专利名称：具有两个反向旋转风扇的涡轮喷气发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有两个反向旋转风扇的高旁通比涡轮喷气发动机。
更具体地说，本发明涉及一种具有高旁通比的三级压缩机旁通涡轮喷气发动机，所述涡轮喷气发动机具有位于第一中间壳体前面的前风扇和后风扇，所述前风扇和后风扇具有沿径向向外地延伸至风扇壳的叶片，所述风扇壳限定了旁通空气流的外侧；所述涡轮喷气发动机还具有低压压缩机，用于压缩空气以使其进入主气流用的通道；所述前风扇和所述后风扇由两个同轴的反向旋转轴直接且分开地旋转，且所述低压压缩机具有两组反向旋转的叶片环，该叶片环也由所述轴进行驱动。
背景技术：
在具有单个大直径风扇的高功率涡轮喷气发动机中，为了防止出现较大且不良的噪音(该噪音会降低空气动力效率)，叶片梢端处的周向速度必须低于声速。
通过在风扇转子和驱动轴之间放置减速齿轮传动装置，有可能降低叶片周边处的速度。然而，齿轮传动装置及其相应附属设备，会使得发动机变得更加复杂和沉重。
另一项技术是使用两个反向旋转风扇(其由同轴的驱动轴直接驱动)来装备涡轮喷气发动机的前端，所述驱动轴也驱动主气流用的低压压缩机的反向旋转转子。
法国专利Nos.2 560 642和2 603 644描述了上述类型的涡轮喷气发动机。在这些文献中，后风扇安装在低压压缩机的周围，紧挨着前风扇的后面。因此，后风扇的叶片与前风扇的叶片相邻，且产生了有害的噪音。此外，在吸入状态下，两个叶片环之间的空间不足以确保两个风扇的叶片的螺旋桨在变形时不相互接触。
法国专利No.2 603 343也描述了这样一种涡轮喷气发动机，其具有两个反向旋转风扇，且低压压缩机的转子沿轴向设置在两个风扇之间。这种布置方式导致了后风扇前面的低压压缩机的悬伸长度增加过多。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有两个反向旋转风扇的涡轮喷气发动机，其中该涡轮喷气发动机符合噪音标准，同时也可以使高压压缩机正常地进气。
本发明通过以下方式来实现这一目的所述后风扇的叶片设置在旁通气流中，且从围绕低压压缩机的叶轮处进行延伸，所述低压压缩机同时具有外转子和内转子，所述外转子由具有孔的后风扇旋转轴驱动，其中多个转子叶片的环延伸到所述孔内，所述内转子由前风扇旋转轴驱动，所述前风扇旋转轴具有延伸出其周边的多个转子叶片的环，所述内外旋转轴上的转子叶片环在主气流中交替出现；并且，前风扇的叶片与后风扇的叶片之间的距离，不小于投影到前风扇的叶片的翼弦轴线上的投影长度的2倍。
因此，为了避免增加电机的长度，第二风扇在旁通气流中沿径向向外地布置在压缩机的周围。
优选地，两个风扇的叶片之间的距离，不小于投影到前风扇的叶片的翼弦轴线上的投影长度的2.5倍。
更优选地，两个风扇的叶片之间的距离，不小于投影到前风扇的叶片的翼弦轴线上的投影长度的3.5倍。
大于在法国专利FR 2 603 343中所公开数值的那些数值，可以提高噪音的标准。
优选地，所述驱动轴由两个反向旋转的低压涡轮来驱动。
通过阅读以下对示例的说明和参考附图，将展现出本发明的其他特性和优点，其中图1是根据本发明的、双风扇涡轮喷气发动机的前端局部半剖图。
具体实施例方式
图1是涡轮喷气发动机的前端沿x轴方向的局部视图；该涡轮喷气发动机包含位于中间壳体前面的前风扇3和后风扇5，以及低压压缩机7；其中，所述前风扇3由内驱动轴4驱动；所述后风扇5由中间驱动轴6(该中间驱动轴6与内驱动轴4同轴，并围绕所述内驱动轴4)驱动；所述低压压缩机7压缩空气，以使其进入主要空气流(或“主体”空气流)F1用的通道8内，且轴向地安装在前风扇3和中间壳体2之间。
前风扇3具有叶片10，其中所述叶片10从叶轮11的周边延伸至风扇壳12，所述风扇壳12限定了辅助或“旁通”气流F2用的通道13的外侧。
类似地，后风扇5具有叶片14，该叶片14从叶轮15的周边通过旁通气流F2用的通道13延伸至风扇壳12。叶轮15径向地安装在低压压缩机7的外侧。
前风扇3的叶轮11被锥形体16连接到内驱动轴4上，而后风扇5的叶轮15经由低压压缩机7中的转子叶片19的下游环18被锥形体17连接到中间驱动轴6上。
中间壳体2在旁通气流F2中设置有外结构栅格30，并在主气流F1中设置有内结构栅格31。外结构栅格30向外地连接在风扇壳12上。环形盒体32安装在外结构栅格30和内结构栅格31之间。
低压压缩机7具有外转子20，该外转子20紧固到后风扇5的叶轮15上；该叶轮15具有一个孔，其中转子叶片19的下游环18和位于下游环18上游的转子叶片21的第二环都径向地向内经过通道8延伸到该孔内。所述低压压缩机还具有内转子30，该内转子30具有从其周边径向地向外延伸的转子叶片32的上游环31和转子叶片的环33，其中所述转子叶片32的上游环31设置在转子叶片21的环的上游，所述转子叶片的环33设置在第二环的转子叶片21和下游环18的转子叶片19之间。内转子30被连接在锥形体16上，或通过衬套35连接在前风扇的叶轮11上。在外转子20的前面，外转子20具有一个分离梢端25，用来将主流气流F1从旁通气流F2中分离。
驱动轴4和6由两个反向旋转的涡轮沿相反方向进行旋转；或者，优选地，由具有内转子和外转子的工作涡轮进行旋转，其中所述内转子和外转子沿涡轮轴线方向交替地设置有转子叶片环。由于没有定子，这种配置方式可同时减少工作涡轮的长度和重量。
通过推力轴承40和滚柱轴承41，中间壳体2支承着后风扇5和低压压缩机7的外转子20的驱动轴6；通过位于滚柱轴承41下方的轴间推力轴承42以及通过位于推力轴承40下方的轴间滚柱轴承43，上述中间壳体也同时支承着前风扇3和低压压缩机7的内转子30的驱动轴4。
附图标记44代表了安装在中间壳体2和高压压缩机51的驱动轴50之间的推力轴承，其中该高压压缩机51的驱动轴50位于中间壳体2的后方。
前风扇3的叶片10与后风扇5的叶片14之间的距离L需要足够长，以满足噪音标准。
该距离L不小于投影到前风扇3的叶片10的翼弦(cord-line)轴线上的投影长度l的2倍。优选地，该距离L不小于上述投影长度l的2.5倍，甚至不小于上述投影长度l的3.5倍。
权利要求
1.一种具有高旁通比的三级压缩机旁通涡轮喷气发动机，所述涡轮喷气发动机具有位于第一中间壳体(2)前面的前风扇(3)和后风扇(5)，所述前风扇(3)和后风扇(5)具有沿径向向外地延伸至风扇壳(12)的叶片(10，14)，所述风扇壳(12)限定了旁通空气流(F2)的外侧；所述涡轮喷气发动机还具有低压压缩机(7)，用于压缩空气以使其进入主气流(F1)用的通道(8)；所述前风扇(3)和所述后风扇(5)由两个同轴的反向旋转轴(4，6)直接且分开地旋转，且所述低压压缩机具有两组反向旋转的叶片环，该叶片环也由所述轴进行驱动；所述三级压缩机旁通涡轮喷气发动机的特征在于所述后风扇(5)的叶片(14)设置在旁通气流(F2)中，且从围绕低压压缩机(7)的叶轮(15)处进行延伸，所述低压压缩机同时具有外转子(20)和内转子(30)，所述外转子(20)由具有孔的后风扇旋转轴(6)驱动，其中多个转子叶片(19，21)的环延伸到所述孔内，所述内转子(30)由前风扇旋转轴(4)驱动，所述前风扇旋转轴(4)具有延伸出其周边的多个转子叶片(32，34)的环，所述内外旋转轴上的转子叶片环在主气流(F1)中交替出现；并且，前风扇(3)的叶片(10)与后风扇(5)的叶片(14)之间的距离L，不小于投影到前风扇(3)的叶片(10)的翼弦轴线上的投影长度(l)的2倍。
2.如权利要求1所述的涡轮喷气发动机，其特征在于前风扇(3)的叶片(10)与后风扇(5)的叶片(14)之间的距离L，不小于投影到前风扇(3)的叶片(10)的翼弦轴线上的投影长度(l)的2.5倍。
3.如权利要求2所述的涡轮喷气发动机，其特征在于前风扇(3)的叶片(10)与后风扇(5)的叶片(14)之间的距离L，不小于投影到前风扇(3)的叶片(10)的翼弦轴线上的投影长度(l)的3.5倍。
全文摘要
本发明涉及一种涡轮喷气发动机，所述涡轮喷气发动机具有位于中间壳体(2)前面的两个反向旋转风扇(3，5)，所述风扇紧固到反向旋转的低压压缩机(7)上。所述后风扇(5)的叶片(14)从围绕低压压缩机(7)的外转子(20)的叶轮(15)处延伸至旁通气流(F2)中。前风扇(3)的叶片(10)与后风扇(5)的叶片(14)之间的距离L，不小于投影到前风扇(3)的叶片(10)的翼弦轴线上的投影长度(1)的2倍。
文档编号F02K3/00GK1654806SQ20051000678
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月11日
发明者雅克·巴特, 法比耶纳·拉科尔, 扬·勒布雷, 瓦妮莎·勒鲁索, 帕特里克·莫雷尔 申请人:Snecma发动机公司