專利名稱：具有擴(kuò)展到膨脹段的燃燒的變?nèi)菔捷S流燃?xì)獍l(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及渦輪機(jī)械和燃?xì)獍l(fā)生器，并且更具體地說(shuō)，涉及變?nèi)菔捷S流燃?xì)獍l(fā)生器。
背景技術(shù)：
燃?xì)獍l(fā)生器用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，例如渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和其它燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的核心發(fā)動(dòng)機(jī)，它們具有按順流關(guān)系布置的一個(gè)壓氣機(jī)段、一個(gè)燃燒段和一個(gè)渦輪段。燃?xì)獍l(fā)生器的作用是提供高能流體，利用該流體為各種設(shè)備提供動(dòng)力。軸流式燃?xì)獍l(fā)生器在很多渦輪機(jī)械中特別有用?；谌?xì)獍l(fā)生器的渦輪機(jī)械廣泛用于各種領(lǐng)域，但是不能同時(shí)具備人們所期望的多種特性，例如高比能排氣流(每單位質(zhì)量的能量)、指定截面的高質(zhì)量流速、連續(xù)得近乎穩(wěn)定的流體流動(dòng)、寬范圍工作條件下的合理的熱效率。燃?xì)獍l(fā)生器制造商的一個(gè)目標(biāo)是生產(chǎn)質(zhì)量輕、效率高的燃?xì)獍l(fā)生器。另一個(gè)目標(biāo)是所生產(chǎn)的燃?xì)獍l(fā)生器具有盡可能少的零件從而降低燃?xì)獍l(fā)生器的制造、安裝、整修、大修和更換成本。因此，想要有一種燃?xì)獍l(fā)生器能夠改善燃?xì)獍l(fā)生器的所有這些特征。

發(fā)明內(nèi)容
一種變?nèi)菔捷S流發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，一種變?nèi)菔捷S流燃?xì)獍l(fā)生器，其包括一個(gè)入口沿軸向與一個(gè)出口間隔開(kāi)并位于出口的上游。具有偏置的內(nèi)、外軸線的內(nèi)、外主體分別從入口延伸到出口。主體中的任何一者或兩者是可旋轉(zhuǎn)的。在發(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)主體在外主體內(nèi)圍繞內(nèi)軸線旋轉(zhuǎn)。外主體可以是關(guān)于外軸線可旋轉(zhuǎn)安裝或圍繞外軸線旋轉(zhuǎn)。內(nèi)、外主體具有相互嚙合的且分別圍繞內(nèi)、外軸線旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外螺旋葉片。內(nèi)、外螺旋葉片分別沿徑向向外和向內(nèi)延伸。
螺旋葉片在第一、第二、第三段中分別具有第一、第二、第三螺旋斜度。螺旋斜度定義成螺旋元件的截面沿著軸線的每單位距離的旋轉(zhuǎn)量。第一螺旋斜度比第二螺旋斜度小并且第三螺旋斜度比第二螺旋斜度小。一個(gè)燃燒段從第一段的末端沿軸向向下游延伸穿過(guò)第二段進(jìn)入第三段的至少一個(gè)部分。在第二段中發(fā)生定容燃燒。
第一段中的第一、第二螺旋葉片有足夠的圈數(shù)在發(fā)生器工作過(guò)程中捕集第一段中的空氣進(jìn)氣。在燃?xì)獍l(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例中，圈數(shù)足以機(jī)械地捕集空氣進(jìn)氣。在燃?xì)獍l(fā)生器的另一個(gè)實(shí)施例中，圈數(shù)足以動(dòng)態(tài)地捕集空氣進(jìn)氣。


圖1是具有一個(gè)變?nèi)菔捷S流燃?xì)獍l(fā)生器的示范性飛機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的截面視圖；圖2是變?nèi)菔饺細(xì)獍l(fā)生器圖解截面視圖，其具有一個(gè)延伸經(jīng)過(guò)圖1所示燃?xì)獍l(fā)生器的部分膨脹段的燃燒段；圖3是圖2所示燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)、外主體的螺旋部分的部分截面剖視透視圖；圖4是圖3所示燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)、外主體之間的嚙合的圖解截面視圖；圖5是圖3所示燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)、外主體的螺旋部分的部分截面剖視透視圖；圖6是沿圖4的6-6線截取的內(nèi)、外主體的圖解截面視圖；圖7-10是替換的內(nèi)、外主體結(jié)構(gòu)在不同的相對(duì)角位置的圖解截面視圖；圖11是圖2所示燃?xì)獍l(fā)生器的一個(gè)循環(huán)的T-S圖的圖解視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出的是變?nèi)菔捷S流發(fā)動(dòng)機(jī)8的一個(gè)示范性實(shí)施例，此處示出的是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100設(shè)備中的一個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器10，在該發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃?xì)獍l(fā)生器10用于驅(qū)動(dòng)渦輪做功來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)100的風(fēng)扇段中的風(fēng)扇108。燃?xì)獍l(fā)生器10也可以用于直接驅(qū)動(dòng)耗能裝置，例如船舶推進(jìn)裝置和發(fā)電機(jī)或飛機(jī)噴嘴或風(fēng)扇。圖1所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的示范性實(shí)施例是一個(gè)飛機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，具有一個(gè)核心發(fā)動(dòng)機(jī)118，在風(fēng)扇段112的下游該核心發(fā)動(dòng)機(jī)有燃?xì)獍l(fā)生器10。燃?xì)鈴娜細(xì)獍l(fā)生器10中排出進(jìn)入一個(gè)低壓渦輪(LPT)120，該低壓渦輪有一排低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片122。這些低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片122通過(guò)一個(gè)低壓軸132驅(qū)動(dòng)連在風(fēng)扇段112中的風(fēng)扇108的一排沿周向間隔著的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片130，以此形成一個(gè)圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)中心線136的低壓管134。燃?xì)獍l(fā)生器10可以用于其它設(shè)備，包括但不局限于地面工業(yè)用的和船用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
參照?qǐng)D2-5，燃?xì)獍l(fā)生器10包括一個(gè)核心組件15，該組件有從入口20延伸到出口22的內(nèi)、外主體12、14。內(nèi)主體12布置在外主體14的一個(gè)空腔19內(nèi)。內(nèi)、外主體12、14分別有內(nèi)、外軸16、18。核心組件15具有按連續(xù)順流關(guān)系的第一、第二、第三段24、26、28。燃燒段40從第一段24的末端沿軸向向下游延伸穿過(guò)第二段25進(jìn)入第三段28的至少一部分。此處所描述的是，燃燒段40從第一段24的末端沿軸向向下游延伸穿過(guò)第三段28的一部分，該部分用膨脹-燃燒部分42表示。核心組件15有穿過(guò)入口20和出口22的連續(xù)流動(dòng)。
空氣的獨(dú)立進(jìn)氣50在第一段24中被捕集。當(dāng)進(jìn)氣50從第一段24進(jìn)入第二段26時(shí)，進(jìn)氣50被壓縮。這樣，整個(gè)進(jìn)氣50在第一和第二段24、26中都分別進(jìn)行壓縮。整個(gè)進(jìn)氣50從第一段24出來(lái)進(jìn)入第二段26之后，在第二段26中開(kāi)始燃燒，并且第二段26中的燃燒是定容燃燒。燃燒延至并且至少部分地經(jīng)過(guò)第三段28，該段是膨脹段，就這樣，從已燃和正在燃燒的空氣進(jìn)氣50中提取能量來(lái)分別為第一和第二段24、26提供動(dòng)力。燃燒可以是延伸經(jīng)過(guò)整個(gè)第三段28。當(dāng)進(jìn)氣50從第二段26進(jìn)入第三段28時(shí)，進(jìn)氣50發(fā)生膨脹。這樣，整個(gè)進(jìn)氣50在第二和第三段26、28中都進(jìn)行膨脹。
具有發(fā)生在第二和第三段26、28之間的燃燒的默羅(Murrow)循-環(huán)提供了等焓膨脹，與只在第二段26中的燃燒的燃?xì)獍l(fā)生器相比產(chǎn)生了更好的燃?xì)獍l(fā)生器效率。默羅(Murrow)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)比布雷頓(Brayton)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率更高，并且比布雷頓(Brayton)發(fā)動(dòng)機(jī)有更大的凈功量。兩個(gè)主體中的任何一個(gè)或兩個(gè)是可旋轉(zhuǎn)的，并且，如果兩個(gè)都是可旋轉(zhuǎn)的，它們沿著相同的順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛞杂梢粋€(gè)固定關(guān)系決定的、不同的速度旋轉(zhuǎn)。在發(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)主體12在外主體14內(nèi)圍繞內(nèi)軸線16旋轉(zhuǎn)，外主體14可以是關(guān)于外軸線18可旋轉(zhuǎn)安裝或圍繞外軸線18旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)、外主體12、14具有相互嚙合的且分別圍繞內(nèi)、外軸線16、18旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外螺旋元件。這些元件是分別具有內(nèi)、外螺旋面21、23的內(nèi)、外螺旋葉片17、27。內(nèi)螺旋葉片17從內(nèi)主體12的一個(gè)空心內(nèi)軸51沿徑向向外延伸，并且外螺旋葉片27從外主體14的外殼53沿徑向向內(nèi)延伸。當(dāng)它們相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)螺旋邊47沿著內(nèi)螺旋葉片17密封地接合外螺旋葉片27的外螺旋面23。當(dāng)它們相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)，外螺旋邊48沿著外螺旋葉片27密封地接合內(nèi)螺旋葉片17的內(nèi)螺旋面21。
圖4示出的是內(nèi)、外主體12、14的縱向截面。圖6中示出了內(nèi)、外主體12、14的軸向截面。此處所描述的內(nèi)主體12具有與兩個(gè)內(nèi)螺旋葉片17對(duì)應(yīng)的兩個(gè)內(nèi)主體瓣(lobe)60并且這兩個(gè)瓣導(dǎo)致形成一個(gè)橄欖球或尖角橢圓形的內(nèi)主體截面69。外主體14具有與三個(gè)外螺旋葉片27(圖3、4所示)對(duì)應(yīng)的三個(gè)外主體瓣64。注意到圖6中雖然只示出內(nèi)、外主體12、14之間的3個(gè)密封點(diǎn)62，但是，應(yīng)當(dāng)知道在內(nèi)、外螺旋葉片17、27之間沿著內(nèi)、外主體12、14的長(zhǎng)度方向是連續(xù)密封的。
內(nèi)、外主體12、14的一個(gè)替代結(jié)構(gòu)在圖7-10中示出了截面。在那里示出的內(nèi)主體12具有與三個(gè)內(nèi)螺旋葉片17對(duì)應(yīng)的三個(gè)內(nèi)主體瓣60，這些瓣導(dǎo)致形成一個(gè)三角形內(nèi)主體截面68，如圖7所示。外主體14具有與兩個(gè)外螺旋葉片27對(duì)應(yīng)的兩個(gè)外主體瓣64?？偠灾绻麅?nèi)主體12有N個(gè)瓣，那么外主體就會(huì)有N+1或N-1個(gè)瓣。注意到圖7雖然只示出了內(nèi)、外主體12、14之間的5個(gè)密封點(diǎn)62，但是，應(yīng)當(dāng)知道在內(nèi)、外螺旋葉片17、27之間沿著內(nèi)、外主體12、14的長(zhǎng)度方向是連續(xù)密封的。
參照?qǐng)D5，螺旋元件在第一、第二、第三段24、26、28中分別具有恒定的第一、第二、第三螺旋斜度34、36、38。螺旋斜度A定義成螺旋元件的截面41(例如分別如圖6和7所示的橢圓形或三角形內(nèi)主體截面69、68)沿著例如圖5所示的內(nèi)軸線16的軸線的每單位距離的旋轉(zhuǎn)量。圖5示出的是內(nèi)主體截面41的360度旋轉(zhuǎn)。螺旋斜度A也是用沿著螺旋元件例如圖5所示的內(nèi)螺旋葉片17或外螺旋葉片27的相同的內(nèi)螺旋邊47或外螺旋邊48的兩個(gè)相鄰頂峰44之間的軸向距離CD除360度或2Pi弧度。軸向距離CD是螺旋線轉(zhuǎn)一整圈43的距離。
每個(gè)段的內(nèi)元件的螺旋斜度A與外元件的螺旋斜度A不同。外主體14的螺旋斜度A和內(nèi)主體12的螺旋斜度A之間的比值與內(nèi)主體12上的內(nèi)螺旋葉片17的數(shù)量和外主體14上的外螺旋葉片27的數(shù)量之間的比值相同。第一螺旋斜度34比第二螺旋斜度36小，第三螺旋斜度38比第二螺旋斜度36小。也可以用螺旋角來(lái)描述螺旋元件。螺旋元件在第一、第二、第三段24、26、28中分別具有與第一、第二、第三螺旋斜度34、36、38對(duì)應(yīng)的恒定的第一、第二、第三螺旋角，與用螺距和螺距角描述螺絲方式極為相似。
參照?qǐng)D3-5，第一段24中的內(nèi)螺旋葉片17有足夠數(shù)量的圈43在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程中捕集第一段24中的空氣進(jìn)氣50。捕集的空氣進(jìn)氣50允許進(jìn)行變?nèi)菔綁嚎s，這樣，將較高壓力傳遞到下游就不會(huì)迫使空氣或進(jìn)氣返回入口20。在燃?xì)獍l(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例中，第一段24中的圈43的數(shù)量足以機(jī)械地捕集空氣進(jìn)氣50。在燃?xì)獍l(fā)生器的另一個(gè)實(shí)施例中，第一段24中的圈43的數(shù)量足以動(dòng)態(tài)地捕集空氣進(jìn)氣50。機(jī)械式捕集意味著，進(jìn)氣50在它的下游端54處進(jìn)入第二段26之前，進(jìn)氣50在它的上游端52處與入口20隔斷開(kāi)，通過(guò)這樣捕集進(jìn)氣50。動(dòng)態(tài)式捕集意味著，盡管已捕集到的進(jìn)氣的下游端54已經(jīng)進(jìn)入第二段26，但是，進(jìn)氣的上游端52仍然沒(méi)有完全封閉。然而，在它的下游端54處，當(dāng)一個(gè)來(lái)自第二段的壓力波向下移到入口20后，主體之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)將會(huì)在進(jìn)氣50的上游端52處隔斷開(kāi)捕集到的空氣進(jìn)氣50。
對(duì)固定的外主體14的實(shí)施例而言，內(nèi)主體12相對(duì)于外軸線18成為曲柄，這樣，當(dāng)它圍繞內(nèi)軸線16旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)軸線16就圍繞外軸線18旋轉(zhuǎn)，如圖7-10所示。將內(nèi)主體12被示意成圍繞內(nèi)軸線16從圖7的位置旋轉(zhuǎn)到圖8的位置，內(nèi)軸線16被示意成圍繞外軸線18旋轉(zhuǎn)大約90度。內(nèi)、外主體12、14用齒輪嚙合在一起，如圖1和4所示的齒輪箱82中的齒輪裝置，這樣它們一直以一個(gè)固定比率相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)。
如果圖7中的外主體14不是固定的，那么，它將以內(nèi)主體12圍繞內(nèi)軸線16轉(zhuǎn)動(dòng)的速度的1.5倍的速度圍繞外主體18旋轉(zhuǎn)。內(nèi)主體12以轉(zhuǎn)速74圍繞內(nèi)軸線16旋轉(zhuǎn)，內(nèi)主體轉(zhuǎn)速74等于用內(nèi)主體瓣的數(shù)量除它的軌道速度76。內(nèi)主體瓣的數(shù)量等于葉片的數(shù)量。如果內(nèi)主體12以與軌道旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)，則使用兩瓣外主體的結(jié)構(gòu)。如果內(nèi)主體12以與軌道旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，則使用四瓣外主體的結(jié)構(gòu)。
外主體14的螺旋斜度等于內(nèi)主體12的螺旋斜度的倍數(shù)，所述倍數(shù)是用外主體的瓣數(shù)M除內(nèi)主體的瓣數(shù)N。對(duì)圖7-10所示的具有三個(gè)內(nèi)瓣或內(nèi)螺旋葉片17和兩個(gè)外瓣或外螺旋葉片27的結(jié)構(gòu)而言，外主體14需要旋轉(zhuǎn)900度并且內(nèi)主體12需要旋轉(zhuǎn)600度來(lái)機(jī)械地捕集空氣進(jìn)氣50中的一個(gè)。內(nèi)主體螺旋斜度從第一段24到第二段26實(shí)質(zhì)上是增加的。該軸向位置代表壓縮平面，如圖2所示。當(dāng)空氣進(jìn)氣50的上游端經(jīng)過(guò)壓縮平面時(shí)，在第二段26中開(kāi)始燃燒。每個(gè)進(jìn)氣單獨(dú)燃燒，并且，因?yàn)閮?nèi)、外主體的螺旋斜度在整個(gè)第二段26中保持恒定，所以，在第二段26中是定容燃燒。
參照?qǐng)D2-4，在第二段26中的定容燃燒之后，進(jìn)氣或工作流體在第二、第三段26、28之間處于等焓膨脹-燃燒過(guò)程。像在膨脹-燃燒部分42中通過(guò)燃燒所增加熱量一樣，以相同的比率提取功，，所述燃燒部分可以包括整個(gè)第三段28。在高溫、高壓進(jìn)氣的前鋒經(jīng)過(guò)膨脹平面之后，空氣進(jìn)氣50的體積開(kāi)始膨脹并且沿軸向增大。這種膨脹從流體中提取能量，提供驅(qū)動(dòng)第一段24和第二段26所需的能量并且維持產(chǎn)生燃?xì)膺^(guò)程。在膨脹之后，流體穿過(guò)后端平面，以相對(duì)于它的初始狀態(tài)實(shí)質(zhì)上已經(jīng)升高的溫度和壓力排入一個(gè)下游穩(wěn)壓室。除了第二和第三段26、28之間的等焓膨脹之外，還通過(guò)第二和第三段之間的一個(gè)近乎等熵的膨脹來(lái)達(dá)到提取殘留能量的目的。圖11示出了默羅(Murrow)循環(huán)和布雷頓(Brayton)循環(huán)的溫-熵圖(T-S圖)的對(duì)比。默羅(Murrow)循環(huán)是變?nèi)菔捷S流發(fā)動(dòng)機(jī)8的一個(gè)熱力循環(huán)，在第二和第三段26、28之間有等焓膨脹過(guò)程和近乎等熵的膨脹過(guò)程。
默羅(Murrow)循環(huán)將功輸入循環(huán)的壓縮階段進(jìn)行壓縮，用Wcmp表示。默羅(Murrow)循環(huán)將功輸入循環(huán)的定容燃燒階段，用Wcmb表示，并且輸入進(jìn)行初始燃燒的熱量，用Qcmb1表示。在循環(huán)的膨脹階段的第一部分中，默羅(Murrow)循環(huán)輸入的熱用Qcmb2表示，并且等焓地提取了功，用Wh表示的。在循環(huán)的膨脹階段的剩余部分進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)8的第三段28的過(guò)程中，默羅(Murrow)循環(huán)以絕熱方式提取的功，用Wa表示。在此處示出的默羅(Murrow)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的示范性實(shí)施例中，第一和第二段24、26用作發(fā)動(dòng)機(jī)8的壓氣機(jī)。在此處示出的默羅(Murrow)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的示范性實(shí)施例中，第二和第三段26、28用作發(fā)動(dòng)機(jī)8的渦輪并且將功輸入第一和第二段24、26兩者中。
默羅(Murrow)循環(huán)允許一個(gè)合理數(shù)量的等焓膨脹-燃燒發(fā)生同時(shí)保持下游部件，例如圖1所示的低壓渦輪或排氣噴嘴，的熱邊界條件。通過(guò)等焓膨脹過(guò)程獲取凈功，以及通過(guò)在等焓膨脹過(guò)程中輸入的附加熱導(dǎo)致了熱效率比起沒(méi)有等焓膨脹的穩(wěn)流變?nèi)菔桨l(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)有了改善，如美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?代理標(biāo)號(hào)177664)中公開(kāi)的。如圖11所示，默羅(Murrow)循環(huán)的凈功是Wm，布雷頓(Brayton)循環(huán)的凈功是Wb。默羅(Murrow)和布雷頓(Brayton)循環(huán)的凈功以發(fā)動(dòng)機(jī)8的進(jìn)氣壓力作為參考，該壓力在圖11中用等壓線表示。默羅(Murrow)循環(huán)也可以包括貫穿整個(gè)膨脹或第三段28的燃燒。
變?nèi)菔桨l(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)生器的這種具有等焓膨脹的新式熱力循環(huán)比起沒(méi)有等焓膨脹的穩(wěn)流變?nèi)菔桨l(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)生器來(lái)說(shuō)在凈功和熱效率兩方面提供了重大的性能利益。等焓膨脹為在保持高排氣壓力的情況下提高排氣溫度到布雷頓(Brayton)量級(jí)提供了可能。在概念上，是通過(guò)將燃燒過(guò)程貫穿第三段28的至少一個(gè)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)具有等焓膨脹的發(fā)動(dòng)機(jī)和循環(huán)。超過(guò)布雷頓(Brayton)循環(huán)的凈功增加能力使得更小的發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)獍l(fā)生器也能滿足同樣的動(dòng)力需求，這對(duì)于重量和尺寸敏感的領(lǐng)域有特別的吸引力。
盡管本文描述的是被認(rèn)為是本發(fā)明的優(yōu)選和示范性實(shí)施例，但是通過(guò)本文的教導(dǎo)，本發(fā)明的其它改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的，因此，所有這種落入本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和范圍內(nèi)的改進(jìn)都希望在后附的權(quán)利要求中得到保護(hù)。因此，希望被美國(guó)專利保護(hù)的是本發(fā)明在下列權(quán)利要求中所限定和區(qū)分的。
權(quán)利要求
1.一種變?nèi)菔捷S流發(fā)動(dòng)機(jī)(8)包括一個(gè)沿軸向與一個(gè)出口(22)間隔開(kāi)并位于其上游的入口(20)，一個(gè)核心組件(15)，該組件包括一個(gè)布置在外主體(14)內(nèi)的內(nèi)主體(12)并且內(nèi)、外主體(12、14)從入口(20)延伸到出口(22)，內(nèi)、外主體(12、14)分別具有偏置的內(nèi)、外軸線(16、18)，內(nèi)、外主體(12、14)中的至少一者圍繞相應(yīng)的內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)、外主體(12，14)具有嚙合的且分別圍繞內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)，內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)分別沿徑向向外和向內(nèi)延伸，該核心組件(15)具有按連續(xù)順流關(guān)系在入口(20)和出口(22)之間延伸的第一、第二、第三段(24、26、28)，內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)在第一、第二、第三段(24、26、28)中分別具有第一、第二、第三螺旋斜度(34、36、38)，第一螺旋斜度(34)比第二螺旋斜度(36)小并且第三螺旋斜度(38)比第二螺旋斜度(36)小，和一個(gè)燃燒段(40)，該燃燒段從第二段(26)沿軸向向下游貫穿第三段(28)的至少一個(gè)部分(42)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(8)還包括，第一段(24)中的內(nèi)螺旋葉片(17)有足夠數(shù)量的圈(43)在發(fā)生器工作過(guò)程中捕集第一段(24)中的空氣進(jìn)氣(50)。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(8)還包括，圈(43)的數(shù)量足以機(jī)械地捕集空氣進(jìn)氣(50)。
4.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(8)還包括，圈(43)的數(shù)量足以動(dòng)態(tài)地捕集空氣進(jìn)氣(50)。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(8)還包括，外主體(14)可圍繞外軸線(18)旋轉(zhuǎn)并且內(nèi)主體(12)可圍繞內(nèi)軸線(16)旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(8)還包括，內(nèi)、外主體(12、14)以一個(gè)固定的傳動(dòng)比率用齒輪嚙合在一起。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(8)還包括，外主體(14)關(guān)于外軸線(18)可旋轉(zhuǎn)安裝并且內(nèi)主體(12)可圍繞外軸線(18)旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)還包括，第一段中的內(nèi)螺旋葉片有足夠數(shù)量的圈在發(fā)生器工作過(guò)程中捕集第一段中的空氣進(jìn)氣。
9.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)包括一個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器(10)，該發(fā)生器連接到一個(gè)動(dòng)力消耗裝置，并給它提供能量，該燃?xì)獍l(fā)生器(10)包括一個(gè)沿軸向與一個(gè)出口(22)間隔開(kāi)并位于其上游的入口(20)，一個(gè)核心組件(15)，該組件包括一個(gè)布置在外主體(14)內(nèi)的內(nèi)主體(12)并且內(nèi)、外主體(12、14)從入口(20)延伸到出口(22)，內(nèi)、外主體(12、14)分別具有偏置的內(nèi)、外軸線(16、18)，內(nèi)、外主體(12、14)中的至少一個(gè)圍繞相應(yīng)的內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)、外主體(12，14)具有嚙合的且分別圍繞內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)，內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)分別沿徑向向外和向內(nèi)延伸，該核心組件(15)具有按連續(xù)順流關(guān)系在入口(20)和出口(22)之間延伸的第一、第二、第三段(24、26、28)，內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)在第一、第二、第三段(24、26、28)中分別具有第一、第二、第三螺旋斜度(34、36、38)，第一螺旋斜度(34)比第二螺旋斜度(36)小并且第三螺旋斜度(38)比第二螺旋斜度(36)小，和一個(gè)燃燒段(40)，該燃燒段從第二段(26)沿軸向向下游貫穿第三段(28)的至少一個(gè)部分(42)。
10.一種飛機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)包括一個(gè)風(fēng)扇段(112)和一個(gè)核心發(fā)動(dòng)機(jī)(118)，在風(fēng)扇段(112)的下游該核心發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)燃?xì)獍l(fā)生器(10)，一個(gè)低壓渦輪(120)，在燃?xì)獍l(fā)生器(10)的下游該低壓渦輪具有至少一排低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片(122)，低壓渦輪(120)通過(guò)一個(gè)低壓軸(132)驅(qū)動(dòng)連在風(fēng)扇段(112)的至少一排沿周向間隔著的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片(130)，該燃?xì)獍l(fā)生器(10)包括一個(gè)沿軸向與一個(gè)出口(22)間隔開(kāi)并位于其上游的入口(20)，一個(gè)核心組件(15)，該組件包括一個(gè)布置在外主體(14)內(nèi)的內(nèi)主體(12)并且內(nèi)、外主體(12、14)從入口(20)延伸到出口(22)，內(nèi)、外主體(12、14)分別具有偏置的內(nèi)、外軸線(16、18)，內(nèi)、外主體(12、14)中的至少一者圍繞相應(yīng)的內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)、外主體(12，14)具有嚙合的且分別圍繞內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)，內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)分別沿徑向向外和向內(nèi)延伸，該核心組件(15)具有按連續(xù)順流關(guān)系在入口(20)和出口(22)之間延伸的第一、第二、第三段(24、26、28)，內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)在第一、第二、第三段(24、26、28)中分別具有第一、第二、第三螺旋斜度(34、36、38)，第一螺旋斜度(34)比第二螺旋斜度(36)小并且第三螺旋斜度(38)比第二螺旋斜度(36)小，和一個(gè)燃燒段(40)，該燃燒段從第二段(26)沿軸向向下游貫穿第三段(28)的至少一個(gè)部分(42)。
全文摘要
一種變?nèi)菔捷S流發(fā)動(dòng)機(jī)(8)具有一個(gè)沿軸向與一個(gè)出口(22)間隔開(kāi)并位于其上游的入口(20)。具有偏置的內(nèi)、外軸線(16、18)的內(nèi)、外主體(12、14)按連續(xù)順流關(guān)系貫穿第一、第二、第三段(24、26、28)從入口(20)延伸到出口(22)。主體中的至少一者圍繞它相應(yīng)的軸線旋轉(zhuǎn)。內(nèi)、外主體(12，14)具有嚙合的且分別圍繞內(nèi)、外軸線(16、18)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)。內(nèi)、外螺旋葉片(17、27)分別沿徑向向外和向內(nèi)延伸。螺旋葉片在第一、第二、第三段(24、26、28)中分別具有第一、第二、第三螺旋斜度(34、36、38)。第一螺旋斜度(34)比第二螺旋斜度(36)小并且第三螺旋斜度(38)比第二螺旋斜度(36)小。一個(gè)燃燒段(40)從第二段(26)沿軸向向下游貫穿第三段(28)的至少一個(gè)部分(42)。
文檔編號(hào)F02C3/06GK101025116SQ20061006409
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者K·D·默羅, B·F·鮑威爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司