燃气涡轮发动机的制作方法

本发明涉及一种燃气涡轮发动机(gas turbine engine)。

背景技术：

1、近年来，为了可确保对于更多的人负担得起、可靠、可持续且先进的能源的存取，正在进行提高用以驱动发电机的燃气涡轮发动机的能源效率的研究开发。

2、在现有技术中，燃气涡轮发动机通常具有同轴配置并且一体地旋转的涡轮叶轮(turbine wheel)、压缩机叶轮(compressor wheel)以及用于连接涡轮叶轮与压缩机叶轮且将涡轮叶轮的旋转传递至驱动构件(例如，发电电动机的转子)的旋转轴。如此，由压缩机叶轮压缩的燃烧用空气燃烧后膨胀，而涡轮叶轮能够开始高速旋转，且经由旋转轴带动压缩机叶轮一起高速旋转。

3、在这样的燃气涡轮发动机中，为了使涡轮叶轮与压缩机叶轮能够同轴配置并且一体地旋转，将涡轮叶轮的输出轴穿过压缩机叶轮的中空部，且在涡轮叶轮的输出轴的端部设置公螺纹部，来与驱动构件的旋转轴的端部所设置的母螺纹部进行螺合。进而，涡轮叶轮与压缩机叶轮之间设有环状的环部件，以防止涡轮叶轮与压缩机叶轮的旋转错位。环部件的嵌合结构与涡轮叶轮与压缩机叶轮的环状突部嵌合，能够容易地对涡轮叶轮与压缩机叶轮进行定心(centering)。

4、然而，在这样的燃气涡轮发动机中，无论是涡轮叶轮的输出轴主要将涡轮叶轮的旋转传递给驱动部件，或者利用环部件对涡轮叶轮和压缩机叶轮进行定心，存在以下问题。当涡轮叶轮的旋转主要由涡轮叶轮的旋转轴传递时，涡轮叶轮的旋转轴的直径必须很大，因此增加了旋转质量的重量。另外，在进行组装、特别是重新组装的情况下，由于涡轮叶轮的输出轴所设的公螺纹部与驱动构件的旋转轴所设的母螺纹部在难以看见的部位(例如压缩机叶轮的中空部的末端)进行螺合，从而需要花费更多的时间来确认螺合情况。另外，当涡轮叶轮与压缩机叶轮经由环部件进行定心时，若环部件的嵌合结构与涡轮叶轮与压缩机叶轮的环状突部无法准确地进行嵌合，则需要花费更多的时间来确认定心情况。

5、本发明为了解决所述课题而以达成燃气涡轮发动机能够提高能源效率且提高组装效能为目的。

6、[现有技术文献]

7、[专利文献]

8、[专利文献1]日本公开第2022-157785号

技术实现思路

1、本发明提供一种燃气涡轮发动机，能够提高能源效率且提高组装效能。

2、本发明提供一种燃气涡轮发动机，包括：涡轮叶轮；压缩机叶轮，与所述涡轮叶轮同轴配置并且一体地旋转；旋转轴，具有与所述压缩机叶轮连结的外侧轴部、沿轴方向延伸且形成在所述外侧轴部的轴中心的贯通部、以及穿过所述贯通部并连接涡轮叶轮的内侧轴部，以将所述涡轮叶轮的旋转传递至驱动构件；以及推力抵消盘，设置在所述涡轮叶轮的内面与所述压缩机叶轮的内面之间，其中所述压缩机叶轮具有沿所述轴方向延伸且形成在轴中心的中空部，所述旋转轴的至少所述内侧轴部穿过所述中空部，所述涡轮叶轮具有从所述涡轮叶轮的所述内面的中心朝向所述压缩机叶轮的所述内面突出的第一螺纹部，所述内侧轴部的其中一端部朝向所述涡轮叶轮的所述内面延伸且具有与所述第一螺纹部螺合的第二螺纹部，所述推力抵消盘的两侧面分别设有圆环形的齿轮状的第一凸部结构，所述涡轮叶轮的所述内面与所述压缩机叶轮的所述内面分别设有圆环形的齿轮状的第二凸部结构，所述推力抵消盘经由所述第一凸部结构与所述第二凸部结构的结合而分别与所述涡轮叶轮的所述内面与所述压缩机叶轮的所述内面连结，并且所述推力抵消盘的中心设有贯通孔，所述涡轮叶轮的所述第一螺纹部或者所述内侧轴部的具有所述第二螺纹部的所述端部穿过所述贯通孔。

3、在本发明的实施例中，所述贯通孔的孔径相较于所述内侧轴部的具有所述第二螺纹部的所述端部的外径大，且所述内侧轴部的具有所述第二螺纹部的所述端部位在所述贯通孔内，从而所述第二螺纹部在所述贯通孔内与所述第一螺纹部螺合。

4、在本发明的实施例中，所述第一凸部结构在所述轴方向上所涵盖的区域在所述轴方向上与所述贯通孔重叠，且所述内侧轴部的具有所述第二螺纹部的所述端部配置在所述第一凸部结构在所述轴方向上所涵盖的所述区域内。

5、在本发明的实施例中，所述燃气涡轮发动机还包括：壳体，内含所述涡轮叶轮与所述压缩机叶轮；以及分隔壁，安装在所述壳体上，并分隔所述涡轮叶轮与所述压缩机叶轮，其中所述分隔壁的中央设有中央孔部，所述中央孔部的孔径相较于所述推力抵消盘的外径大，且所述推力抵消盘位在所述中央孔部内，从而所述推力抵消盘的外周面与所述分隔壁的内周面即所述中央孔部的壁面彼此对向设置。

6、在本发明的实施例中，所述推力抵消盘的所述外周面与所述分隔壁的所述内周面即所述中央孔部的所述壁面之间设有迷宫式密封结构来进行密封。

7、在本发明的实施例中，所述驱动构件为发电电动机的转子。

8、基于上述，在本发明的燃气涡轮发动机中，推力抵消盘设置在涡轮叶轮的内面与压缩机叶轮的内面之间，且经由其两侧面所设的圆环形的齿轮状的第一凸部结构与分别设在涡轮叶轮的内面与压缩机叶轮的内面的圆环形的齿轮状的第二凸部结构的结合而分别与涡轮叶轮的内面与压缩机叶轮的内面连结。并且，涡轮叶轮具有从内面突出的第一螺纹部，旋转轴的至少内侧轴部穿过压缩机叶轮的中空部，且内侧轴部的其中一端部具有第二螺纹部。其中，推力抵消盘的中心设有贯通孔，涡轮叶轮的第一螺纹部或者内侧轴部的具有第二螺纹部的端部穿过贯通孔。如此，推力抵消盘能够抵消作用在涡轮叶轮与压缩机叶轮之间的推力，抑制可旋转地保持旋转轴的轴承的负担。此外，由于通过推力抵消盘将涡轮叶轮的旋转传递至压缩机叶轮，不需要现有技术中的涡轮叶轮的输出轴，可以减轻包括涡轮叶轮的旋转质量的重量，而提高能源效率并降低材料成本。进而，在进行组装、特别是重新组装的情况下，推力抵消盘还能够容易地对涡轮叶轮与压缩机叶轮进行定心。并且，涡轮叶轮的第一螺纹部与旋转轴的第二螺纹部在推力抵消盘的周边即涡轮叶轮与压缩机叶轮之间的空间进行螺合，从而能够容易地确认螺合情况。据此，本发明的燃气涡轮发动机能够提高能源效率且提高组装效能。

9、为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

技术特征：

1.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，

6.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种燃气涡轮发动机，能够提高能源效率且提高组装效能。燃气涡轮发动机包括：涡轮叶轮与压缩机叶轮，同轴配置并且一体地旋转；旋转轴，具有外侧轴部、形成在外侧轴部的轴中心的贯通部、以及穿过贯通部的内侧轴部，以将涡轮叶轮的旋转传递至驱动构件；以及推力抵消盘，设置在涡轮叶轮的内面与压缩机叶轮的内面之间。压缩机叶轮具有中空部，旋转轴的至少内侧轴部穿过中空部。涡轮叶轮具有从内面突出的第一螺纹部，内侧轴部的其中一端部具有与第一螺纹部螺合的第二螺纹部。推力抵消盘分别与涡轮叶轮的内面与压缩机叶轮的内面连结。推力抵消盘的中心设有贯通孔，涡轮叶轮的第一螺纹部或者内侧轴部的具有第二螺纹部的端部穿过贯通孔。

技术研发人员：千田贤一
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5