涵道套裝渦輪噴氣發動機的製作方法

2023-07-30 00:22:26 3

專利名稱：涵道套裝渦輪噴氣發動機的製作方法
技術領域：
涵道套裝渦輪噴氣發動機技術領域[0001]本實用新型涉及熱能、動力與推進領域，尤其是一種涵道套裝渦輪噴氣發動機。
技術背景[0002]傳統渦輪噴氣發動機或渦輪風扇發動機經過動力透平的工質仍然具有很高的溫 度、壓力，再通過噴管噴出獲得反推力，換句話說，在這類發動機中，通過動力透平的工質具 有兩個任務一是推動動力透平旋轉，二是要經過噴管噴出獲得反推力。這種結構設置必然 導致動力透平的葉輪全部均在高溫下工作，所以需要造價昂貴的材料的量較大，最終導致 這類發動機的成本升高。因此，急需發明一種動力透平的一部分葉輪在較高溫度下工作，另 一部分葉輪在相對較低的溫度下工作，或者動力透平的所有葉輪均在較低溫度下工作的渦 輪噴氣發動機或渦輪風扇發動機。發明內容[0003]為了解決上述問題，本實用新型提出的技術方案如下[0004]一種涵道套裝渦輪噴氣發動機，包括內涵道、外涵道、壓氣機和動力透平，所述內 涵道套設置在所述外涵道內，在所述外涵道內位於所述內涵道進氣口的前方處設置所述壓 氣機，在所述內涵道內設置所述動力透平，所述動力透平對所述壓氣機輸出動力，所述外涵 道與噴管連通；[0005]在所述外涵道內位於所述壓氣機的後部設外涵道燃燒室，在所述壓氣機和所述動 力透平之間的所述內涵道的壁設為傳熱區，或在所述外涵道內位於所述壓氣機的後部空間 設外涵道燃燒室，在所述內涵道內位於所述壓氣機和所述動力透平之間的空間內設內涵道燃燒室。[0006]所述壓氣機的輸出氣體的壓力大於傳統渦輪噴氣發動機的燃燒室的壓力。[0007]所述內涵道延伸至所述噴管的後方。[0008]所述壓氣機和所述動力透平同軸設置。[0009]在所述壓氣機的前方設風扇構成燃燒室並聯渦輪風扇發動機或構成燃燒室與傳 熱區並聯的渦輪風扇發動機。[0010]在所述風扇外設風扇涵道。[0011]所述涵道套裝渦輪噴氣發動機還包括啟動裝置，所述啟動裝置對所述壓氣機輸出 動力。[0012]本實用新型中第一個方案的原理是將兩個涵道套裝設置，在內涵道內設置動力透 平，在外涵道內設置壓氣機，所述動力透平對所述壓氣機輸出動力，所述外涵道的尾端與噴 管連通，在兩涵道之間的空間內於所述壓氣機之後設置外涵道燃燒室，經壓氣機壓縮後的 壓縮空氣在外涵道燃燒室內與燃料發生燃燒化學反應增溫後經所述噴管噴出，獲得反推 力，將處於外涵道燃燒室和動力透平之間的內涵道壁設為傳熱區，利用外涵道燃燒室的熱 量將處於內涵道內位於壓氣機和動力透平之間的壓縮空氣加熱，被加熱的壓縮空氣膨脹推動動力透平對壓氣機作功。本實用新型中第二個方案的原理是將兩個涵道套裝設置，在內 涵道內設置動力透平，在外涵道內設置壓氣機，所述動力透平對所述壓氣機輸出動力，所述 外涵道的尾端與噴管連通，在兩涵道之間的空間內於所述壓氣機之後設置外涵道燃燒室， 經壓氣機壓縮後的壓縮空氣在外涵道燃燒室內與燃料發生燃燒化學反應增溫後經所述噴 管噴出，獲得反推力；在所述內涵道內位於壓氣機和動力透平之間設內涵道燃燒室，進入內 涵道的壓縮空氣與燃料發生燃燒化學反應增溫後膨脹推動動力透平對壓氣機作功。在本實 用新型的這兩個方案中，內涵道的工質只有一個任務，就是儘可能利用工質本身的一切能 量推動動力透平旋轉，對壓氣機輸出動力，不承擔或很少成承擔透過噴射獲得反推力的任 務，這樣就可以實現動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較低 的溫度下工作，或者動力透平的所有葉輪均在較低溫度下工作的目的，從而降低發動機的 成本，推高發動機的效率。[0013]本實用新型中由於通過內涵道，也就是通過動力透平的工質不承擔通過噴射獲得 反推力的任務，所以內涵道的通量可以大幅度降低，動力透平的葉輪直徑也可以大幅度降 低，由於動力透平葉輪直徑的降低，葉輪所需要承擔的離心力也會大幅度降低，為此，可以 提高動力透平的轉速，實現壓氣機轉速的提高，達到更高壓縮比，最終推高發動機的效率。[0014]本實用新型所謂「所述動力透平對所述壓氣機輸出動力」是指動力透平推動壓氣 機旋轉，包括同軸設置，也包括經過齒輪等的等速或變速結構的推動作用；所謂的內涵道燃 燒室是指設置在內涵道內的燃燒室；所謂外涵道燃燒室是指設置在外涵道內或設置在內 涵道和外涵道之間的燃燒室；所謂啟動裝置是指在燃燒室點燃前推動壓氣機旋轉的裝置， 使進入燃燒室的空氣具有一定的壓力，特別是在本實用新型中只設有外涵道燃燒室的機構 中，啟動裝置的設置可以大幅度縮短發動機的啟動時間。[0015]本實用新型的有益效果如下[0016]本實用新型實現了渦輪噴氣發動機的高效、低排放和低造價。

[0017]圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖；[0018]圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖；[0019]圖3為本實用新型實施例3的結構示意圖；[0020]圖4為本實用新型實施例4的結構示意圖；[0021]圖5為本實用新型實施例5的結構示意圖；[0022]圖6為本實用新型實施例6的結構示意圖；[0023]圖7為本實用新型實施例7的結構示意圖。
具體實施方式
[0024]實施例1[0025]如圖1所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，包括內涵道1、外涵道2、壓氣機3和動力 透平4，內涵道1套設置在外涵道2內，在外涵道2內位於內涵道1進氣口的前方處設置壓 氣機3，在內涵道1內設置動力透平4，動力透平4對壓氣機3輸出動力，外涵道2與噴管5 連通，在外涵道2內位於壓氣機3的後部設外涵道燃燒室200，在壓氣機3和動力透平4之間的內涵道1的壁設為傳熱區134。壓氣機3的輸出氣體的壓力大於傳統渦輪噴氣發動機 的燃燒室的壓力。[0026]實施例2[0027]如圖2所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，其與實施例1的區別在於在外涵道2內 位於壓氣機3的後部空間設外涵道燃燒室200，在內涵道1內位於壓氣機3和動力透平4之 間的空間內設內涵道燃燒室100。[0028]實施例3[0029]如圖3所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，其與實施例1的區別在於內涵道1延伸 至噴管5的後方，壓氣機3和動力透平4同軸設置。[0030]實施例4[0031]如圖4所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，其與實施例2的區別在於在壓氣機3的 前方設風扇330構成燃燒室並聯渦輪風扇發動機。[0032]實施例5[0033]如圖5所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，其與實施例4的區別在於在風扇330外 設風扇涵道6。[0034]實施例6[0035]如圖6所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，其與實施例2的區別在於涵道套裝渦輪 噴氣發動機還包括啟動裝置10，啟動裝置10對壓氣機3輸出動力。[0036]實施例7[0037]如圖7所示的涵道套裝渦輪噴氣發動機，其與實施例1的區別在於在所述壓氣機 的前方設風扇構成燃燒室與傳熱區並聯的渦輪風扇發動機。
權利要求1.一種涵道套裝渦輪噴氣發動機，包括內涵道(1)、外涵道( 、壓氣機C3)和動力透平 G)，其特徵在於所述內涵道(1)套設置在所述外涵道( 內，在所述外涵道( 內位於所 述內涵道(1)進氣口的前方處設置所述壓氣機(3)，在所述內涵道(1)內設置所述動力透平 G)，所述動力透平⑷對所述壓氣機⑶輸出動力，所述外涵道⑵與噴管(5)連通；在所述外涵道O)內位於所述壓氣機(3)的後部設外涵道燃燒室000)，在所述壓氣 機(3)和所述動力透平(4)之間的所述內涵道(1)的壁設為傳熱區(134)，或在所述外涵道 (2)內位於所述壓氣機(3)的後部空間設外涵道燃燒室000)，在所述內涵道(1)內位於所 述壓氣機(3)和所述動力透平(4)之間的空間內設內涵道燃燒室(100)。
2.如權利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發動機，其特徵在於所述壓氣機(3)的輸出 氣體的壓力大於傳統渦輪噴氣發動機的燃燒室的壓力。
3.如權利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發動機，其特徵在於所述內涵道(1)延伸至 所述噴管(5)的後方。
4.如權利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發動機，其特徵在於所述壓氣機C3)和所述 動力透平同軸設置。
5.如權利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發動機，其特徵在於在所述壓氣機(3)的前 方設風扇(330)構成燃燒室並聯渦輪風扇發動機或構成燃燒室與傳熱區並聯的渦輪風扇 發動機。
6.如權利要求5所述涵道套裝渦輪噴氣發動機，其特徵在於在所述風扇(330)外設 風扇涵道(6)。
7.如權利要求1所述涵道套裝渦輪噴氣發動機，其特徵在於所述涵道套裝渦輪噴氣 發動機還包括啟動裝置(10)，所述啟動裝置(10)對所述壓氣機C3)輸出動力。
專利摘要本實用新型公開了一種涵道套裝渦輪噴氣發動機，包括內涵道、外涵道、壓氣機和動力透平，所述內涵道套設置在所述外涵道內，在所述外涵道內位於所述內涵道進氣口的前方處設置所述壓氣機，在所述內涵道內設置所述動力透平，所述動力透平對所述壓氣機輸出動力，所述外涵道與噴管連通；在所述外涵道內位於所述壓氣機的後部設外涵道燃燒室，在所述壓氣機和所述動力透平之間的所述內涵道的壁設為傳熱區，或在所述外涵道內位於所述壓氣機的後部空間設外涵道燃燒室，在所述內涵道內位於所述壓氣機和所述動力透平之間的空間內設內涵道燃燒室。本實用新型實現了渦輪噴氣發動機的高效、低排放和低造價。
文檔編號F02K3/06GK201818391SQ201020567129
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者靳北彪 申請人:靳北彪