喷气分流式转子增压燃气轮机的制作方法

文档序号:36485507发布日期:2023-12-26 00:11阅读:37来源:国知局
喷气分流式转子增压燃气轮机
1.技术领域 本发明涉及一种转子增压燃气轮机,特别是喷气分流式转子增压燃气轮机

2.

背景技术:
在申请号为
202011068701.0
的转子增压型燃气轮机中,虽然优化了多排燃烧室转子的结构,也让燃油与空气能形成均质的燃油雾化混合汽进行燃烧,但因从转子燃烧室排出去的高温高压作功燃气会全部喷向涡轮作功,虽然使燃气轮机发出的轴功率很大,但在用于飞机的转子增压燃气轮机中,让转子燃烧室产生的作功燃气能部分的直接后喷及喷气分流可能会达到更好的推进效果

3.

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种喷气分流式转子增压燃气轮机,在使转子增压燃气轮机具有高效率大功率的同时,通过结构改进,不仅实现了让转子燃烧室产生的作功燃气能部分的直接向后喷出及喷气分流,有利于提高转子增压燃气轮机的推进工作效率,另外,在转子燃烧室内的高温高压作功燃气部分喷气分流作功后,因燃烧室内余下的作功燃气温度和压力相应的降低,改善了涡轮壳内涡轮叶片的工作运行状态

4.在本发明的第一输气管旁置式转子增压燃气轮机中,包括喷气分流式转子增压燃气轮机,包括压气机和通过机轴相连接的涡轮,在压气机与涡轮之间设有带若干排燃烧室的转子,该转子装在转子壳内,在转子壳上划分有均等的若干配气角度区,从转子壳上每个配气角度区内的起始位置

到顺转子旋转方向的末端位置处,依次设有处在同一角度内的换气进口与换气出口,在换气进口和换气出口之后,依次形成装有火花塞的点火腔

第一出气口

第二出气口

第三出气口

第四出气口及第五出气口
……
,压气机的出气端经压缩空气输气管与换气进口相连通,换气出口和其后相应的出气口分别经相应的输气管再与涡轮之前的喷口盘上相应的喷气口相连通,在各配气角度区内的第一出气口与第一输气管相连通后,第一输气管的后侧是从涡轮壳的外围向后延伸过涡轮壳,让第一出气口喷出的高温高压作功燃气能从第一输气管向后喷出,在第一出气口之后的第二出气口

第三出气口

第四出气口及第五出气口
……
则分别经相应的各自输气管与涡轮之前的喷口盘上各相应的喷气口相连通

5.在只让喷气分流式转子增压燃气轮机中的第一输气管进行喷气作功时,与各配气角度区内第一出气口连通的各第一输气管向后延伸过涡轮壳后,又伸进涡轮壳后部的尾喷管内,并让第一输气管的后端与相应的扩压喷口相连通

6.第一输气管后侧还可以这样布置,与各配气角度区内第一出气口连通的各第一输气管向后延伸过涡轮壳后,第一输气管的后端又与贴在尾喷管外围上的扩压喷口相连通

7.在第一输气管后侧也设置叶片时,与各配气角度区内第一出气口连通的各第一输气管向后延伸到涡轮壳后,在第一输气管后端形成有喷气口,在涡轮后侧所设的末级叶片是处在涡轮壳的外侧位置,这些末级叶片的叶顶还与连结转环相连结,并让连结转环处于涡轮壳的外侧,连结转环前端面的直径尺寸与涡轮壳后端面的直径尺寸相同,在连结转环的外围形成有双作用的外环叶片,第一输气管后端的喷气口对准着连结转环外围的外环叶片,在外环叶片的外围还设有风扇函道,风扇函道经导向柱片与涡轮壳相连接,双作用的外环叶片采用了流线型截面,流线型的中心线基本上是一条直线,具有较厚的弧形前面和向
后延伸

逐渐略变薄的迎风面及背风面,从第一输气管后端喷气口喷出的高温高压作功燃气吹动外环叶片使外环叶片起到涡轮的作用,在外环叶片转过喷气口后,外环叶片又会把从风扇函道前侧进入的空气流加压向后排出,让外环叶片又起到风扇作用

8.在双作用的外环叶片尺寸较长时,双作用的外环叶片被制成较长尺寸时,相应的各第一输气管后侧的喷气口也采用扁长形状,并且相对涡轮轴心倾斜布置,让扁长喷气口的一侧远离轴心,另一侧的扁长喷气口则靠近轴心,长形尺寸的喷气口所占宽度让喷气口能对应多个外环叶片,而喷气口扁形窄处的径向尺寸较小于外环叶片的半径方向的长度,使转过喷气口的外环叶片能被喷出的气流从叶片的叶顶延续的吹到叶片根部

9.在第三实施例的喷气分流式转子增压燃气轮机中,包括压气机和通过机轴相连接的涡轮,在压气机与涡轮之间设有带若干排燃烧室的转子,该转子装在转子壳内,在转子壳上划分有均等的若干配气角度区,从转子壳上每个配气角度区内的起始位置

到顺转子旋转方向的末端位置处,依次设有处在同一角度内的换气进口与换气出口,在换气进口和换气出口之后,依次形成装有火花塞的点火腔

第一出气口

第二出气口

第三出气口

第四出气口及第五出气口
……
,压气机的出气端经压缩空气输气管与换气进口相连通,换气出口和其后相应的出气口分别经相应的输气管再与涡轮之前的喷口盘上相应的喷气口相连通,在涡轮后侧所设的末级叶片是处在涡轮壳的外侧位置,这些末级叶片的叶顶还与外围的连结转环相连结,并让连结转环处于涡轮壳的后面,连结转环前端面的直径尺寸与涡轮后端面的直径尺寸相同,在连结转环上还形成有外围的外环叶片,在外环叶片的外围设有把外环叶片罩在其中的扩口涡轮壳,扩口涡轮壳经挡板环与涡轮壳的后侧相连,各配气角度区内的第一出气口和中间及最后位置的两个出气口分别经各自的输气管沿涡轮壳外围向后延伸,在各输气管后端形成有喷气口,输气管后端的喷气口穿过扩口涡轮壳与涡轮壳之间的挡板环后,再对准着后面的外环叶片,各输气管后端的喷气口尺寸较宽,使各喷气口能排满扩口涡轮壳与涡轮壳之间的环形喷气口布置空间,除了各配气角度区内的第一出气口和中间及最后位置的两个出气口之外,剩余的各出气口则分别经相应的各自输气管与涡轮之前的喷口盘上各相应的喷气口相连通

10.为降低叶片的工作温度,从压气机之后的各压缩空气输气管上还分别引出设有中间冷却器的冷气输气管,并让冷气输气管数量与转子壳上配气角度区的数量相同,这些冷气输气管后端也形成有冷气喷气口,在让冷气输气管均布排列在其它的输气管之间并穿过连结着扩口涡轮壳与涡轮壳的挡板环后,再让冷气输气管后端的冷气喷气口对准着后面的外环叶片

11.为让涡轮的动力能被输出,涡轮后侧的末级叶片和连成一体的外环叶片即可装在涡轮的转子体上,又可装在动力输出轴上的单独转子盘上

12.在第四实施例的喷气分流式转子增压燃气轮机中,包括压气机和通过机轴相连接的涡轮,在压气机与涡轮之间设有带若干排燃烧室的转子,该转子装在转子壳内,在转子壳上划分有均等的若干配气角度区,从转子壳上每个配气角度区内的起始位置

到顺转子旋转方向的末端位置处,依次设有处在同一角度内的换气进口与换气出口,在换气进口和换气出口之后,依次形成装有火花塞的点火腔

第一出气口

第二出气口

第三出气口

第四出气口及第五出气口
……
,压气机的出气端经压缩空气输气管与换气进口相连通,换气出口和其后相应的出气口分别经相应的输气管再与涡轮之前的喷口盘上相应的喷气口相连通,
在涡轮后侧所设的末级叶片处在涡轮壳的外侧位置,这些末级叶片的叶顶与连结转环相连结,连结转环处于涡轮壳的后面,并且连结转环前端面的直径尺寸与涡轮壳后端面的直径尺寸相同,在连结转环上形成有外围的外环叶片,在外环叶片的叶顶也形成有外围的连结外环,在连结外环上还形成有风扇叶片,在涡轮壳的后侧外围设有喷口壳,涡轮壳的后侧经挡板环与外围所设的喷口壳后侧相连,喷口壳后端面的直径尺寸与后面的设有叶片的连结外环前端面的直径尺寸相同,在风扇叶片的外围还设有把风扇叶片罩在其中的风扇函道,风扇函道通过导向柱片与涡轮壳外围的喷口壳相连,各配气角度区内的第一出气口和中间及最后位置的两个出气口分别经各自的输气管沿涡轮壳外围向后延伸,并让各输气管后端所形成的喷气口穿过喷口壳与涡轮壳之间的挡板环,再对准着后面的外环叶片,各输气管后端的喷气口尺寸较宽,使各喷气口能排满喷口壳与涡轮壳之间的环形喷气口布置空间,除了各配气角度区内的第一出气口和中间及最后位置的两个出气口之外,剩余的各出气口则分别经相应的各自输气管与涡轮之前的喷口盘上各相应的喷气口相连通,涡轮后面的由末级叶片

外环叶片和风扇叶片构成的结构体通过轴承装在涡轮的转子体与后侧的尾锥之间

13.为了冷却叶片,从压气机之后的各压缩空气输气管上还分别引出设有中间冷却器的冷气输气管,并让冷气输气管数量与转子壳上配气角度区的数量相同,这些冷气输气管后端也形成有冷气喷气口,在让冷气输气管均布排列在其它的输气管之间并穿过连结着喷口壳与涡轮壳的挡板环后,再让冷气输气管后端的冷气喷气口对准着后面的外环叶片

14.在这种改进的喷气分流式转子增压燃气轮机中,因第一输气管采用旁置式布置向后伸出,能让转子燃烧室内产生的高温高压作功燃气部分的直接向后喷出,因相应的提高了推进效率,特别适合作为高速飞机和大中型无人机的动力装置

而让部分作功燃气喷气分流,因让高温高压作功燃气部分的分流去吹动可以冷却的外环叶片,让温度和压力相应降低的余下作功燃气去推动涡轮运转并带动压气机,在提高工作效率的条件下,也使得涡轮叶片不必用特别的耐高温材料制造,从而也会降低涡轮叶片的制造成本

15.附图说明 下面结合附图对本发明的喷气分流式转子增压燃气轮机进行详细的说明

16.图1是本发明的喷气分流式转子增压燃气轮机的结构剖视图

17.图2是沿图1中
a-a
线的喷气分流式转子增压燃气轮机的转子壳和转子剖视图

18.图3是沿图1中
b-b
线的喷气分流式转子增压燃气轮机的尾喷管剖视图

19.图4是本发明第二实施例的喷气分流式转子增压燃气轮机的结构剖视图

20.图5是沿图4中
a-a
线的喷气分流式转子增压燃气轮机的尾部结构剖视图

21.图6是沿图4中
b-b
线的双作用叶片截面剖视图

22.图7是本发明第三实施例的喷气分流式转子增压燃气轮机的结构剖视图

23.图8是本发明第四实施例的喷气分流式转子增压燃气轮机的结构剖视图

24.图9是沿图8中
a-a
线的喷气分流式转子增压燃气轮机的尾部结构剖视图

25.具体实施方式 本发明的喷气分流式转子增压燃气轮机总体结构如图1和图2所示,包括压气机
21
和通过机轴
22
相连接的涡轮
23。
在压气机与涡轮之间设有带若干排燃烧室
26
的转子
25
,该转子装在转子壳
29


在转子壳
29
上划分有均等的若干配气角度区
40
,如图2所示,在转子壳
29
上划分了三个均等的若干配气角度区
40(
在大功率转子增压燃气轮机
中,也可设置四个配气角度区
)
,每个配气角度区占有
120
度的角度区域

从转子壳
29
上每个配气角度区
40
内的起始位置

到顺转子
25
沿箭头
56
方向旋转的末端位置处,依次设有处在同一角度内的换气进口8与换气出口
7。
在换气进口8和换气出口7之后,可依次形成装有火花塞
30
的点火腔
31、
第一出气口
1、
第二出气口
2、
第三出气口
3、
第四出气口4及第五出气口5……
,换气出口7之后相应的各作功燃气出气口是分别经相应的输气管再与涡轮之前的喷口盘
37
上相应的喷气口相连通的

26.在压气机的出气端与换气进口8连接中,如图1所示,压气机
21
的出气端是经压缩空气输气管9与换气进口8相连通的,而换气出口7是经输气管
17
与喷口盘
37
上的喷气口7′
相连通

在图1中,通过角度偏转画出了燃烧室
26
在转到换气进口8和换气出口7位置时把换气进口和换气出口进行沟通的状态,这时从压气机
21
流出的压缩空气经压缩空气输气管9和换气进口8充入燃烧室
26
,挤走燃烧室内的中压作功燃气,完成燃烧室内的中压换气过程,从换气出口7被排出的中压作功燃气再经相应的输气管
17
经喷气口7′
喷向后侧的涡轮
23。
实际中,在压缩空气输气管9上还设有形成燃油混合气的燃油喷嘴
(
未画
)。
在图2实施例中的转子壳
29
上的三个配气角度区
40
内,在换气进口8和换气出口7之后,是依次设置了装有火花塞
30
的点火腔
31、
第一出气口
1、
第二出气口
2、
第三出气口
3、
第四出气口
4、
第五出气口5和第六出气口6,而各配气角度区
40
内的第一出气口1与第一输气管
11
相连通后,第一输气管的后侧是从涡轮壳
24
的外围向后延伸过涡轮壳,又伸进涡轮壳后部的尾喷管
19
内,并让第一输气管
11
的后端与相应的扩压喷口
20
相连通,使第一出气口1喷出的高温高压作功燃气能经第一输气管
11
和扩压喷口
20
向后喷出,让从第一出气口1排出的部分作功燃气能直接产生喷气作用力

而在第一出气口1之后的第二出气口
2、
第三出气口
3、
第四出气口
4、
第五出气口5和第六出气口6,则是分别经相应的输气管
12、
输气管
13、
输气管
14、
输气管
15
和输气管
16
与喷口盘
37
上的各相应喷气口相连通,让温度压力相应降低的作功燃气能第二出气口2和其后的各出气口依次降压向外喷出,再经相应的各自输气管从喷口盘
37
上各相应的喷气口喷向涡轮
23
,带动涡轮旋转作功,涡轮
23
旋转作功的同时也带动压气机
21
继续产生压缩空气

27.实际中,加大或减小第一出气口1的流通截面,便可增加或减少进入第一输气管
11
的作功燃气量,进而也能确定出高压燃气直喷推动力与涡轮喷气推动力之间的大小比例

在保证涡轮
23
能带动压气机
21
的条件下,应该尽可能让第一出气口1喷出更多的作功燃气,以增加高压作功燃气直喷产生的推动力

28.实际中,也可让各配气角度区
40
内与第一出气口1连通的各第一输气管
11
在向后延伸过涡轮壳
24
后,不必伸进尾喷管
19
,而是让第一输气管的后端与贴在尾喷管
19
外围上的扩压喷口
20
相连通的
(
未画
)。
29.为了减少作功燃气流经第一输气管
11
时而产生的热量损失,至少应在第一输气管
11
上设置隔热层
41。
另外,实际中也可在第一输气管
11
后端处的扩压喷口
17
内设置相应的加力喷油嘴,以便能灵活的增加喷气作用力

30.在把这种喷气分流式转子增压燃气轮机作为飞机动力时,由于能让燃烧室中的部分作功燃气直接向后喷射并产生更大的反喷推动力,不仅提高了转子增压燃气轮机的工作效率,而让余下的温度和压力相应降低的作功燃气去推动涡轮运转,也降低了涡轮叶片的工作温度,改善了涡轮叶片的运转条件,不必用特别耐高温的材料去制造涡轮叶片

31.在如图4所示的本发明第二实施例中,为了让从第一输气管
11
向后喷出的作功燃气能转化为更大的向前驱动力,是在第一输气管
11
后侧的喷气口之后又设置了双作用的外环叶片

这一实施例如图4所示,在转子壳
29
的各配气角度区
40

(
参看图
2)
,与各配气角度区
40
内第一出气口1连通的各第一输气管
11
向后延伸到涡轮壳
24
后,在第一输气管
11
后端形成有喷气口
38。
在涡轮
23
后侧所设的末级叶片
42
是处在了涡轮壳
24
的外侧位置,这些末级叶片
42
的叶顶还与连结转环
39
相连结,并让连结转环处于涡轮壳
24
的外侧

连结转环前端面的直径尺寸与涡轮壳
24
后端面的直径尺寸相同,相当于涡轮壳
24
后端向后面尾喷管的延续,在连结转环
39
的外围还形成有双作用的外环叶片
36
,第一输气管
11
后端的喷气口
38
对准着连结转环
39
外围的外环叶片
36。
在转子
25
上的燃烧室
26
与转子壳
29
上的第一出气口1接通后,燃烧室内温度和压力最高的作功燃气会首先从第一出气口向外部分的喷出,经第一输气管后端的喷气口
38
吹动外环叶片
36
,让双作用的外环叶片旋转时相当于风扇那样能产生更大的向前推动力,在外环叶片的外围还设有风扇函道
43
,风扇函道经导向柱片
45
与涡轮壳
24
相连接

32.喷气口
38
后面的双作用外环叶片
36
采用了流线型的截面
(
参看图
6)
,流线型的中心线
51
基本上是一条直线,设在连结转环
39
外围的外环叶片具有较厚的弧形前面
52
和向后延伸

逐渐略变薄的迎风面
53
及背风面
54。
当然,为让不同半径处的外环叶片能均匀的向后排气,外环叶片的迎风角度会从叶根到叶顶会相应的扭转

这种双作用的外环叶片
36
被作功燃气能吹动及与空气流的作用如图6所示,从第一输气管后端喷气口
38
喷出的高温高压作功燃气沿箭头
58
吹动外环叶片
36
,使外环叶片受到沿箭头
57
所示的旋转作用力,让双作用的外环叶片
36
起到涡轮的作用

在外环叶片转过喷气口
38
后,外环叶片又会把从风扇函道
43
前侧进入的空气流沿箭头
59
所示方向加压向后排出,让双作用的外环叶片
36
又起到风扇作用,从而增加了燃气轮机的向前推动力

当然,双作用叶片
32
的截面形状即不是很好的涡轮叶片形状,也不是很好的风扇叶片形状,只能是折衷的被作功燃气吹动作功和作为风扇向后排气

33.实际中,在双作用的外环叶片
36
被制成较长尺寸时,如图5所示,相应的各第一输气管
11
后侧的喷气口
38
也采用扁长形状,并且相对涡轮轴心倾斜布置,让扁长喷气口的一侧远离轴心,另一侧的扁长喷气口则靠近轴心,长形尺寸的喷气口
38
所占宽度让喷气口能对应多个外环叶片
36
,使喷气口
38
喷出的气流可同时吹到多个双作用外环叶片
36


而喷气口
38
扁形窄处的径向尺寸较小于外环叶片
36
的半径方向的长度,让喷气口
38
喷出的气流只能吹在双作用叶片的部分面积上,倾斜布置的喷气口
38
也使转过喷气口的外环叶片能被喷出的气流从叶片的叶顶延续的吹到叶片根部,让被吹动的双作用叶片不会受力太大的作功燃气冲击力

由于在转子壳
29
上设置了三个配气角度区
40(
参看图
2)
,在每个配气角度区的第一输气管
11
后侧的喷气口
38
都伸向后面的双作用外环叶片
36
后,如图5中所示,就会有三个间隔
120
角的喷气口
38
对准着双作用外环叶片

34.如双作用的外环叶片
36
尺寸较短,让各第一输气管
11
后侧喷气口
38
的径向尺寸与双作用外环叶片
36
半径方向的长度尺寸基本相同即可
(
未画
)。
35.在图4所示的第二实施例转子增压燃气轮机中,虽然从喷气口
38
喷出的是温度最高的作功燃气流,但双作用外环叶片
36
被高温气流吹过后,又随后与前面进入的冷空气相作用而被冷却,使双作用的外环叶片工作温度不会很高,不必再对叶片采用另外的冷却

36.喷气分流式转子增压燃气轮机的第三实施例如图7所示,燃气轮机的压气机
21、
转子壳
29
及转子
25
与第一和第二实施例基本相同,包括压气机
21
和通过机轴相连接的涡轮
23
,在压气机与涡轮之间设有带若干排燃烧室
26
的转子
25
,该转子装在转子壳
29
内,在转子壳
29
上划分有均等的若干配气角度区
40(
参看图
2)
,从转子壳
29
上每个配气角度区
40
内的起始位置

到顺转子
25
旋转方向的末端位置处,依次设有处在同一角度内的换气进口8与换气出口7,在换气进口和换气出口之后,依次形成装有火花塞
30
的点火腔
31、
第一出气口
1、
第二出气口
2、
第三出气口
3、
第四出气口4及第五出气口5……
,换气出口7和其后相应的出气口分别经相应的输气管再与涡轮之前的喷口盘
37
上相应的喷气口相连通

37.与第一实施例相比,第三实施例的不同之处在于,在转子壳
29
上除分开布置的第一输气管
11
以外,还分开布置了另外相应的输气管,并让这些分开布置的输气管利用其后侧的喷气口再吹动另外设置的外环叶片

这些分开布置的输气管和所设的外环叶片如图7中所示,在涡轮
23
后侧所设的末级叶片
42
是处在了涡轮壳
24
的外侧位置,这些末级叶片
42
的叶顶还与外围的连结转环
39
相连结,并让连结转环处于涡轮壳
24
的后面,连结转环前端面的直径尺寸与涡轮壳
24
后端面的直径尺寸相同,相当于涡轮壳
24
后端向后面尾喷管的延续

在连结转环
39
上还形成有外围的外环叶片
32
,在外环叶片的外围设有把外环叶片罩在其中的扩口涡轮壳
27
,该扩口涡轮壳经挡板环
28
与涡轮壳
24
的后侧相连

38.在末级叶片
42
上经连结转环
39
形成有外环叶片
32
后,各配气角度区
40
内的第一出气口1和中间及最后位置的两个出气口分别经各自的输气管沿涡轮壳
24
外围向后延伸,在各输气管后端形成有喷气口
38
,并让输气管后端的喷气口穿过扩口涡轮壳
27
与涡轮壳
24
之间的挡板环
28
后,再对准着后面的外环叶片
32。
如果图7中的第三实施例采用与第一和第二实施例相同的转子壳结构,在转子壳上便划分有三个配气角度区
40(
参看图
2)
,并在转子壳
29
的每个配气角度区
40
内设置了第一至第六个出气口,在第一出气口1经第一输气管
11
利用输气管后端的喷气口
38
穿过扩口涡轮壳与涡轮壳之间的挡板环
28
并对准着后面的外环叶片
32
后,排在中间及最后位置的两个出气口的输气管也是向外分开布置的,即让第四出气口
4(
或第三出气口
3)
和第六出气口6的输气管
14
和输气管
16
也向外分开布置,并让两输气管后侧的相应喷气口
38
穿过挡板环
28
对准后面的外环叶片
32。
为使各喷气口能排满扩口涡轮壳
27
与涡轮壳
24
之间的环形喷气口布置空间,各输气管后端的各喷气口
38
都形成了较宽的尺寸

39.在转子壳
29
上各出气口的相应输气管布置中,除了各配气角度区
40
内的第一出气口1和中间及最后位置的两个出气口之外,转子壳
29
上各配气角度区
40
内剩余的各出气口则分别经相应的各自输气管与涡轮
23
之前的喷口盘
37
上各相应的喷气口相连通

40.在图7的第三实施例中,因把第一出气口

第四出气口和第六出气口的相应输气管进行了分开布置
(
各出气口的排列参看图
2)
,转子壳
29
各配气角度区
40
内剩余的第二出气口
2、
第三出气口3和第五出气口便会经相应的输气管与涡轮
23
之前的喷口盘
37
上各相应的喷气口相连通

在图7中,通过偏转角度,描绘了转子上的燃烧室
26
转到换气进口8与换气出口7位置时把换气进口与换气出口沟通,并让燃烧室内进行中压换气的过程,换气出口7经输气管
17
通向喷口盘
37
上相应的喷气口

41.在一般的燃气轮机中,涡轮前的温度越高,燃气轮机的效率也越高,但要求涡轮叶片能承受作功燃气的更高温度,增加了涡轮叶片的制造成本

在图7中的第三实施例的喷气
分流式转子增压燃气轮机中,因最高温度的作功燃气已经从第一出气口喷出,从其余出气口流出的作功燃气温度已经相对降低,相应降低了涡轮叶片的工作温度,改善了涡轮运转条件

42.由于从第一出气口喷出高温作功燃气也会让被吹动的叶片承受很高的燃气温度,为避免外环叶片过热,也可如图7中所示,在从压气机
21
之后的各压缩空气输气管9上还可分别引出设有中间冷却器
49
的冷气输气管
48
,同时让冷气输气管数量与转子壳上配气角度区
40
的数量相同,在这些冷气输气管后端形成有冷气喷气口
50
,在让冷气输气管
48
均布排列在其它的输气管之间并穿过连结着扩口涡轮壳
27
与涡轮壳
24
的挡板环
28
后,再让冷气输气管后端的冷气喷气口对准着后面的外环叶片
32
,用冷却过的压缩空气吹动并冷却外环叶片
32
,使外环叶片的温度不会特别的升高,也使得涡轮叶片不必用特别的耐高温材料制造

43.实际中,涡轮
23
后侧的末级叶片
42
和连成一体的外环叶片
32
即可装在涡轮
23
的转子体
33
上,也可以如图7所示,让涡轮
23
后侧的末级叶片
42
和连成一体的外环叶片
32
装在动力输出轴
35
上的单独转子盘
34
上,让这台转子增压燃气轮机以动力输出轴
35
向外输出动力

当然为了让外环叶片
32
能产生更大的动力,也可以向后加长连结转环
39
,在外环叶片
32
后面再设置一级外环叶片
(
未画
)。
由于图7实施例中的喷气分流式转子增压燃气轮机主要靠动力输出轴
35
输出动力,可作为螺旋桨飞机

直升机

车辆

船舶和电站的动力装置

44.喷气分流式转子增压燃气轮机的第四实施例如图8所示,在基本构成上与第一

第二和第三实施例中相同,也包括压气机
21
和通过机轴
22
相连接的涡轮
23。
在压气机与涡轮之间设有带若干排燃烧室
26
的转子
25
,该转子装在转子壳
29


在转子壳
29
上划分有均等的若干配气角度区
40(
参看图
2)
,从转子壳
29
上每个配气角度区
40
内的起始位置

到顺转子
25
旋转方向的末端位置处,依次设有处在同一角度内的换气进口8与换气出口7,在换气进口和换气出口之后,依次形成装有火花塞
30
的点火腔
31、
第一出气口
1、
第二出气口
2、
第三出气口
3、
第四出气口4及第五出气口5……
,换气出口7和其后相应的出气口分别经相应的输气管再与涡轮之前的喷口盘
37
上相应的喷气口相连通

在图8的第四实施例中,转子壳
29
的结构也可与第一实施例相同
(
参看图
2)
,在转子壳上设置三个配气角度区
40(
大功率机型可设置四个配气角度区
)
,并在每个配气角度区设置了第一出气口
1、
第二出气口
2、
第三出气口
3、
第四出气口
4、
第五出气口5和第六出气口6,设置了六个出气口

45.第四实施例的喷气分流式转子增压燃气轮机主要是作为喷气飞机的动力装置,如图8所示,在涡轮
23
后侧所设的末级叶片
42
处在涡轮壳
24
的外侧位置,这些末级叶片
42
的叶顶与连结转环
39
相连结,连结转环处于涡轮壳
24
的后面,并且连结转环前端面的直径尺寸与涡轮壳
24
后端面的直径尺寸相同,相当于涡轮壳
24
后端向后面尾喷管的延续

在连结转环
39
上还形成有外围的外环叶片
32
,在外环叶片
32
的叶顶又形成有外围的连结外环
41
,在连结外环上还形成有风扇叶片
44。
46.在涡轮壳
24
的后侧外围设有喷口壳
46
,涡轮壳
24
的后侧经挡板环
28
与外围所设的喷口壳
46
后侧相连,喷口壳
46
后端面的直径尺寸与后面的设有叶片的连结外环
41
前端面的直径尺寸相同,相当于喷口壳
46
后端经连结外环
41
向后面的延续

在风扇叶片
44
的外围还设有把风扇叶片罩在其中的风扇函道
43
,风扇函道通过导向柱片
45
与涡轮壳
24
外围的喷口壳
46
相连,让这种结构的喷气分流式转子增压燃气轮机成为一种风扇函道后置式喷气发动机

47.在转子壳
29
上各出气口的输气管布置中,各配气角度区
40
内的第一出气口1和中间及最后位置的两个出气口分别经各自的输气管沿涡轮壳
24
外围向后延伸,并让各输气管后端所形成的喷气口
38
穿过喷口壳
46
与涡轮壳
24
之间的挡板环
28
对准着后面的外环叶片
32。
48.各输气管后端的喷气口尺寸较宽,如图9所示,使各喷气口
38
能排满喷口壳
46
与涡轮壳
24
之间的环形喷气口布置空间

除了各配气角度区
40
内的第一出气口1和中间及最后位置的两个出气口之外,剩余的各出气口则分别经相应的各自输气管与涡轮
23
之前的喷口盘
37
上各相应的喷气口相连通

49.在转子壳
29
上的各出气口
(
参看图
2)
与各输气管的连接布局中,分开布置的第一出气口1经输气管
11
通向喷口壳与涡轮壳之间的挡板环
28
,并让输气管后端的喷气口
38
对准后面的外环叶片
32。
在第一出气口之后,如图9所示,可让中间及最后位置的第四出气口和第六出气口的相应输气管
14
和输气管
16
通向挡板环
28
,让温度和压力较高的作功燃气去推动外环叶片
32
,并带动外环叶片外围的风扇叶片
44
,让这部分作功燃气通过风扇叶片产生更大的向前推动力

而转子壳上各配气角度区
40
中其余的第二出气口
2、
第三出气口3和第五出气口5的相应输气管
12、
输气管
13
和输气管
15
便会与涡轮
23
之前的喷口盘
37
上各相应的喷气口相连通,让温度相应降低的作功燃气去推动涡轮壳
24
内的涡轮
23
旋转作功,改善了涡轮的运转条件

50.由于风扇叶片的转速相对降低,涡轮
23
后面的由末级叶片
42、
外环叶片
32
和风扇叶片
44
构成的结构体是通过轴承装在涡轮的转子体
33
与后侧的尾锥
47
之间的

51.由于从第一出气口喷出高温作功燃气温度很高,为避免外环叶片过热,如图8所示,从压气机
21
之后的各压缩空气输气管9上还分别引出设有中间冷却器
49
的冷气输气管
48
,中间冷却器
49
装在冷却器壳
60
中,冷空气从冷却器壳上的进风口
61
进入,带走流经中间冷却器
49
中压缩空气的压缩热量后,再从冷却器壳上的出风口
62
流出

从中间冷却器
49
接出的冷气输气管
48
数量与转子壳上配气角度区
40
的数量相同,这些冷气输气管后端也形成有冷气喷气口
50
,在让冷气输气管
48
均布排列在其它的输气管之间并穿过连结着喷口壳
46
与涡轮壳
24
的挡板环
28
后,再让冷气输气管后端的冷气喷气口
50
对准着后面的外环叶片
32。
各冷气输气管后端冷气喷气口
50
的位置如图9所示,分别设在了输气管
16
的后面,让被高温作功燃气吹动的外环叶片
32
不会过热

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