專利名稱：涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能、動(dòng)力與推進(jìn)領(lǐng)域，尤其是一種涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)動(dòng)力透平的工質(zhì)仍然具有很高的溫 度、壓力，再通過(guò)噴管噴出獲得反推力，換句話說(shuō)，在這類發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)動(dòng)力透平的工質(zhì)具 有兩個(gè)任務(wù)一是推動(dòng)動(dòng)力透平旋轉(zhuǎn)，二是要經(jīng)過(guò)噴管噴出獲得反推力。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置必然 導(dǎo)致動(dòng)力透平的葉輪全部均在高溫下工作，所以需要造價(jià)昂貴的材料的量較大，最終導(dǎo)致 這類發(fā)動(dòng)機(jī)的成本升高。因此，急需發(fā)明一種動(dòng)力透平的一部分葉輪在較高溫度下工作，另 一部分葉輪在相對(duì)較低的溫度下工作，或者動(dòng)力透平的所有葉輪均在較低溫度下工作的渦 輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下一種涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)涵道、外涵道、壓氣機(jī)和動(dòng)力透平，所述內(nèi) 涵道套設(shè)置在所述外涵道內(nèi)，在所述外涵道內(nèi)位于所述內(nèi)涵道進(jìn)氣口的前方處設(shè)置所述壓 氣機(jī)，在所述內(nèi)涵道內(nèi)設(shè)置所述動(dòng)力透平，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述外涵 道與噴管連通；在所述外涵道內(nèi)位于所述壓氣機(jī)的后部設(shè)外涵道燃燒室，在所述壓氣機(jī)和所述動(dòng) 力透平之間的所述內(nèi)涵道的壁設(shè)為傳熱區(qū)，或在所述外涵道內(nèi)位于所述壓氣機(jī)的后部空間 設(shè)外涵道燃燒室，在所述內(nèi)涵道內(nèi)位于所述壓氣機(jī)和所述動(dòng)力透平之間的空間內(nèi)設(shè)內(nèi)涵道
燃燒室。所述壓氣機(jī)的輸出氣體的壓力大于傳統(tǒng)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的壓力。所述內(nèi)涵道延伸至所述噴管的后方。所述壓氣機(jī)和所述動(dòng)力透平同軸設(shè)置。在所述壓氣機(jī)的前方設(shè)風(fēng)扇構(gòu)成燃燒室并聯(lián)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或構(gòu)成燃燒室與傳 熱區(qū)并聯(lián)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。在所述風(fēng)扇外設(shè)風(fēng)扇涵道。所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)還包括啟動(dòng)裝置，所述啟動(dòng)裝置對(duì)所述壓氣機(jī)輸出 動(dòng)力。本發(fā)明中第一個(gè)方案的原理是將兩個(gè)涵道套裝設(shè)置，在內(nèi)涵道內(nèi)設(shè)置動(dòng)力透平， 在外涵道內(nèi)設(shè)置壓氣機(jī)，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述外涵道的尾端與噴管 連通，在兩涵道之間的空間內(nèi)于所述壓氣機(jī)之后設(shè)置外涵道燃燒室，經(jīng)壓氣機(jī)壓縮后的壓 縮空氣在外涵道燃燒室內(nèi)與燃料發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)增溫后經(jīng)所述噴管噴出，獲得反推力， 將處于外涵道燃燒室和動(dòng)力透平之間的內(nèi)涵道壁設(shè)為傳熱區(qū)，利用外涵道燃燒室的熱量將 處于內(nèi)涵道內(nèi)位于壓氣機(jī)和動(dòng)力透平之間的壓縮空氣加熱，被加熱的壓縮空氣膨脹推動(dòng)動(dòng)力透平對(duì)壓氣機(jī)作功。本發(fā)明中第二個(gè)方案的原理是將兩個(gè)涵道套裝設(shè)置，在內(nèi)涵道內(nèi)設(shè) 置動(dòng)力透平，在外涵道內(nèi)設(shè)置壓氣機(jī)，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述外涵道的 尾端與噴管連通，在兩涵道之間的空間內(nèi)于所述壓氣機(jī)之后設(shè)置外涵道燃燒室，經(jīng)壓氣機(jī) 壓縮后的壓縮空氣在外涵道燃燒室內(nèi)與燃料發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)增溫后經(jīng)所述噴管噴出，獲 得反推力；在所述內(nèi)涵道內(nèi)位于壓氣機(jī)和動(dòng)力透平之間設(shè)內(nèi)涵道燃燒室，進(jìn)入內(nèi)涵道的壓 縮空氣與燃料發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)增溫后膨脹推動(dòng)動(dòng)力透平對(duì)壓氣機(jī)作功。在本發(fā)明的這兩 個(gè)方案中，內(nèi)涵道的工質(zhì)只有一個(gè)任務(wù)，就是盡可能利用工質(zhì)本身的一切能量推動(dòng)動(dòng)力透 平旋轉(zhuǎn)，對(duì)壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，不承擔(dān)或很少成承擔(dān)透過(guò)噴射獲得反推力的任務(wù)，這樣就可以 實(shí)現(xiàn)動(dòng)力透平的一部分葉輪在較高溫度下工作，另一部分葉輪在相對(duì)較低的溫度下工作， 或者動(dòng)力透平的所有葉輪均在較低溫度下工作的目的，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的成本，推高發(fā)動(dòng) 機(jī)的效率。本發(fā)明中由于通過(guò)內(nèi)涵道，也就是通過(guò)動(dòng)力透平的工質(zhì)不承擔(dān)通過(guò)噴射獲得反推 力的任務(wù)，所以內(nèi)涵道的通量可以大幅度降低，動(dòng)力透平的葉輪直徑也可以大幅度降低，由 于動(dòng)力透平葉輪直徑的降低，葉輪所需要承擔(dān)的離心力也會(huì)大幅度降低，為此，可以提高動(dòng) 力透平的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，達(dá)到更高壓縮比，最終推高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。本發(fā)明所謂“所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力”是指動(dòng)力透平推動(dòng)壓氣機(jī)旋 轉(zhuǎn)，包括同軸設(shè)置，也包括經(jīng)過(guò)齒輪等的等速或變速結(jié)構(gòu)的推動(dòng)作用；所謂的內(nèi)涵道燃燒室 是指設(shè)置在內(nèi)涵道內(nèi)的燃燒室；所謂外涵道燃燒室是指設(shè)置在外涵道內(nèi)或設(shè)置在內(nèi)涵道和 外涵道之間的燃燒室；所謂啟動(dòng)裝置是指在燃燒室點(diǎn)燃前推動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)的裝置，使進(jìn)入 燃燒室的空氣具有一定的壓力，特別是在本發(fā)明中只設(shè)有外涵道燃燒室的機(jī)構(gòu)中，啟動(dòng)裝 置的設(shè)置可以大幅度縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高效、低排放和低造價(jià)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)涵道1、外涵道2、壓氣機(jī)3和動(dòng)力 透平4，內(nèi)涵道1套設(shè)置在外涵道2內(nèi)，在外涵道2內(nèi)位于內(nèi)涵道1進(jìn)氣口的前方處設(shè)置壓 氣機(jī)3，在內(nèi)涵道1內(nèi)設(shè)置動(dòng)力透平4，動(dòng)力透平4對(duì)壓氣機(jī)3輸出動(dòng)力，外涵道2與噴管5 連通，在外涵道2內(nèi)位于壓氣機(jī)3的后部設(shè)外涵道燃燒室200，在壓氣機(jī)3和動(dòng)力透平4之間的內(nèi)涵道1的壁設(shè)為傳熱區(qū)134。壓氣機(jī)3的輸出氣體的壓力大于傳統(tǒng)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 的燃燒室的壓力。實(shí)施例2如圖2所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在外涵道2內(nèi) 位于壓氣機(jī)3的后部空間設(shè)外涵道燃燒室200，在內(nèi)涵道1內(nèi)位于壓氣機(jī)3和動(dòng)力透平4之 間的空間內(nèi)設(shè)內(nèi)涵道燃燒室100。實(shí)施例3如圖3所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于內(nèi)涵道1延伸 至噴管5的后方，壓氣機(jī)3和動(dòng)力透平4同軸設(shè)置。實(shí)施例4如圖4所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于在壓氣機(jī)3的 前方設(shè)風(fēng)扇330構(gòu)成燃燒室并聯(lián)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)施例5如圖5所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例4的區(qū)別在于在風(fēng)扇330外 設(shè)風(fēng)扇涵道6。實(shí)施例6如圖6所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例2的區(qū)別在于涵道套裝渦輪 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)還包括啟動(dòng)裝置10，啟動(dòng)裝置10對(duì)壓氣機(jī)3輸出動(dòng)力。實(shí)施例7如圖7所示的涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在所述壓氣機(jī) 的前方設(shè)風(fēng)扇構(gòu)成燃燒室與傳熱區(qū)并聯(lián)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
一種涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)涵道(1)、外涵道(2)、壓氣機(jī)(3)和動(dòng)力透平(4)，其特征在于所述內(nèi)涵道(1)套設(shè)置在所述外涵道(2)內(nèi)，在所述外涵道(2)內(nèi)位于所述內(nèi)涵道(1)進(jìn)氣口的前方處設(shè)置所述壓氣機(jī)(3)，在所述內(nèi)涵道(1)內(nèi)設(shè)置所述動(dòng)力透平(4)，所述動(dòng)力透平(4)對(duì)所述壓氣機(jī)(3)輸出動(dòng)力，所述外涵道(2)與噴管(5)連通；在所述外涵道(2)內(nèi)位于所述壓氣機(jī)(3)的后部設(shè)外涵道燃燒室(200)，在所述壓氣機(jī)(3)和所述動(dòng)力透平(4)之間的所述內(nèi)涵道(1)的壁設(shè)為傳熱區(qū)(134)，或在所述外涵道(2)內(nèi)位于所述壓氣機(jī)(3)的后部空間設(shè)外涵道燃燒室(200)，在所述內(nèi)涵道(1)內(nèi)位于所述壓氣機(jī)(3)和所述動(dòng)力透平(4)之間的空間內(nèi)設(shè)內(nèi)涵道燃燒室(100)。
2.如權(quán)利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述壓氣機(jī)(3)的輸出 氣體的壓力大于傳統(tǒng)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的壓力。
3.如權(quán)利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述內(nèi)涵道(1)延伸至 所述噴管(5)的后方。
4.如權(quán)利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述壓氣機(jī)(3)和所述 動(dòng)力透平(4)同軸設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述壓氣機(jī)(3)的前 方設(shè)風(fēng)扇(330)構(gòu)成燃燒室并聯(lián)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或構(gòu)成燃燒室與傳熱區(qū)并聯(lián)的渦輪風(fēng)扇 發(fā)動(dòng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述風(fēng)扇(330)外設(shè) 風(fēng)扇涵道(6)。
7.如權(quán)利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述涵道套裝渦輪噴氣 發(fā)動(dòng)機(jī)還包括啟動(dòng)裝置(10)，所述啟動(dòng)裝置(10)對(duì)所述壓氣機(jī)(3)輸出動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種涵道套裝渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)涵道、外涵道、壓氣機(jī)和動(dòng)力透平，所述內(nèi)涵道套設(shè)置在所述外涵道內(nèi)，在所述外涵道內(nèi)位于所述內(nèi)涵道進(jìn)氣口的前方處設(shè)置所述壓氣機(jī)，在所述內(nèi)涵道內(nèi)設(shè)置所述動(dòng)力透平，所述動(dòng)力透平對(duì)所述壓氣機(jī)輸出動(dòng)力，所述外涵道與噴管連通；在所述外涵道內(nèi)位于所述壓氣機(jī)的后部設(shè)外涵道燃燒室，在所述壓氣機(jī)和所述動(dòng)力透平之間的所述內(nèi)涵道的壁設(shè)為傳熱區(qū)，或在所述外涵道內(nèi)位于所述壓氣機(jī)的后部空間設(shè)外涵道燃燒室，在所述內(nèi)涵道內(nèi)位于所述壓氣機(jī)和所述動(dòng)力透平之間的空間內(nèi)設(shè)內(nèi)涵道燃燒室。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高效、低排放和低造價(jià)。
文檔編號(hào)F02C3/14GK101975121SQ20101051150
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:靳北彪