CN110966099A

CN110966099A - 减速传动机构

Info

Publication number: CN110966099A
Application number: CN201910933165.7A
Authority: CN
Inventors: C.克劳斯; K.埃马努伊尔
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-04-07
Also published as: DE102018124206A1; US11515753B2; US20200106336A1

Abstract

本发明涉及一种减速传动机构（30），所述减速传动机构具有：输入部（28），所述输入部能够与输入轴（26）耦联，所述输入轴具有输入的转速；输出部（341、342），所述输出部以输出的转速旋转，所述输出的转速小于所述输入的转速；和至少一个静止地布置的构件（70）。设置成，包括转子（41、46）和定子（42、47）的发电机集成到所述减速传动机构（30）中，其中，所述发电机的转子（41、46）与所述减速传动机构的输出部（34）耦联并且所述发电机的定子（42、47）与所述减速传动机构（30）的静止地布置的构件（70）耦联。

Description

减速传动机构

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的前序部分的减速传动机构和具有这样的减速传动机构的燃气涡轮机驱动机构。

背景技术

已知的是，燃气涡轮机驱动机构的风扇通过减速传动机构与涡轮机轴耦联。这样的减速传动机构例如构造为行星传动机构，其中，行星传动机构接收来自涡轮机轴的输入并且为了以低于涡轮机轴的转速驱动风扇而放出用于风扇的驱动部。行星传动机构包括行星轮，所述行星轮由太阳轮驱动并且所述行星轮在齿圈中绕行。在行星轮中分别布置有行星销，所述行星销固定在行星架的载体板中。行星架与用于风扇的驱动部耦联。

通常应该力求达到的是，以较有效的方式构造和布置燃气涡轮机驱动机构的很多复杂的构件。

发明内容

本发明基于如下任务，即提供如下的减速传动机构，其以较有效的方式构建并且在此适合于用于燃气涡轮机驱动机构中。

所述任务通过具有专利权利要求1的特征的减速传动机构解决。本发明的设计方案在从属权利要求中得到说明。

随后，本发明考虑如下的减速传动机构，其具有输入部，所述输入部与具有输入的转速的输入轴耦联，以及具有输出部，所述输出部以输出的转速旋转。在此，输出的转速小于输入的转速。此外，减速传动机构包括至少一个静止地布置的构件，也就是说，其不旋转地布置。

根据本发明，发电机集成到减速传动机构中。发电机根据性质地包括转子和定子。设置成，发电机的转子与减速传动机构的输出部耦联并且发电机的定子与减速传动机构的静止地布置的构件耦联。在此，发电机的转子与减速传动机构的输出部耦联意味着，转子以与减速传动机构的输出部相同的转动速度旋转。为此，转子与输出部的构件直接地或通过一个或多个另外的构件抗扭地连接。

在此，如下的传动机构元件理解为减速传动机构的输入部，其与输入轴耦联并且以输入的转速转动。如下的传动机构元件理解为减速传动机构的输出部，其形成减速传动机构的从动部（Abtrieb）并且以输出的转速转动。

由此，本发明基于如下想法，减速传动机构如下地设有附加的功能性，使得减速传动机构附加地作用为发电机并且为此集成发电机的旋转的和静止的构件。在此，发电机的转子与减速传动机构的输出部连接或耦联并且以输出的转速旋转。

在此，每个将动能借助于电磁感应转化为电能的装置被称为发电机。本发明原则上适用于具有转子和定子的发电机的每一种类型和构建方法。

本发明的设计方案设置成，一方面减速传动机构的输出部和转子并且另一方面静止地布置的构件和定子如下地布置并且相对于彼此定位，使得转子与定子轴向地间隔开。就此而言，这呈现了不寻常的结构，因为电机的转子与定子典型地径向地间隔开。转子与定子的轴向的间隔结合有如下的优点，即相比于径向的间隔要求较小的构建空间。

然而，同样可行的是，并且这呈现了本发明的另一设计方案，一方面减速传动机构的输出部和转子并且另一方面静止地布置的构件和定子如下地布置并且相对于彼此定位，使得转子与定子径向地间隔开。在此，进一步设置成，定子径向地相对于转子在外布置，也就是说，转子在定子之内转动。

根据本发明的设计方案设置成，发电机的转子具有多个磁体并且发电机的定子具有多个感应线圈。在此，转子例如环形地构造。在此，实施变型方案设置成，磁体通过永磁体形成，其与减速传动机构的旋转的输出部连接。由此，提供简单的设计方案并且磁体的电流供给的必要性得到避免。

原则上同样可行的是，感应线圈在转子中构造并且磁体在定子中构造。对于这种情况，在转子处产生电流接收（Stromabnahme）。

另一设计方案设置成，发电机的转子通过磁性的屏蔽元件相对于减速传动机构的毗邻的构件得到屏蔽。磁性的屏蔽元件例如通过陶瓷的板形成。由此，减速传动机构的传递力的构件的磁化被防止。这样的磁化应该被防止，其本身带有如下的危险，即铁磁的颗粒积聚在传递力的构件的表面上并且增加其磨损。

本发明的设计方案设置成，减速传动机构的静止地布置的构件（定子与所述静止地布置的构件连接）通过静止地布置的壁结构形成，其径向地在外面至少部分地包围减速传动机构。这样的壁结构例如涉及减速传动机构的壳体或涉及减速传动机构的壳体区段。在此，发电机的定子布置在减速传动机构的壳体的内壁处。在定子的精确布置的方面，这允许大的设计自由。

在备选的设计方案中设置成，减速传动机构的静止地布置的构件（定子与所述静止地布置的构件连接）通过减速传动机构的静止地布置的传动机构元件形成。这样的静止地布置的传动机构元件例如是构造为行星传动机构的减速传动机构的齿圈。

本发明的另一设计方案设置成，减速传动机构构造为行星传动机构。与此相应地，其具有太阳轮，所述太阳轮围绕行星传动机构的转动轴线旋转并且由太阳轴驱动。在此，太阳轮为行星传动机构的输入部。此外，行星传动机构具有多个由太阳轮驱动的行星轮和齿圈，所述多个行星轮与所述齿圈处于接合中。进一步设置有将行星轮与彼此耦联的行星架和将行星传动机构径向地在外面包围的静止地布置的行星传动机构壳体。

在此，两个实施变型方案是可行的。根据其中一个实施变型方案，行星轮同步地围绕太阳轮旋转并且齿圈静止地布置。对于这种情况，行星架或与其耦联的结构形成行星传动机构的输出部。根据其中另一个实施变型方案，行星架静止地构造并且齿圈围绕太阳轮旋转。对于这种情况，齿圈或与其耦联的结构形成行星传动机构的输出部。

在此，实施变型方案设置成，静止地布置的构件是行星传动机构壳体，发电机的定子与所述静止地布置的构件耦联。

在设计方案中，行星传动机构如下地构造，使得行星轮同步地围绕太阳轮旋转（绕轨）并且齿圈静止地布置。设置有多个行星销，其中，在一个行星轮中相应地布置有行星销。行星架具有轴向地前部的载体板和轴向地后部的载体板，其中，行星销布置在轴向地前部的载体板和轴向地后部的载体板的开口中并且与载体板连接。在此，发电机的转子与轴向地后部的载体板连接。

在此，发电机的定子能够相对于转子轴向地间隔开地或相对于转子径向地间隔开地固定在行星传动机构壳体处。

发电机的转子在行星传动机构的载体板处的布置和发电机的定子在行星传动机构的壳体处的布置提供了本发明的特别紧凑的并且同时简单的设计方案。所述设计方案就此而言是简单的，即为了实现发电机不需要提供行星传动机构的附加的构件。发电机的转子和定子能够布置在行星传动机构的已经存在的构件处。

指出的是，转子不必直接地固定在轴向地后部的载体板处。连接能够通过一个或多个保持元件、如例如保持板进行，所述保持板在其一端部处利用载体板固定并且所述保持板保持转子或永磁体。

另一设计方案设置成，已经提到的磁性的屏蔽元件布置在轴向地后部的载体板和转子之间，其中，转子轴向地相对于载体板间隔开，其中，屏蔽元件例如涉及如下的环或板，其沿径向的方向延伸并且其厚度相应于在轴向地后部的载体板与转子或转子的永磁体之间的轴向的间距。

转子具有n个磁体，n≥2，其以等距的间距沿着轴向地后部的载体板的周缘布置，其中，相应的或不同的数量的感应线圈同样以等距的间距布置在行星传动机构壳体处。

在另一发明方面，本发明涉及用于飞机的燃气涡轮机驱动机构，其具有驱动机构核心、风扇和根据本发明的减速传动机构。由于发电机到减速传动机构中的集成能够放弃单独的发电机。由此，在燃气涡轮机驱动机构之内的集成度得到提高并且重量得到节省。驱动机构舱也能够较窄地构造，因为不再要求在辅助仪器载体处布置单独的发电机，如在现有技术中通常的那样。

燃气涡轮机驱动机构的设计方案设置成，将永磁体用于转子，所述永磁体的磁性的性质直至至少150℃的温度仍存在。例如使用钐钴磁体（SmCo磁体），其具有高的磁性的能量密度并且即使在高的应用温度的情况下也能够使用。这样的永磁体的应用的优点在于，其基于其温度性质而不必被冷却。由此，在减速传动机构的传动机构腔室中的温度典型地最大地处于在110℃与130℃之间的范围中。与传动机构壳体连接的定子能够通过传动机构壳体的冷却一起得到冷却。

燃气涡轮机驱动机构的另一设计方案设置成，涡轮机是第一涡轮机，压缩机是第一压缩机，并且涡轮机轴是第一涡轮机轴；此外，驱动机构核心包括第二涡轮机、第二压缩机和第二涡轮机轴，所述第二涡轮机轴将第二涡轮机与第二压缩机连接；并且第二涡轮机、第二压缩机和第二涡轮机轴如下地布置，以高于第一涡轮机轴的转速转动。

指出的是，本发明关于柱状的坐标***得到描述，所述柱状的坐标***具有坐标x、r和φ。在此，x说明轴向的方向，r说明径向的方向并且φ说明沿周缘方向的角度。从x轴出发，径向的方向径向地向外指向。如“前”、“后”、“前部的”和“后部的”这些概念涉及在驱动机构中的轴向的方向或流动方向。如“外部的”或“内部的”这些概念涉及径向的方向。

如在此在其它的位置处列举的那样，本公开能够涉及燃气涡轮机驱动机构。这样一种燃气涡轮机驱动机构能够包括驱动机构核心，所述驱动机构核心包括涡轮机、燃烧空间、压缩机和将涡轮机与压缩机连接的核心轴。这样一种燃气涡轮机驱动机构能够包括定位在驱动机构核心的上游的鼓风机（具有鼓风机叶片）。

本公开的布置能够尤其、然而不仅仅对于鼓风机（所述鼓风机通过传动机构驱动）是有利的。相应地，燃气涡轮机驱动机构能够包括传动机构，所述传动机构接收来自核心轴的输入并且为了以低于核心轴的转速驱动鼓风机而放出用于鼓风机的驱动。用于传动机构的输入能够直接地由核心轴或间接地由核心轴、例如通过端部轴（Stirnwelle）和/或端部齿轮（Stirnzahnrad）进行。核心轴能够与涡轮机和压缩机刚性地连接，从而涡轮机和压缩机以相同的转速转动（其中，鼓风机以较低的转速转动）。

在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构能够具有任意的适合的通常的架构。例如，燃气涡轮机驱动机构能够具有任意的期望的数量的连接涡轮机和压缩机的轴、例如一个、两个或三个轴。仅仅示例性地，与核心轴连接的涡轮机能够是第一涡轮机，与核心轴连接的压缩机能够是第一压缩机，并且核心轴能够是第一核心轴。此外，驱动机构核心能够包括第二涡轮机、第二压缩机和将第二涡轮机与第二压缩机连接的第二核心轴。第二涡轮机、第二压缩机和第二核心轴能够如下地布置，以比第一核心轴高的转速转动。

在这样一种布置中，第二压缩机能够轴向地定位于第一压缩机的下游。第二压缩机能够如下地布置，用以容纳（例如直接容纳，例如通过通常环形的通道）第一压缩机的流动。

传动机构能够如下地布置，由被配置成（例如在使用中）以最低的转速转动的核心轴（例如在以上的示例中的第一核心轴）驱动。例如，传动机构能够如下地布置，仅由被配置为（例如在使用中）以最低的转速转动的核心轴（例如在以上的示例中，仅由第一核心轴而不是第二核心轴）驱动。与此备选地，传动机构能够如下地布置，由一个或多个轴、例如在以上的示例中的第一和/或第二轴驱动。

在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构中，燃烧空间能够被设置在鼓风机和压缩机的轴向下游。例如，在设置有第二压缩机时，燃烧空间能够直接处在第二压缩机的下游（例如在所述第二压缩机的输出部处）。作为另一示例，在设置有第二涡轮机时，能够将在压缩机的输出部处的流动引入给第二涡轮机的进口。燃烧空间能够设置在涡轮机的上游。

所述压缩机或每个压缩机（例如根据以上描述的第一压缩机和第二压缩机）能够包括任意的数量的级、例如多个级。每个级能够包括转子叶片的排和定子叶片的排，所述定子叶片能够涉及可变的定子叶片（如下地，使得其迎角（Anstellwinkel）能够是可变的）。转子叶片的排和定子叶片的排能够彼此轴向地偏移。

所述涡轮机或每个涡轮机（例如根据以上描述的第一涡轮机和第二涡轮机）能够包括任意的数量的级、例如多个级。每个级能够包括转子叶片的排和定子叶片的排。转子叶片的排和定子叶片的排能够彼此轴向地偏移。

每个鼓风机叶片能够以从在处于径向内部处由气体溢流的部位处或在0％的跨度的位置处的根部（或毂）延伸至在100％的跨度的位置处的顶端的、径向的跨度限定。在毂处的、鼓风机叶片的半径与在顶端处的、鼓风机叶片的半径的比例能够处于小于（或在如下的数量级中）0.4、0.39、0.38、0.37、0.36、0.35、0.34、0.33、0.32、0.31、0.3、0.29、0.28、0.27、0.26或0.25。在毂处的、鼓风机叶片的半径与在顶端处的、鼓风机叶片的半径的比例能够处在由先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的（einschließenden）范围内。这些比例一般能够被称为毂-顶端比例（Nabe-Spitze-Verhältnis）。在毂处的半径和在顶端处的半径这两者均能够在叶片的前部的边缘部分（或轴向地处于最远的前方的边缘）处测量。当然，毂-顶端比例涉及鼓风机叶片的由气体溢流的区段，即径向上处在每个平台外的区段。

鼓风机的半径能够在驱动机构的中线与鼓风机叶片的顶端之间在鼓风机叶片的前部的边缘处测量。鼓风机的直径（其可以简单地是鼓风机的半径的两倍）能够（处于）大于（或在如下的数量级中）250cm（约100英寸）、260cm、270cm（约105英寸）、280cm（约110英寸）、290cm（约115英寸）、300cm（约120英寸）、310cm、320cm（约125英寸）、330cm（约130英寸）、340cm（约135英寸）、350cm、360cm（约140英寸）、370cm（约145英寸）、380cm（约150英寸）或390cm（约155英寸）。鼓风机直径能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。

鼓风机的转速能够在使用中变化。通常，对于具有较大的直径的鼓风机而言转速较低。仅仅作为非限制性的示例，鼓风机在恒定速度条件下的转速能够小于2500转/分、例如小于2300转/分。仅仅作为另一非限制性的示例，对于具有在从250cm至300cm（例如250cm至280cm）范围内的鼓风机直径的驱动机构，在恒定速度条件下的鼓风机的转速也能够处在从1700转/分至2500转/分的范围内、例如在从1800转/分至2300转/分的范围内、例如在从1900转/分至2100转/分的范围内。仅仅作为另一非限制性的示例，对于具有在从320cm至380cm范围内的鼓风机直径的驱动机构，在恒定速度条件下的鼓风机的转速能够处在从1200转/分至2000转/分的范围内、例如在从1300转/分至1800转/分的范围内、例如在从1400转/分至1600转/分的范围内。

在燃气涡轮机驱动机构的使用中，鼓风机（具有所属的鼓风机叶片）围绕转动轴线转动。该转动引起鼓风机叶片的顶端以速度U_顶端运动。由鼓风机叶片在流动处做的功引起流动的焓升高dH。鼓风机顶端负载能够被限定为dH/U_顶端 ²，其中，dH是跨鼓风机的焓升高（例如平均1-D焓升高），并且U_顶端是鼓风机顶端的、例如在顶端的前部的边缘处的（平移）速度（其能够被限定为在前部的边缘处的鼓风机顶端半径乘以角速度）。在恒定速度条件下的鼓风机顶端负载能够（处于）多于（或在如下的数量级中）0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39或0.4（其中，在本段中的所有单位是Jkg^-1K^-1/（ms^-1）²）。鼓风机顶端负载能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。

根据本公开的燃气涡轮机驱动机构能够具有任意的期望的旁路比例，其中，旁路比例被限定为在恒定速度条件下流动通过旁路通道的质量流率（Massendurchsatzes）与流动通过核心的质量流率的比例。在一些布置中，旁路比例能够（处于）多于（在如下的数量级中）10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5或17。旁路比例能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说这些值能够形成上或下边界）的包围的范围内。旁路通道能够基本上是环形的。旁路通道能够径向地处在驱动机构核心外。旁路通道的径向外的面能够由驱动机构舱和/或鼓风机壳体限定。

在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构的总压力比例能够被限定为鼓风机上游的滞止压力与在最高压压缩机的输出部处（在到燃烧空间中的输入部之前）的滞止压力的比例。作为非限制性的示例，在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构的总压力比例在恒定速度时能够（处于）多于（或在如下的数量级中）35、40、45、50、55、60、65、70、75。总压力比例能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。

驱动机构的比推进（spezifische Schub）能够被限定为驱动机构的净推进除以穿过驱动机构的总质量流。在恒定速度条件下，在此所描述的和/或要求保护的、驱动机构的比推进能够（处于）小于（或在如下的数量级中）110Nkg^-1s、105Nkg^-1s、100Nkg^-1s、95Nkg^-1s、90Nkg^-1s、85Nkg^-1s或80Nkg^-1s。比推进能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。这样的驱动机构与常规的燃气涡轮机驱动机构相比能够是特别有效的。

在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构能够具有任意的期望的最高推进。仅仅作为非限制性的示例，在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机能够有能力用于产生至少（或在如下的数量级中）160kN、170kN、180kN、190kN、200kN、250kN、300kN、350kN、400kN、450kN、500kN或550kN的最高推进。最高推进能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。以上所参考的推进能够是在海平面上的标准大气条件下加上15℃（环境压力101.3kPa、温度30℃）的情况下在静态的驱动机构中的净最高推进。

在使用中，流动在高压涡轮机的输入部处的温度能够特别高。该能够被称为TET的温度能够在至燃烧空间的输出部处、例如直接在第一涡轮机叶片（所述第一涡轮机叶片又能够被称为喷嘴导引叶片）的上游测量。在恒定速度时，TET能够（处于）至少（或在如下的数量级中）1400K、1450K、1500K、1550K、1600K或1650K。在恒定速度时的TET能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。在驱动机构的使用中，最大TET例如能够（处于）至少（或在如下的数量级中）1700K、1750K、1800K、1850K、1900K、1950K或2000K。最大TET能够处在由在先前句子中的值中的两个限制（也就是说所述值能够形成上或下边界）的包围的范围内。最大TET例如能够在高的推进的条件下、例如在MTO条件（MTO-Maximum Take-Off thrust，最大起动推进）下发生。

在此所描述的和/或要求保护的鼓风机叶片和/或鼓风机叶片的翼片区段（Blattabschnitt）能够由任意的适合的材料或由材料构成的组合制造。例如，鼓风机叶片和/或翼片的至少一部分能够至少部分地由复合材料、例如金属基体复合材料和/或具有有机基体的复合材料、如例如碳纤维制造。作为另一示例，鼓风机叶片和/或翼片的至少一部分能够至少部分地由金属、如例如钛基金属或铝基材料（如例如铝锂合金）或钢基材料制造。鼓风机叶片能够包括在使用不同的材料的情况下制造的至少两个区域。例如，鼓风机叶片能够具有前部的保护边缘，其在使用能够比叶片的其余部好地抵抗冲击（例如鸟、冰或其它材料）的材料的情况下来制造。这样一种前部的边缘例如能够在使用钛或钛基合金的情况下制造。因此，仅仅作为示例，鼓风机叶片能够具有带有由钛构成的前部的边缘的、碳纤维或铝基（如例如铝锂合金）的主体。

在此所描述的和/或要求保护的鼓风机能够包括中间的区段，鼓风机叶片从该中间的区段例如能够沿径向的方向延伸。鼓风机叶片能够以任意的期望的方式和方法安置在中间的区段处。例如，每个鼓风机叶片能够包括固定装置，其能够与在毂（或盘）中的相应的缝口到达接合中。仅仅作为示例，这样一种固定装置能够以燕尾（Schwalbenschwanzes）的形式存在，其能够为了将鼓风机叶片固定在毂/盘处而***到在毂/盘中的相应的缝口中和/或能够与其置于接合中。作为另一示例，鼓风机叶片能够与中间的区段整体地构造。这样一种布置能够被称为叶盘（Blisk）或叶环（Bling）。任意的适合的方法能够被用于制造这样一种叶盘或这样一种叶环。例如，鼓风机叶片的至少一部分能够由块（Block）机械地加工出和/或鼓风机叶片的至少一部分能够通过焊接（如例如线性的摩擦焊接）安置在毂/盘处。

在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构能够设有或能够不设有VAN（Variable Area Nozzle，带有可变的横截面的喷嘴）。这样一种带有可变的横截面的喷嘴能够在使用中允许旁路通道的输出部横截面发生变化。本公开的通常的原理能够适用于具有或没有VAN的驱动机构。

在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机的鼓风机能够具有任意的期望的数量的鼓风机叶片、例如16、18、20或22个鼓风机叶片。

根据在此进行的应用，恒定速度条件能够意指燃气涡轮机驱动机构安置在其处的飞机的恒定速度条件。这样的恒定速度条件能够常规地被限定为在飞行的中间部分期间的条件、例如飞机和/或驱动机构在（就时间和/或距离而言）爬升飞行的结束与下降飞行的开始之间所经受的条件。

仅仅作为示例，在恒定速度条件下的前进速度能够处在从马赫0.7至0.9的范围内的任意的点、例如0.75至0.85、例如0.76至0.84、例如0.77至0.83、例如0.78至0.82、例如0.79至0.81、例如在马赫0.8的数量级中、在马赫0.85的数量级中或在从0.8至0.85的范围内。在这些范围内的任意的速度能够是恒定行驶条件（Konstantfahrtbedingung）。对于一些飞机而言，恒定行驶条件能够处在这些范围之外、例如低于马赫0.7或高于马赫0.9。

仅仅作为示例，恒定速度条件能够相应于在如下的海拔处的标准大气条件，所述海拔处在从10000m至15000m的范围内、例如在从10000m至12000m的范围内、例如在从10400m至11600m（约38000英尺）的范围内、例如在从10500m至11500m的范围内、例如在从10600m至11400m的范围内、例如在从10700m（约35000英尺）至11300m的范围内、例如在从10800m至11200m的范围内、例如在从10900m至11100m的范围内、例如在11000m的数量级中。恒定速度条件能够相应于在这些范围内的任意的给定的海拔中的标准大气条件。

仅仅作为示例，恒定速度条件能够相应于如下内容：0.8的前进马赫数；23000Pa的压力以及-55℃的温度。

由此，如其在此从头至尾所使用的那样，“恒定速度”或“恒定速度条件”能够意指空气动力学的设计点。这样一种空气动力学的设计点（或ADP，Aerodynamic Design Point）能够相应于鼓风机运行针对其进行设计的条件（其中例如有马赫数、环境条件和推进要求）。这例如能够意指其中鼓风机（或燃气涡轮机驱动机构）根据设计具有最佳的效率的条件。

在使用中，在此所描述的和/或要求保护的燃气涡轮机驱动机构能够在在此在其他位置处限定的恒定速度条件下运行。这样的恒定速度条件能够由飞机的恒定速度条件（例如在飞行的中间部分期间的条件）确定，在所述飞机处能够固定有至少一个（例如2个或4个）燃气涡轮机驱动机构以用于提供推进力。

对于本领域技术人员可理解的是，关于上述方面中的一个描述的特征或参数能够应用在任意的其它的方面中，只要它们没有互相排除。此外，在此描述的任意的特征或任意的参数能够应用在任意的方面中和/或与在此描述的任意的其它的特征或参数组合，只要它们没有互相排除。

附图说明

随后，参考附图的图根据多个实施例更详细地阐述本发明。其中：

图1示出燃气涡轮机驱动机构的侧剖切视图；

图2示出燃气涡轮机驱动机构的上游的区段的侧剖切放大视图；

图3示出用于燃气涡轮机驱动机构的传动机构的部分切去的视图；

图4示出行星传动机构的元件的剖切图示，所述行星传动机构适合于用在根据图1的燃气涡轮机驱动机构中；

图5示出燃气涡轮机驱动机构的前部的组合件的剖切图示，所述燃气涡轮机驱动机构包括根据图4的行星传动机构，发电机集成到所述行星传动机构中，所述发电机具有轴向地间隔开的转子和定子；

图6示出燃气涡轮机驱动机构的前部的组合件的剖切图示，所述燃气涡轮机驱动机构包括根据图4的行星传动机构，发电机集成到所述行星传动机构中，所述发电机具有径向地间隔开的转子和定子；

图7示出转子的第一实施例，所述转子环形地构造并且交替地具有北极和南极；以及

图8示出转子的第二实施例，所述转子环形地构造并且交替地具有北极和南极。

具体实施方式

图1示出具有主转动轴线9的燃气涡轮机驱动机构10。驱动机构10包括空气进口12和产生两股空气流（核心空气流A和旁路空气流B）的推进鼓风机或风扇23。燃气涡轮机驱动机构10包括容纳核心空气流A的核心11。驱动机构核心11以轴向流动顺序包括低压压缩机14、高压压缩机15、燃烧机构16、高压涡轮机17、低压涡轮机19和核心推进喷嘴20。驱动机构舱21围绕燃气涡轮机驱动机构10并且限定了旁路通道22和旁路推进喷嘴18。旁路空气流B流过旁路通道22。鼓风机23通过轴26和外摆线传动机构30安置在低压涡轮机19处并由所述低压涡轮机19驱动。

在使用中，核心空气流A由低压压缩机14加速和压缩，并被导引到高压压缩机15中，在那儿进行进一步压缩。从高压压缩机15排放的压缩了的空气被导引到燃烧机构16中，在那儿其与燃料混合并且混合物被燃烧。然后，所产生的热的燃烧产物在其为了提供一定的推进力而通过喷嘴20被排放之前扩散通过高压和低压涡轮机17、19并由此驱动所述高压和低压涡轮机。高压涡轮机17通过适合的连接轴27驱动高压压缩机15。鼓风机23通常提供推进力的主要部分。外摆线传动机构30是减速传动机构。

对于传动机构鼓风机燃气涡轮机驱动机构10的示例性的布置在图2中示出。低压涡轮机19（见图1）驱动轴26，所述轴与外摆线传动机构组件30的太阳轮28耦联。通过行星架34与彼此耦联的多个行星轮32处于从太阳轮28径向地在外并且与其啮合。行星架34限制行星轮32同步地围绕太阳轮28旋转，而所述行星架实现每个行星轮32能够围绕其自身的轴线转动。行星架34通过连杆36与鼓风机23如下地耦联，使其围绕驱动机构轴线9的转动得到驱动。通过连杆40与静止的支撑结构24耦联的外轮或齿圈38处于从行星轮32径向地在外并且与其啮合。

注意的是，概念“低压涡轮机”和“低压压缩机”（如同其在此所使用的那样）可被理解成其意指具有最低的压力的涡轮机级或具有最低的压力的压缩机级（即，其不包括鼓风机23）和/或通过在驱动机构中的具有最低的转速的连接轴26（即，其不包括驱动鼓风机23的传动机构输出轴）彼此连接的涡轮机和压缩机级。在一些文献中，在此所参考的“低压涡轮机”和“低压压缩机”可以与此备选地作为“中压涡轮机”和“中压压缩机”被熟知。在使用这样的备选的术语的情况下，鼓风机23能够被称为第一压缩级或具有最低的压力的压缩级。

在图3中，示例性地更精确地示出外摆线传动机构30。太阳轮28、行星轮32和齿圈38分别包括围绕其圆周用于与其它的齿轮啮合的齿。然而，为了清楚明了起见，齿的仅仅示例性的区段在图3中示出。虽然示出了四个行星轮32，对于本领域技术人员清楚的是，在要求保护的本发明的保护范围之内能够设置有更多或更少的行星轮32。外摆线传动机构30的实际的应用通常包括至少三个行星轮32。

在图2和3中示例性地示出的外摆线传动机构30是行星传动机构，在所述行星传动机构中，行星架34通过连杆36与输出轴耦联，其中，齿圈38被固定。然而，能够应用外摆线传动机构30的任意的其它的合适的类型。作为另一示例，外摆线传动机构30能够是星状布置（Sternanordnung），其中行星架34被固定地保持，其中，允许齿圈（或外齿轮）38转动。在这样一个布置的情况下，鼓风机23由齿圈38驱动。作为另一备选的示例，传动机构30能够是差速传动机构，在所述差速传动机构的情况下允许不仅齿圈38而且行星架34转动。

本身理解的是，在图2和3中示出的布置仅仅是示例性的并且不同的备选方案处于本公开的保护范围中。仅仅示例性地，能够应用任意的合适的布置以在驱动机构10中定位传动机构30和/或以连接传动机构30与驱动机构10。作为另一示例，在传动机构30与驱动机构10的其它的部件（如例如输入轴26、输出轴和固定的结构24）之间的连接部（例如在图2的示例中的连杆36、40）能够具有一定程度的刚性或柔性。作为另一示例，支承件的任意的合适的布置能够应用在驱动机构的旋转的与静止的部件之间（例如在传动机构的输入与输出轴以及固定的结构、如例如传动机构壳体之间），并且本公开不受限于图2的示例性的布置。例如对于本领域技术人员毫无疑问地能够了解的是，在传动机构30的星状布置（上面已描述）的情况下，输出部（Ausgang）和支撑连杆的布置以及支承件定位通常会与示例性地在图2中示出的那些不同。

相应地，本公开扩展到具有传动机构类型（例如星形或行星形）、支撑结构、输入和输出轴布置和支承件定位的任意的布置的燃气涡轮机驱动机构。

可选择地，传动机构能够驱动附加和/或备选的构件（例如中压压缩机和/或后压缩机）。

在其中本公开能够得到应用的其它的燃气涡轮机驱动机构能够具有备选的配置。例如这种驱动机构能够具有备选的数量的压缩机和/或涡轮机和/或备选的数量的连接轴。作为另一示例，在图1中示出的燃气涡轮机驱动机构具有分配流喷嘴20、22，这意味着通过旁路通道22的流具有其自身的喷嘴，该喷嘴与驱动机构核心喷嘴20分离并且从其径向地在外。然而，这不是限制性的，并且本公开的任意的方面也能够适用于如下的驱动机构，其中通过旁路通道22的流和通过核心11的流在唯一的喷嘴之前（或在唯一的喷嘴上游）混合或组合，所述唯一的喷嘴能够被称为混合流喷嘴。一个或两个喷嘴（无论是混合还是分配流）能够具有固定的或可变的区域。虽然所描述的示例涉及涡轮鼓风机驱动机构，本公开能够例如在任意类型的燃气涡轮机驱动机构中、如例如在开式转子驱动机构（在其中鼓风机级没有由驱动机构舱包围）或涡轮螺旋桨驱动机构中得到应用。在一些布置中可行地，燃气涡轮机驱动机构10不包括传动机构30。

燃气涡轮机驱动机构10及其构件的几何形状通过常规的坐标轴***限定，所述坐标轴***包括与转动轴线9对齐的轴向的方向、在图1中沿着从下向上的方向的径向的方向和垂直于图1中的视图的周缘方向。轴向、径向和周缘方向彼此垂直伸延。

图4以剖切图示示出构造为传动机构风扇驱动机构的根据图1的燃气涡轮机驱动机构10的行星传动机构的另一实施例。行星传动机构30包括太阳轮28，所述太阳轮由驱动轴或太阳轴26驱动。驱动轴26涉及图1和2的轴26或通常涉及涡轮机轴。在此，太阳轮28和驱动轴26围绕转动轴线9转动。行星传动机构30的转动轴线与燃气涡轮机驱动机构10的转动轴线9或机器轴线相同。

此外，行星传动机构30包括多个行星轮32，其中在图4的剖切图示中示出一个。太阳轮28驱动多个行星轮32，其中，太阳轮28的齿部与行星轮32的齿部处于接合中。

行星轮32空心柱状地构造并且形成外部的罩面和内部的罩面。行星轮32围绕平行于转动轴线9伸延的转动轴线90旋转（通过太阳轮28驱动）。行星轮32的外部的罩面构造如下的齿部，所述齿部与齿圈38的齿部处于接合中。齿圈38固定地，也就是说不旋转地进行布置。行星轮32基于其与太阳轮28的耦联而旋转并且在此沿着所述齿圈38的周缘移动。行星轮32沿着齿圈38的周缘以及在此围绕转动轴线90的旋转慢于驱动轴26的旋转，由此提供减速。

行星轮32毗邻于其内部的罩面地具有居中的轴向的开口。行星销6被置入到所述开口中，所述行星销本身也具有轴向的开孔60，其中，行星销6和行星轮32在其互相面向的面处形成支承件65、例如滚动支承件或滑动支承件。

此外，图4示出形成行星架的前部的载体板81和后部的载体板82（参见图2）。行星销6与前部的载体板81并且与后部的载体板82固定、例如与其螺纹连接或焊接。前部的载体板81例如与和风扇轴耦联的转矩载体连接。

设置有油供应机构用于润滑在行星销6和行星轮32之间的支承件65，所述油供应机构包括油供应通道62，循环的油***的油通过所述油供应通道被导引到在行星销6中的润滑膜开口61中。

图5示出行星传动机构的第一实施例，发电机集成到所述行星传动机构中。行星传动机构30原则上如关于图4所描述的那样构造。与此相应地，其包括通过太阳轴26驱动的太阳轮28。太阳轴26通过低压涡轮机轴的轴向地前部的区段形成。此外，行星传动机构30包括行星架36、齿圈38、行星销6和包括轴向地前部的载体板341和轴向地后部的载体板342的行星架34。所述轴向地前部的载体板341与和风扇轴36耦联的转矩载体50连接。

此外，在图5中能够看出，行星传动机构30布置在传动机构空间7中，所述传动机构空间通过传动机构壳体70径向地在外面被限制。其在此如下地表现，使得传动机构壳体70在示出的实施例中同时地形成用于初级流通道95的径向地在内的流动路径边界，所述初级流通道延伸通过所述燃气涡轮机驱动机构的核心驱动机构。作为核心驱动机构的构件，能够看出可变的进入导引轮（Eintrittsleitrad）81和随后的具有转子叶片92的压缩机91。然而，传动机构壳体70也能够通过其它的不同时形成初级流通道95的径向地在内的流动路径边界的壁结构形成。

为了集成发电机到行星传动机构30中，转子41与轴向地后部的载体板342连接。所述连接通过固定环44进行，所述固定环将转子41与后部的载体板342连接。转子41环形地构造并且包括多个沿周缘方向布置的永磁体。图7示意性地并且示例性地示出这种转子41的实施例。所述转子41交替地具有N极化的磁体410和S极化的磁体411，其场线无论如何也沿轴向的方向延伸。

转子41与布置在传动机构壳体70的内侧处的定子42相互作用。在此，定子包括感应线圈420，其数量相应于转子41的磁体410、411的数量或备选地与其不同。

在此，如下地表现，使得转子41和定子42轴向地间隔开。在转子41与定子42之间构造的缝隙48与此相应地沿径向的方向延伸。在此，缝隙48尽可能小地选择，从而在转子41与定子43之间产生尽可能强的电磁的耦联。缝隙48例如具有处于1mm与5mm之间的范围中的厚度。无论如何，缝隙48如下地选择，使得其大于传动机构30的可能的轴向的偏移，其例如会通过行星传动机构30的浮动的悬挂而产生。

转子41的永磁体能够如下地构造，使得其具有高的磁性的能量密度并且其磁性的能量密度直至例如150℃的温度仍保留或几乎不丢失。为此，例如使用钐钴磁体（Samarium-Kobalt-Magnete）。磁体的高的温度耐抗性的优点在于，对于这种情况的磁体不需要被冷却。因此，在传动机构腔室7中的温度典型地处于在110℃与130℃之间的范围中。定子42的冷却例如能够通过传动机构壳体70的无论如何设置的冷却部（未示出）进行。备选地能够设置成，转子41的磁体被冷却。原则上也能够考虑，转子41的磁体实施为电磁体。

在转子41与轴向地后部的载体板342之间布置有磁性的屏蔽元件43，其防止行星架34和与其连接的构件被磁化。这种磁化要被避免，从而在行星传动机构30的构件处不积聚会增加磨损的金属颗粒。例如陶瓷板应用作为磁性的屏蔽元件43。所述陶瓷板能够布置在轴向地后部的载体板342的整个轴向地后部的表面上。

通过所提供的布置能够以较有效的方式产生电流。虽然行星架34基于通过行星传动机构提供的减速慢于驱动轴26旋转。然而，转子41以相对于机器轴线的相对大的径向的间距布置，从而其轨道速度（Bahngeschwindigkeit）高。例如，当行星架34以1600转/分钟旋转并且转子以从驱动机构轴线大约0.4m的半径构造时，轨道速度为大约68m/s。

指出的是，转子41不必须直接与轴向地后部的载体板342连接。所述转子同样能够通过中间构件、如例如保持板与载体板342连接。

图6示出行星传动机构30的另一实施例，所述行星传动机构集成发电机。与图5的实施例的主要区别在于，发电机的转子和定子径向地间隔开，并且与此相应地，在其之间构造的缝隙沿轴向的方向伸延。

对于行星传动机构30的结构和其在燃气涡轮机驱动机构中的布置参考对图5的描述。转子46在该实施例中也与轴向地后部的载体板342耦联。在此，设置成，转子46布置在保持板45上，所述保持板与轴向地后部的载体板342连接并且通过固定环44固定。

转子46例如环形地构造并且包括多个沿周缘方向布置的永磁体。图8示意性地并且示例性地示出这种转子46的实施例。转子46交替地具有径向地向外指向的S极化的磁体460和N极化的磁体461。

转子46与在该实施例中也布置在传动机构壳体70的内侧处的定子47相互作用。定子47包括感应线圈470，其数量相应于转子46的磁体460、461的数量或备选地与其不同。

在此，如下地表现，使得转子46和定子47径向地间隔开。在转子46与定子47之间构造的缝隙49与此相应地沿轴向的方向延伸。在此，缝隙49尽可能小地选择，从而在转子46和定子47之间产生尽可能强的电磁的耦联。缝隙例如具有处于在0.5mm与2.5mm之间的范围中的厚度。缝隙49无论如何如下地选择，使得其大于传动机构30的可能的径向的偏移。

转子46的永磁体460、461能够如下地构造，使得其直至例如150℃的温度仍保留或几乎不丢失其磁性的能量密度。为此，例如使用钐钴磁体。定子47的冷却例如能够通过传动机构壳体70的冷却进行。

在图6的实施例中，在转子46与轴向地后部的载体板342之间也布置有磁性的屏蔽元件43，从而防止行星架34和必要时另外的与其连接的构件被磁化。例如应用陶瓷板作为磁性的屏蔽元件43。该陶瓷板能够布置在轴向地后部的载体板342的整个轴向地后部的表面上。

本身理解的是，本发明不受限于以上所描述的实施方式并且能够实施不同的改型方案和改进方案，而不与在此描述的构思偏离。尤其所描述的转子在行星架处的布置以及定子在行星传动机构壳体处的布置应该仅仅示例性地理解。关于此能够设置有很多改型方案。

指出的是，所描述的特征中的任意的特征能够分离地或与任意的其它的特征组合地使用，只要其不互相排除，并且本公开扩展到在此描述的一个或多个特征的所有组合和子组合，并且包括这些组合和子组合。只要范围得到限定，那么这些范围包括在这些范围之内的全部的值以及落到范围内的全部的子范围。

Claims

1.减速传动机构（30），所述减速传动机构具有：

- 输入部（28），所述输入部能够与输入轴（26）耦联，所述输入轴具有输入的转速，

- 输出部（341、342），所述输出部以输出的转速旋转，所述输出的转速小于所述输入的转速，

- 至少一个静止地布置的构件（70），

其特征在于，

包括转子（41、46）和定子（42、47）的发电机集成到所述减速传动机构（30）中，其中，所述发电机的转子（41、46）与所述减速传动机构的输出部（34）耦联并且所述发电机的定子（42、47）与所述减速传动机构（30）的静止地布置的构件（70）耦联。

2.根据权利要求1所述的减速传动机构，其特征在于，一方面所述减速传动机构（30）的输出部（34）和所述转子（41）并且另一方面所述静止地布置的构件（70）和所述定子（42）如下地布置并且相对于彼此定位，使得所述转子（41）与所述定子（42）轴向地间隔开。

3.根据权利要求1所述的减速传动机构，其特征在于，一方面所述减速传动机构（30）的输出部（34）和所述转子（46）并且另一方面所述静止地布置的构件（70）和所述定子（47）如下地布置并且相对于彼此定位，使得所述转子（46）与所述定子（47）径向地间隔开，其中，所述定子（47）径向地相对于所述转子（46）在外布置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述发电机的转子（41、46）具有磁体（410、411；460、461）并且所述发电机的定子（42、47）具有感应线圈（420、470）。

5.根据权利要求5所述的减速传动机构，其特征在于，所述发电机的转子（41、46）具有永磁体（410、411；460、461）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述发电机的转子（41、46）通过磁性的屏蔽元件（43）相对于毗邻的、所述减速传动机构（30）的构件（342）得到屏蔽。

7.根据前述权利要求中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述减速传动机构（30）的静止地布置的构件（70）通过静止地布置的壁结构形成，所述定子（42、47）与所述静止地布置的构件耦联，所述壁结构至少部分地径向地在外面包围所述减速传动机构（30）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述减速传动机构的静止地布置的构件通过所述减速传动机构的静止地布置的传动机构元件形成，所述定子（42、47）与所述静止地布置的构件耦联。

9.根据前述权利要求中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述减速传动机构（30）构造为行星传动机构，所述行星传动机构具有：

- 太阳轮作为输入部（28），所述太阳轮围绕所述行星传动机构（30）的转动轴线（9）旋转并且能够由太阳轴（26）驱动，

- 多个行星轮（32），所述多个行星轮由所述太阳轮（28）驱动，

- 齿圈（38），所述多个行星轮（32）与所述齿圈处于接合中，

- 行星架（34），所述行星架将所述行星轮（32）与彼此耦联，

- 静止地布置的行星传动机构壳体（70），所述行星传动机构壳体径向地在外面包围所述行星传动机构（30）；

- 其中，

要么所述行星轮（32）同步地围绕所述太阳轮（28）旋转并且所述齿圈（38）静止地布置，对于这种情况，所述行星架（34）或与所述行星架（34）耦联的结构（50）形成所述行星传动机构（30）的输出部，所述转子（41、46）与所述行星传动机构的输出部耦联，要么

所述行星架静止地构造并且所述齿圈围绕所述太阳轮旋转，对于这种情况，所述齿圈或与所述齿圈耦联的结构形成所述行星传动机构的输出部，所述转子与所述行星传动机构的输出部耦联。

10.根据权利要求9所述的减速传动机构，就引用权利要求7而言，其特征在于，所述静止地布置的构件（70）是所述行星传动机构壳体，所述发电机的定子（42、47）与所述静止地布置的构件耦联。

11.根据权利要求9所述的减速传动机构，就引用权利要求8而言，其特征在于，当所述齿圈静止地布置时，所述静止地布置的构件是所述齿圈，或当所述行星架静止地布置时，所述静止地布置的构件是与所述行星架耦联的结构，所述发电机的定子（42、47）与所述静止地布置的构件耦联。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，

- 所述行星轮（32）绕轨地布置并且所述齿圈（38）静止地布置，其中，所述行星架（34）或与所述行星架（34）耦联的结构（50）形成所述行星传动机构（30）的输出部，

- 设置有多个行星销（6），其中，在一个行星轮（32）中相应地布置有一个行星销（6），

- 所述行星架（34）具有轴向地前部的载体板（341）和轴向地后部的载体板（342），其中，所述行星销（6）布置在所述轴向地前部的载体板（341）和所述轴向地后部的载体板（342）的开口中并且与载体板（341、342）连接，

- 所述发电机的转子（41、46）与所述轴向地后部的载体板（342）连接。

13.根据权利要求12所述的减速传动机构，就引用权利要求10而言，其特征在于，所述发电机的定子（42）相对于所述发电机的转子（41）轴向地间隔开地固定在所述行星传动机构壳体（70）处。

14.根据权利要求12所述的减速传动机构，就引用权利要求10而言，其特征在于，所述发电机的定子（47）相对于所述发电机的转子（46）径向地间隔开地固定在所述行星传动机构壳体（70）处。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述转子（41、46）固定在保持板（45）处，所述保持板与所述轴向地后部的载体板（342）连接。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的减速传动机构，就引用权利要求6而言，其特征在于，所述磁性的屏蔽元件（43）布置在所述轴向地后部的载体板（342）和所述转子（41、46）之间。

17.根据权利要求16所述的减速传动机构，其特征在于，所述磁性的屏蔽元件（43）具有陶瓷的板。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的减速传动机构，其特征在于，所述转子（41、46）具有n个磁体（410、411；460、461），n≥2，所述磁体以等距的间距沿着所述轴向地后部的载体板（342）的周缘布置。

19.燃气涡轮机驱动机构（10），用于飞机，所述燃气涡轮机驱动机构具有：

- 驱动机构核心（11），所述驱动机构核心包括涡轮机（19）、压缩机（14）和将所述涡轮机与所述压缩机连接的、构造为空心轴的涡轮机轴（26）；

- 风扇（23），所述风扇定位在所述驱动机构核心（11）的上游，其中，所述风扇（23）包括多个风扇叶片并且通过风扇轴驱动；以及

- 根据权利要求1所述的减速传动机构，所述减速传动机构的输入部与所述涡轮机轴（26）连接并且所述减速传动机构的输出部与所述风扇轴连接。

20.根据权利要求19所述的燃气涡轮机驱动机构（10），其特征在于，永磁体（410、411；460、461）用于所述转子（41、46），所述永磁体的磁性的性质直至至少150℃的温度仍存在。