de suporte se beneficiarão da presente invenção.

Um suporte flexível 168 provê um acoplamento flexível da arquitetura de engrenagens 48 dentro da estrutura de carcaça de cotpo central frontal 160. O suporte flexível 168 reage às cargas de torção da arquitetura de engrenagens 148 e facilita absorção de vibração, bem como, outras funções de suporte, Uma mola de ccntragem 170 que é geralmente um componente estrutural do tipo gaiola cilíndrica com várias vigas se estendendo entre estruturas de extremidade de flange posiciona de forma resiliente o #2 sistema de mancais 138-2 em relação ao carretei de baixa 130. Em um modo de realização, as vigas são duplamente cônicas arranjadas de forma circunferencial para controlar uma taxa de mola radial que pode ser selecionada com base na pluralidade de considerações, incluindo, mas não de modo limi,ativo, carregamento de mancai, vida de mancai, dinâmica de rotor e considerações sobre deflexão de rotor.

A caixa de engrenagens 172 da arquitetura de engrenagens 148 a acionada pelo cairetel de baixa 130 no modo de realização não Iimitativo revelado através de um eixo de acoplamento 174. O eixo de acoplamento 174 transfere torque do sistema de mancais para a caixa de engrenagens 172 O #2 sistema de mancais 138-2 facilita a segregação de vibrações e outros transientes da caixa de engrenagens 172. O eixo de acoplamento 174 no modo de realização não limitativo mostrado, inclui uma seção de eixo de acoplamento frontal 176 e uma seção de eixo de acoplamento traseira 178 A seção de eixo de acoplamento frontal 176 inclui uma chaveta de interface 180 casada coma caixa de engrenagens 172. Uma chaveta de interface 182 da

seção de eixo de acoplamento traseira 178 conecta o eixo de acoplamento 174 )

ao carretei de baixa 130 através de, neste modo de realização nào limi,ativo,

um cubo de compressor de baixa pressão 184 do compressor de baixa pressão 144.

Uma estrutura de sistema de mancais de rotor de ventoinha 186 traseira da ventoinha 142 se estende radialmente para dentro, a partir da estrutura de carcaça de corpo central frontal 160. A estrutura de sistema de mancais de rotor de ventoinha 86 e a estrutura de carcaça de corpo central frontal 160 definem um compartimento de mancai B. Deve ser apreciado que vários suportes de maneai 138-1 e vedações 188 (ilustradas esquematicamente e na figura 5) podem ser suportados pela estrutura de sistema de mancais de rotor de ventoinha 186 para conter óleo e suportar rotação de um eixo de

transmissão 200 que se conecta à arquitetura de engrenagens 148 para acionar

a ventoinha 142.

O cubo de compressor de baixa pressão 184 do compressor de

baixa pressão 144 inclui um cubo tubular 190 3 uma alma tronco-cônica 192

O cubo tubular 190 é montado ao eixo interno 140 através, por exemplo, de

uma interface de chaveta. O cubo tubular 19 é adjacente ao #2 sistema de

mancais 138-2. A alma tronco-cônica 192 se estende em uma direção a frente

do cubo tubular 190, axialmente entre o #2 sistema de mancais 138-2 e o #3

sistema de mancais 138-3 (também mostrado na figura 6). Ou seja, a alma

tronco-cônica 192 é axialmente localizada entre os suportes de mancais 138-2 e 138-3.

A alma tronco-cônica 192 é montada a um rotor de compressor de baixa pressão 194 do compressor de baixa pressão 144. No modo de realização não limitativo exemplificativo, a alma tronco-cônica 192 se estende entre os suporte de mancais 138-2, 138-3 e é montado a um segundo estágio de u rotor de compressor de baixa pressão de três estágios 194. Deve ser apreciado que a alma tronco-cônica 192 pode se montada a outros estágios em outras arquiteturas de motor, e estas arquiteturas podem inclui outros tantos estágios. A localização do rotor de compressor de baixa pressão 184 entre o #2 sistema de mancais 138-2 e o #3 sistema de mancais 138-3 oferece significativa vantagem para reduzir a deflexão da arquitetura de engrenagens 48 em comparação a uma arquitetura da técnica anterior, como, por exemplo,

___r

ilustrado na figura 7. TÉCNICA ANTERIOR. OU seja, ambas as seções de extremidade do eixo de acoplamento 174 são ligadas à estrutura de carcaça do corpo central frontal 160, de modo que deflexões relativas entre as suas seções finais são grandemente reduzidas. Isto facilita um equilíbrio mais eficiente de torque básico, torque FBO, deflexões de manobra e a minimização das cargas gerais que são transladadas para a arquitetura de engrenagens 148.

Além disso, um compartimento de mancai B relativamente menos complicado, que facilita maiores tolerâncias de fabricação, é definido, por exemplo, exigindo menos vedações, o que minimiza fontes potenciais de vazamento de óleo e economiza em peso.

A arquitetura facilita ainda um trajeto de carga eficaz (L; figura 8) para a arquitetura de engrenagens e uma geração de calor e fluxo de óleo geralmente menor. Ou seja, um trajeto de carga mais compacto L é definido pela estrutura de corpo central frontal 160 sozinha. Benefícios secundários são tamanho reduzido de tanque de óleo, tamanho reduzido do resfriador e redução de volume de óleo do sistema de lubrificação do motor.

Deve ser entendido que números de referência iguais identificam elementos correspondentes ou similares por todos os desenhos. Deve ser entendido que, embora um arranjo de componentes particular seja revelado no modo de realização ilustrado, outros arranjos se beneficiariam da presente invenção.

Embora seqüências de etapas particulares estejam mostradas, descritas e reivindicadas, deve ser entendido que as mesmas podem ser executadas em qualquer ordem, separadas ou combinadas, a não ser que mencionado de outro modo e se beneficiarão também da presente invenção,

Embora diferentes exemplos tenham componentes específicos mostrados nas üustrações, modos de realização desta invenção não estão limitados a estas combinações particulares. É possível usar alguns dos

componentes ou feições de um dos exemplos em combinação com feições ou componentes de outro.

A descrição acima é exemplificativa em vez de definida por limitações. Vários modos de realização não limitativos estão revelados aqui e alguém experiente na técnica reconhecerá que várias modificações e variações a luz dos ensinamentos acima estará abrangidas pelo escopo das reivindicações a segui, Deve ser entendido, portanto, que, dentro do escopo das reivindicações a seguir, a invenção pode ser praticada de modo não especificamente aqui descrito. Por esta razão, as reivindicações a seguir devem ser examinadas para determinar o verdadeiro escopo e conteúdo

Claims

1. Motor de turbina a gás ç^çterizado pelo fato de compreender: um compressor de baixa pressão ao longo de um eixo geométrico; um primeiro sistema de maneais, o qual pelo menos parcialmente, suporta um eixo interno ao longo do mencionado eixo geométrico; um segundo sistema de maneais, o qual pelo menos parcialmente, suporta um eixo externo ao longo do mencionado eixo geométrico; e um cubo de compressor de baixa pressão montado no mencionado eixo interno, o mencionado cubo de compressor de baixa pressão se estendendo para o mencionado compressor de baixa pressão entre o menoonado primeiro sistema de maneais e o mencionado segundo sistema de maneais.

2. Motor de turbina de acordo com a reivindicação 1 «risds pelo fato do mencionado cubo de compressor de baixa pressão' incluir uma alma tronco-cônica, a qual se estende entre o mencionado primeiro sistema de maneais e o mencionado segundo sistema de maneais.

3. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 2 ffls^ Pel° fet° * —a a.ma tronco-cônica se estender pelo menos parcialmente, ao redor do mencionado primeiro suporte de mancai.

4. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 3 pelo fato do mencionado compressor de baixa pressão est» radialmente fora do mencionado primeiro suporte de maneai.

5. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 1 ^amçt^ pelo fato do mencionado cubo de compressor de baixa pressão' ser angulado em direção ao compressor de baixa pressão.

6. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mencionado cubo de compressor de baixa pressão ser montado em um disco de segundo estágio do mencionado compressor de baixa pressão .

7. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do mencionado compressor de baixa pressão incluir três estágios.

8. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mencionado eixo interno acionar uma ventoinha através de uma arquitetura de engrenagens.

9. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mencionado primeiro sistema de mancais ser montado em uma estrutura de carcaça de corpo central frontal, a mencionada estrutura de carcaça de corpo central frontal definindo um trajeto de fluxo do núcleo para um fluxo de ar do núcleo.

10. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do mencionado segundo sistema de mancais ser montado em uma estrutura de carcaça intermediária, a mencionada estrutura de carcaça intermediária montada na mencionada estrutura de carcaça de corpo central frontal para continuar o mencionado trajeto de fluxo de núcleo.

11. Motor de turbina a gás caracterizado pelo fato de compreender: uma estrutura de carcaça de corpo central frontal; uma arquitetura de engrenagens pelo menos parcialmente suportada pela mencionada estrutura de carcaça de corpo central frontal; um primeiro sistema de mancais montado na mencionada estrutura de carcaça de corpo central frontal para suportar rotativamente um eixo interno; e um eixo de acoplamento montado no mencionado eixo interno e na mencionada arquitetam de engrenagens, o mencionado eixo de acoplamento sendo, pelo menos parcialmente, suportado pelo mencionado primeiro suporte de mancai.

12. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 11 -mOerizado pelo fato do mencionado eixo intento acionar uma ventoinhá através da mencionada arquitetura de engrenagens.

13. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 11 sarasterizado adicionalmente pelo fato de compreender um eixo externo que' pelo menos parcialmente, circunda o mencionado eixo interno, o mencionado' eixo externo acionando um compressor de alta pressão.

14. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 13 S-açterizado adicionalmente pelo fato de compreender um segundo sistema' de mancai s que, pelo menos parcialmente, suporta um eixo externo.

15. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 14 cacterizado adicionalmente pelo fato de compreender um cubo de' compressor de baixa pressão montado no mencionado eixo interno o mencionado cubo de compressor de baixa pressão se estendendo para 'um compressor de baixa pressão entre o mencionado primeiro sistema de mancais e o mencionado segundo suporte de mancai.

16. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 15 Sâmcterizado pelo fato do mencionado compressor de baixa pressão incluir tres estágios, o mencionado cubo compressor de baixa pressão montado em um disco de segundo estágio do mencionado compressor de baixa pressão.

17. Motor de turbina a gás caracterizado pelo feto de compreender: uma estrutura de carcaça de corpo central frontal ao longo de um e.xo geométrico do motor, a mencionada estmtura de carcaça de coipo central frontal define um trajeto de fluxo de núcleo; um compressor de baixa pressão ao longo do trajeto de fluxo de núcleo; uma estrutura de careaça intermediária montada atrás da mencionada estrutura de carcaça de corpo central frontal ao longo do mencionado eixo geométrico do motor; um primeiro sistema de mancais montado na mencionada estrutura de carcaça de coipo central frontal para, pelo menos parcialmente suportar um eixo interno para rotação ao redor do mencionado eixo' geométrico do motor; um segundo sistema de mancais montado na mencionada estrutura de carcaça intermediária para, pelo menos parcialmente, suportar um etxo externo para rotação ao redor do mencionado eixo geométrico do motor· e um cubo de compressor de baixa pressão montado no mencionado eixo interno, o mencionado cubo de compressor de baixa pressão se estender para o mencionado compressor de baixa pressão entre o menc.onado primeiro sistema de mancais e o mencionado segundo suporte de mancai.

18. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 17 «tenzado pelo fato da mencionada estrutura de carcaça de coipo centrai frontal ficar a jusante de uma ventoinha.

19. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 18 Mdadfi pelo fato do mencionado eixo interno acionar a mencionada ventoinha através de uma arquitetura de engrenagens.

20. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 19 MIkado pelo fato da mencionada arquitetura de engrenagens ser, pelo' menos parcialmente, suportada pela mencionada estrutura de carcaça de corpo central frontal.