專利名稱：具有兩個反向旋轉(zhuǎn)風扇的渦輪噴氣發(fā)動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有兩個反向旋轉(zhuǎn)風扇的高旁通比渦輪噴氣發(fā)動機。
更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有高旁通比的三級壓縮機旁通渦輪噴氣發(fā)動機，所述渦輪噴氣發(fā)動機具有位于第一中間殼體前面的前風扇和后風扇，所述前風扇和后風扇具有沿徑向向外地延伸至風扇殼的葉片，所述風扇殼限定了旁通空氣流的外側(cè)；所述渦輪噴氣發(fā)動機還具有低壓壓縮機，用于壓縮空氣以使其進入主氣流用的通道；所述前風扇和所述后風扇由兩個同軸的反向旋轉(zhuǎn)軸直接且分開地旋轉(zhuǎn)，且所述低壓壓縮機具有兩組反向旋轉(zhuǎn)的葉片環(huán)，該葉片環(huán)也由所述軸進行驅(qū)動。
背景技術：
在具有單個大直徑風扇的高功率渦輪噴氣發(fā)動機中，為了防止出現(xiàn)較大且不良的噪音(該噪音會降低空氣動力效率)，葉片梢端處的周向速度必須低于聲速。
通過在風扇轉(zhuǎn)子和驅(qū)動軸之間放置減速齒輪傳動裝置，有可能降低葉片周邊處的速度。然而，齒輪傳動裝置及其相應附屬設備，會使得發(fā)動機變得更加復雜和沉重。
另一項技術是使用兩個反向旋轉(zhuǎn)風扇(其由同軸的驅(qū)動軸直接驅(qū)動)來裝備渦輪噴氣發(fā)動機的前端，所述驅(qū)動軸也驅(qū)動主氣流用的低壓壓縮機的反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。
法國專利Nos.2 560 642和2 603 644描述了上述類型的渦輪噴氣發(fā)動機。在這些文獻中，后風扇安裝在低壓壓縮機的周圍，緊挨著前風扇的后面。因此，后風扇的葉片與前風扇的葉片相鄰，且產(chǎn)生了有害的噪音。此外，在吸入狀態(tài)下，兩個葉片環(huán)之間的空間不足以確保兩個風扇的葉片的螺旋槳在變形時不相互接觸。
法國專利No.2 603 343也描述了這樣一種渦輪噴氣發(fā)動機，其具有兩個反向旋轉(zhuǎn)風扇，且低壓壓縮機的轉(zhuǎn)子沿軸向設置在兩個風扇之間。這種布置方式導致了后風扇前面的低壓壓縮機的懸伸長度增加過多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有兩個反向旋轉(zhuǎn)風扇的渦輪噴氣發(fā)動機，其中該渦輪噴氣發(fā)動機符合噪音標準，同時也可以使高壓壓縮機正常地進氣。
本發(fā)明通過以下方式來實現(xiàn)這一目的所述后風扇的葉片設置在旁通氣流中，且從圍繞低壓壓縮機的葉輪處進行延伸，所述低壓壓縮機同時具有外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子，所述外轉(zhuǎn)子由具有孔的后風扇旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動，其中多個轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)延伸到所述孔內(nèi)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子由前風扇旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動，所述前風扇旋轉(zhuǎn)軸具有延伸出其周邊的多個轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)，所述內(nèi)外旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子葉片環(huán)在主氣流中交替出現(xiàn)；并且，前風扇的葉片與后風扇的葉片之間的距離，不小于投影到前風扇的葉片的翼弦軸線上的投影長度的2倍。
因此，為了避免增加電機的長度，第二風扇在旁通氣流中沿徑向向外地布置在壓縮機的周圍。
優(yōu)選地，兩個風扇的葉片之間的距離，不小于投影到前風扇的葉片的翼弦軸線上的投影長度的2.5倍。
更優(yōu)選地，兩個風扇的葉片之間的距離，不小于投影到前風扇的葉片的翼弦軸線上的投影長度的3.5倍。
大于在法國專利FR 2 603 343中所公開數(shù)值的那些數(shù)值，可以提高噪音的標準。
優(yōu)選地，所述驅(qū)動軸由兩個反向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪來驅(qū)動。


通過閱讀以下對示例的說明和參考附圖，將展現(xiàn)出本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的、雙風扇渦輪噴氣發(fā)動機的前端局部半剖圖。
具體實施例方式
圖1是渦輪噴氣發(fā)動機的前端沿x軸方向的局部視圖；該渦輪噴氣發(fā)動機包含位于中間殼體前面的前風扇3和后風扇5，以及低壓壓縮機7；其中，所述前風扇3由內(nèi)驅(qū)動軸4驅(qū)動；所述后風扇5由中間驅(qū)動軸6(該中間驅(qū)動軸6與內(nèi)驅(qū)動軸4同軸，并圍繞所述內(nèi)驅(qū)動軸4)驅(qū)動；所述低壓壓縮機7壓縮空氣，以使其進入主要空氣流(或“主體”空氣流)F1用的通道8內(nèi)，且軸向地安裝在前風扇3和中間殼體2之間。
前風扇3具有葉片10，其中所述葉片10從葉輪11的周邊延伸至風扇殼12，所述風扇殼12限定了輔助或“旁通”氣流F2用的通道13的外側(cè)。
類似地，后風扇5具有葉片14，該葉片14從葉輪15的周邊通過旁通氣流F2用的通道13延伸至風扇殼12。葉輪15徑向地安裝在低壓壓縮機7的外側(cè)。
前風扇3的葉輪11被錐形體16連接到內(nèi)驅(qū)動軸4上，而后風扇5的葉輪15經(jīng)由低壓壓縮機7中的轉(zhuǎn)子葉片19的下游環(huán)18被錐形體17連接到中間驅(qū)動軸6上。
中間殼體2在旁通氣流F2中設置有外結(jié)構(gòu)柵格30，并在主氣流F1中設置有內(nèi)結(jié)構(gòu)柵格31。外結(jié)構(gòu)柵格30向外地連接在風扇殼12上。環(huán)形盒體32安裝在外結(jié)構(gòu)柵格30和內(nèi)結(jié)構(gòu)柵格31之間。
低壓壓縮機7具有外轉(zhuǎn)子20，該外轉(zhuǎn)子20緊固到后風扇5的葉輪15上；該葉輪15具有一個孔，其中轉(zhuǎn)子葉片19的下游環(huán)18和位于下游環(huán)18上游的轉(zhuǎn)子葉片21的第二環(huán)都徑向地向內(nèi)經(jīng)過通道8延伸到該孔內(nèi)。所述低壓壓縮機還具有內(nèi)轉(zhuǎn)子30，該內(nèi)轉(zhuǎn)子30具有從其周邊徑向地向外延伸的轉(zhuǎn)子葉片32的上游環(huán)31和轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)33，其中所述轉(zhuǎn)子葉片32的上游環(huán)31設置在轉(zhuǎn)子葉片21的環(huán)的上游，所述轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)33設置在第二環(huán)的轉(zhuǎn)子葉片21和下游環(huán)18的轉(zhuǎn)子葉片19之間。內(nèi)轉(zhuǎn)子30被連接在錐形體16上，或通過襯套35連接在前風扇的葉輪11上。在外轉(zhuǎn)子20的前面，外轉(zhuǎn)子20具有一個分離梢端25，用來將主流氣流F1從旁通氣流F2中分離。
驅(qū)動軸4和6由兩個反向旋轉(zhuǎn)的渦輪沿相反方向進行旋轉(zhuǎn)；或者，優(yōu)選地，由具有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的工作渦輪進行旋轉(zhuǎn)，其中所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子沿渦輪軸線方向交替地設置有轉(zhuǎn)子葉片環(huán)。由于沒有定子，這種配置方式可同時減少工作渦輪的長度和重量。
通過推力軸承40和滾柱軸承41，中間殼體2支承著后風扇5和低壓壓縮機7的外轉(zhuǎn)子20的驅(qū)動軸6；通過位于滾柱軸承41下方的軸間推力軸承42以及通過位于推力軸承40下方的軸間滾柱軸承43，上述中間殼體也同時支承著前風扇3和低壓壓縮機7的內(nèi)轉(zhuǎn)子30的驅(qū)動軸4。
附圖標記44代表了安裝在中間殼體2和高壓壓縮機51的驅(qū)動軸50之間的推力軸承，其中該高壓壓縮機51的驅(qū)動軸50位于中間殼體2的后方。
前風扇3的葉片10與后風扇5的葉片14之間的距離L需要足夠長，以滿足噪音標準。
該距離L不小于投影到前風扇3的葉片10的翼弦(cord-line)軸線上的投影長度l的2倍。優(yōu)選地，該距離L不小于上述投影長度l的2.5倍，甚至不小于上述投影長度l的3.5倍。
權(quán)利要求
1.一種具有高旁通比的三級壓縮機旁通渦輪噴氣發(fā)動機，所述渦輪噴氣發(fā)動機具有位于第一中間殼體(2)前面的前風扇(3)和后風扇(5)，所述前風扇(3)和后風扇(5)具有沿徑向向外地延伸至風扇殼(12)的葉片(10，14)，所述風扇殼(12)限定了旁通空氣流(F2)的外側(cè)；所述渦輪噴氣發(fā)動機還具有低壓壓縮機(7)，用于壓縮空氣以使其進入主氣流(F1)用的通道(8)；所述前風扇(3)和所述后風扇(5)由兩個同軸的反向旋轉(zhuǎn)軸(4，6)直接且分開地旋轉(zhuǎn)，且所述低壓壓縮機具有兩組反向旋轉(zhuǎn)的葉片環(huán)，該葉片環(huán)也由所述軸進行驅(qū)動；所述三級壓縮機旁通渦輪噴氣發(fā)動機的特征在于所述后風扇(5)的葉片(14)設置在旁通氣流(F2)中，且從圍繞低壓壓縮機(7)的葉輪(15)處進行延伸，所述低壓壓縮機同時具有外轉(zhuǎn)子(20)和內(nèi)轉(zhuǎn)子(30)，所述外轉(zhuǎn)子(20)由具有孔的后風扇旋轉(zhuǎn)軸(6)驅(qū)動，其中多個轉(zhuǎn)子葉片(19，21)的環(huán)延伸到所述孔內(nèi)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子(30)由前風扇旋轉(zhuǎn)軸(4)驅(qū)動，所述前風扇旋轉(zhuǎn)軸(4)具有延伸出其周邊的多個轉(zhuǎn)子葉片(32，34)的環(huán)，所述內(nèi)外旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子葉片環(huán)在主氣流(F1)中交替出現(xiàn)；并且，前風扇(3)的葉片(10)與后風扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長度(l)的2倍。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于前風扇(3)的葉片(10)與后風扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長度(l)的2.5倍。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪噴氣發(fā)動機，其特征在于前風扇(3)的葉片(10)與后風扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長度(l)的3.5倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪噴氣發(fā)動機，所述渦輪噴氣發(fā)動機具有位于中間殼體(2)前面的兩個反向旋轉(zhuǎn)風扇(3，5)，所述風扇緊固到反向旋轉(zhuǎn)的低壓壓縮機(7)上。所述后風扇(5)的葉片(14)從圍繞低壓壓縮機(7)的外轉(zhuǎn)子(20)的葉輪(15)處延伸至旁通氣流(F2)中。前風扇(3)的葉片(10)與后風扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長度(1)的2倍。
文檔編號F02K3/00GK1654806SQ20051000678
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者雅克·巴特, 法比耶納·拉科爾, 揚·勒布雷, 瓦妮莎·勒魯索, 帕特里克·莫雷爾 申請人:Snecma發(fā)動機公司