專利名稱：具有兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的高旁通比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有高旁通比的三級(jí)壓縮機(jī)旁通渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)具有位于第一中間殼體前面的前風(fēng)扇和后風(fēng)扇，所述前風(fēng)扇和后風(fēng)扇具有沿徑向向外地延伸至風(fēng)扇殼的葉片，所述風(fēng)扇殼限定了旁通空氣流的外側(cè)；所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)還具有低壓壓縮機(jī)，用于壓縮空氣以使其進(jìn)入主氣流用的通道；所述前風(fēng)扇和所述后風(fēng)扇由兩個(gè)同軸的反向旋轉(zhuǎn)軸直接且分開(kāi)地旋轉(zhuǎn)，且所述低壓壓縮機(jī)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(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
在具有單個(gè)大直徑風(fēng)扇的高功率渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了防止出現(xiàn)較大且不良的噪音(該噪音會(huì)降低空氣動(dòng)力效率)，葉片梢端處的周向速度必須低于聲速。
通過(guò)在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)軸之間放置減速齒輪傳動(dòng)裝置，有可能降低葉片周邊處的速度。然而，齒輪傳動(dòng)裝置及其相應(yīng)附屬設(shè)備，會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)變得更加復(fù)雜和沉重。
另一項(xiàng)技術(shù)是使用兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇(其由同軸的驅(qū)動(dòng)軸直接驅(qū)動(dòng))來(lái)裝備渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的前端，所述驅(qū)動(dòng)軸也驅(qū)動(dòng)主氣流用的低壓壓縮機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。
法國(guó)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(dòng)機(jī)。在這些文獻(xiàn)中，后風(fēng)扇安裝在低壓壓縮機(jī)的周圍，緊挨著前風(fēng)扇的后面。因此，后風(fēng)扇的葉片與前風(fēng)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(gè)葉片環(huán)之間的空間不足以確保兩個(gè)風(fēng)扇的葉片的螺旋槳在變形時(shí)不相互接觸。
法國(guó)專利No.2 603 343也描述了這樣一種渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇，且低壓壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子沿軸向設(shè)置在兩個(gè)風(fēng)扇之間。這種布置方式導(dǎo)致了后風(fēng)扇前面的低壓壓縮機(jī)的懸伸長(zhǎng)度增加過(guò)多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中該渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)符合噪音標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也可以使高壓壓縮機(jī)正常地進(jìn)氣。
本發(fā)明通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的所述后風(fēng)扇的葉片設(shè)置在旁通氣流中，且從圍繞低壓壓縮機(jī)的葉輪處進(jìn)行延伸，所述低壓壓縮機(jī)同時(shí)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(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)，其中多個(gè)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(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)，所述前風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸具有延伸出其周邊的多個(gè)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(fēng)扇的葉片與后風(fēng)扇的葉片之間的距離，不小于投影到前風(fēng)扇的葉片的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)度的2倍。
因此，為了避免增加電機(jī)的長(zhǎng)度，第二風(fēng)扇在旁通氣流中沿徑向向外地布置在壓縮機(jī)的周圍。
優(yōu)選地，兩個(gè)風(fēng)扇的葉片之間的距離，不小于投影到前風(fēng)扇的葉片的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)度的2.5倍。
更優(yōu)選地，兩個(gè)風(fēng)扇的葉片之間的距離，不小于投影到前風(fēng)扇的葉片的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)度的3.5倍。
大于在法國(guó)專利FR 2 603 343中所公開(kāi)數(shù)值的那些數(shù)值，可以提高噪音的標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)軸由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的低壓渦輪來(lái)驅(qū)動(dòng)。


通過(guò)閱讀以下對(duì)示例的說(shuō)明和參考附圖，將展現(xiàn)出本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的、雙風(fēng)扇渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的前端局部半剖圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的前端沿x軸方向的局部視圖；該渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)包含位于中間殼體前面的前風(fēng)扇3和后風(fēng)扇5，以及低壓壓縮機(jī)7；其中，所述前風(fēng)扇3由內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸4驅(qū)動(dòng)；所述后風(fēng)扇5由中間驅(qū)動(dòng)軸6(該中間驅(qū)動(dòng)軸6與內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸4同軸，并圍繞所述內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸4)驅(qū)動(dòng)；所述低壓壓縮機(jī)7壓縮空氣，以使其進(jìn)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(fēng)扇3和中間殼體2之間。
前風(fēng)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(fēng)扇殼12，所述風(fēng)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(fēng)扇5具有葉片14，該葉片14從葉輪15的周邊通過(guò)旁通氣流F2用的通道13延伸至風(fēng)扇殼12。葉輪15徑向地安裝在低壓壓縮機(jī)7的外側(cè)。
前風(fēng)扇3的葉輪11被錐形體16連接到內(nèi)驅(qū)動(dòng)軸4上，而后風(fēng)扇5的葉輪15經(jīng)由低壓壓縮機(jī)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(dòng)軸6上。
中間殼體2在旁通氣流F2中設(shè)置有外結(jié)構(gòu)柵格30，并在主氣流F1中設(shè)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(fēng)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(jī)7具有外轉(zhuǎn)子20，該外轉(zhuǎn)子20緊固到后風(fēng)扇5的葉輪15上；該葉輪15具有一個(gè)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(guò)通道8延伸到該孔內(nèi)。所述低壓壓縮機(jī)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(shè)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(shè)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(guò)襯套35連接在前風(fēng)扇的葉輪11上。在外轉(zhuǎn)子20的前面，外轉(zhuǎn)子20具有一個(gè)分離梢端25，用來(lái)將主流氣流F1從旁通氣流F2中分離。
驅(qū)動(dòng)軸4和6由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的渦輪沿相反方向進(jìn)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(jìn)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(shè)置有轉(zhuǎn)子葉片環(huán)。由于沒(méi)有定子，這種配置方式可同時(shí)減少工作渦輪的長(zhǎng)度和重量。
通過(guò)推力軸承40和滾柱軸承41，中間殼體2支承著后風(fēng)扇5和低壓壓縮機(jī)7的外轉(zhuǎn)子20的驅(qū)動(dòng)軸6；通過(guò)位于滾柱軸承41下方的軸間推力軸承42以及通過(guò)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(shí)支承著前風(fēng)扇3和低壓壓縮機(jī)7的內(nèi)轉(zhuǎn)子30的驅(qū)動(dòng)軸4。
附圖標(biāo)記44代表了安裝在中間殼體2和高壓壓縮機(jī)51的驅(qū)動(dòng)軸50之間的推力軸承，其中該高壓壓縮機(jī)51的驅(qū)動(dòng)軸50位于中間殼體2的后方。
前風(fēng)扇3的葉片10與后風(fēng)扇5的葉片14之間的距離L需要足夠長(zhǎng)，以滿足噪音標(biāo)準(zhǔn)。
該距離L不小于投影到前風(fēng)扇3的葉片10的翼弦(cord-line)軸線上的投影長(zhǎng)度l的2倍。優(yōu)選地，該距離L不小于上述投影長(zhǎng)度l的2.5倍，甚至不小于上述投影長(zhǎng)度l的3.5倍。
權(quán)利要求
1.一種具有高旁通比的三級(jí)壓縮機(jī)旁通渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)具有位于第一中間殼體(2)前面的前風(fēng)扇(3)和后風(fēng)扇(5)，所述前風(fēng)扇(3)和后風(fēng)扇(5)具有沿徑向向外地延伸至風(fēng)扇殼(12)的葉片(10，14)，所述風(fēng)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(dòng)機(jī)還具有低壓壓縮機(jī)(7)，用于壓縮空氣以使其進(jìn)入主氣流(F1)用的通道(8)；所述前風(fēng)扇(3)和所述后風(fēng)扇(5)由兩個(gè)同軸的反向旋轉(zhuǎn)軸(4，6)直接且分開(kāi)地旋轉(zhuǎn)，且所述低壓壓縮機(jī)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(jìn)行驅(qū)動(dòng)；所述三級(jí)壓縮機(jī)旁通渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于所述后風(fēng)扇(5)的葉片(14)設(shè)置在旁通氣流(F2)中，且從圍繞低壓壓縮機(jī)(7)的葉輪(15)處進(jìn)行延伸，所述低壓壓縮機(jī)同時(shí)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(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸(6)驅(qū)動(dòng)，其中多個(gè)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(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸(4)驅(qū)動(dòng)，所述前風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸(4)具有延伸出其周邊的多個(gè)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(fēng)扇(3)的葉片(10)與后風(fēng)扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風(fēng)扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)度(l)的2倍。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于前風(fēng)扇(3)的葉片(10)與后風(fēng)扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風(fēng)扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)度(l)的2.5倍。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于前風(fēng)扇(3)的葉片(10)與后風(fēng)扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風(fēng)扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)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(dòng)機(jī)，所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)具有位于中間殼體(2)前面的兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇(3，5)，所述風(fēng)扇緊固到反向旋轉(zhuǎn)的低壓壓縮機(jī)(7)上。所述后風(fēng)扇(5)的葉片(14)從圍繞低壓壓縮機(jī)(7)的外轉(zhuǎn)子(20)的葉輪(15)處延伸至旁通氣流(F2)中。前風(fēng)扇(3)的葉片(10)與后風(fēng)扇(5)的葉片(14)之間的距離L，不小于投影到前風(fēng)扇(3)的葉片(10)的翼弦軸線上的投影長(zhǎng)度(1)的2倍。
文檔編號(hào)F02K3/00GK1654806SQ20051000678
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)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(yáng)·勒布雷, 瓦妮莎·勒魯索, 帕特里克·莫雷爾 申請(qǐng)人:Snecma發(fā)動(dòng)機(jī)公司